【正文】 分，雨量充沛；春秋較短，冬夏較長(zhǎng)。 概況地點(diǎn)：上海市；地理坐標(biāo)： 176。最終在PVSYST上構(gòu)造上海地區(qū)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，并計(jì)算出該系統(tǒng)的發(fā)電量以及綜合效率PR值。具體計(jì)算過(guò)程在下一章中分析。針對(duì)這一情況，應(yīng)把性能參數(shù)相近的電池組件組合在一起，可以減少效率損失。 但方陣中的所有電池組件的性能等參數(shù)相同是完全不可能實(shí)現(xiàn)的，這會(huì)導(dǎo)致每個(gè)單元的工作電流受到其中電流最小的組件的限制；每個(gè)單元的輸出電壓會(huì)受到其中電壓最低的組件的限制。 方陣模型 陰影曲線圖 太陽(yáng)能方陣的串并聯(lián)組合設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能電池方陣中的電池組件通過(guò)串并聯(lián)或混合聯(lián)等方式組合成為一個(gè)單元。在陰影曲線圖中，黃色部分為太陽(yáng)全年的路徑圖；第一條虛線為陰影臨界角：當(dāng)間距確定時(shí)，如果太陽(yáng)高度角低于此值，則會(huì)發(fā)生陰影；后面兩條虛線分別表示陰影占20%、40%時(shí)候的臨界角；落在黑色虛線以內(nèi)的黃色部分，即代表發(fā)生陰影的時(shí)間段及高度角。 借助于PVSYST，可以建立方陣模型，并可模擬出陰影曲線圖。但也不能因此將間距設(shè)計(jì)得過(guò)長(zhǎng)，這對(duì)于土地資源缺乏的地區(qū)無(wú)疑是種浪費(fèi)，且增大了建設(shè)成本。 太陽(yáng)能電池方陣之間的間距設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，電池方陣的安排也非常重要。如何得到這個(gè)最佳傾角，以下是本文所使用的方法：借助于光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件PVSYST，它可以幫助我們計(jì)算出在任意傾角和方位角下，在傾斜面上接收到的太陽(yáng)輻照量。當(dāng)然，以上的并網(wǎng)系統(tǒng)屬于分散式并網(wǎng)，并網(wǎng)系統(tǒng)另一分類為集中式并網(wǎng)，這種大型并網(wǎng)光伏電站需要考慮到的方面就多了，如在夏季，處于用電量高峰季節(jié)，供電缺口在全年的供電缺口中是最大的，那就需要以夏季多發(fā)電的角度去選擇合適的傾角。 最佳的傾角，對(duì)于同一地區(qū)而言，不同固定不變的，往往需要從實(shí)際的需要考慮，例如，對(duì)于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)來(lái)講，因?yàn)榕渲糜行铍姵卦O(shè)備，受限于蓄電池荷電狀態(tài)等因素，所以需要全方面考慮組件上太陽(yáng)輻射值的連續(xù)性、均勻性與極大性，既要使年發(fā)電量最大化，又要保證在太陽(yáng)輻照量最小的月份，系統(tǒng)的發(fā)電量和蓄電池補(bǔ)充之和依舊能維持負(fù)載的正常供電需要。這明顯有很大的局限性，同緯度的兩個(gè)地方，其太陽(yáng)輻照量的大小等參數(shù)往往相差很大，因此不能一概而論。），可以提高全年接收到的太陽(yáng)年輻照量；對(duì)于組件的傾角，不能根據(jù)某些資料提出的：傾角等于當(dāng)?shù)鼐暥然蛟诋?dāng)?shù)鼐暥壬霞?176。PVSYST可以允許用戶自定義數(shù)據(jù)庫(kù)，擴(kuò)充、更新數(shù)據(jù)，極大地提高了該軟件的應(yīng)用范圍。 PVSYST內(nèi)置國(guó)內(nèi)外大部分電池組件和逆變器等廠家的產(chǎn)品型號(hào)及相關(guān)參數(shù)，節(jié)約了用戶查找產(chǎn)品信息的時(shí)間。 PVSYST中儲(chǔ)存有世界上大部分重點(diǎn)城市的參數(shù)，例如地理坐標(biāo)、水平太陽(yáng)輻照值、各月平均溫度/風(fēng)速、太陽(yáng)軌跡等。同時(shí)相對(duì)于其它編程軟件而言，它具有方便易學(xué)、運(yùn)用靈活等特點(diǎn)，所以它現(xiàn)在被世界各地的高等學(xué)校、科技公司等廣泛使用。 PVSYST簡(jiǎn)介 PVSYST的一款光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助軟件，它可以根據(jù)太陽(yáng)能系統(tǒng)類型及太陽(yáng)能電池種類的不同，設(shè)計(jì)各種參數(shù)以計(jì)算出太陽(yáng)能電池的發(fā)電量。 光伏系統(tǒng)的原理 系統(tǒng)的發(fā)電過(guò)程分為：（1）太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后組裝成太陽(yáng)能電池組件，在光照的條件下，太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生一定的電動(dòng)勢(shì)，以組件的串并聯(lián)形式形成太陽(yáng)能電池方陣，使方陣電壓滿足系統(tǒng)輸入電壓的要求；（2）通過(guò)充放電控制器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電；（3）并網(wǎng)系統(tǒng)可省略蓄電池環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)逆變器的作用，將直流電流轉(zhuǎn)換成交流電流，并輸送到配電柜；（4）經(jīng)過(guò)變壓器的控制使得系統(tǒng)輸出電壓滿足公用電網(wǎng)的要求，然后輸送到電網(wǎng)或者直接供負(fù)載使用。（4）交直流防雷配電柜：為交直流電流提供輸入輸出接口。在系統(tǒng)中逆變器的效率將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。為使發(fā)電量滿足需求，需要把單個(gè)太陽(yáng)能電池通過(guò)串并聯(lián)的方式連接成電池組件，再由電池組件串并聯(lián)成太陽(yáng)能電池陣列。（1）太陽(yáng)能電 池陣列：太陽(yáng)能電池是組成太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)最基本的單位。為了滿足精確要求，可將公用電網(wǎng)頻率作為逆變器開關(guān)頻率的參考值[8]。電壓可以通過(guò)閉環(huán)控制系統(tǒng)控制電力電子變流器的觸發(fā)延遲角來(lái)控制或通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器的分接頭[8]。 并網(wǎng)要求在大多數(shù)地區(qū)，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)通常都是分散式發(fā)電系統(tǒng)，從分散式并網(wǎng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)可以知道，它對(duì)公用電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生一些不良的影響，如諧波污染以及孤島效應(yīng)等。缺點(diǎn)遠(yuǎn)距離輸送電力將產(chǎn)生線路損耗、無(wú)功補(bǔ)償、電壓跌落等問題。運(yùn)行方式靈活，與分散式并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)比而言，集中式對(duì)電壓和無(wú)功調(diào)節(jié)更方便。缺點(diǎn)與公用電網(wǎng)并網(wǎng)，會(huì)對(duì)公用電網(wǎng)產(chǎn)生一定量的影響，如直流分量、諧波污染等問題，集中式并網(wǎng)系統(tǒng)：一般建于在荒漠地區(qū)，充分地利用其太陽(yáng)能資源的豐富和穩(wěn)定，通過(guò)高壓輸電系統(tǒng)以遠(yuǎn)距離輸送電力的方式向負(fù)載提供電力。 分散式并網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)供電電源在用戶這里，近距離向負(fù)載供電，這既有效地降低了用戶對(duì)公用電網(wǎng)的依賴，又可以緩解公用電網(wǎng)用電高峰時(shí)的壓力，同時(shí)降低了線路的損耗。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)分為兩種形式：分散式并網(wǎng)系統(tǒng)和集中式并網(wǎng)系統(tǒng)。但是該系統(tǒng)中必須配置一個(gè)或多個(gè)專用的并網(wǎng)逆變器，來(lái)確保系統(tǒng)輸出的電力滿足公用電網(wǎng)對(duì)電壓以及頻率等指標(biāo)的相關(guān)要求，否則會(huì)污染到公用電網(wǎng)，影響公用電網(wǎng)的電力質(zhì)量。 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)能電池方陣、并網(wǎng)逆變器組成，不需要經(jīng)過(guò)蓄電池儲(chǔ)能，通過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后，直接將電能輸入市電電網(wǎng)。如果依據(jù)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的應(yīng)用形式、規(guī)模大小和負(fù)載類型，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的劃分，還可以將光伏發(fā)電系統(tǒng)細(xì)分為如下六種類型：1簡(jiǎn)單直流系統(tǒng)；2小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)；3大型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)；4交流、直流供電系統(tǒng)；5并網(wǎng)系統(tǒng)；6混合供電系統(tǒng)【1】。在“十二五”期間，對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)做出發(fā)展規(guī)劃，在此期間，我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)將持續(xù)飛速發(fā)展，石油等能源的儲(chǔ)量進(jìn)一步減少，等若時(shí)刻在提醒著人們?nèi)澜缒茉次C(jī)的到來(lái)已經(jīng)可以清晰地預(yù)見到了，發(fā)展新能源已成為迫切的問題；然而，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在飛速發(fā)展的同時(shí)，也將面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，新技術(shù)的發(fā)展引發(fā)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)將愈發(fā)激烈，如何開拓市場(chǎng)和降低成本的問題依舊會(huì)是國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的首要問題。（4）我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景①“十二五規(guī)劃”及2020年目標(biāo) （GWp） 我國(guó)光伏發(fā)電2012020年規(guī)劃裝機(jī)目標(biāo)及貢獻(xiàn)年份2011年2015年2020年總發(fā)電裝機(jī)容量（GW）100012651600總發(fā)電量（GWh）500000060720007200000PV累計(jì)安裝量（GWp）405080100PV發(fā)電量（GWh）45502600065000PV占總發(fā)電量比例%%1%%%，可以看出，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝量和發(fā)電量將會(huì)有顯著的提升，且在總的裝機(jī)容量和發(fā)電量中的比例也將占有更多。（2）產(chǎn)業(yè)鏈良性循環(huán)，飛速發(fā)展1．中國(guó)光伏企業(yè)在全球的綜合競(jìng)爭(zhēng)力快速提高； 2．國(guó)內(nèi)整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)出諧調(diào)、飛速發(fā)展，各個(gè)環(huán)節(jié)良性循環(huán)； 3．基礎(chǔ)設(shè)施的加強(qiáng)，原輔材料不依賴于進(jìn)口，自主研發(fā)國(guó)產(chǎn)設(shè)備，且能夠?qū)?guó)產(chǎn)設(shè)備出口于國(guó)外； 4．光伏產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)已大致掌握，且能夠突破現(xiàn)有的技術(shù)，創(chuàng)新發(fā)展了電池技術(shù)等。而現(xiàn)在除了單晶硅、多晶硅電池以外， 還研制出了薄膜太陽(yáng)能電池以及其他材料制作的太陽(yáng)能電池，其中砷化鎵化合物電池，它的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到28%，盡管因它的制作成本很高，無(wú)法得到普及，但在將來(lái)會(huì)有更多更好的材料被研制用于太陽(yáng)能電池。 20002011年光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝量增長(zhǎng)情況（MWp） ，2011年，%；，%、%、%。這一系列的政策無(wú)疑將推動(dòng)我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的大步發(fā)展。德國(guó)在2005年太陽(yáng)能光伏市場(chǎng)上的年裝機(jī)容量累計(jì)837MW，%之多，這一巨大的成果是由于德國(guó)政府的大力支持，補(bǔ)貼法的修訂。（3）光伏市場(chǎng)快速膨脹光伏市場(chǎng)的快速膨脹得益于世界上各個(gè)國(guó)家政策的大力支持。中國(guó)已連續(xù)5年占世界第一。同比增長(zhǎng)124%；，同比增長(zhǎng)57%。在19992005年間，太陽(yáng)能電池年產(chǎn)量以增長(zhǎng)率超過(guò)40%的速度快速發(fā)展，太陽(yáng)電池的年產(chǎn)量從1999年到2005年增長(zhǎng)了9倍，從202MW猛增到1818MW。世界太陽(yáng)能光伏發(fā)電的快速發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。和目前的火力發(fā)電相比，光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：①無(wú)窮無(wú)盡，沒有枯竭危險(xiǎn)；②能源品質(zhì)高，便于利用；③沒有危險(xiǎn)、危害，使用者從感情上容易接受；④建設(shè)周期短，獲得能源的時(shí)間短；⑤不需要消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可以就地供電；⑥不用受限于資源的分布，可利用建筑屋面等，如在無(wú)電地區(qū)以及地形復(fù)雜地區(qū)等地就非常適合選擇這種能源。隨著太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，它的轉(zhuǎn)換效率會(huì)一點(diǎn)一點(diǎn)地提高，成本也會(huì)逐步逐步地降低，它將在更多的領(lǐng)域里得到更多的應(yīng)用，如海水淡化工程、風(fēng)光混合電站、分散式屋頂聯(lián)網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)等。 太陽(yáng)能電池最早被用于航天技術(shù)，宇宙中的太陽(yáng)能輻射遠(yuǎn)比地球上的要多，可以通過(guò)太陽(yáng)能電池發(fā)電來(lái)為人造衛(wèi)星和宇宙飛船等空間飛行器提供大量電力。此外，在太陽(yáng)能利用方面，僅在一年之后，即1955年，以色列科學(xué)家Tabor在光熱利用方面取得重大突破，他提出了選擇性吸收面表概念和理論，并且成功研制出選擇性太陽(yáng)吸收涂層。 太陽(yáng)能光伏發(fā)電起始于“光伏效應(yīng)”的發(fā)現(xiàn)，它是由法國(guó)科學(xué)家貝克雷爾在1839年首次發(fā)現(xiàn)的，他發(fā)現(xiàn)通過(guò)光照的作用，半導(dǎo)體PN結(jié)之間會(huì)產(chǎn)生電位差。因此，人們將目光轉(zhuǎn)向了太陽(yáng)能光伏發(fā)電，光伏發(fā)電的優(yōu)勢(shì)在于太陽(yáng)能滿足了人們對(duì)新能源