时间：2024-02-10 16:37:11
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【关键词】太阳能；光伏发电；能源
随着社会的不断发展，人口、资源和经济之间存在着越来越大的矛盾，太阳能光伏技术的应用和开发为解决能源紧缺问题起到了非常重要的作用。目前在对太阳能利用上，主要还是取暖和发电这两个方面，特别是在利用太阳能发电上，其可以完全取代水能和火能的技术，成为新型、绿色的发电技术，确保了能源的可持续利用和发展。
1 光伏发电的基本工作原理
光伏发电技术是充分的利用光生伏特效原理实现的，其通过太阳能电池来将太阳光转化为电能。光伏发电技术可以独立使用进行发电，也可以并网进行发电，其主要由太阳能电池板、控制器和逆变器等部分组成，其组成元器件都为电子元器件，因此发电设备不仅精炼，而且较为稳定，寿命较长，更易于安装和维护。而且在任何电源场合中都可以利用光伏发电技术进行发电。在进行光伏发电时，其以太阳能电池为其最基本的元件，而且电池种类较多，目前以单晶和多晶用量最为常见，只有在一些小系统和计算器辅助电源中都会采用非晶电池。而光伏组件多是由一个或是多个太阳能电池片组成的太阳能电池板。
2 太阳能光伏发电的优缺点
太阳能光伏发电与常规的发电系统相比具有较为明显的优点，由于其是利用太阳能来进行发电，不仅安全可靠，而且无污染，没有噪音产生，同时太阳能资源也不会存在枯竭的危险。利用太阳能进行发电不用受到资源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同时也不需要架设输电线路，能源质量较高，而且易于建设，可以在较短时间内即可获取到能源，使用者对太阳能光伏发电更易于接受。
但利用太阳能光伏发电也有其自身的缺点，由于太阳能会受到四季变化及天气等气象条件的影响，而且由于太阳照射能源分布密度较小，所以利用太阳能进行发电时还需要占用较大的空间面积。
3太阳能光伏发电技术的应用
太阳能光伏发电的应用方式有多种，包括独立、并网、混合光伏发电系统，光伏与建筑集成系统以及大规模光伏电站领域；在偏远农村电气化、荒漠、军事、通信及野外检测等领域得到广泛应用，并且随着技术的发展，其应用领域还在不断地延伸和发展。下面笔者仅针对独立、并网、混合光伏发电等三种技术应用方式进行阐述。
3.1 独立光伏发电系统
独立光伏发电系统是不与公共电网系统相联接而孤立运行的发电系统，通常建设在远离电网的偏远地区或作为野外移动式便携电源，比如公共电网难以覆盖的边远农村、海岛、边防哨所、移动通讯基站等等。由于太阳能发电的特点是白天发电，而负荷用电特性往往是全天候的，因此在独立光伏发电系统中储能元件必不可少。尽管其供电可靠性受气象环境等因素影响很大，供电稳定性也相对较差，但它是偏远无电地区居民和社会用电问题的重要解决方式。
3.2 并网光伏发电系统
并网光伏发电系统与公共电网相联接，共同承担供电任务。光伏电池阵列所发的直流电经逆变器变换成与电网相同频率的交流电，以电压源或电流源的方式送入电力系统。容量可以视为无穷大的公共电网在这里扮演着储能环节的角色。因此并网系统不需要额外的蓄电池，降低了系统运行成本，提高了系统运行和供电稳定性，并且光伏并网系统的电能转换效率要大大高于独立系统，它是当今世界太阳能光伏发电技术的最合理发展方向。
3.3 混合光伏发电系统
混合光伏发电系统是将一种或几种发电方式同时引入光伏发电系统中，联合向负载供电的系统。其目的是为了综合利用各种发电技术的优点，避免各自的缺点。如光伏系统的优点是维护少，缺点是电能输出依赖于天气、不稳定。在冬天日照差，但风力大的地区，采用光伏、风力混合发电系统，可以减少对天气的依赖性，降低负载缺电率。
4 太阳能光伏发电存在问题分析
4.1 产业水平低级
中国的光伏产业起步晚，发展缓慢，多晶硅制造技术比较不成熟，不仅生产的多晶硅质量相对较差，而且由于制造工艺水平上的差距，中国的多晶硅制造过程中会消耗大量的能源，这些能源直接或间接的通过煤、石油等能源获取。所以，中国的多晶硅制造多是具有高能耗、高污染、低利润的特点。另一方面，由于太阳能光伏发电市场多是在欧美等国家，国内市场需求量小，绝大多数的光伏产品都是出口到国外，所以中国的光伏产业仅仅是处于产业链的低端，用高资源、高污染的巨大代价获取与之不符的低回报。
4.2 行业产能过剩
现在，全国各地多个地方都兴起了一股新能源热光伏热，大批的光伏项目上马，投产的、在建的、申请批复的项目越来越多，在2010 年之前多晶硅产能就超过了两万吨，产量远远超过五千万吨，产能已经严重过剩。为了中国光伏产业健康有序的发展，政府开始通过政策、经济手段对光伏产业进行调节。
4.3 多晶硅制造能耗大
太阳能光伏发电是一种绿色无污染的环保能源，但是太阳能光伏发电所需的原料多晶硅的制造过程却是一个耗能巨大的生产过程，耗电量甚至高过电解铝产业。现在国外成熟的多晶硅制造技术多是采用优化后的西门子法，耗电量一般不高于150kw.h/kg，中国多晶硅制造技术相对不成熟，耗电量一般要超出国外30% 甚至100%。
4.4 行业发展无序
中国光伏产业虽然体量巨大，但是由于生产的光伏产品多是出口到国外，所以行业发展混乱，往往单打独斗。由于中国光伏产业没有国家层次的行业组织和统一的产业制度，在光伏产业遭遇国外反倾销的时候往往处于被动地位，不能形成统一的强大的行业凝聚力从而具有光伏产业话语权，所以，在反倾销的国际案例中，中国光伏企业屡屡败诉，损失巨大。
5 太阳能光伏发电发展对策
5.1 控制产业规模
中国光伏产业发展要想有序且有竞争力，产业规模一定要严格控制。对已生产的企业严格把控质量关，对在建的企业加强监管，对正在申请的项目严格审批程序。将光伏产业规模控制在一定产量之内，提高行业竞争力。
5.2 促进企业结构调整
耗能高的企业要促进结构优化，加快系统升级，降低生产能耗。促进企业结构调整，加强企业运营管理，提高经营水平。国家应该加大技术研发投入，通过制定相关财税政策促进核心技术研发，摆脱技术水平长期落后的现状，将我国光伏产业发展推向更高水平。
5.3 淘汰环保不达标企业
我国多晶硅制造可以说是一个高污染的行业，原因主要是，第一，资金投入不到位，第二，生产工艺水平不达标。政府应该加强监管，提高行业准入门槛，提高行业环保标准，对环保不达标的高污染企业进行整顿，将生产水平和制造工艺达不到环保要求的新申请的项目淘汰出局。
5.4 推进光伏产业联合
政府应该建立光伏产业联盟，制定实施相关产业政策，建立更高层次的行业协会。加大科研投入，推进光伏产业技术研发，提高行业整体制造水平，提高竞争力。推进产学研结合，建立大型示范企业，加快技术推广，降低资源浪费和环境污染。
6 结语
太阳能光伏发电是未来能源发展新途径，作为新兴产业和朝阳产业，光伏产业的发展还需要走很长的路。制造技术和生产工艺的提高能将这一绿色产业推向新的发展高度，政策制定和行业有序的组织联合是中国光伏产业发展的必经之路。
参考文献：
关键词：太阳能；光伏发电；优势；现状；发展趋势
中图分类号：TK511文献标识码： A
前言：目前我国正在进入工业化快速发展和城镇化稳步推进的阶段，能源需求快速增长，其中尤其是电力能源需求最为紧迫。我国大部分地区依靠火力发电，但是火力发电会对对环境造成污染严重且在电力调度中损坏大，电荒现象也时有出现。因此，绿色能源的到了人们的光伏关注，其中尤其以太阳能光伏发电最为引人瞩目。阳能光伏发电作为一种清洁又环保的绿色能源，在新时期的得到了广泛的应用和发展。
一、我国发展光伏发电的资源优势
我国太阳能资源非常丰富，资料显示我国日辐射量达每平方米 4 千瓦时以上，地区更是辐射量每平方米高达 7 千瓦时以上，如果全部对其太阳能资源进行开发，其能量相当于每年 17000 亿吨煤所产能量。目前太阳能发电已在我国内蒙古、新疆、甘肃、青海、、河北张家口等地的到了广泛的应用，这将有效地改善西部地区电能结构，拉动西部地区经济稳步增长。
二、太阳能光伏发电的发展现状
1、世界范围内太阳能广泛产业的发展现状
在各国政府对再生资源的重视和大力支持下，太阳能光伏产业得到了快速的发展。有数据显示，2013年，全球光伏新增装机容量约为27.5GW，较上年的18.1GW相比，涨幅高达52%，全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中，有将近20GW的系统安装于欧洲，但增速相对放缓，其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%，分别为7.6GW和7.5GW。2013年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%，其装机量分别为2.2GW，1.1GW和350MW。此外，在日趋成熟的北美市场，去年新增安装量约2.1GW，增幅高达84%。
2、我国太阳能广泛产业发展的现状
2011年7月24日，发改委颁布了《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》，出台了太阳能光伏发电的标杆电价，在2011年7月前核准建设的、在当年年底前建成投产的项目，执行1.15元/千瓦时电价，7月1日以后核准，以及在年底前未投产项目，则按照1.00元/千瓦时电价执行。此外，发改委将可根据投资成本变化、技术进步等因素适时调整上网电价。近10年全球太阳能光伏产业年均增长41.3%，近5年为49.5%。中国已经为世界上最大的光伏电池组件生产国，2008年产量达到了2540.7MW，2009年产量约4000MW，约占世界产量的40%。
三、太阳能光伏发电的优缺点
1、太阳能光伏发电的优点
与火力发电系统相比，太阳能光伏发电的优点主要是
（1）从环境效益上说，太阳能光伏发电污染排放少，不会有资源枯竭的危险，使用者心理上更容易接受，符合现代人绿色环保的能源理念。
（2）从经济效益上说，太阳能光伏发电能源质量，不需要消耗燃料、不受地域限制，设施一旦投放，即可就地发电，经济效益显著。
（3）从技术角度而言，太阳能光伏发电技术已经日趋成熟，无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠，一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，维护成本低。
2、太阳能光伏发电的缺点
（1）从环境效益上来说，光伏生产最重要的一个环节就是多晶硅的生产。多晶硅行业是个重污染的行业， 国内尾气回收工艺不尽完善，晶硅副产品是四化硅是高毒物质，倾倒或掩埋四氯化硅将造成寸草不生土地几百年都无法使用等巨大的环境风险。
（2）从经济效益上来说，虽然太阳能光伏一点投入使用后便会产生巨大的经济效益，但是在前期投入上，投入成本仍然是巨大的。他能量密度低、需要占用大量的土地资源，且受气候因素和地理位置的影响较大。再者，太阳能电池组件成本高昂，目前仍然达不到将其进行民用普及的水平。
（3）从技术角度来说，目前太阳能光伏技术已经日趋成熟，但是目前太阳能电池生产成本迟迟不能降下来也可以说是一个技术难度。为了降低成本，现在普遍采用多晶硅代替电池中的单晶硅。多晶硅材料制备的新技术、快速掺杂表面处理技术、提高硅片质量等是当前的主要技术问题。
四、太阳能光伏发电产业存在的一些问题
（1）太阳能光伏发电并网问题
未来太阳能能源肯定是重要的能源供应来源，当光伏发电在电网电源中的比例达到一定规模时，必须考虑其对电网电压频率控制的影响，必须对光伏电站进行科学合理的调度运行控制。光伏发电的大规模接入增加了电网的安全稳定控制难度，如何利用光伏发电并网智能化技术提高电网安全稳定水平是突破的重点之一。
(二)光伏产业盲目扩张，产业和市场不对等，不利于行业健康发展
过去几年内，我国光伏产业界抓住欧美国家光伏市场的快速增长的机遇，利用国内人力和资源成本较低的比较优势，实现了迅速起步与发展壮大。但受全球光伏产业的产能迅速扩张以及金融危机影响，未来世界光伏市场将呈现供过于求的趋势，使光伏产业面临大规模洗牌。 最近我国光伏企业已普遍停止扩产、削减产量。在这个洗牌过程中，利润率最高的环节也将逐渐转向下游的光伏发电运营业，使得出售光伏电力比出售光伏组件和系统具有更长远稳定的回报，这也是传统光伏产业界(光伏设备制造业)日益重视、极力呼吁启动国内光伏市场的根本原因。
（3）光伏产业没有形成一个权威机构管制，缺少长远发展规划实践，相关技术人才匮乏，研究力量薄弱，高端实验设施落后。
五、太阳能光伏发电产业未来发展方向
（1）未来太阳能光伏发电产业一定会成本，使之普及开来。
太阳作为一种高效环保的绿色能在未来一定会得到光伏的应用。通过加大资金投入和政策扶持力度和企业的创新研发力度，一定能够降低光伏发电系统成本。现阶段光伏技术最关键的问题，就是要提高电池效率和降低成本。通过采用更先进的电子器件及高效模块降低特定系统平衡成本；通过高效的生产方案、通用型材料的增用以及新蓄电池的观念等手段降低电池成本；通过引进先进封装技术及提高电池工作效率来降低特定模块的生产成本。最后，通过降低电池成本一定会降低太阳能光伏发电的整体成本。
（2）未来民用太阳能光伏发电将大行其道
当太阳能光伏生产的整体成本降低之后，未来的民用太阳能产业一定会大行其道，将在通信和工业应用、农村和偏远地区得到广泛应用。太阳能光伏建筑一体化亦是未来的一个发展趋势，对于城市而言可以有效节约土地资源，提升高层建筑利用率。西部地区太阳能资源丰富地区农村光伏发电站的建设可以与风能发电系统互补满足农村基本用电要求。另外太阳能庭院灯，太阳能路灯等都将为家庭和市政建设节约能源。
太阳能光伏发电是一种清洁能源，零排放、无污染，且其技术日趋成熟、成本不断下降，已经适合规模应用，今后，太阳能光伏发电必将在公共建筑或民用建筑中广泛应用，光伏发电也将成为我国的一种常规能源。
结束语：太阳能光伏发电固然有其独特的优势所在，但是在经济利益复杂和多重能源并存的局面下，我国的太阳能光伏产业机遇和挑战是共存的。在现有技术的基础上，生产企业必须深入的加快研发节奏，降低生产成本，提高产品质量。政府方面更加需要推进绿色能源普及使用的进程，制定强有力的产业政策和法规条文，保障光伏产业的发展。伴随着人民环保意识的增强，我们相信在市场改革和政府政策的联动作用下，我国的光伏发产业必定能稳步健康发展。
参考文献：
[1] 赵晶；赵争鸣； 周德佳. 太阳能光伏发电技术现状及其发展 [J]. 电气应用. 2007(10)
[2] 吴福保；王湘艳. 太阳能光伏发电技术的特点及其发展 [J]. 电力与能源 . 2013(07)
关键词： 太阳能；发电效率；影响因素
中图分类号： U473.4 文献标识码：A
在经济和社会的发展过程中，面临着非常大的难题，就是能源短缺的问题。在以前的经济发展的过程中，人们对于能源的开发和使用并没有一个度的认识，认为能源是源源不断的，可是在现在，人们又不得不为过度的开发能源进行弥补的工作。过去的经济建设中还存在着环境的污染和生态破坏的问题，所以现在发展新能源成为了促进经济发展的重点。太阳能作为一种新能源而且还是一种可再生的能源受到了人们的关注，在使用太阳能的过程中不会对环境造成太多的破坏，而且这种能源是可以循环利用的。但是在太阳能的光伏发电的过程中会出现很多的因素对发电的功率进行影响。
1 太阳能光伏发电的发电原理
太阳能的光伏发电系统是由非常多的部件组成的，这其中包括太阳能的电池、电池的充和放电的控制器，计算机的监控设备和蓄电池以及一些辅助的设备。太阳能的光伏发电的原理主要是利用阳光的照射，在阳光照射太阳能电池的表面的时候，太阳光中的光子就会被太阳能电池的硅材料吸收，这样光子的能量就会通过硅原子使得太阳能电池内的电子发生变化。在太阳能电池与外部的电路相连接的时候，就是产生一定的输出功率，这个过程就是一个光能转化为电能的过程。太阳能电池连接着蓄电的电池组，这样就可以将光能转化为电能的能源储存起来。进而通过电能的输送装置输送到电网中，以便人们使用。
2 太阳能光伏发电的优缺点
利用太阳能进行发电具有很多其他能源开发没有的优点，首先，太阳能是无处不在的，在世界的任何地方都是有太阳光的存在的。其次，太阳能发电想比较其他能源来说，它是没有污染的，这样是符合现在世界各国的可持续发展的战略的。最后，太阳能发电的可利用时间是非常的久的。但是太阳能光伏发电还是存在着一些缺点的，太阳能发电就一定离不开太阳光，但是有些地区的时间周期是非常的短的，一天内太阳光的照射时间是非常的短的，而且太阳能光伏发电还受到气象条件的制约，有些地区是常年阴雨的这样就不利于太阳能发电。
3 影响太阳能光伏发电效率的因素
3.1自然条件的影响
3.1.1 太阳高度角和地理纬度的影响
太阳高度角可以直接影响太阳的辐射强度，在纬度高的地区太阳的高度角就会越小，太阳的辐射强度就会越弱；在纬度低的地区，太阳高度角就会越大，这样太阳的辐射强度就会越强，因此在纬度低的地区，开发太阳能光伏发电更加具有可行性。
3.1.2大气透明度和海拔高度的影响
大气的透明度是太阳光透过大气的一个参数，在天空晴朗的时候，大气的透明度就非常的高，太阳光对于地面的辐射就会强一些，反之则少；海拔高度越高时，空气就越稀薄，大气透明度就越大。因此海拔越高，太阳辐射能量也就越大，这些地区就更加适合开发太阳能光伏发电。
3.1.3日照时数的影响
日照时数也是影响地面太阳能的一个重要因素。一般日照时间长，地面所获得的太阳总辐射量就多。
3.2逆变器整机效率对发电效率的影响
大功率的逆变器在满载时，效率必须在百分之九十以上。特别是在低负荷下供电时，仍须有较高的效率。逆变器效率的高低对太阳能光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要的影响。光伏发电系统专用的逆变器在设计中应特别注意减少自身功率损耗，提高整机效率。所以为了提高输出效率，并网逆变器应具有最大功率点跟踪控制功能，随时跟随太阳能辐射能力而变化。此外还能根据日出、日落条件的不同自动进行开与关。
3.3 最大功率峰值跟踪对发电效率的影响
输入的直流功率取决逆变器工作在光伏阵列的电流-电压曲线上的哪一个点上。理想状态下，逆变器应工作在太阳能光伏阵列的最大功率峰值上。最大功率峰值在一天内是不同的，主要是由于环境的作用，如太阳光的辐射和温度，但逆变器通过一个具有最大功率峰值跟踪的运算器来直接与光伏阵列相连，达到能量转移的最大化。最大功率峰值跟踪的最大效率可以定义为在定义的一段时间内逆变器从太阳能阵列获得的能量与理想状态下的最大功率峰值跟踪从太阳能阵列获得的能量的比率。许多最大功率峰值跟踪的运算法是建立在不同的基础上的，其参数有增量电导、寄生电容、恒定电压、电压的温度修正和模糊逻辑控制等。尽管如此，这种运算还是有些局限的地方，这将使最大功率峰值跟踪的效率在某些特定条件下有所降低。在非常低的太阳光辐射下，功率曲线变得非常平滑，找到最大功率峰值变得非常困难。
4 提高太阳能光伏发电效率要解决的问题
目前，世界太阳能光伏发电产业还处于初级阶段，为了保证太阳能光伏发电产业的健康发展，提高太阳能光伏发电效率，需要做好以下工作：首先，继续研制太阳能电池新材料，提高电池的光电转化效率；其次，研究太阳能光伏电池最大功率跟踪算法，实现太阳光最大功率跟踪；再次，研究太阳能光伏电池阵列的优化组合算法，实现太阳能光伏电池阵列的优化组合；最后，研究太阳能光伏发电的软并网技术，减少光伏电能对电网的冲击。
结语
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的自然能源，我国拥有非常丰富的太阳能资源，太阳能资源丰富，而且它对环境无任何污染，解决好影响太阳能光伏发电效率的问题，使太阳能得到充分的利用，太阳能会成为满足可持续发展需求的理想能源之一。对出现的问题找到合理的解决措施就可以使得太阳能发电更好的为我国的经济发展做出贡献。
参考文献
[1]黄云 .浅议几种太阳能光伏电源最大功率的跟踪方法[J].青年科学 ，2010.
关键词：光伏发电；电池；太阳能
引言
能源是人类发展的物质基础和社会进步的主要动力。各国专家通过研究发现，全球变暖不是应有的发展规律，而是因为温室气体大量被排放的结果。气候的变化对生态环境造成了很大影响还会造成海平面上升等，危害人类的生存。环境和发展已经成为困扰各国政府的大问题，尤其是我国正处在发展阶段，资源严重短缺，而且资源的开发更是使环境恶化。
太阳能作为一种新兴的能源，是取之不尽用之不竭的。随着科技的不断进步，太阳能必将成为促进可持续发展的新能源。太阳能是太阳能内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能作为一种可再生的能源，具有如下特点：
1. 储量丰富：按照现在的辐射量来看，太阳能还能持续使用约100亿年，可以无限制的开采，几乎不存任何的风险。
2. 分布广泛：虽然不同区域的太阳能的辐射能力不同，但是相对于其它能源来说，可以辐射到地球的每一个角落。不需要燃料和输电线就可以进行发电。
3. 能量大：太阳能每四十分钟传给地球的能量相当于一天全球能量消耗的总和。
4. 清洁性和经济性：人类可以直接开发利用太阳能，既环保又清洁干净。
1.光伏发电的优缺点
优点：（1）太阳能资源取之不尽，用之不竭。（2）绿色环保。光伏发电本身不需要燃料，没有CO＼-2的排放，不污染空气，不产生噪声。（3）应用范围广。只要是能获得光照的地方就可以使用太阳能发电系统，它不受地域、海拔等因素制约。（4）无机械转动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。一套光伏系统只要有太阳，电池组件就会发电，加之现在均采用自动控制技术，基本不用人工操作。（5）太阳电池生产资料丰富：硅材料储量丰富，地壳中含量在氧元素之后，列第二位，达到26%之多。（6）使用寿命长。晶体硅太阳能电池寿命可达20～35年。（7）太阳电池组件结构简单，体积小且轻，便于运输和安装，建设周期短。
缺点：（1）能量密度低。尽管太阳投向地球的能量总和极其庞大，但由于地球表面积也很大，使得单位面积上能够直接获得的太阳能量缺很小，最高约为1.2kW/m＼+2左右，绝大多数地区和大多数的日照时间内低于1kW/m＼+2。太阳能的利用实际上是低密度能量的收集和利用。（2）占地面积大。由于太阳能能量密度低，这就使得光伏发电系统的占地面积会很大，1MW光伏电站占地约需1万平方米。（3）间歇性。大多数情况下，光伏发电系统白天发电，晚上用电。（4）随机性，受气候影响强。雨雪天、阴天、甚至云层的变化都会严重影响光伏发电。（5）地域依赖性强。地理位置不同，气候不同，使各地区日照资源各异。光伏发电系统只有在太阳能资源丰富的地区应用，效果才好。
2.光伏并网发电系统简介
（1）光伏并网发电系统的原理
光伏发电系统是将太阳能转化成电能并储存到蓄电池中或者直接供给负载的装置。白天工作的时候给负载供电，当发出的点不足以提供负载时，由电网来提供，多余的部分则回馈给电网。
（2）光伏并网系统的结构及分类
根据光伏系统与电力系统的关系，一般可以分为离网光伏系统和光伏并网系统。离网光伏系统不与电力系统的电网相连接，作为一种移动式电源，主要用于边远无电地区供电。光伏并网系统与电网连接，作为电力系统中的一部分，可为电力系统提供有功和无功电能。目前，光伏并网发电是世界光伏发电系统的主流应用方式，即光伏系统通过并网逆变器与当地电网连接，通过电网将光伏系统所发的电能再分配，比如供当地负载或进行电力调峰等。光伏并网系统通常由三部分组成：光伏列阵、逆变器和电网。
其中，光伏列阵主要由光伏组件组成，其应用可以分为单个组件、组件串联及组件并联等。逆变器是DC/AC变换器，由于光伏列阵是直流电，一般也可以在前面加DC/DC环节，电网是无穷大的电源。
目前，光伏并网发电系统按照系统的功能可分为两类：一种是“不可调度式光伏并网发电系统”，该系统没有蓄电池；另一种是“可调度式光伏并网发电系统”，该系统则含有蓄电池环节。前者是将直流电能直接转化为交流电能，后者系统增加了储能环节，首先对蓄电池进行充电，然后根据需要将系统进行并网或者用作独立源，系统的工作时间和并网的功率大小可以进行设定。前者系统出现故障时，逆变器必须停止工作，使其与电网和负载断开，后者在功能和性能方便虽然比前者有所提高，但是在全球还是很难与前者相比较。原因有：蓄电池的寿命不长、价格相对还比较昂贵、蓄电池笨重体积大和不可调度式系统集成功能强，本文将采用不可调度式。
光伏并网逆变器按照结构又可分为：单相并网系统以及三相并网系统。实际上光伏并网系统基本上都可以划分成两类：单级式光伏并网系统和两级式光伏并网系统，两级式的比单级式的多出DC/DC变换。
3.光伏电池的工作原理
在光伏发电系统中，光伏电池利用光伏效应实现光电转换。光伏效应是指由于光照使不均匀半导体的PN结不同部位之间产生电位差的现象。对于常用的以半导体硅为材料的光伏电池，在光照前也就是说在平衡状态的时候，PN结形成的耗尽层中形成由N区域指向P区域的电场。当光照射到PN结后，打破之前的平衡状态，产生空穴电子对，由于垒电场的存在，使得空穴向P区移动，电子向N区移动。结果P区出现多的空穴，N区出现多的电子，从而在PN结处形成光生电动势，方向与垒电势方向相反。一部分光生电动势抵消掉垒电势，则剩下的光生电势使得P区带正电和N区带负电，这样在P区和N区之间就有了光伏效应。
上述可知，光伏电池实现光电转换大致有四个过程：
1. 光伏电池吸收太阳能光子，并且在PN结两边产生空穴电子对，一般称之为“光生载流子”。
2. 光生电子进入空间电荷区。
3. 由于垒电势的存在，光生载流子被分离，其中电子进入N区，空穴进入P区。
4. 光伏电池收集被分离的空穴和电子，接入负载则产生光生电流，从而获得电能。
4.结语
随着全球经济的快速发展，不可再生能源的不断消耗造成了今天的能源短缺，伴随着能源危机的日益加重。人类必须努力寻找能可持续发展的新能源，然而太阳能既是一种可再生能源又是无污染的能源，而且现在太阳能发电新技术不断被专家提出并开始应用。在当今社会，世界很多国家都很重视光伏发电技术的发展，我国政府也出台了不少相关政策来鼓励国内光伏产业的发展。
[参考文献]
[1]刘炳山.光伏并网发电系统运行控制技术研究[D].河北工业人学，2009.
关键词：能源；太阳能光伏发电；并网发电；发展；前景
前言
随着社会的不断发展，人口、资源和经济之间存在着越来越大的矛盾，这严重制约了世界和谐发展的步伐，所以为了更好地解决社会发展过程中能源短缺的问题，太阳能光伏技术的应用和开发为解决能源紧缺问题起到了非常重要的作用。目前在对太阳能利用上，主要还是取暖和发电这两个方面，特别是在利用太阳能发电上，其可以完全取代水能和火能的技术，成为新型、绿色的发电技术，确保了能源的可持续利用和发展。
1 国内太阳能光伏发电的发展现状
目前我国利用太阳能光伏发电项目已建成投产，而且国家也采取了相关的财政补助政策，这对于太阳能光伏发电的建设起到极为重要的作用，特别是2013年敦煌10MW光伏项目建设，这对于我国光电和大规模光伏电站的建设起到了极大的推动作用，而且随着各项目的建设和投产，我国光伏发电的装机总量将不断增加，相信到2020年将能够达到2000万千瓦。
2 光伏发电的基本工作原理
光伏发电技术是充分的利用光生伏特效原理实现的，其通过太阳能电池来将太阳光转化为电能。光伏发电技术可以独立使用进行发电，也可以并网进行发电，其主要由太阳能电池板、控制器和逆变器等部分组成，其组成元器件都为电子元器件，因此发电设备不仅精炼，而且较为稳定，寿命较长，更易于安装和维护。而且在任何电源场合中都可以利用光伏发电技术进行发电。在进行光伏发电时，其以太阳能电池为其最基本的元件，而且电池种类较多，目前以单晶和多晶用量最为常见，只有在一些小系统和计算器辅助电源中都会采用非晶电池。而光伏组件多是由一个或是多个太阳能电池片组成的太阳能电池板。
3 太阳能光伏发电的优缺点
太阳能光伏发电与常规的发电系统相比具有较为明显的优点，由于其是利用太阳能来进行发电，不仅安全可靠，而且无污染，没有噪音产生，同时太阳能资源也不会存在枯竭的危险。利用太阳能进行发电不用受到资源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同时也不需要架设输电线路，能源质量较高，而且易于建设，可以在较短时间内即可获取到能源，使用者对太阳能光伏发电更易于接受。但利用太阳能光伏发电也有其自身的缺点，由于太阳能会受到四季变化及天气等气象条件的影响，而且由于太阳照射能源分布密度较小，所以利用太阳能进行发电时还需要占用较大的空间面积。
4 太阳能光伏发电技术
4.1 太阳光伏发电技术原理
太阳能电池是太阳能光伏企业的核心设备，光伏发电利用太阳能电池将光能直接转换成电能。1839年Becquerel发现了光生伏打效应，为太阳能电池的产生奠定了基础。太阳能电池芯片的PN结被光照射后，高能状态下的电子吸收了光能，被激发成为自由电子，自由电子在晶体里移动，余下的空穴也围绕晶体移动，自由电子在N结聚集，空穴在P结聚集，由此PN结间形成电势差，从而可以作为电源使用。
4.2 太阳能电池
提高太阳能光伏发电技术的关键是提高太阳能电池的转化率。太阳能电池主要分为硅基太阳、化合物半导体电池。
（1）硅基电池
电池和化学电池是目前商业化最成熟的太阳电池。硅基太阳电池分为晶体硅和非晶硅电池，晶体硅可分为多晶硅电池和单晶硅电池，单晶硅光伏电池虽然转换效率高，稳定性好但是成本也比较高，多晶硅电池虽然转换率低些，但是以其较高的性价比成为市场上最主要的光伏太阳能电池。晶硅光伏发电技术的发展的方向主要是硅薄膜光伏发电。硅薄膜太阳电池的是指将硅膜放在其他材料比如玻璃等做成的支持衬底上制成的太阳能电池，相对传统的晶硅太阳能电池而言，生产硅薄太阳能膜电池所需的硅材料少，成本低，能耗小但是生产工艺比较复杂。
（2）化合物半导体电池
半导体硅的价格比较贵，相对而言化合物半导体的成本就比较低了，化合物半导体电池主要有CdTe电池和CIGS电池。这些化合物半导的体能隙宽度可以方便的调节，从而与太阳光谱匹配，将更多的光能转换为电能。理论上CdTe电池的光电转换效率可达30%，而且性能稳定，原材料价格低廉。另外，金属镉Cd具有毒性，会严重的污染环境，根据有关研究结果，生产相同多的电量，CdTe与煤、石油和晶体硅电池相比，排放的镉等重金属的量是最低的。
4.3 太阳能光伏发电系统
（1）独立光伏发电系统
利用太阳能光伏技术可以进行独立发电，其不需要与电网相连，独立运行光伏发电系统即可进行发电，这种独立光伏发电系统通常会在边远地区及野外的电源中进行应用，由于其可以将白天生产出来的部分电能通过蓄电池储存起来，而在晚上释放出来供人们对电能的需求，所以对于一些没有接入到电网中的居民也是十分好的选择。但由于独立光伏发电系统在日常应用中稳定性还较为欠缺，往往需要建立普通电站作为辅助，这不仅导致发电成本增加，而且与绿色能源的目的也不相符合。
（2）并网光伏发电系统
并网光伏发电系统是指将光伏发电设备与电网连接在一起的发电系统。太阳能光伏发电设备与其他类型的发电站一样能为公共电网提供有功电能和无功电能。光伏电池在阳光照射下产生的是直流电，需要经过相关设备变换成与公共电网频率相同的交流电，之后再以电流源、电流源等方式把电能送入电网，所以并网系统不需要蓄电池，系统运行成本低于独立光伏发电系统。另外，并网光伏发电系统的转换率比独立光伏发电系统高很多，所以发电系统的供电比较稳定，是太阳能光伏发电产业的比较合理发展方向。
5 太阳能光伏并网发电的应用前景
目前在太阳能光伏并网发电的应用，通常是通过建立集中式大型并网光伏电站及一些分散式小型并网光伏系统来实现光网光伏发电，但由于大型并网电站的建设不仅周期较长，而且投资较大，并不是一朝一夕可以实现的目的，而利用光伏建筑一体化发电系统，不仅投资小，而且不需要占有多大的面积，建设周期较短，所以已成为当前光伏发电的主流趋势。近年来，我国太阳能光伏发电行业得以快速的发展，无论是太阳能电池的产量还是太阳能光伏发电装机容量都得以不断增加，相信在不久的将来，太阳能光伏发电将取代常规的发电系统，成为能源的主体。
参考文献
[1]吴理博.光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现[D].清华大学，2006.
【关键词】光伏产业 光伏技术 太阳能电池 光伏并网
中图分类号：D80 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―371―01
引言
近年来频频出现常规能源危机严重影响了国家的经济发展和居民的日常生活，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。为了摆脱能源短缺的困扰，开发太阳能资源，寻求经济发展新动力成为各国能源发展的主要课题。为了达到对清洁能源及电网可持续发展的要求，世界各国纷纷将目光聚焦在太阳能发电上。太阳能取之不尽、用之不竭，能缓解能源危机和减少环境污染，是理想的可再生能源。随着近年来光伏发电效率的不断提高和太阳能板造价的降低，太阳能光伏发电的应用前景空前广阔。而光伏并网发电作为太阳能发电的主要形式之一，也受到越来越多的关注。
我国地处北半球，有着广阔的土地，大多数地区年平均日辐射量在4kwh/m 以上，青藏高原日辐射量最高达7kwh/m。对太阳能这种可再生能源的开发和利用主要表现在太阳能光伏发电上，在我国西部发展光伏产业有着有利因素：光伏电站适合西部特殊的居住环境，特别是青藏高原有着得天独厚的地理环境优势。国家能源政策的支持，国家将开发利用新能源和可再生能源放到国家能源建设开发战略的优先地位，这为发展光伏产业提供了巨大的政策支持。
1 光伏技术概述
太阳能光伏技术是将太阳能转化为电力的技术，其核心是可释放电子的半导体物质。最常用的半导体材料是硅，地壳中硅储量丰富。太阳能光伏电池有两层半导体，一层为正极，一层为负极，阳光照射在半导体上时，两极交界处便产生电流。太阳能光伏系统中最重要的是电池，是收集阳光的基本单位。大量的电池合成在 起构成光伏组件，有时还用逆变器对电流进行转换，以适合不同电器的使用要求或与电网相匹配。太阳能光伏电池主要划分为：晶体硅电池（包括单晶硅、多晶硅、带状硅）、非晶硅电池、非硅光伏电池。此外，薄膜电池可大大节约原材料使用，成为太阳能电池的发展方向，但是其技术要求非常高，而非晶硅薄膜电池作为目前技术最成熟的薄膜电池…，成为目前薄膜电池中最富增长潜力的品种。
2 光伏产业现状与分析
近些年，太阳能光伏产业形成了爆炸性增长，全球太阳能电池产量增加，而中国太阳能电池产量更是猛增，成为全球名列前茅的太阳能电池生产国。在国际市场和国内政策的推动下，中国的光伏产业正迎来了发展高峰期，太阳能电池和组件产量位居世界前列。
3 产能与市场分析
在世界光伏市场的拉动下，我国光伏产业得到了迅猛发展，我国太阳能电池产量己位居世界前列。
3.1光伏发电之所以能在有些国家迅速进入千家万户，主要得益于这些国家政府行之有效的引导与激励措施。我国对太阳能发电项目有一定的鼓励措施，在对太阳能发电项目，上网电价方面都有优惠政策和鼓励措施。
3.2在全球能源紧张的状况下，新能源产业的发展是大势所趋，目前出现的产能过剩现象丰要受限于各国对太阳能光伏产品的推厂力度。
4 光伏产业发展前景分析
光伏首先是一个能源行业，而能源是无限量的行业，在全球能源紧张的状况下，新能源产业的发展势不可挡。新材料和新技术的进步是未来光伏产业最主要的发展动力。技术的进步将促使上游产品供给的稳定和价格的下调，使大规模生产和应用具备必要的条件；光能转换率的不断提高则意味着新型太阳能电池相对于传统能源将具有更强的竞争力。随着多晶硅供应瓶颈的解决及化合物薄膜电池技术的不断发展，光伏发电成本不断降低是必然的趋势。
5 光伏并网系统
5.1光伏并网系统简介
典型的光伏并网系统结构包括：光伏阵列、DC-DC变换器、逆变器和集成的继电保护装置。变换器将光伏电池所发电能逆变成正弦电流并入电网中。通过DC—DC升压斩波变换器，可以在变换器和逆变器之间建立直流环，升压斩波器根据电网电压的大小来提升光伏阵列的电压以达到一个合适的水平，同时DC—DC变换器也作为最大功率点跟踪器。控制器控制光伏电池最大功率点跟踪、控制逆变器并网电流的波形和功率，使向电网转送的功率与光伏阵列所发的最大功率电能相互平衡。
5.2光伏并网系统的优缺点
光伏并网发电的优势有：能源效益。特别是夏季，光伏电能在用电高峰时段创造的价值可达平时的3～4倍。
光伏并网发电的不足有：光伏发电成本高。如果没有相关政策支持，光伏发电难以推广普及。光伏发电受地理位置、日照强度、光伏电池特性等因素的制约。
6 光伏并网策略
传统配电网络的设计往往是为了满足“单点供电，多点用电”的运行模式。光伏发电等分布式发电系统的加入，使得电网中的供电源变得多而分散。对电网而言，分布式发电功率越大，其对电网的影响也逐渐增大。对于光伏发电系统的并网要求，国际上已经有了很多的标准。我国的标准主要分散在一些国家标准里，也正在制订一些专用的标准。
6.1 网点选择
根据光伏并网的容量不同，选择相应的入网点：
容量几兆至几十上百兆的光伏并网系统一般都是大型光伏电站，和普通发电站不同，光伏电站占地面积大，且需要有充足的日照时间，因此，一般选择在光照充足、土地面积充足的郊区。
6.2光伏并网效率
光伏并网的效率主要与两个方面有关：一是光电转换效率，二是将电能按电网电能质量要求传输到电网的效率。光伏器件的输出功率是其所受日照强度、器件内部结温的非线性函数。
6.3并网控制方案
电网必须将光伏发电站当作真正的“发电站”来对待，这就对光伏电站提出了更高的要求，不单是被动地满足电能质量要求，而是主动地对电站进行调度和管理。
一般来说，电网对光伏发电输入容量的控制模式有：
（1）正常运行。光伏并网系统传输尽可能多的电能，此时光伏电池工作效率最高，发出的电能不通过蓄电池，直接经过逆变器输送给电网。
（2）受限运行。光伏发电站按照电网设置的预期输入功率运行，从而达到削峰、主动负荷控制等目的。由于此时系统操作员可能会持续更改分配入网电量，光伏发电系统中电力波动不可避免。
（3）均衡运行。该模式用于缓解光伏电源的电力波动，即减轻与电网在公共耦合点的电压和谐波不平衡，使其向电网传输更多高质量电能。
7 结语
我国是太阳能资源相当丰富的国家，在大力发展智能电网的背景下，光伏并网发电得到了前所未有的关注。而且随着光伏器件价格的不断下降和国家对光伏产业的政策扶持，光伏发电必将会成为能源结构中的重要组成因素。我们还要对电量预测技术。保证光伏电站和水电、火电等电站的配合发电，最大程度地减小由于光伏电站发电量波动对电网的影响。
参考文献：
[1] 薛俊明，麦耀华，赵颖，等.薄膜非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究[J].太阳能学报，2005，26（2）：166—169.
关键词太阳能太阳能应用 太阳能空调 太阳能中高温应用
中图分类号：TK511文献标识码： A 文章编号
太阳能名词解释
光电效应
指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。
太阳能光伏
利用光电效应，将太阳光辐射转换成电能。
太阳能光热
太阳能光热是指太阳能辐照的热能，利用热能发电，制冷 ，蒸馏等工业用热，以及农业。
太阳能空调
利用太阳能转化成电能，或者直接利用热能驱动空调，进行制冷或者供热。属于太阳能利用开拓的领域，有着巨大发展潜力。
集热器
利用镜面反射或吸收方式，对太阳能进行采集处用装置 。常用的集热器有平板式、反射式两大类。
吸收式制冷
吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程。
太阳能利用现状
目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光电技术。
光电技术指的是光伏发电，是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。
光热技术是指直接利用太阳能辐射的热量，通过集热装置，对载体进行加热，将太阳能转化为机械能或者直接进行热交换。
光热利用更有应用价值，前景更好，在太阳能利用上将是主流，将成为代表太阳能应用最尖端、最先进、最有潜力的一种应用之一。
太阳能光伏利用
光伏应用项目主要有：
公路设施
光伏发电
各种信号灯电源
与建筑结合的小型屋顶联网光伏系统
卫星电视接收站及电视差转台光伏电源
优点：
常用于小功率场合
低能耗
用于航天
缺点：
转换功率不大
成本高
国内技术水平低
太阳能光热利用
太阳能光热利用按照利用温度的不同，大致分为低温利用、中文利用、高温利用，如图表所示：
太阳能光伏、光热技术介绍
太阳能光伏利用
太阳能光伏发电原理
太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强。
太阳光伏电池基本性质
光电转换效率
η% 评估太阳电池好坏的重要因素。
目前：实验室 η ≈ 24%，产业化：η ≈ 16%。
单体电池电压
V：0.4V——0.6V由材料物理特性决定。
标准光强与环境温度地面
AM1.5光强，1000W/m2 ，t = 25℃；
温度对电池性质的影响
例如：在标准状况下,AM1.5光强，t=25℃某电池板输出功率测得为100Wp,如果电池温度升高至45℃时，则电池板输出功率就不到100Wp
太阳能光伏电池分类
光伏电池效率比较
光伏系统组成分为四大部分
太阳能光电板：核心部分，将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
蓄电池（组）：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。
太阳能控制器：控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护。
逆变器：太阳能直接输出12/24/48VDC。需要将直流电转换成220VAC交流电,需要逆变器。
太阳能光伏发电应用
太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。
太阳能独立发电系统
太阳能并网式发电系统
太阳能光热利用之低温利用——非聚光集热器
太阳能光热利用之中高温利用——聚光集热器
槽式聚焦：槽式聚焦太阳能集热器作为中高温集热器的一种,能够获得较高的集热温度,可用于发电、制冷空调、采暖、海水淡化等生产和生活领域。传统槽式太阳能集热装置吸收器采用真空玻璃管结构,即内管采用金属管,管内走加热介质,金属管外涂覆选择性吸收涂层,再外面为玻璃管,玻璃管与金属管间抽真空以抑制对流和传导热损失。
塔式太阳能聚焦：将吸收到的太阳能射线集中到塔中，对传热工作物质加热进而发电。
碟式光热：利用抛物面反射镜，将入射太阳光聚集到集点上，焦点处旋转的斯特林发电装置进行发电。
菲涅尔式光热：工作原理类似槽式光热，只是采用菲涅耳结构的聚光镜代替抛面镜。这使得它的成本相对低。
太阳能光热集热器应用性能分析
重点推广：
槽式集热器是太阳能光热应用基础，太阳能高温的发展是建立在中温的基础上的。
槽式集热器在本世纪初就有应用。几十年来进行了许多改进，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，开发高可靠性跟踪机构等，槽式集热器能满足各种中、高温太阳能利用的要求。
太阳能利用拓展探索——太阳能空调
图一、太阳能空调分类
综上所述，太阳能深度开发利用的重点应是利用槽式中高温太阳能集热器，收>150℃太阳能，驱动“GARX循环氨吸收式太阳能空调设备”或“溴化锂吸收式（双效）太阳能空调设备”。这种太阳能利用的组合方式，开发技术难度较小、能效比较高、市场大面积推广前景广阔，定能成为节能环保的重要力量，为人与自然的和谐发展做出巨大贡献。
参考文献：
GB50787—2012，民用建筑太阳能空调工程技术规范；
GB50019—2003，采暖、通风与空气调节设计规范；
GB50243—2002，通风与空调工程施工质量验收规范；
《奇威特太阳能应用技术指南》
关键词：光伏发电，并网控制，策略
1、研究意义
近几十年来，世界经济经历了跨跃式的发展，经济的发展离不开能源的支撑，世界能源的消耗量不断增长，地球上有限的能源储藏量和人类社会经济不断发展的矛盾越来越受到世界各国政府的关注。1990年到2010年，全世界的生产总值年平均增长3%左右。据统计，在过去的这30多年里，全球一次能源的消费量每年平均增长1.8%左右。按照现在经济发展和能源消耗的速度，地球上的化石能源在百年左右将会枯竭。按国内专家计算，中国现有的石油资源只够开采约15年，天然气约40年，煤炭约80年。按照现在经济发展和能源消耗的速度，地球上的化石能源在百年左右将会枯竭。
伴随着石油、煤炭等一次能源的大量消耗，全球的环境问题日趋恶化。以煤炭为主要燃料的火电，造成了严重的粉尘污染，大型火电厂排放的燃煤污染物可以污染方圆几百公里的范围，在北京、上海出现的沙尘暴中都含有大量的煤炭污染物；另外火电的耗水量接近我国工业耗水量的一半，严重污染了水资源，其排放的二氧化硫污染物是形成酸雨的主要物质之一。石油、天然气等其他一次能源的大量使用造成了严重的空气污染，燃烧产生的二氧化碳直接造成全球的温室效应。但是由于电力需求的增加，近年来我国的火力发电量还在逐年提高。人类社会经济的可持续发展需要稳定持续、清洁环保的能源，然而目前主要使用的化石能源的储藏量并不能支撑人类社会长期稳定的发展。与传统的化石能源相对，水电、风能、太阳能，以及生物质能这些可再生的清洁能源应该成为未来支撑人类社会和全球发展的主要能源。我国的能源目前80%依靠煤炭，而全世界的平均水平不到30%。随着能源需求的快速增长，地下的煤矿被过度的开采，地下和地表的水资源遭到污染和破坏，尤其在我国的西北地区，生态环境遭到严重破坏，土地沙漠化和空气污染问题愈发严重，为了解决这个问题，我国应积极发展低碳经济，优化我国的能源结构，走经济社会可持续发展道路。
据目前权威数据显示，每天达到地面的太阳辐射能约为2.5亿桶石油，而且太阳能是一种绿色无污染能源，基本上不会造成任何环境问题。因此，自上世纪70年代开始，各国都将开发利用太阳能视为一个重大电力项目，作为本国能源可持续发展的一个重大举措。当前，对太阳能的利用主要有太阳能光化利用、太阳能发电利用、太阳能动力利用等，其中太阳能光伏发电被看作是最具潜力的一种。进入21世纪，光伏发电发展迅猛，尤其是近几年，由于光伏技术的迅猛发展，太阳能电池及配套组件年增长率达到惊人的33%。太阳能光伏发电进入了一个发展期，为了激励光伏发电市场，一些发达国家制定了符合本国国情的措施；其中在众多国家中德国提出的“上网电价政策”及“10万屋顶计划”，在太阳能利用率和装机容量方面多处于领先地位，为世界各国多方位的发展光伏发电系统提供了样例，大大的促进了光伏发电系统的应用。
2、光伏发电研究现状
在过去的40多年里，光伏发电产业从无到有，从小变大，随着光伏发电规模的不断扩大，光伏发电技术的不断发展，光伏发电已成为现在世界电力工业的不可或缺的重要组成部分，在最近的10年里光伏产业实现了跨越式的发展，表1展示了近10年的全球光伏装机容量的增长趋势。并且这种强劲的发展势头将继续保持下去。欧洲光伏发电产业协会（EPIA）日前的数据显示，截至2012年底，全球光伏发电累积装机容量达到10.2万MW，比上一年增加44%。在截至2012年底的全球累积装机容量中，欧洲占7成，德国（31%）和意大利（16%）加在一起占全球的接近一半，其次是中国（8%）、美国（7%）和日本（7%）。
截止 2012 年底，全年在全世界范围内的光伏发电系统安装容量已达到大约30GW，其中之前占据全球六成光伏市场的德意两国在今年增长缓慢，只占据了40%左右，其中德国占26%，意大利占10%；中国的市场份额仅次于德国，占据16%；美国排在第三位，占据13%，但是美国的实际装机容量低于预期，日本占据全球市场的7%；东欧和印度市场增长较快，高于预期。
目前，我国的光伏发电技术发展迅速，但是与世界先进水平相比，在技术层面还是落后于世界先进水平的，主要因为我国的太阳能发电研究起步较晚。随着我国与光伏产业水平先进的发达国家（德国、日本等）之间光伏项目合作的深入和国家对光伏产业的扶持补贴制度，有力的刺激了我国的光伏产业的发展。在“十一五”期间，兆瓦级别光伏并网发电电厂的成功试点给国内大容量光伏并网电厂的研究和建设开辟了道路。除了财政补贴和技术支持，国家出台的支持新能源产业发展的相关法律和通知，如《可再生能源法》、《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》、《太阳能光电建设应用财政补助资金管理办法暂行办法》和《关于实施金太阳示范工程的通知》、《可再生能源发展“十二五”规划》、《太阳能光伏产业发展“十二五”规划》和《太阳能发电“十二五”规划》都为我国的光伏产业的发展提供了有力的保障和支持。预计在未来的10年内光伏发电的电价将会进一步降低。目前，我国已经有大量的成规模的光伏发电工程建设完成并投入运行。2012年10月，国家电网公司《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》，在提高分布式光伏发电项目并网服务效率、免收相关费用等方面做出15条承诺，各级电网企业认真履行各项承诺，确保并网服务工作实施有序、服务畅通[10]。这为小型光伏电站的并网敞开了大门。在2012年全国的并网太阳能装机容量为3.28GW，同比增长47.8%，发电量3500GW时，比上年增长4.1倍，在过去的2013年里也建成了大约3GW的光伏并网装机容量，基本实现了年底全国累计装机容量达到6GW的目标。根据我国国家能源局公布了《2014年上半年光伏发电简况》（以下简称《简况》）。《简况》显示，2014年上半年，我国新增光伏发电并网容量3.30GW，比去年同期增长约100%。其中，新增光伏电站并网容量2.30GW，新增分布式光伏并网容量1GW。
3、光伏发电并网控制策略的研究
要实现并网，不仅要使逆变器侧的输出电流在频率和相位上与电网电压保持同步，并能够很好地跟踪电网电压参数变化，且电流总畸变率 THD 要很小，这样可将对电网谐波的影响降到最低，而且还要使逆变器侧输出有功功率达到最大值，即功率因数接近 1。因此，控制并网逆变器是光伏并网发电控制系统的关键所在，选用何种逆变器控制策略也会影响整个系统的效率。
由于光伏发电系统的输出不具有同步发电机那样的外特性曲线，为了使光伏并网逆变器输出设定要求的电压、频率、相位的电能，需要对光伏并网逆变系统进行相关的控制，一般是对光伏并网逆变器的输出电流进行控制。并网逆变器的电流控制方法其实就是从采用来的电网电压中分析有无变化和何种变化，然后输出反映了该变化的指令信号，使得逆变器的输出电流实现对电网电压的跟踪。逆变器依据控制对象的不同，可以将逆变器分为电流源型与电压源型两类。直接电流控制与间接电流控制是两种常用的逆变器控制策略。间接电流控制无需电流反馈，控制算法相对比较简单，但是间接电流控制对系统参数敏感，电流动态响应慢。而直接电流控制需要电流反馈，且电流的响应速度快，输出电流的质量较好，适合进行精密控制。本文中对常用的瞬时值滞环比较控制、定时比较控制、三角波比较控制、滑模变结构控制、无差拍控制等是较常用的电流控制方式进行了分析比较，重点分析PI控制和重复控制，PI控制的参数较少，简单可靠，易于实现，减小系统的稳态误差，但是并不能完全消除稳态误差，PI控制的抗干扰能力也较差。重复控制则可以实现对参考信号进行无差跟踪，实时控制效果较差。
近年来，随着数字控制技术的快速发展，已渐渐取代了模拟控制技术。数字化 PWM 控制算法因其算法简单、控制效果好、硬件调试电路比较简单，这样使得硬件成本下降不少，因而得到了不断发展，应用前景广阔。为了使并网逆变器侧输出单位功率因数且无谐波的正弦电流，世界各国的研究人员经过不断的摸索与实验，提出了多种有效的数字控制方案。针对并网电流控制，仅仅采用常见的控制策略有重复控制、滞环控制、无差拍控制、PI 控制等实现单位功率因数运行是不够的，我们应当根据不同情况下的不同控制目标，来采取多种控制策略的转换来实现。
为了改善逆变器输出波形，针对以上的一系列并网控制策略，国内外的专家学者进行了一些改进。文献（1）提到，将扰动观测器加入无差拍控制中去，通过观测器发出扰动可以实时观测负载电流，增强了负载适应性。滑膜变结构控制是一种非线性控制方法，鲁棒性较强，因为具有固有的开关特性非常适合应用到逆变器的控制中去。文献（2）利用重复控制技术对逆变器输出波形进行谐波抑制。重复控制技术的特点是输出特性相对稳定，谐波含量较少，系统稳定性强，但是对误差的跟踪性能较差，会延迟一定时间。文献（3）等人在控制系统中加入PID控制方法，可以对开关周期进行追踪通过较为精密的参数设置可以是系统获得良好的性能，弥补波形输出质量不高这一缺点。彭传彪等人提出滞环电流控制是一种优越的非线性控制，控制简单，易于实现，但是因为环宽的局限性导致开关频率不稳定，谐波种类较多。针对这一问题提出了自适应滞环电流控制策略，采用基于滞环电流控制的的复合控制策略，通过改变环宽来实现开关频率的固定，减少输出波形的畸变率，抑制谐波。文献（4）引入频率反馈环节，考虑开关频率的周期性变化，通过PI控制器调整滞环控制器的环宽值，使用模糊推理在线整定比例参数，提高了系统的动态特性。文献（5）通过对比传统正弦脉宽调制技术的优缺点和应用方法，在此基础上提出一种改进方法―反相载波交点式采样法，该方法的调制效果接近自然采样法而优于不对称规则采样法，因此利用该调制方法产生的SPWM波更接近正弦波，控制点时刻的计算只需求解简单的直线交点方程，控制算法简单，节省了微处理器的储存空间，易于在DSP系统中实现。
针对光伏系统直流注入的研究，文献（6）提出采用半桥拓扑逆变器的方法来抑制直流分量流入电网。文献（7）提出一种基于直流分量检测及校正方法，采用高精度检测电路和检测元件来实现较为理想的直流抑制效果，但是，这样成本较高。文献（8）同时提出在逆变器输出侧串联隔直流电容器的方法，为了避免基波的压降过大，要采用较大的电容，但在实际应用中理想电容并不存在，并且电容元件对电路的影响很大，一旦损毁，就会引发断路，会导致过电压的现象。文献（9）将虚拟电容的思想引入直流抑制中，通过改变控制方法来代替隔直电容，使并网逆变器的输出中不含直流分量，但是光伏并网系统的LCL滤波电路工作时，采用电容隔直的方法可能失效。文献（10）提出了一种基于PR与PI联合控制的直流抑制技术，利用PR控制器的无静差跟踪交流参考量、PI控制的无静差跟踪直流参考量的特性，这种方法无需增加硬件电路，且只占用很少的控制芯片资源。
4、总结
全球经济在过去的几十年里突飞猛进的发展，伴随着生活水平的节节攀升，人类对传统化石能源的依赖也越来越强，但是传统的化石能源总会枯竭，世界各国在能源上的争夺愈发激烈，加上传统化石能源的大量使用对环境的破坏又大大影响了人们的日常生活质量。因此，世界各国都将目光转向了绿色清洁的可再生能源，太阳能发电就是众多可再生能源利用方式中一种，日益成为各国在新能源利用方面的研究热点。而光伏并网发电是大规模利用太阳能资源的必由之路，光伏发电在能源结构中扮演着越来越重要的角色，加强对并网控制策略的研究也至关重要。
参考文献
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【关键词】分布式光伏发电 并网 效益分析
一、引言
随着现今世界范围内能源供应的愈发紧张，使得分布式新能源的发展成为了世界范围内各个国家着重研究的一项能源解决措施。对于我国来说，作为一个能源消耗大国，发展新能源产业，是必由之路。而发展光伏产业，为国民经济提供可靠的清洁可再生能源，无疑有着非常高的经济效益和社会效益。就目前来看，我国虽然在光伏产业方面具有较大的规模，但是在产品消费方面依赖出口的现象还是较为严重，并在近年来因为欧美市场金融危机的出现使得我国的光伏产业面对着较大的困境。对此，就需要我国能够积极的转变这种严重依赖国外消费市场的情况，并通过分布式光伏发电并网成本与效益的良好分析为我们今后工作的开展作出保障。
二、我国光伏发电运营模式
目前，我国的光伏发电运营模式主要有以下几个类型：统购统销模式；合同能源管理模式；自发自用模式。现就其具体内容加以分析。
（一）统购统销模式
对于这种模式来说，就是通过第三方对光伏发电的建设、投资以及维护等工作进行负责，具有光伏发电的经营权，并将全部的发电量都送入到公共电网之中，且使供电企业对光伏发电量进行负责。在该模式中，光伏发电以电源的方式在经过变电站或者低压母线实现上网功能，并将电量运送到用户手中。同时，这种方式的电源投资还能够获得我国政府所颁发的电价补贴或者建设补贴：首先，在建设补贴模式中，将根据燃煤脱硫机组标杆电价将发送的电量都输送到电网企业之中；其次，在电价补贴模式中，发电商也将根据标杆电价将这部分电量出售给电网企业，且不需要对备用费以及接网费进行承担。对于这种电源直接上网的运行模式来说，其能够有效的将分布式光伏对于电网运行可能造成的影响进行降低，能够较好的帮助我们实现电价需求等管理措施，目前，在我国的很多地区都已经应用了这种运营模式。
（二）合同能源管理模式
对于这种运行模式来说，就是通过第三方投资者对光伏电源进行建设，并保证发电量将优先满足位于同一地点的用户进行使用，且不足的电量也会由相关企业根据实地电价对用户进行提供。在该模式中，电量会在运输到低压电网之后再传输到用户手中，且项目的投资方也会根据所运输的电量得到政府的一系列补贴。对于这种运行模式来说，其能够较好的实现了发电的就地消纳，且将多余的发送电量出售给市电，而如果产生的电量不足则由市电进行供给。同时，这种运行模式所具有的投资动机相对来说也较为复杂，不仅具有主供他人应用的项目、也有自给自足的项目。而在这个过程中，该项目的发电集团以及投资机构等等都具有通过出售电量而获得经济利润的需求，对于我国目前所具有的光伏发电模式来说具有较大的挑战。
（三）自发自用模式
自发自用模式，即用户自己建设光伏电站，所发电量优先自用，多余电量上网，不足电量由电网提供。分布式电源和用户位于同一地点，且为同一法人。在这种模式下，用户所发电量优先自用，多余电量按照当地燃煤脱硫机组标杆电价卖给电网企业，同时按全电量获得政府补贴；电网企业以当地销售目录电价收取下网电量电费。目前，这些由用户自己投资的项目主要靠政府补贴和节省电费收回投资成本。
三、光伏发电获取效益的分析方式
下面，我们就根据收益、成本的评估方式，对目前我国分布式光伏发电并网领域所具有的运行成本以及获取收益情况进行一定的研究比对。在光伏发电获取效益的分析模式中，主要具有以下几个步骤：
第一，需要根据当地城市电网的发展现状、当地的太阳能资源等情况，对光伏发电试点区域进行确定。
第二，要根据试点区域的控制性详细规划以及该区域的发展规划开展空间负荷预测以及负荷总量预测工作。
第三，根据我们所分析获得该地区负荷特征以及太阳能资源数据，正式进行光伏发电负荷曲线以及出力情况的匹配分析工作。如下图所示，图中的曲线对于时间的积分为电量，其中的第一部分为光伏发电上网电量；第二部分为用户在光伏发电作为电源情况下的用电量；第三为用户在公共配电网作为电源的用户用电量。在对上述情况进行分析之后，还需要我们能够结合当地的地域限制、投资规模等一系列因素对所要建设的光伏发电装机容量进行确定。
第四，需要列出可能的光伏发电运营模式备选方案，并对不同运营模式所具有的优缺点以及可行性进行全面的分析。
第五，要根据发电选址地点目前的现状以及周围的环境进行考察，并对在不同运营模式下光伏发电所具有的用户配电网改造方案以及接入方案等进行确定。
第六，需要对不同运营模式下光伏发电的计算参数以及边界条件等进行确定，比如对相关配电设备的造价、当地补贴政策以及电量基本价格等等数据，要有准确得把握，避免在数据信息方面的误差，造成我们对实际收益方面的错误判断，影响对实际效益的计算。
第七，需要对不同运营模式下光伏发电的运行成本进行全面的计算，主要包括光伏发电的初期投资费用、配电网的初期投资费用、相关设备的运行维护费用以及贷款利息等等。而除了这部分基本费用之外，还具有停电损失费用、设备损耗费用以及房顶租金等等。通过不同运营模式的应用，则能够使项目投资者能够获得不同的成本构成。
四、分布式光伏发电并网设计方案
（一）并网方案分类
在方案确定中，需要我们根据光伏发电的接入电压等级、接入点位置以及运营模式等确定并网工作的设计方案。对于最为常见的小型光伏电站来说，目前主要具有以下两种并网方式：
1.接入公共电网。对于这种方案来说，其较为适合应用在统购统销模式的光伏发电工作中。其中，电网线路以及配电箱作为电网的公共连接点，并将产权分界点以及并网点设置在同一点位。在这种并网方案中，具有多点接入以及单点接入这两种情况，不仅计量较为简单，而且非常便于我们对其进行调度以及维护。其接线示意图如下所示：
2.接入用户电网。对于这种方案来说，其更适合应用在自发自用模式以及合同能源管理模式中，且同样将线路以及配电箱作为电网接入点，而产权分界点同并网点则不会设置在同一个电位处。同时，这种模式会在每个建筑的屋顶光伏电源作为单个单元，之后再进入到楼内电压用户配电箱之中，即将每个建筑中的配电箱低压入口作为电网的并网点，并在进入低压入口之后通过低压线路的输送将电量传输到了周围的电网之中。
（二）成本效益情况分析
1.从电网设备所具有的寿命周期看来。在政府电价补贴模式之下，我们开展光伏并网工作所获得的成本效益将高于建设补贴的方式，且这种方式能够较好的保障光伏项目的并网发电工作；这一模式对成本和效益以及其他方面的控制力效果更好。
2.在电价补贴模式下。由于我们所使用的方式为统购统销，就会以光伏上网的方式对电价进行标杆，而这就会使电的成本效益会高于合同能源管理模式以及自发自用管理模式。
3.在光伏发电总成本以及获得的运行效益方面来看。光伏电源单位装机成本对其具有较大的影响。比如，在电价补贴模式中，如果电源装机成本下降到10元/Wp，那么，无论光伏发电所采用的是哪一种运营模式，其都会在实际运行中获取一定的利润收益。
4.当区域整体用电量较大时。在自发自用的并网模式中，用户能够具有更多的电量节约。对此，我们则可以认识到自发自用模式同合同能源管理模式相比具有更好的成本效益。
五、结语
总的来说，在我国目前的能源紧缺、急需发展新能源产业的大形势大背景下，开展光伏发电产业是我们势在必行的一项工作，需要我们在实际管理中，能够不断对其引起充分的重视。在上文中，我们对于分布式光伏发电并网的效益情况进行了一定的研究与分析，而在实际工作开展的过程中，也需要我们能够在联合实际的基础上以针对性措施的应用来获得更好的并网运行效益。
参考文献
[1]陈碧波，卢沛玄.风力发电并网运行的影响和相应对策[J].科技传播.2012（17）：56-58.
