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光伏发电原理

太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的

是太阳能光伏发电，简称“光电”。光伏发电是利用半导体界面

的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术

的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护

可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形

成了光伏发电装置。

光伏发电，英文词Photovoltaicpowergeneration。

理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，

上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，

光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能

电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其

中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和

计算器辅助电源等。目前多晶硅电池效率在16至17%左右，

单晶硅电池的效率约18至20%。由一个或多个太阳能电池片

组成的太阳能电池板称为光伏组件。

光伏发电原理图

光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源；

二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路

灯和太阳能草地各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家

已经大面积推广实施。到2009年，中国并网发电还未开始全

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面推广，不过，2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电

和风力发电提供的。[1]

系统设备

光伏发电系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控

制器，逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。

其部分设备的作用是：

太阳能电池方阵

在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）

情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即

产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。在光生伏特

效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换

成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分

为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电

池三种。

蓄电池组

其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可

随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要

求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.

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充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价

格低廉。

充放电控制器

是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电

池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重

要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制

器是必不可少的设备。

逆变器

是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄

电池是直流电源，

光伏发电1

而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运

行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆

变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。

并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按