工作原理

太阳能光 伏发电系统是利用 以光生伏打效应原理制成的太阳能电池将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。

白天，光伏电池组件接收太阳光后，其半导体内产生电极性相反的电子一 空穴对 (即光生载流子) ，这些载流子被半导体P-N 结所产生的静电场分离 ，并分别被光伏电池的正 、负极所收集 。同时在外电路中产生电流 ，从 而获得电能 。 这些电能一部分供给直流或交流负载工作，另一部分多余的 电量可通过 防反充二极管给蓄电池组充电 。在夜晚或 阴 雨 天 。光伏电池组件无法工作时，蓄电池组供给直流或交流负载工作 。

系统组成

太阳能光伏发电系统主要由光伏电池组件、光伏系统电池控制器、蓄电池和交直流逆变器构成，核心元件是光伏电池组件。

光伏电池组件：将太阳的光能直接转化为电能。

交直流逆变器：用于将直流电转换为交流电的装置。此外逆变器还具有自动稳压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。

蓄电池：用于存储从光伏电池转换来的电力，按照需要随时释放出来使用。

充放电控制器：具有自动防止太阳能光伏电源系统的储能蓄电池组过充电和过放电的设备，它是光伏发电系统的核心部件之一 。

光伏发电的优点

光伏发电的优点充分体现在以下几个方面：

(1) 太阳能资源取之不尽，用之不竭。照射到地球上的太阳能要比人类消耗的能量大6000倍。

(2) 绿色环保。光伏发电本身不需要燃料，没有二氧化碳的排放，不污染空气，不产生噪声。

(3) 应用范围广。只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统。

(4) 使用寿命长、维护简单、可靠性高。晶体硅太阳能电池寿命长达20—35年；由于无机械转动部件，操作

维护简单，可靠性高，加之均采用自动控制技术，基本不用人工操作。

(5) 太阳能电池组件结构简单，体积小且轻，便于运输和安装，光伏发电系统建设周期短。

(6)系统组合容易。若干太阳能电池组件和蓄电池单体组合成为系统的太阳能电池方阵和蓄电池组；逆变器、控制器也可以集成。

所以光伏发电系统可大可小，极易组合、扩容 。

传统的燃料能源正在一天天减少，能源问题已经成为不容忽视的全球性问题。寻找新能源，已经成为当务之急。很快人们就把目光聚焦在了身边的可再生能源，风能、太阳能、地热、生物质发电……这些新能源都成为替代传统一次性能源的新目标。而每天丰富的太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的，无污染，廉价，是人类能够自由利用的能源，成为最先纳入人们视野的最佳选择。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，如果把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率为5%，每年发电量可达5.6×1012万千瓦时 。

太阳能电池生产

太阳电池能将太阳能转换成直流电能，太阳电池的生产是光伏产业链中最关键的一环。目前世界上应用最广泛的太阳电池是晶体硅太阳电池，而生产晶体硅太阳电池的原材料——高纯度多晶硅在我国却极度短缺，绝大部分需要依赖进口 。

据中国工程院的专家调查，2005年我国对多晶硅的需求量为3800吨，其中光伏产业需求2691吨，而2004年我国多晶硅的产量只有60吨，即使全部供应光伏产业，也仅是市场需求的2.6%，其余只能依赖进口。从而形成了中国光伏产业著名的“两头在外”现象：九成以上的原材料依赖进口，九成以上的产品出口。表面上原因是太阳能电池成本过高，暂不适于国内广泛应用。而造成这一现象直接原因在于技术跟不上，原材料受控。

光伏电池

太阳能光伏电池的制造链为：石英砂——多晶硅——切割变为硅片（或者变为单晶硅）——电池以及电池组件（单个电池片无法发电），再将组件组合，最后安装在工程项目上用于发电。 跨国公司垄断的产品，恰恰就是多晶硅。全球的七大公司，几乎控制了所有的高纯度多晶硅销售和制造，他们既不合作、也不合资，技术完全封闭 。

事实上，多晶硅的上游原材料石英砂在我国并不缺乏。不少海外的多晶硅公司都从中国直接采购。但中国企业对于硅的提纯技术，一直毫无进展。上世纪90年代，国内有40多家小型公司都在研究多晶硅技术，但就是没有一家公司可以承担大型的多晶硅生产。技术瓶颈无法突破，处处毕将受制于人，所以即使有原材料无技术，也只能成为廉价的国外环保产业加工厂。从而也导致了我国太阳能产业裹足不前。太阳能电池发电的成本与传统的煤炭发电成本比，太阳能发电的上网电价则约为3.5元/千瓦时，是普通发电机组上网电价的10倍左右，如此高昂的费用，显然没有普及的可能 。