【正文】 《中華人民共和國(guó)可再生能源法》正式實(shí)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(jià)格管理與費(fèi)用分?jǐn)?、?jīng)濟(jì)激勵(lì)與監(jiān)督措施、法律責(zé)任等方面做出了規(guī)定。這一系列法律、政策無(wú)疑有力的支持了我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2005年后，產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，無(wú)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(jìn)入成長(zhǎng)期，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平不斷提高，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)。目前，我國(guó)非多晶硅薄膜電池產(chǎn)業(yè)也展現(xiàn)出迅猛發(fā)展的勢(shì)頭，很多國(guó)內(nèi)公司通過(guò)與國(guó)外公司的合作已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行或計(jì)劃進(jìn)行非多晶硅薄膜電池項(xiàng)目的投資。太陽(yáng)光發(fā)電是無(wú)需通過(guò)熱過(guò)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。早在1839年，法國(guó)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(yáng)光照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生額外的伏打電勢(shì)，他把這種現(xiàn)象稱為光生伏打效應(yīng)。人們把能夠產(chǎn)生光生伏打效應(yīng)的器件稱為光伏器件。太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能光伏發(fā)電的核心組件。近年來(lái)太陽(yáng)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。獨(dú)立系統(tǒng)是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最基本的形式，又稱為太陽(yáng)能發(fā)電的原型系統(tǒng)。系統(tǒng)如圖21所示。如果負(fù)荷是交流的，則還須將直流電通過(guò)逆變器變換為交流電。由于負(fù)荷的電壓經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，故還應(yīng)設(shè)置控制器以調(diào)節(jié)電壓。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是當(dāng)太陽(yáng)能電池陣列發(fā)出的電功率超過(guò)負(fù)荷需要時(shí)，可以通過(guò)自動(dòng)控制輸向交流市電電網(wǎng)，即向電力公司賣出電力。反之，對(duì)電力公司來(lái)說(shuō)正常運(yùn)行是向用戶供電，稱為“正潮流”。系統(tǒng)聯(lián)系系統(tǒng)的另一重要優(yōu)點(diǎn)是可以取消蓄電池，使成本降低，且加強(qiáng)了供電的穩(wěn)定性和可靠性。 （1）光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過(guò)利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽(yáng)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(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。太陽(yáng)能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能變成電能，產(chǎn)生電流。太陽(yáng)能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、只要太陽(yáng)存在，太陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì)引起環(huán)境污染；太陽(yáng)能電池可以大中小并舉，大到百萬(wàn)千瓦的中型電站小到只供一戶用的太陽(yáng)能電池組，這是其它電源無(wú)法比擬的太陽(yáng)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(yáng)輻射可分為兩種。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(shí)較弱，能量也不穩(wěn)定，在太陽(yáng)活動(dòng)極大期最為強(qiáng)烈，對(duì)人類和地球高層大氣有一定的影響，但是一般來(lái)說(shuō)不等它輻射到地球表面上來(lái)，便在漫長(zhǎng)的日地遙遠(yuǎn)的路途中逐漸消失了。太陽(yáng)輻射穿過(guò)大氣層而到達(dá)地面時(shí)，由于大氣中空氣分子、水蒸氣和塵埃等對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收、反射和散射，不僅使輻射強(qiáng)度減弱，還會(huì)改變輻射的方向和輻射的光譜分布。直接輻射是指直接來(lái)自太陽(yáng)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(yáng)輻射。（1）太陽(yáng)高度即太陽(yáng)位于地平面以上的高度角。太陽(yáng)高度角大，太陽(yáng)高，太陽(yáng)輻射強(qiáng)；反之，太陽(yáng)高度角小，太陽(yáng)低，太陽(yáng)輻射弱。早晨日出時(shí)最低，到正午時(shí)最高；下午又逐漸減小，到日落時(shí)最低。上半年，太陽(yáng)從低緯度到高緯度逐漸升高，夏至太陽(yáng)高度角達(dá)到最大，反之，冬至太陽(yáng)高度角達(dá)到最小。反之，則較多。參看圖24所示，A為地球海平面上的一點(diǎn)，當(dāng)太陽(yáng)在天頂位置S時(shí)，太陽(yáng)輻射穿過(guò)大氣層到達(dá)A點(diǎn)的路徑為OA。OA與OA之比為“大氣質(zhì)量”。同時(shí)由圖可知： (21) 式中，h為太陽(yáng)的高度角。大氣透明度是表征大氣對(duì)于太陽(yáng)光線透過(guò)程度的一個(gè)參數(shù)，在晴朗無(wú)云的天氣，大氣透明度高，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射量就多?？梢?jiàn)，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。由于不同緯度的地區(qū)太陽(yáng)光到達(dá)地面所經(jīng)過(guò)的路程是不同的。第三章 并網(wǎng)太陽(yáng)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(yáng)電池組件；充、放電控制器、逆變器、測(cè)試儀表和計(jì)算機(jī)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。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(dú)立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。隨著技術(shù)發(fā)展和世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始有計(jì)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(jí)集中型大型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等，同時(shí)在交通工具和城市照明等方面大力推廣太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的應(yīng)用。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。(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(yáng)電池根據(jù)其使用的材料可分成硅系太陽(yáng)電池、化合物系太陽(yáng)電池以及有機(jī)半導(dǎo)體系太陽(yáng)電池等類型。而結(jié)晶硅系又可分成單晶硅太陽(yáng)電池和多晶硅太陽(yáng)電池。有機(jī)半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池可分成色素增感型太陽(yáng)能電池以及有機(jī)薄膜(固體)太陽(yáng)電池等。太陽(yáng)能電池色素增感太陽(yáng)能電池硅半導(dǎo)體有機(jī)半導(dǎo)體結(jié)晶太陽(yáng)能電池非結(jié)晶太陽(yáng)能電池ⅢⅤ族化合物太陽(yáng)能電池有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池三元(ⅠⅢⅣ)化合物太陽(yáng)能電池ⅡⅥ族化合物太陽(yáng)能電池化合物半導(dǎo)體圖33 太陽(yáng)能電池的分類太陽(yáng)電池的特性一般包括太陽(yáng)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(yáng)能電池的電學(xué)特性即輸入輸出特性。太陽(yáng)電池到底有多大的能力能將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換成電能，從以下的特性可以得知。圖中的實(shí)線為太陽(yáng)電池被光照射時(shí)的電壓電流特性，虛線為太陽(yáng)電池未被光照射時(shí)的電壓電流特性。 光伏電池主要參數(shù)由圖34可得光伏電池主要參數(shù)：(1)開(kāi)路電壓開(kāi)路電壓為太陽(yáng)能電池組件在負(fù)載電路開(kāi)路情況下的端電壓，用符號(hào)表示。而內(nèi)建靜電場(chǎng)使光生非平衡電子和空穴各自向反向漂移，因而內(nèi)建靜電場(chǎng)越強(qiáng)，半導(dǎo)體材料兩端形成的光生電動(dòng)勢(shì)就越高，開(kāi)路電壓也就越高。光照強(qiáng)度決定了光伏電池激發(fā)的電子空穴對(duì)數(shù)，即一定的光照強(qiáng)度下，其電子空穴對(duì)數(shù)也是一定的，使得光電流人的特性像一個(gè)恒流源，不受外電路短路與否的影響。不同的工作點(diǎn)有不同的輸出功率，顧名思義，最大功率點(diǎn)就是在曲線上輸出功率的最大值對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)，最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓和電流為最大功率點(diǎn)電壓和最大功率點(diǎn)電流。 光伏控制器性能及技術(shù)參數(shù) 光伏控制器性能控制器的作用是控制太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的工作狀態(tài)，控制器的主要功能是使太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)始終處于發(fā)電的最大功率點(diǎn)附近，以獲得最高效率。對(duì)放電的控制主要是當(dāng)電池缺電、系統(tǒng)故障(如電池開(kāi)路或接反時(shí))切斷放電電路。在溫差較大的地方，控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。光伏控制器是用于太?yáng)能