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光伏發(fā)電原理

光伏發(fā)電的主要原理是半導體的光電效應。光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，電子吸收的能量足夠大，能克服金屬內部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子。硅原子有4個外層電子，如果在純硅中摻入有5個外層電子的原子如磷原子，就成為N型半導體；若在純硅中摻入有3個外層電子的原子如硼原子，形成P型半導體。20世紀90年代后，光伏發(fā)電快速發(fā)展，到2006年，世界上已經建成了10多座兆瓦級光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個兆瓦級的聯(lián)網光伏電站。當P型和N型結合在一起時，接觸面就會形成電勢差，成為太陽能電池。當太陽光照射到P－N結后，空穴由P極區(qū)往N極區(qū)移動，電子由N極區(qū)向P極區(qū)移動，形成電流。

光電效應就是光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現(xiàn)象。它首先是由光子(光波)轉化為電子、光能量轉化為電能量的過程；其次，是形成電壓過程。

多晶硅經過鑄錠、破錠、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上摻雜和擴散微量的硼、磷等，就形成P－N結。然后采用絲網印刷，將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線，經過燒結，同時制成背電極，并在有柵線的面涂一層防反射涂層，電池片就至此制成。電池片排列組合成電池組件，就組成了大的電路板。一般在組件四周包鋁框，正面覆蓋玻璃，反面安裝電極。系統(tǒng)的主要交直流轉換部件為逆變器，逆變器經過電能質量測試合格后才能投產使用。有了電池組件和其他輔助設備，就可以組成發(fā)電系統(tǒng)。為了將直流電轉化交流電，需要安裝電流轉換器。發(fā)電后可用蓄電池存儲，也可輸入公共電網。發(fā)電系統(tǒng)成本中，電池組件約占50%，電流轉換器、安裝費、其他輔助部件以及其他費用占另外 50%。

光伏發(fā)電的系統(tǒng)分類——獨立光伏發(fā)電

獨立光伏發(fā)電也叫離網光伏發(fā)電。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負載供電，還需要配置交流逆變器。光伏發(fā)電與火力發(fā)電對比相對于火力發(fā)電系統(tǒng)相比，太陽能電池板的生產卻具有高污染、高能耗的特點，在現(xiàn)有的條件下，生產國內自己使用的電池板還說的過去，不過大量出口等于污染中國，造福世界了，據(jù)統(tǒng)計，生產一塊1m×1。獨立光伏電站包括邊遠地區(qū)的村莊供電系統(tǒng)，太陽能戶用電源系統(tǒng)，通信信號電源、陰極保護、太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

有蓄電池的直流光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池、充放電控制器、蓄電池以及直流負載等組成。有陽光進，太陽能電池將光能轉換為電能供負載使用，并同時向蓄電池存儲電能。夜間或陰雨天時，則由蓄電池向負載供電。太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。這種系統(tǒng)應用廣泛，小到太陽能草坪燈、庭院燈，大到遠離電網的微波中轉站，邊遠地區(qū)農村供電等。當系統(tǒng)容量和負載功率較大時，就需要配備太陽能電池方陣和蓄電池組了。

光伏節(jié)約電費

光伏發(fā)電現(xiàn)在有三種模式，自發(fā)自用；自發(fā)自用，余電上網；全額上網三種模式。現(xiàn)在隨著人們生活條件的改善，洗衣機、冰箱、電視機、電腦、空調等各種類型的電器基本成為標配，這些電器方便了人們的生活，但是電費卻在不知不覺的上漲，對于一些用戶來說每個月的電費少則100，多則幾百，實屬是一筆不小的開銷。而安裝光伏發(fā)電的用戶，不管是“自發(fā)自用”還是“自發(fā)自用，余電上網”都是節(jié)約了電費，節(jié)省了開銷，換角度來說，節(jié)約了就是收益。其中，單晶和多晶電池用量大，非晶電池用于一些小系統(tǒng)和計算器輔助電源等。

光伏電纜的選擇

5kW光伏系統(tǒng)所用的電纜分為光伏直流線纜和交流線纜，在選擇線纜時一方面要考慮線纜所能承載的電流，另一方面要考慮電纜線阻造成的電壓損失。

直流線纜選型：

直流線纜多為戶外鋪設，需要防潮、防曬、防寒、防紫外線等，因此分布式光伏系統(tǒng)中的直流線纜一般選擇光伏認證的線纜，考慮到直流插接件和光伏組件輸出電流，目前常用的光伏直流電纜為PV1-F 1*4mm2。

交流電纜選型：

交流線纜主要用于逆變器交流側至并網箱，需要考慮防潮、防曬、防寒、防紫外線，一般選用ZR-YJV型電纜。由逆變器參數(shù)知，逆變器交流端的電流I=-23.8A，下表為YJV三芯電力電纜持續(xù)載流量數(shù)據(jù)表。