【正文】 電壓 電流特性。太陽電池到底有多大的能力能將太陽的光能轉(zhuǎn)換成電能，從以下的特性 可以得知。 圖 33 太陽能電池的分類 太陽電池的特性一般包括太陽電池的輸入輸出特性、分光特性、照度特性以及溫度特性，本文主要討論太陽能電池的電學(xué)特性即輸入輸出特性。 有機半導(dǎo)體太陽能電池可分成色素增感型太陽能電池以及有機薄膜 (固體 )太陽電池等。而結(jié)晶硅系又可分成單晶硅太陽電池和多晶硅太陽電池。 (如 圖 32 所示） 圖 32并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)原理圖 光伏電池的分類及 主要參數(shù) 光伏電池的分類 如圖 33所示，太陽電池根據(jù)其使用的材料可分成硅系太陽電池、化合物系太陽電池以及有機半導(dǎo)體系太陽電池等類型。其應(yīng)用形式也多種多樣，在家用、交通、通信、空間應(yīng)用等諸多領(lǐng)域都能得到廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)發(fā)展和世界經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要，發(fā)達國家已經(jīng)開始有計劃地推廣城市光伏并網(wǎng)發(fā)電，主要是建設(shè)戶用屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)和MW 級集中型大型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等，同時在交通工具和城市照明等方面大力推廣太陽能南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 11 光伏系統(tǒng)的應(yīng)用。 光伏系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，光伏系統(tǒng)應(yīng)用的基本形式可分為兩大類：獨立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。 南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 10 第三章 并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)組成 并網(wǎng) 光伏系統(tǒng)的組成和原理 光伏系統(tǒng)由以下三部分組成：太陽電池組件；充、放電控制器、逆變器、測試儀表和計算機監(jiān)控等電力電子設(shè)備和蓄電池或其它蓄能和輔助發(fā)電設(shè)備。由于不同緯度的地區(qū)太陽光到達地面所經(jīng)過的路程是不同的?？梢?，大氣透明度是與天空中云量的多少以及大氣中所含灰塵等雜質(zhì)的多少關(guān)系很大的。大氣透明度是表征大氣對于太陽光線透過程度的一個參數(shù)，在晴朗無云的天氣，大氣透明度高，到達地面的太陽輻射量就多。1s e c s in hZOAm OA ?? ? ? (21) 式中， h 為太陽的高度角。它表示太陽輻射穿過地球大氣的路徑與太陽在天頂方向垂直入射時的路 徑之比，通常以符號 m 表示，并設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和 O℃時海平面上太陽垂直入射時，大氣質(zhì)量 m＝ 1。 O39。 點時，其穿過大氣層到達 A 點的路徑則為 O39。參看圖 24 所示， A 為地球海平面上的一點，當(dāng)太陽在天頂位置 S 時，太陽輻射穿過大氣層到達 A 點的路徑為OA。反之，則較多。上半年，太陽從低緯度到高緯度逐漸升高，夏至太陽高度角達到最大，反之，冬至太陽高度角達到最小。早晨日出時最低，到正午時最高；下午又逐漸減小，到日落時最低。太陽高度角大，太陽高，太陽輻射 強；反之，太陽高度角小，太陽低，太陽輻射弱。 （ 1）太陽高度 即太陽位于地平面以上的高度角。直接輻射是指直接來自太陽輻射方向不發(fā)生改變的輻射；散射輻射則是被大氣反射和散射后方向發(fā)生了改變的太陽輻射。 太陽輻射穿過大氣層而到達地面時，由于大氣中空氣分子、水蒸氣和塵埃等對太陽輻射的吸收、反射 和散射，不僅使輻射強度減弱，還會改變輻射的方向和輻射的光譜分布。另一種是微粒輻射，它是帶正電荷的質(zhì)子和大致等量的帶負(fù)電荷的電子以及其他粒子所組成的粒子流，微粒輻射平時較弱，能量也不穩(wěn)定，在太陽活動極大期最為強烈，對人類和地球高層大氣有一定的影響，但是一般來說不等它輻射到地球表面上來，便在漫長的日地遙遠的路途中逐漸消失了。 太陽輻射可分為兩種。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點 .太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會引起環(huán)境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的太陽能 光伏 發(fā)電方式有兩種方式，一種是光 — 熱 — 電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光 — 電直接轉(zhuǎn)換方式。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光 照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。因此，目前只南昌航空大學(xué)自考本科畢業(yè)論文 7 能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。 （ 1）光 — 熱 — 電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由 太陽能集熱器 將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動汽輪機發(fā)電。系統(tǒng)聯(lián)系系統(tǒng)的另一重要優(yōu)點是可以取消蓄電池，使成本降低，且加強了供電的穩(wěn)定性和可靠性。反之，對電力公司來說正常運行是向用戶供電，稱為 “ 正潮流 ” 。該系統(tǒng)的特點是當(dāng)太陽能電池陣列發(fā)出的電功率超過負(fù)荷需要時，可以通過自動控制輸向交流市電電網(wǎng)，即向電力公司賣出電力。由于負(fù)荷的電壓經(jīng)常會產(chǎn)生波動，故還應(yīng)設(shè)置控制器以調(diào)節(jié)電壓。如果負(fù)荷是交流的，則還須將直流電通過逆變器變換為交流電。系統(tǒng)如圖 21 所示。獨立系統(tǒng)是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的最基本的形式，又稱為太陽能發(fā)電的原型系統(tǒng)。近年來太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率得到提高，光伏發(fā)電技術(shù)逐漸成熟。太陽能電池是太陽能光伏發(fā)電的核心組件。人們把能夠產(chǎn)生光生伏打效應(yīng)的器件稱為光伏器件。早在 1839 年，法國物理學(xué)家貝克勒爾意外地發(fā)現(xiàn)，用兩片金屬浸人溶液構(gòu)成的伏打電池，在受到陽光照射時會產(chǎn)生額外的伏打電勢，他把這種現(xiàn)象稱為光生伏打效應(yīng)。太陽光發(fā)電是無需通過熱過程直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式，它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電。目前，我國非多晶硅薄膜電池產(chǎn)業(yè)也展現(xiàn)出迅猛發(fā)展的勢頭，很多國內(nèi)公司通過與國外公司的合作已經(jīng)開始進行或計劃進行非多晶硅薄膜電池項目的投資。 2021 年后，產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，無錫尚德、天威英利、新光硅業(yè)、賽維 LDK、新疆新能源、常州天合、天津京瓷等公司紛紛進入成長期，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，技術(shù)水平不斷提高，企業(yè)競爭力不斷增強。這一系列法律、政策無疑有力的支持了我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 2021 年 1 月，《中華人民共和國可再生能源法》正式實施，此法在資源調(diào)查與發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)與技術(shù)支持、推廣與應(yīng)用、價格管理與費用分?jǐn)偂⒔?jīng)濟激勵與監(jiān)督措施、法律責(zé)任等方面做出了規(guī)定。太陽能發(fā)電無需架設(shè)輸電線路，且建設(shè)周期短，可以有效解決邊遠地區(qū)用電的難題。第二，太陽電池組件不僅可以作為能源設(shè)備，還可作為屋面和墻面材料，既供電節(jié)能，又節(jié)省了建材，具有良好的經(jīng)濟效益。 我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用空間也非常廣闊。 我國迫切需要發(fā)展光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù) 我國太陽能資源非常豐富，大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在每平方米 4千瓦時以上，理論儲量達每年 萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，太陽能資源開發(fā)利用的潛力非常廣闊。據(jù) 1998 年世界可再生能源企業(yè)年鑒報道，世界上能提供屋頂光伏并網(wǎng)服務(wù)的企業(yè)已經(jīng)超過 200 家 (我國和印度未有企業(yè)被列入 )，其中有如美國的 Trace、 SOlarex，荷蘭 ECN 和 Mastervolt，日本的 Kyoeera、 Fuji，澳大利亞的 AEG，德國的 Siemens，意大利的 Enel等，這些都明示著光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是世界范圍內(nèi)一個蓬勃發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它和光伏器件 (主要是太陽電池 )同時并列為光伏產(chǎn)業(yè)的兩大支柱 . 在光伏并網(wǎng)發(fā)電的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，雖然現(xiàn)在還沒有 IEC(國際電工委員會 )標(biāo)準(zhǔn)，但各國都頒 布了相應(yīng)的試行標(biāo)準(zhǔn)，如美國 SANDIA 國家實驗室的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)等。 在技術(shù)方面，專用逆變設(shè)備和相關(guān)系統(tǒng)的最佳配置涉及到多項技術(shù)。隨著光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)的不斷完善和經(jīng)濟性的提高，其市場占有率將始終保持在 50%左右。屬于發(fā)展中國家的印度也在 1997 年 12 月宣布到 2020年將建成 150 萬套太陽能屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。 90 年代以來，國外發(fā)達國家重新掀起了發(fā)展光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研發(fā)高潮，這次的重點并未放在建造大型并網(wǎng)光伏電站 方面，而是側(cè)重發(fā)展“屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)” .人們認(rèn)為，屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)不單獨占地，將太陽電池安裝在現(xiàn)成的屋頂上，非常適應(yīng)太陽能能量密度較低的特點，而且其靈活性和經(jīng)濟性都大大優(yōu)于大型并網(wǎng)光伏電站，有利于普及，有利于戰(zhàn)備和能源安全，所以受到了各國的重視。按照當(dāng)時認(rèn)識，建造的都是較大型的光伏并網(wǎng)電站，規(guī)模從 1OOKW 到 1MW 不等，而且都是政府投資的試驗性電站。同時，光伏產(chǎn)業(yè)的規(guī)模發(fā)展還將 為社會提供可觀的社會就業(yè)機會。 1998 年 7