光伏发电的基本原理篇1
【关键词】光伏发电技术变电站应用
在我国大部分实体产业的发展过程中都采用了新能源以及智能化技术手段来推进产业效能，改善行业发展的社会效益。在融合了智能科技手段后，国内变电站建设的质量与以往相比较有了质的飞跃，尤其是引入了光伏发电技术以后，借助光伏发电技术的基本原理以及光伏发电系统的容量计算方式，能够助力我国变电站朝向集约型经济、环保能源供给产业的方向发展。
1光伏发电技术的基本原理及其系统容量计量方式概述
1.1光伏发电技术的基本原理分析
在各类型科技快速发展的氛围中，光伏发电技术涌现出来，借助光伏组件的合理布置，提升了我国变电站系统的运作效能。从理论上来看，太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池，又可称其为“光伏电池”。鉴于太阳能光伏发电技术是利用太阳电池半导体材料而产生的光伏效应，在将太阳能转换为电能的过程中，无需燃料，也不污染环境，其未来的发展空间巨大。从具体的技术理论内容来剖析，光伏电池是以半导体p-n结上接受太阳光照而产生的伏特效应为基础，进而直接将光能转换为电能的能量转换器。光伏发电技术的基本原理可以由如下的几点内容来表述：首先，当太阳照射到半导体表面时，半导体内部的“n区”和“p区”中原子的价电子受到了太阳光子的强烈冲击，这样便可以通过光辐射来获取到能量；接下来，在能量的持续注入的情况下，脱离“共价键”的束缚从“价带”激发到“导带”，这样一来，便可以令半导体材料内部所产生的电子处于非平衡状态，这就促动光伏发电系统的运作，这便是光伏发电技术的基本原理。
1.2光伏发电系统的容量计量方式研究
实质上，一个具备一定规模的智能化变电站需要在众多的光伏电池组的辅助下完成发电任务，诸多小的太阳能光伏电池便是电池组的重要构成部分，通过将这些光伏电池以串联、并联的方式组合起来，进而形成光伏电池组的形式来为整个变电站系统输送电能。从具体的光伏发电系统的容量计算方式来看，需要凭借一些常用的公式来进行科学化的容量计量。其中，太阳电池组件的数量计算、光伏组件方阵布置的最小间距计算等数据的计量十分重要。
2光伏发电技术在我国智能化变电站中的实际应用
光伏发电技术以及光伏发电系统的实际应用对于我国变电站的运营及其未来发展是极为有利的，鉴于光伏发电在其能源转换的过程中所消耗的能量较低，而且，不会产生对环境有害的污染物质，这对于节约能源以及环境保护的意义重大。光伏发电系统所发电能可以被变电站内部负荷在短时间内消耗掉，因此可以说，通过光伏发电技术所得到的电力能源无需进行储存，便可以实现电能的“即发即用”效果，这样就可以降低电力负荷所占用电系统的压力，此外，如若变电站系统出现异常，还可以通过变电站自身的“黑启动”来恢复供电。从实践状况来看，光伏发电技术在我国诸多智能化变电站中的实际应用效果良好。
2.1光伏发电技术在变电站中的具体应用状况
在考虑到光伏发电技术的成熟度及其可靠性等因素以后，依据光伏发电系统的运作特征，在实践过程中应用光伏发电技术。光伏发电组件与实体建筑物的结合方式较为特殊，需要调整变电站内光伏组件的安装方式来适应变电站的实际环境状况，进而令光伏发电技术的实践效能更好地激发出来，为我国智能化、集约型环保变电站的创建奠定基础。在实践操作的过程中，有很多技术应用的细节需要格外注意，例如：为了合理地接受辐射的光能，则太阳能光伏发电板在安装的过程中就需要与水平地面保持一定的夹角，这就需要进行科学化的地理纬度测算，进而得出最佳的数值，并对光伏组件的位置进行合理布置。此外，在光伏发电系统的正常运行过程中，光伏发电技术的应用能够减小用电系统的用电量占比，这也就相当于起到了系统节能、降低系统消耗的功用，而且，还能提高光伏发电系统的使用效率。
2.2光伏发电技术的实践效能研究
对于我国电力系统的运转而言，凭借光伏发电技术以及光伏发电系统来维系规模化的电力能源生产运作十分可行，同时，还具备一定的经济性与环保特性。光伏发电系统的创建是用以提升电力工业管理水平的前提条件，而且，在电力企业的长期工作中，电网环境的安全性是整个电力系统管理的重中之重，不断优化变电站光伏发电系统的总体性能对于电网的稳定、经济、环保运行较为重要。通过研究光伏发电系统的理论估算能量值等内容，能够了解到，科学化数据支持是光伏发电技术在实际应用过程中最主要的参考依据，如若按照一定的执行标准来具体操作，能够在一定程度上保证该技术应用的实效性。从实践的角度来看，光伏发电技术在我国智能化变电站系统中的应用状况较为良好，值得在不同规模的变电站内进行推广实施，为我国电力产业发展节能降耗、环境保护等目标提供强有力的技术支撑。
3结束语
总而言之，光伏发电技术以及光伏发电系统的实际应用对于我国变电站的运营及其未来发展是极为有利的，因光伏发电在其能源转换的过程中不产生污染，这对于节约能源以及环境保护都起到一定的作用，光伏发电技术值得在电力产业内外进行推广实施。
参考文献
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光伏发电的基本原理篇2
关键词：黄土高原；光伏系统；供水系统；循环经济
1引言
我国西北的黄土高原，属于干旱贫瘠的土地，年降雨量仅400mm，农业生产基本靠天收成，个别地区人畜饮水都是问题。如何解决好这些地区水的问题，是当前一个重要课题。近些年新兴的太阳能光伏发电，是解决输水动力的一个有效手段。通过小规模光伏发电供水系统的生产性试用，逐步总结和积累经验，便于较大规模的推广。
早期开发太阳能光伏的是欧美国家和日本。自1969年世界上第一座太阳能电站在法国建成，太阳能发电的比例在欧美国家逐渐提高，光伏技术也在不断发展。其中，欧盟是世界上光伏发电量最大的地区，到2008年，该区域占全球光伏发电量的80%。
我国是太阳能资源丰富的国家之一，有76%的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀，并有荒漠108万km2，主要分布在光照资源丰富的西北地区。太阳能作为清洁、安全可靠、永不枯竭的新能源，近些年在我国也有了较快的发展。
2黄土高原水资源开发与利用分析
我国黄土高原主要位于甘肃东北部、宁夏南部、陕西北部及山西的西部地区。这些地区经过几百万年的雨水的冲刷，把黄土高原切割成了纵横的沟壑、墚、塬、峁并存的特有地貌特征。这些地区属于暖温带，半干旱季风气候，年降雨量一般在400～600mm，年日照时间约为2400～2500h。该地区降雨主要集中在夏秋季节，冬季少雪，春季基本无雨，可谓春雨贵如油。这个季节，正是冬春农作物需水季节，但此时却很少降水，只有沟壑底部有些小溪流，要想灌溉，就需从沟底将水抽至塬上方可进行。在干旱年份，如遇上春夏连旱，不但农作物会欠收或绝收，就连农民吃水都成为一大问题。因此，解决这些地区水的问题，是一个长期而艰巨的任务。
一般情况下，在该地区水源与用水点距离较远，或者用水点高程高于水源水位80～100m，必须依靠水泵加压输送。现阶段这些区域因经济发展水平和人口、工矿企业比较分散等条件受限，很多区块没有布置市电，所以，需要用独立发电设备（柴油机或用光伏发电系统）带动水泵抽水。
光伏系统是近些年发展起来的绿色新能源，在西北黄土高原地区应用有着下列优势：符合国家节能减排的战略要求。节能减排是我们的国家战略，光伏系统是典型的清洁能源，在不增加废弃物排放量的前提下，有利于开发利用了该地区的水资源；这些地区年日照时间约为2400～2500h，利于光伏系统的应用；价格有不断下降的趋势，在5年前的光伏板价格是现在价格6倍。一块国产200w的光伏板现价550元，这也给它的应用提供了现实可能，而且今后如果需要扩大使用规模，单位成本也将更低；独立发电系统的优势，这些地区多是峁头、墚地，基本比较偏远，很多地点没通市电，拉专线成本很高，用光伏系统就有其成本优势；管理简便，系统简单，管理维护方便，体量小成本低，可大范围推广。同时光伏系统也有一定的缺点：获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关；与市电相比，发电成本偏高。
3案例分析
3.1系统的工作条件概况
有一成功的工程案例用于农业灌溉、生产及生活。它位于陕西省洛川县境内，是黄土高原中部的一个山峁、墚地农场，有平整土地50余亩，加山坡地共100余亩，抽水高差约80m。根据以上土地规模、地形高差，设计光伏供水系统的基本情况如下。
作为系统的供电部分，包括光伏板、控制器、蓄电池及逆变器等部件。它的核心部件是光伏板，8块光伏板年发电总量大于3840kw・h。
作为系统供水部分，水泵抽水流量：2m3/h，扬程：120m。这样每天平均8h抽水，每天可抽16m3，全年250d，抽水总量为4000m3，每亩40m3，相当于60mm的降雨量，用现代节水灌溉方式，每次10～15mm，可灌溉4～6次，基本满足该地区农作物冬春旱季时期的灌溉需求。夏秋季雨水相对较多，基本可满足农作物的生长需求。
3.2光伏系统的辅助功能
光伏电源除满足水泵提水外，还可满足喷灌系统供电，喷灌山坡草地。另有一个功能就是，给农场提供生活用电及用水，养猪场每月可用60m3水，饮用水从蓄水池抽至室内蓄水箱，经过滤器过滤后供生活饮用。该系统可满足一台电脑，一台电视、冰箱及照明需求，总负荷约1000w。
4太阳能光伏发电供水系统设计
4.1可选用电力系统比选
各种电力系统比较详表1。
表1电力系统财务比较表
项目1光伏发电1柴油发电1市电造价/元110600146001120000（增容费）维护费/元120015001200综合折旧率/%11011010年折旧费/元110601460010电费/元101384012304
注：①全年按8块光伏板，2400h的发电量3840kw・h计。②电价：柴油发电按1.0元/kw・h计，市电按0.6元/kw・h计
通过表1的综合分析，市电增容费太高，不可采用；光伏与柴油发电10年的综合费用比较，光伏为12600元，柴油发电为13440元。由此看来光伏发电比柴油发电有综合价格优势，同时，光伏发电有管理方便、绿色无污染的优点，因此，光伏是发电系统的首选。
4.2光伏发电供水系统原理与设计
4.2.1光伏发电的原理
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏供水系统工艺框图如图1。
图1光伏发电供水系统
4.2.2光伏发电设备
（1）光伏板。光伏板是发电系统的核心设备，根据我国现有的产品规格，选择了200w的光伏板。外框裙边尺寸：1580mm×808mm×45mm。输出功率：200w；输出电压：36.0V；峰值电流：5.55a，开路电压：43.5V；短路电流：5.85a。
（2）控制器是光伏系统充放电的控制设备。系统电压：24V；系统电流：80a；空载损耗：20ma；光伏板输入电压：55V；超压保护：33V；均衡充电电压：29.2V；工作温度：-25C°～+60C°。
（3）蓄电池。采用免维护铅酸蓄电池，12V-100a电池4个，每组两个串联，两组并联使用，系统直流电压：24V。
（4）逆变器。主要功能是将直流电转变为交流电。额定输入电压：DC-24V；输出电压：aC-220V；额定功率：4000w；空载电流：1.3a；工作环境：-10C°～+50C°。
4.2.3供水设备
（1）水泵选择及参数。水泵是供水系统的核心设备，目前市场上可供选择的水泵为多级潜水泵、多级离心泵及螺杆泵。系统要求，该水泵为小功率、小流量、高扬程，根据这些特点，多级潜水泵及离心泵的功率、流量普遍偏大，扬程偏小。通过3种泵的比较，螺杆泵特点为杨程高，流量小，功率较小，符合要求。参数为：流量Q=2.0m2/h；扬程H=120m；功率p=750w；电流i=5.2a；电压：220V。
（2）提升管道。根据设计流量、压力、防腐要求及使用条件，系统选择了Dn25镀锌钢管，管长250m。管道水力参数为：Q=2.0m2/h，i=0.175，v=1.16m/s。
4.3投资预算及投资效益
投资预算详表2。
表2投资预算表
编号1名称1价格/元1备注11光伏板1520018块21控制器16001一台31逆变器127001一台41蓄电池1220014个51螺杆泵17001一台61电缆线110001300m71光伏板支架1180018套81输水管124001250m91蓄水池11400150m3101零星工程120001取水头部111合计120000
由上表显示，该系统总投资为20000元，每年抽水4000m3，可满足农场100亩土地灌溉需求。其中该农场中有10亩苹果园，原来由于是旱地，亩产只有3500多斤，灌溉后会增收500kg，按2013年当地市场较低出园价1元/kg计，每亩增收2000元，10亩共计20000元，当年即可收回建造成本。至于农业水资源费，现行国家规定，限额内免费，限额外按标准0.002元/m3收取，4000m3为8元，则可忽略不计。这只是农场的部分净收益，随着农场各种经济实体的不断完善，经测算，由此所带来的整体效益至少增加30%以上。
4.4系统设计的几点经验
（1）对于光伏供水系统的设计，由于缺乏经验，农场的需水量与现有市场设备的选用匹配，既要满足需要，又要经济可靠，是一个很麻烦的问题。例如：光伏板选多大，多少块合理，由于无规范，都要经过计算和测算相结合的方式确定；又如：市场上高扬程小流量的水泵非常难找，经反复比选，最后选择了工程中不常用的小型螺杆泵。
（2）由于沟底距塬顶自然高差80m，水泵扬程为120m，在水泵突然停电的情况下，则会产生水锤，易使管道破裂。为了防止水锤的发生，在选择管道时，着重对管材进行比选。目前，可供选择的管材为pe管和镀锌钢管，经比选采用了镀锌钢管，它具有耐压等级高，使用寿命长，系统安全的优点。为了使系统更安全，在供水管的下端处，加装了安全阀。
（3）由于螺杆泵对泥沙的敏感度很强，水中含砂极易造成泵轴的磨损，缩短寿命。所以，取水头部的设计，对进水浊度要求很高，应达到10°以下。既要保证低浊度，又要保证长期不堵塞，这是系统的一个主要控制点，详见图2。
图2取水头部设计
（4）由于黄土高原位于西北，案例所在地冬季较为寒冷，一月份平均气温约为-67°C，极端气温为-254°C，最大冻土深度为750mm。所以，为了防冻，管道必须埋设于800mm以下，同时还要对取水头部作加厚覆土的防护处理。
4.5运行效果
该系统建成后，经过一段时间运行，效果达到了设计要求。系统既满足了农田灌溉，也满足了日常生活需求。在农场里呈现出果树经济林、农作物、牧草、养猪场及沼气池的各种经济形态，形成了一套以水为纽带，功能齐全而完整的循环经济链。
2014年11月绿色科技第11期5结语
太阳能光伏发电供水系统，在西北黄土高原偏远地区的实施，对解决农业灌溉、生活用水是个有效手段。通过一个具体工程案例的实施，介绍了系统的设计原理、设备组成及主要参数，并进行了简要的技术经济分析。采用了节水灌溉的方式，有效节约了宝贵的水资源。用种草植树改变植被的方法，对小流域综合治理而抑制水土流失，起到了积极作用。同时，农户发展多种经营，增加了稳定收入，它既有可观的经济效益，也产生了良好地社会效益。因此，光伏供水系统在该地区有着广泛而重要的推广价值。
参考文献：
[1]高军武，陶崇勃.国内外光伏产业市场状况与发展趋势[J].电气技术，2009（8）：43～45.
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光伏发电的基本原理篇3
【关键词】船舶太阳能光伏系统
随着全球石油能源逐渐减少，开发可再生新能源着深远的意义，本文搜集并初步研讨太阳能这一重要可再生资源在船舶电力系统中的应用。
1特点
从太阳能获得电力，需通过太阳能电池板进行光电转换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下几大特点：
（1）太阳能资源不会枯竭，资源分布广泛，受地域限制小；（2）太阳能电池主要材料――硅，原材料丰富；（3）无需机械传动部件，无噪音，稳定性高；（4）维护保养简单，维护费用低。太阳能电力系统也有其不足之处，原材料成本较高，转换效率低；较难精确预测及控制系统发电量；发电时间受季节、昼夜、阴晴等气象状况影响较大等。当然，上述技术瓶颈是可以逐步突破的，太阳能的开发利用必将成为全球最热门的课题。
2结构原理
太阳能发电是利用电池组将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件是利用半导体材料的电子学特性实现p-V转换的固体装置。太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件（板）、蓄电池、控制器、逆变器、照明等负载组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。
太阳能电池（板）与蓄电池组成系统的电源单元，由此可见，电池板及蓄电池性能将直接影响着系统的工作特性。控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得光伏电池组件最大输出功率。逆变器主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电，通过调制、滤波、升压等，得到与负载频率，额定电压等匹配的正弦交流电。上述控制器及逆变器构成控制保护系统，具备以下功能：蓄电池充放电控制、直交流逆变控制、并网控制、最大功率跟踪控制、信号检测、设备保护、故障诊断定位、运行状态检测指示。下图1为家用太阳能供电系统。
3船舶太阳能系统
参照陆用太阳能光伏系统基本原理与组成，分析大型远洋运输船舶太阳能光伏系统运行模式，制定船舶太阳能系统初步方案，提供设计思路。根据不同场合电气设备负荷要求不同，以及成本控制等实际情况，船舶太阳能系统由易到难一般可分三大类型：独立供电的光伏发电系统、并网光伏发电系统、混合型光伏发电系统。
（1）独立供电的光伏发电系统如图2所示：太阳能电池板作为系统中的核心部分，其作用是将太阳能直接转换为直流形式的电能，一般只在白天有太阳光照射的情况下输出能量。根据负载需要，系统一般选用铅酸蓄电池作为储能单元，当发电量大于负载时，太阳能电池通过充电器对蓄电池充电；当发电量不足时，太阳能电池和蓄电池同时对负载供电。
图2独立供电的光伏发电系统
（2）并网光伏发电系统如图3所示：一般带有蓄电池储能环节的成为可调度式并网光伏发电系统。
上述的并网模式是指光伏发电系统直接与船舶电网进行并网，通过船舶电站向全船供电，简单来讲，并网模式配合逆变器，并将电力通过逆变器输出侧接入电网，此时要求逆变器输出电流波形符合电网要求。其构建的主导思想是将光伏系统相对独立，在电力匹配中，太阳能光伏系统相当于一台发电机。
（3）混合型太阳能光伏系统如图4所示：是指光伏电能与其他形式来源的电能进行混合调度使用，不存在并网关系。与上述两个系统的区别在于增加了一台备用发电机，当光伏阵列发电不足或蓄电池储量不足时，可以启动备用发电机组，既可以直接给交流负载供电，又可以经整流器给蓄电池充电。
图4混合型光伏发电系统
当然，船用太阳能光伏系统的构建，不局限于上述三种类型，可以根据船型及经济性等各方因素进行优化组合。
4实船案例
（1）2012年，由日邮集团投资，三菱重工建造的全球首制混合电力系统汽车滚装船交付使用，该船发电系统由三台1，150kw柴油发电机及一套容量为480kw的太阳能光伏锂电池组供电系统组成，系统图及布置图如图5所示。
图5系统图及布置图
*该系统中逆变控制单元pwminverterpanel由taiYo提供，太阳能光伏电池供电系统由panasonic提供，船型基本信息如下：
船名：emeraldac容纳：6，400辆客车L.o.a.：199.99mBeam：32.26mDepth：34.52mDraft：9.725m
5naCKS6，200pCC实船应用
5.1船型比对
参考nYK实船案例，以我司6，200pCC汽车滚装船为基础，初步研讨太阳能系统的可行性，船型基本信息如下：
L.o.a.：199.90m
Beam：32.26m
Depth：34.35m
Draft：8.9m
D/G：1，200kwx3
e/G：150kwx1
5.2系统构建
根据测量，该船上甲板暴露部分面积为：Garagetop-2340o，居住区-650o，艏部-400o，暴露部分面积总计达到了3390o，均可用于布置太阳能电池板。另设置一空舱以布置控制单元及蓄电池电源单元，经初步检查，该船Bosunstore内空间余量较大，且离居住区较近，方便提供日常基本生活所需的电力，故将太阳能控制屏及蓄电池布置于Bosunstore，系统如图6所示。
5.3问题难点
该系统仅作初期构建，若进入实船应用阶段，需要挖掘并解决上述特点介绍中提到的几点问题：原材料成本较高，转换效率低；较难精确预测及控制系统发电量；发电时间受季节、昼夜、阴晴等气象状况影响较大；相关法规规范的研究；其它诸多因素（待查）。
以上几点问题，看似与配套厂家密切相关，船厂掌握的主动权不大，但船厂若能掌握系统原理，熟悉各种原材料特性，并选好合作厂商，就能先人一步领先开发。下面针对问题准备/收集了市场信息/系统原理如下：
（1）原材料成本有多高，转换效率水平又如何；据《太阳能光伏产业现状与发展研究报告》调查（2010年）：目前光伏发电的成本是火电的10倍，利用国产设备健在一个50兆瓦的太阳能热（光热）电站，投资预计在10亿元（含土地成本），单位设备投资在1.5万元/kw左右，同等规模的光伏发电站则需要20多亿元平均4万元/kw左右（其他一些机构估算最高达到了6万元/kw左右）；据《太阳能动力船舶发展综述》调查（2008年）：现在单晶硅光伏装置的实验室效率已经达到了24.7%，大规模生产的硅太阳能电池的效率为13%～18%，而砷化镓多结太阳能电池的实验室最高效率已经达到37%左右（成本较昂贵，多用于航空军事领域），可见，太阳能光伏装置即光伏电池的能量转换效率对船舶太阳能系统至关重要，亦可见光伏电池占整个系统的成本、战略比重；逆变器、蓄电池也占据部分成本比例。据《太阳能光伏产业现状与发展研究报告》调查（2010年）：逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载；
此外，在逆变系统中也存在一定的功率损耗，其效率指标据《太阳能光伏发电原理及关键设备》调查，逆变器的转换效率达到了95%以上，如下表1。
（2）如何精确预测及控制系统发电量；预测及控制系统发电量的目的即从光伏电池中获取更多的电能，充分利用光伏电池组件的能量，目标光伏组件尽可能地工作在最大功率点，这就引入了mppt技术概念，mppt-maximumpowerpointtracking（最大功率点跟踪）技术是充分利用光伏电池组件能量必备的技术，通过不断对pV的电压（电压控制）或电流（电流控制）进行小幅度的扰动，实时计算其输出功率的变化，从而逐渐实现最大功率点的跟踪，如表2。
表2最大功率点的跟踪
（3）发电时间的限制；太阳能的获取受制于四季、昼夜、阴晴、航线等条件，系统无法持续稳定地发电，但根据太阳的辐射强度，是可以估算出单位面积时间内太阳年平均辐射强度的，根据百度百科提供的《太阳能发电》调查所得：地球轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/o，地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000tw，在海平面上的标准峰值强度为1kw/o，地球某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/o。由此也印证了上表2某研发机构提供的数据，即峰值发电量为1000w/o，平均发电量为200w/o。
（4）法规规范的研究及其它；太阳能船舶系统的研究，首先要基于满足相关法规规范的要求，部分行业标准及国家标准如下：
ieC_61646-1996thin-filmterrestrialphotovoltaic（pV）modules
ieC_61730-1_（2004-10）photovoltaic（pV）modulesafetyqualificationCpart1Requirementsforconstruction
ieC_61730-2_（2004-10）photovoltaic（pV）modulesafetyqualificationCpart2Requirementsfortesting
GB11009-1989太阳电池光谱响应测试方法，GB11011-1989非晶硅太阳电池电性能测试的一般规定，GB12632-1990单晶硅太阳电池总规范，GBt14008-1992海上用太阳电池组件总规范，此外，系统安全性、船舶稳性、结构强度等其它问题点也需要考虑。
5.4成本估算
基于我司6，200pCC汽车滚装船，并根据上述系统构建及部分难点的突破，进行太阳能电力系统的成本初期估算如表3：
根据表3中6，200pCC实际电力消耗，并由太阳能系统效率转换，推算出太阳能发电系统总发电量，进而估算出系统中太阳能光伏电池的数量、单位用电量的成本投入等。
表3阳能电力系统的成本初期估算
从表3中可见，本船装备了侧推器，在靠离港及装卸货工况下电力负荷较大，考虑此种情况可以借助柴油发电机及岸电等设备，没有使用太阳能电力系统的必要，故仅考虑normalseagoing及inport工况，对比可得，系统需要的最大电量为830.4kw，拟将太阳能光伏系统逆变环节效率定为95%，光伏电池效率为18%，从而推算出系统的最大发电量为4856kw，由单位面积太阳辐射量0.2kw/o可得，需要太阳能光伏电池的面积为24280o，远远超出本船暴露部分的面积总和3390o，由此也可知，就目前的技术水平来讲，大型远洋船舶上，太阳能完全取代传统的柴油发电机还有很长的路要走。反之，由全船暴露部分的面积3390o可得，系统最大发电量为115.9kw，已完全能够满足包括照明系统、电梯、日用设备、通导无线设备等的使用，根据每千瓦4～6万元成本估算，该系统总投入约460～700万元人民币区间内。
6前景
当然，上述算法偏保守，在如今科技飞速发展的时代，相信不远的未来太阳能系统的各个环节都将逐步改善升级，比如对高效率低成本光伏电池的开发、太阳能跟踪装置的开发、对多船体船体平台的开发等等。由百度百科提供的《太阳能发电》中则提到了一个更加激动人心的计划，即日本提出的创世纪计划――其准备利用地面上沙漠和海洋面积进行发电，并通过超导电缆将全球太阳能发电站联成统一电网以便向全球供电，据测算，到2050年、2100年，即使全用太阳能发电供给全球资源，占地也不过为186.79万平方公里、829.19万平方公里，而829.19万平方公里才占全部海洋面积的2.3%或全部沙漠的51.4%，甚至才是撒哈拉沙漠的91.5%，因此这一方案是有可能实现的。
7结语
全球资源越发枯竭，未来国际社会对能源的竞争必定越来越激烈，提倡节能环保是每个人必须思考的课题，目前全球对太阳能的利用率还不高，研究太阳能具有重大理论和实际意义，对可再生能源船舶的研发更具有迫切性，要坚持对绿色新能源的研究开发。
参考文献：
[1]魏乔，孙玉伟，袁成清，严新平.大型远洋运输船舶太阳能光伏系统的构建[J].船海工程，2010（6）：138-140.
光伏发电的基本原理篇4
关键词：光伏发电、基本原理、系统组成、应用
1.太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势
1.1太阳电池的基本原理
太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，是采用太阳电池将光能转换为电能的发电方式，而且随着技术不断进步，光伏发电有可能成为最具发展前景的发电技术之一。太阳电池的基本原理为半导体的光伏效应。当太阳光（或其它光）照射到太阳电池上时，电池吸收光能，产生“光生电子—空穴”对。在电池内电场作用下，光生电子和空穴被分离，从而在电池两端积累起异号电荷，即产生电压。
1.2光伏发电的主要优势
（1）发电原理具有先进性：即直接从光子转换到电子，没有中间过程（如热能—机械能、机械能—电磁能转换等）和机械运动，发电形式极为简捷。
（2）太阳能资源的无限和分布特性：太阳能辐射取之不尽，用之不竭，可再生并洁净环保；阳光普照大地，无处不在，无需运输，不受霸权控制。
（3）光伏发电与环境关系：光伏发电没有机械旋转部件，无噪声；没有燃烧过程，不排放温室气体和其它废气、废水，环境友好，真正的绿色发电。
（4）建造、拆卸和维护特性：模块化结构，规模大小随意，易于建造安装、拆卸迁移，而且易于随时扩大发电容量。可实现无人值守，维护成本低。
2.光伏发电系统组成及各部分功能
光伏发电系统是采用太阳电池将太阳辐射能直按转换成电能的完整的发电系统。一般来说，它由太阳电池方阵、控制器、蓄电池组、直流--交流逆变器等部分组成。
2.1太阳电池组件及方阵
太阳电池是光伏发电系统的核心。太阳电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4~200cm2不等。太阳电池单体的工作电压约为0.5V，工作电流约为20~25ma，一般不能单独作为电源使用。将太阳电池单体进行串并联且封装后，就成为太阳电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦，是可以单独作为电源使用的最小单元。太阳电池组件再经过串并联并安装在支架上，就构成了太阳电池方阵，可以满足负载所要求的输出功率。
2.2储能蓄电池
蓄电池是光伏电站的贮能装置，它将太阳电池方阵从太阳辐射能转换来的直流电转换为化学能贮存起来，以供应用。在独立运行的光伏发电系统中，必须配备储能蓄电池，以储存和调节电能。当日照充足而产生的电能过剩时，蓄电池将多余的电能储存起来；反之，当系统发电量不足或负荷用电量大时，蓄电池向负载补充电能，并保持供电电压的稳定。
蓄电池是通过充电将电能转换为化学能贮存起来，使用时再将化学能转换为电能释放出来的化学电源装置。它是用两个分离的电极浸在电解质中而成。由还原物质构成的电极为负极，由氧化态物质构成的电极为正极。当外电路接通两极时，氧化还原反应就在电极上进行，电极上的活性物质就分别被氧化还原了，从而释放出电能，这一过程称为放电过程。放电之后，若有反方向电流流入电池时，就可以使两极活性物质回复到原来的化学状态，这一过程称为充电过程。光伏电站中与太阳电池方阵配用的蓄电池组通常是在半浮充电状态下长期工作，考虑到连续阴雨天气，蓄电池的设计容量一般是电负荷日耗电量的5~10倍。目前我国光伏发电系统配置的蓄电池多数为铅酸蓄电池。
2.3充放电控制器
蓄电池，尤其是铅酸蓄电池，要求在充电和放电过程中加以控制，频繁的过充电和过放电都会影响蓄电池的使用寿命。过充电会使蓄电池大量出气（电解水），造成水份散失和活性物质的脱落；过放电则容易加速栅板的腐蚀和不可逆硫酸化。为了保护蓄电池不受过充电和过放电的损害，则必须要有一套控制系统来防止蓄电池的过充电和过放电，称为充放电控制器。控制器通过检测蓄电池的电压或荷电状态判断蓄电池是否已经达到过充点或过放点，并根据检测结果发出继续充、放电或终止充、放电的指令。
随着光伏发电系统容量的不断增加，用户对系统运行状态及运行方式的合理性的要求越来越高，系统的安全性也更加突出和重要。因此，近年来设计者又赋予控制器更多的保护和监测功能。此外，控制器在控制原理和元器件方面也有了很大发展和提高，目前先进的系统控制器已经使用了微处理器，实现了软件编程和智能控制。
2.4直流—交流逆变器
众所周知，整流器的功能是将50Hz的交流电整流成为直流电。而逆变器与整流器恰好相反，它的功能是将直流电转换为交流电。这种对应于整流的逆过程称为“逆变”。太阳电池在阳光照射下产生直流电，然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。例如，荧光灯、电视机、电冰箱、电风扇等均不能直接用直流电源供电，绝大多数动力机械也是如此。此外，当供电系统需要升高电压或降低电压时，交流系统只需加一个变压器即可，而在直流系统中升降压技术与装置则要复杂得多。因此，除特殊用户外，在光伏发电系统中都需要配备逆变器。逆变器还具备自动调压或手动调压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。另外，光伏发电系统若要实现并网运行，则输出必须为交流。因此，逆变器已成为光伏发电系统中不可缺少的重要设备。
在光伏系统中，要求逆变器有较高的逆变效率和可靠性，对直流输入电压有较宽的适应范围。
逆变器的输出波形有方波、阶梯波、正弦波等类型。在中、大容量的光伏发电系统中，逆变器的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对供电品质有较高的要求。另外，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免对公共电网的电力污染，也要求逆变器输出失真度满足要求的正弦波。
3.光伏发电系统的应用
中国是光伏产业大国，中国光伏企业生产的太阳电池占据全球市场份额50%以上。但国产太阳电池约98%出口，销往国内市场仅占很小一部分。国内光伏系统的应用还处在初步阶段，目前主要有通信和工业应用、农村和边远地区应用、太阳能商品、光伏建筑一体化、大型荒漠光伏电站等。今后，按照可再生能源发展规划，将逐步扩大光伏发电系统装机容量。
3.1通信和工业应用
主要有微波中继站、光缆通信系统、卫星通信和卫星电视接收系统、农村程控电话系统、部队通信系统、铁路和公路信号系统、灯塔和航标灯电源、气象和地震台站、水文观测系统、水闸阴极保护和石油管道阴极保护等。
3.2农村和边远地区应用
主要有独立光伏电站（村庄供电系统）、小型风光互补发电系统、太阳能照明灯、太阳能水泵、农村社团（学校、医院、饭店、商店、卡拉oK厅等）。
3.3太阳能商品
主要有太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能喷泉、太阳能城市景观、太阳能信号标识、太阳能广告灯箱、太阳能电动汽车、太阳能游艇、太阳能钟、太阳能帽、太阳能手表、太阳能玩具等。
3.4光伏建筑一体化（BipV）
BipV即Building?integrated?photovoltaic，指的是光伏建筑一体化。BipV模式这种新能源利用方式，能将太阳能光伏发电与建筑相结合，利用了建筑屋顶的闲置空间，组装太阳能光伏发电模块，满足或者补充电力需求。科技成果显示，这种BipV模式日后将与建筑物幕墙相结合，以获得更多的阳光和电力，但目前的BipV主要以楼顶为主，应用技术较为成熟。BipV在建设初期成本较高，随着我国财政对BipV项目的大力支持，我国将大幅扩大BipV技术的应用。
光伏建筑一体化的优势是：
（1）清洁能源，节能并减少环境污染；
（2）一旦市政发生特殊情况（如地震灾难时），太阳能光伏发电能够满足本建筑的需求，不会因为市政电网中断而断电。
3.5大型荒漠光伏电站
气象资料显示，中国太阳能资源丰富，主要集中在西北地区。太阳能资源极丰富带的地区包括西藏大部、新疆南部以及青海、甘肃和内蒙古的西部。这些地区的年太阳照量超过1750kwh/（m2.a），而且月际最大与最小可利用日数的比值较小，年变化较稳定，是太阳能资源利用条件最佳的地区。这些地区大部分为荒漠，很适合利用起来建设大型荒漠光伏电站。大型荒漠光伏电站建设已经启动，如青海省格尔木200mw大型荒漠光伏电站已经并网投运。
3.6光伏发电未来应用前景
2009年12月，中国政府在哥本哈根气候变化领导人会议上承诺：至2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%，非石化能源占一次能源消费的比重提高至15%左右。这是世界上最大的发展中国家应对气候变化的庄重承诺，表明我国政府在应对气候变化和降低二氧化碳排放问题上作为一个负责任大国的态度和决心。《可再生能源发展“十二五”规划》确定的光伏发电装机目标为：到2015年达1000万kw，到2020年达5000万kw。中国光伏发电技术的应用潜力巨大。
参考文献:
[1]高虎等．可再生能源科技与产业发展知识读本[m]．北京:化学工业出版社，2009.4
[2]殷志强等．中国可再生能源发展战略研究丛书--太阳能卷[m]．北京:中国电力出版社，2008.11
[3]李建忠等．太阳能光伏发电应用研究进展综述[J]．广西大学学报，2009.7
[4]王继东等．光伏发电与风力发电的并网技术标准[J]．电力自动化设备，2011.11
光伏发电的基本原理篇5
关键词：高职；光伏应用技术专业；课程体系；工作过程
中图分类号：G712文献标识码：a文章编号：1672-5727（2013）05-0040-02
近年来，随着光伏产业的蓬勃发展，各地区高职院校纷纷开设了光伏应用技术专业。由于光伏应用技术专业是一门新专业，而且各地区光伏产业结构不尽相同，因此课程体系也存在差异。高职教育作为现代教育的组成部分，坚持以服务为宗旨，通过合理的专业课程体系建设更好地为地方经济服务，一直是专业建设的首要任务。笔者拟从课程体系构建原则、区域产业特色、职业岗位能力分析、课程体系构建等四个方面，探讨我院光伏应用技术专业基于工作过程的课程体系建设。
课程体系构建原则
以科学发展观为指导，全面贯彻落实国家的教育方针，主动适应地方经济社会发展需要，以提高质量为核心，以突出特色为重点，以合作办学、合作育人、合作就业、合作发展为主线，创新体制机制，推进产教结合，促进专业与产业对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、学历证书与职业资格证书对接、职业教育与终身学习对接。
坚持主动适应区域经济和社会发展需求的原则要深入行业或企业一线，广泛开展社会调研，充分听取行业、企业专家意见，关注市场经济和本专业领域技术的发展趋势，对人才需求状况进行充分分析和预测，准确把握专业定位和发展方向，并据此作为设计专业人才培养方案的起点，使专业人才培养定位和规格既具有特色，又适应社会经济发展和现代产业体系建设的时代要求，具有一定的前瞻性。
坚持工学结合、校企合作共育人才的原则深化人才培养模式改革，以工学结合为切入点，校企合作共同探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生能力的多样化人才培养模式；共同开发专业课程和教学资源，将企业（行业）工艺流程、产品标准、服务规范等引入教学内容。推行“双证书”制度，使学校的教学过程与企业的生产过程、专业课程内容与职业标准紧密结合，校企共同完成教学任务，突出人才培养的针对性、灵活性和开放性。
坚持能力与素质并重，知识、技能与素质协调发展的原则以素能并重为原则，正确处理好传授知识、培养能力与提高素质三者之间的关系，坚持素质、知识、能力整体设计协调发展。要从岗位工作任务或职业能力分析入手，按照实际工作任务、工作过程和工作情境进行整体设计，梳理工作逻辑，理顺课程之间的关系，确定课程结构，形成工作过程系统化的工学结合现代高职教育课程体系。进一步强化学生职业道德、诚信品质、敬业精神、责任意识、交流沟通能力、团队合作能力、创新创业意识等职业素质与关键能力教育，并将之渗透到所有课程中，全面提高学生的核心竞争力。
坚持理论与实践结合、“教学做”一体多元化教学模式改革的原则重视教学过程的实践性、开放性和职业性，遵循理论与实践结合、“教学做”一体的原则，单项技能实训回归课程，将仿真教学、情境教学、案例教学等多元教学方法融入课程中，积极试行多学期、分段式等灵活多样的教学组织形式。构建“以培养职业能力为核心”的岗位认识实习、情境式仿真实训、综合性生产实训、就业式顶岗实习等能力递进的实践教学体系，探索建立“校中厂”、“厂中校”等形式的实践教学基地。
区域产业特色与人才培养定位分析
浙江省现有光伏企业200余家，是全国光伏电池生产大省，产量约占全国的35%。衢州市作为浙江省第一个省级光伏产业基地，现有光伏企业60余家，是国内光伏产业链最为完善的地区之一。从市场调研情况来看，由于受到国际金融危机及欧债危机的影响，2011年下半年，硅材料加工、光伏电池市场受到了极大的影响，产量及价格受到巨大冲击。但从光伏应用市场来看，由于光伏电池、原材料价格的下降及国家光伏发电标杆电价的出台，给光伏发电系统集成市场带来了前所未有的利好前景。从国内光伏发电装机容量上看，2009年装机不到300mw，2010年装机约500mw，2011年装机约2.8Gw。随着不可再生能源的不断消耗和国家对能源需求的不断增长，预计在未来的10年内，每年装机容量将急剧增加，人才需求将非常短缺。
根据以上调研情况，我院对光伏应用技术专业的培养目标进行了重新定位，即重点培养具备光伏应用技术的基础知识，掌握光伏发电系统集成的能力，能适应光伏电站建设和光伏产品生产等光伏企业生产运行、技术服务、产品检测等一线需要的高素质技能型专门人才。
职业岗位能力分析
在课程体系构建中，我们主要围绕专业培养目标，以职业核心能力为主线，引入行业职业资格标准，以生产岗位典型工作任务为载体，与企业共同开发基于工作过程的系统化课程体系。结合专业定位，我们对处于光伏产业下游的光伏电站建设与光伏应用产品企业展开了调研。
光伏电站建设工作岗位能力分析从调研情况来看，光伏电站建设的主要工作岗位有电站建设前期调研、工程设计、工程项目申报、工程施工、入网调试、电站运行维护与检修等，具体能力要求如图1所示。
光伏应用产品生产工作岗位能力分析从调研情况来看，光伏应用产品生产的主要工作岗位有单体电池检测、特种组件生产、组件检测、控制器制作、系统集成与检测、系统维护与技术服务等，具体能力要求如图2所示。
专业拓展能力调研分析结合专业定位及企业调研，本专业毕业生可在光伏电池生产、光伏发电系统集成等相关企业从事硅太阳电池方阵组合工、光伏系统集成工程师等相关岗位工作，经过1～3年后，可升为技术员，或转岗至管理岗位，如车间班长、车间主任等。学生的专业拓展能力如图3所示。
课程体系构建
高职教育是以培养高素质技能型人才为目标的，课程体系的建设必须抓住区域产业、企业、学生三个要素，要保证学生在掌握专业技能的同时，具备大学生应具有的素质。因此，课程体系的建立不能仅考虑学生职业技能的提高，而是更应该关注学生职业素质的养成与提高。
文化素质课程平台构建在课程体系建设过程中要以专业人才培养为目标，对原属于文化素质课的公共基础课程进行重新定位。比如，在大学英语课程中，应改变以往课程模式，设置基础英语与行业英语；在计算机文化课程中，应按照专业定位及要求，设置word高级应用、excel高级应用、powerpoint高级应用等课程模板，供不同专业学生选择。为加强大学生文化素质教育和交叉学科能力培养，使学生更好地适应社会需求，应基于文化素质课平台开设人文社会科学、自然科学、工程技术、艺术鉴赏等四大类素质拓展课程。
专业课程平台构建专业课程平台主要包括基础理论课程与职业能力课程。基础理论课程是为专业核心技术提供基础理论知识和基本实践技能的课程，主要有《电工基础》、《太阳能电池材料制备工艺》、《光伏电子产品制作》、《电子线路制图与制板》、《工程制图与CaD》、《电力系统基础》等课程。在课程体系中，基础理论课程与职业能力课程的实践教学比重应占50%以上，平时的课程教学应注重学生的技能培养。由于学生在学科系统理论学习上存在一定的缺失，所以在课程体系中，很有必要增设一门回顾总结性课程——《光伏发电技术》，使学生在“做”的基础上掌握学科的完整性，有利于学生的可持续发展。职业能力核心课程是培养职业岗位能力的关键课程，必须根据技术领域和职业岗位（群）任职要求，参照相关职业资格标准设置。本专业开设了《光伏电池制造工艺》、《光伏发电系统集成与设计》、《光伏逆变技术》、《光伏发电系统施工与入网调试》、《光伏电气设备检修与电站维修》、《智能光伏产品制作》等6门职业核心课程。
独立综合实训平台构建独立综合实训课程是针对多门专业课程的综合实训，不是对一门课程的实训。在专业综合实训平台上除了军事课、毕业论文、顶岗实习等实践环节外，还开设了《光伏认识实习》、《光伏电子产品生产综合实训》和《光伏电站安装与维护综合实训》等课程。
在专业建设过程中，课程体系建设、专业课程建设、实践基地建设、教学团队建设、质量评价管理体系建设等内容都是决定专业服务水平提升的主要因素。由于光伏应用技术专业是近两年刚兴起的新专业，专业建设需要在实践探索过程中不断发展，不断完善。
参考文献：
[1]程忠国.以职业能力为本位的高职专业课程体系之构建[J].职业教育研究，2012（2）.
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[4]马中宝.高职院校人文素质课程体系建设研究[J].教育与职业，2011（1）.
光伏发电的基本原理篇6
虽然我国早在2005年就颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，但是直到今日我国的可再生能源产值仍然处较低，风能、太阳能发展频频遭遇瓶颈，核能、生物质能开发进展缓慢，同时我国的传统能源如天然气、石油等储量却频频告急，近期公布的数据显示，2013年，中国原油、天然气、煤炭三大主要能源的进口量均呈现快速增长态势，对外依存度进一步攀升，其中2013年原油对外依存度达到58％，天然气对外依存度达到316％［2］。未来，随着我国经济的进一步崛起，能源供应量和资源消耗量也将进一步增加，工业化和碳减排之间的博弈也将日趋激烈［3］。在这种情况下，加快发展新能源、降低对于传统能源的依赖成为保障我国能源安全的关键。因此，近年来我国政府连续出台多项利好政策以推进分布式光伏发电在我国的发展，仅国家能源局、财政部等部门就出台了多部文件，如财政部《关于分布式光伏发电有关问题的通知》中就明确指出对分布式光伏发电自发自用电量免收可再生能源电价附加、国家重大水利工程建设基金、大中型水库移民后期扶持基金、农网还贷资金等4项针对电量征收的政府性基金等。2014年2月，国家能源局下达今年光伏发电年度新增建设规模的通知，确定全年新增光伏备案总规模为1400万Kw，其中分布式为800万Kw，可见我国推行分布式光伏发电的决心。但是，对于上述的利好政策，市场反应并不热烈，大多数企业及个人都处于观望的状态。相关数据显示，2013年国内分布式光伏安装累计超过5Gw。但不难发现，在累计完成的分布式总量中，“金太阳”工程的贡献量约为2／3，完全通过市场化投资的分布式项目则少之又少［4］。截止到2014年2月初全国18个分布式光伏示范区中仍有相当一部分尚未动工，而国内众多城市2014年一季度分布式光伏发电新增装机几乎为零，分布式光伏发电项目似乎陷入裹足不前的困境［5］，对此许多业内人士对分布式光伏发电的发展前景表示担忧。在这种情况下，推进分布式光伏发电在我国的发展成为了各界关注的焦点。为了探索出能够促进我国分布式光伏发电发展的路径，我们必须从阻碍发展的原因入手。
2分布式光伏发电在我国发展缓慢的原因分析
分布式光伏发电之所以在我国尚未形成规模，笔者认为主要有以下几个原因。
2.1项目投资回报周期长分布式光伏发电在我国的发展，特别是以居民家庭为单位的分布式光伏发电的推广需要业主的支持，所以如何调动业主的积极性就成为了推进分布式光伏发电发展的前提。目前，政府主要通过免税和补贴的方式来提高业主投资分布式光伏的积极性，如已经落实的《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》中规定，对分布式光伏发电实施全电量补贴政策，补贴价格为042元／度，远高于市场预期，按此补贴额度和执行期限计算，多数省市分布式光伏电站的内含报酬率在8％～11％之间［6］。在如此高额的补贴下，分布式光伏电站工作开展仍然屡遭瓶颈的原因在于高额的初装费用。据悉，一个中等的分布式光伏电站的初装费用在5～8万元之间，这对于一个家庭来说是一项数目不小的投资，保守估计此投资回收期将长达10年［7］，10年之后分布式光伏电站才能有所收益，如此长的投资回收期使很多投资者望而却步。这也引起了分布式光伏发电发展的不均衡，据悉目前发展较快的省份往往集中在经济发达地区，如浙江、广东、山东等，而中、西部地区却发展缓慢。
2.2政策持续性屡遭质疑在现行政策下，分布式光伏发电的补贴将由“可再生能源发展基金”予以支持，并且政府也明确规定了光伏发电项目自投入运营起执行标杆上网电价或者电价补贴的标准维持20年不变。以上政策的本意是为了方便业主准确的测算出投资回报周期，加强业主的投资信心。但实际上却让很多业主对于政策的持续性产生了怀疑。众所周知，我国的可再生能源发展虽然在近年来取得了一些成就，但是可再生资源的适用范围及推广进展与发达国家相比还有很大差距，特别是除风电、水电及太阳能之外的其他可再生能源的利用尚处于开发阶段，所以我国的国家“可再生能源发展基金”长期处于捉襟见肘的状态，根据相关媒体测算，按可再生能源发展“十二五”目标规划，到2015年，包括水电、风电、太阳能和生物质能在内的国家“可再生能源发展基金”每年的资金缺口为800亿元［8］。这样的资金缺口让业主对于政府对分布式光伏发电电价进行20年的补贴能力产生了怀疑，导致了很多投资商踌躇不前，从而阻碍了分布式光伏发电在我国的发展。另外，在分布式光伏电站的并网问题上，虽然国家电网和南方电网己经出台了鼓励分布式并网的政策，但电网对光伏发电的支持能持续多久存在不确定性［9］。考虑到分布式电站发电的间歇性和不稳定性，一旦上网必然会增加电力设施的维护成本，进而增大电网的运营成本，而这部分成本如何分摊尚未确定。故从长久来看，分布式电力未来上网之路仍具有不确定性。
2.3政策落地效果不显著虽然从2013年起各种关于落实分布式光伏发电的利好政策就已经不断出台，但是在实际操作上，我国尚存在体系障碍和政策盲点。如个人光伏发电审批流程问题，光伏组建市场的混乱问题以及上网电费的结算问题等等，特别是在能源主管部门、地方政府以及投资者三者之间的责任区分上仍存在盲点，这也导致了在政策落地过程中出现部门之间协调不力的情况，这无疑降低了分布式光伏发电在我国的发展速度，同时也降低了业主的参与热情。
3推进分布式光伏发电的政策建议
3.1增加融资渠道，降低投资风险分布式光伏发电作为我国可再生能源的一部分，其发展必然离不开财政投入，而且相较于其它大型的可再生能源发电产业而言，分布式发电涉及的范围更广，投入成本较高。在这种情况下，完全依靠政府投入或者完全依靠企业个人都是不现实的，而现在对于依赖上网电价补贴的方式，并不能有效降低分布式光伏发电的投资风险，从而造成了业主及相关企业在投资问题上止步不前。为了打破这一瓶颈，本文提出政府与企业及个人形成利益互锁关系，并且为企业及个人提供多种融资渠道以降低初装投资门槛。具体来说，对于个人，政府应该着力降低其短期成本，对于企业，政府应该保证其长期回报。之所以这样考虑，是因为个人相对于企业而言更加看重短期的投资回报，所以应该从降低短期成本入手，比如可以考虑对独栋发电的个人使其享受零息贷款或者以降低房产税的方式进行变向补贴；对于其他类住房，笔者建议政府可以与物业公司进行联合投资，在规定期限内的投资收益归物业所有，而之后其所发电量的收益由政府收回，这样就可以解决现存的诸如屋顶纠纷等问题。对于企业而言，如果企业资金比较充足，可以选择自我投资的模式，如一些大型的商场、综合办公楼宇及占地面积比较大的厂区等，政府可以帮助这些企业建立专项基金，从而降低企业的融资成本；而那些资金不太充裕的企业以及公益性场所、国有办公场所、医院、学校等则可以选择合同能源管理制（emC），即由能源管理公司进行分布式光伏发电的投资建设，而后期的收益也将全部归属于能源管理公司［10］。
3.2落实各方责任，做好产业引导要推进分布式光伏发电在我国的发展，就必须明确各方责任，做好产业引导。特别是要明确国家、地方政府以及投资者的责任。笔者认为，国家的责任主要在于分布式光伏产业战略的制定上，另外也要关注各地产业发展所面临的共同困境，如分布式光伏发电并网难等问题，就需要国家层面进行统一的调配解决。而地方政府的主要职责在于结合本地的资源禀赋进行有侧重的支持，如在中东部地区等经济发达地区，由于当地居民的人均收入水平较高，直接的补贴力度可以有所下降，鼓励类的政策可以加强，如通过对于安装光伏屋顶的家庭或者企业降低房产税或者减免个人所得税的方式来刺激投资人的另外，我国政府也要做好产业引导工作。在此，建议政府部门可以对相关企业及个人进行定向培训，强调我国推进分布式光伏发电的目标，即保护国家能源安全的重要性，同时也要向企业及个人明确分布式光伏发电的投资回收期，以及政府政策的持续性等问题，从而保证投资人对于分布式光伏发电的建设有一个客观的认识和一个积极的态度。
3.3提高行政效率，做好部分协调分布式光伏发电由于其投资的分散性，其发展离不开群众的支持，而为群众提供一个优良的投资环境是一个非常重要的政府任务。特别是个人分布式光伏发电的推广，如果审批流程过于繁杂，必然会让很多投资人望而却步。所以政府首先应该简化分布式光伏发电的审批流程，同时也要简化政策，提高部门之间的协调性，增强政府部门人员的办事效率。另一方面，也要随着分布式光伏发电试点在我国的推行，积极总结其中的经验教训，对于各地综合性问题进行统一解决。同时，加快现有政策的实施力度，对业主普遍关注的补贴问题、税收问题以及上网电量收购问题进行细则化处理，打消业主对于投资收益的忧虑，并加大部门之间的协调力度，尽快将政策细则予以实施。
4结语
光伏发电的基本原理篇7
关键词：新能源光伏产业发展现状
1.当前国际国内光伏产业应用分析
1.1国际现状
1.1.1世界光伏产业市场发展现状及趋势。近年来，全球光伏发电装机容量逐年递增，欧、美、日是可再生资源的积极推行者，占据了光伏应用市场大部分空间。为不断提高可再生资源发电的比例，各国均提出了2020年光伏发电累计装机容量的中长期目标：
1.1.2世界光伏产业应用领域及成本。一是应用领域，目前发达国家光伏应用领域主要是电站建设和分布式发电两类，分布式发电应用于商业、工业区等领域，此外美国、德国、日本等国均推出“屋顶计划”，鼓励家庭式发电，家庭在满足自身用电的基础上，多于电量可出售给国家电网。2011年，德国分布式发电系统容量占光伏发电装机总量80%，其中主要应用形式为屋顶光伏发电系统。
二是应用成本，美国太阳能先导计划（Sai）2006年预计2015年光伏电价将下降到10美分/kwh（相当于0.7元/kwh）;德意志银行预计到2015年光伏电价达到1元/kwh;日本政府（neDo）公布的新光伏发展路线图预测到2017年光伏电价达到1元/kwh;欧洲光伏工业协会（epia）2009年“salefor2020”，认为到2020年光伏将在76%的发电市场具有可竞争力。综合世界各大机构的预测，预计全球光伏电价在2015年左右达到1元/kwh，基本实现“电网平价”。
1.2国内光伏产业应用现状
1.2.1国内市场需求逐步开启。可再生资源是未来国与国之间竞争的主要领域，国家对新能源产业的发展尤为重视，特别在欧美“双反”后，国家政策更多的转向了促进国内市场应用，统一上网标杆电价、新能源城市、金太阳工程、光电建筑、光伏下乡等政策正在或即将实施，政策对市场的激励效应将逐步显现。2012年，中央财政拨付资金130亿元，支持光伏发电国内推广应用的总规模达到5200兆瓦。2012年全国光伏发电量占总发电量的1.8%，而欧美等国的占比已达到了3%―5%，国内市场增长潜力巨大。
1.2.2应用领域逐步多样化。一是地面光伏电站建设，青海、宁夏、等日照充足地区地面光伏发电站建设稳步推进，从2009年开始，国家能源局已连续启动两批光伏电站特许招标项目，大型光伏发电站建设扩大了光伏应用需求。二是分布式发电，金太阳工程和光电一体化建筑示范项目逐步推广加速释放了屋顶及建筑物光伏应用的大量需求，2012年金太阳工程招标总量达到4.53Gw。三是光伏应用领域进一步拓展，在交通领域，交通警示、公交站台太阳能供电系统、太阳能测速雷达、光伏隔音墙等应用逐步开启;在国内民生领域，光伏应用已开始涉足到太阳能无线音箱外的太阳能家居生活、太阳能户外休闲运动领域、太阳能森林防火数字监控预警系统、智能微型并网逆变器等与民生息息相关的领域。
1.2.3发电成本逐步下降。据国家能源局数据，目前光伏发电的成本比三年前较低了50%，中国太阳能发电价格，在不考虑土地成本的情况下已降到了1元/kwh，2009―2010年国家能源局启动的光伏电站特许招标项目上网电价已接近1元/kwh（见下表）。《中国光伏发电平价上网路线图》预测，中国光伏发电有望在2014年实现工商业用电平价上网，2018年实现居民用电平价上网。
1.3双流县光伏产业应用优劣势分析
1.3.1光伏应用比较优势。一是产业链逐步完善，晶硅光伏方面，已形成多晶硅铸锭、切片、电池片、电池组件等完善的产业链;薄膜光伏方面，非晶硅、碲化镉等薄膜电池全面发展，具备薄膜材料、玻璃基板、薄膜电池的较完整的产业链。二是组件转化率逐步提高，我县光伏企业生产的组件中，薄膜类组件一般转换率为8―10%，其中汉能计划启动的二期项目，利用非晶锗硅纳米硅技术，量产组件光电转换率可达12%，处于行业领先水平。三是产业创新体系逐步完善，“六中心三平台”新能源产业产学研用一体化发展公共服务平台正逐步搭建;与四川大学、中国核动力研究院等高校和科研院所的合作不断深入;国家光伏产品质量监督检验中心第三方平台效应逐步显现;天威新能源“神鸟”电池、汉能光伏三结叠层结构组件、中光电阿波罗高效碲化镉薄膜太阳能电池等自主创新产品在行业内具备较强竞争力。
1.3.2光伏应用比较劣势。一是产业链高端环节缺失，我县晶硅和薄膜产业链已初步完善，但是上游原料生产和下游工程开发实力明显不足，缺乏多晶硅料生产商和下游安装和发电系统，关键环节的缺失不仅提高了组件成本，也阻碍了光伏应用推广。二是产业创新机制有待突破，我县光伏产业创新已具备了一定的平台，天威、汉能等龙头企业具备自主创新能力，但上下游企业、科研院所和第三方机构基本处于各自为阵的孤立状态，供应链合作创新、产学研协同创新缺乏一个集成创新的行业联盟和协同创新机制。三是产业应用能力急需提升。天威、新光、四川阿波罗等企业已采取放缓投资、缩产销存、降损少亏等方式维持现状。
2.关于加快光伏应用促进产业持续健康发展的建议
2.1拓展应用领域，坚持以市场应用带动产业健康发展
借鉴广东、江苏、合肥等省市经验做法，扩展光伏产品应用领域;鼓励光伏企业与电力部门加强沟通合作，通过合理的电价标准、适度的财政补贴和金融扶持，进一步向分布式发电、远离电网、零星分布的离网农村光伏发电等领域延伸：
建设光电一体化建筑：基于当前光伏发电成本，光电一体化建筑推广主要集中于学校、医院、大型商业综合体、工业区等单体建筑面积较大，用电成本较高的公共建筑领域。
公共设施领域：新建城市公共绿地、广场、公园、景区，住宅小区内的路灯、草坪灯、灯箱等照明设施，应优先采用太阳能光伏、LeD综合绿色照明系统，并逐步对现有路灯、警示灯、景观灯、指示牌供电等相关设备进行改造。
促进光伏产业带动传统产业发展：利用分布式发电模式，充分发挥光伏发电对以工代赈、扶贫开发等工程的支持作用，如建设小型光伏发电系统解决农村小型水利设施、植树造林等工程的用电需求。
2.2强化政策匹配，用足用好和积极争取各级政策支持
2.2.1用好用足当前国家政策。一是鼓励天威、汉能、旭双等企业积极包装项目争取“金太阳”、“光电一体化建筑”等政策支持;二是鼓励企业走出去，到青海、、内蒙古、新疆、宁夏以及省内甘阿凉等日照充足的地方建设分布式发电站，充分利用国家对10千伏及以下电压入网，单个并网点总装机容量在6兆瓦以下分布式发电站的政策支持。三是《国家能源局关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》等文件明确提出了对分布式光伏发电示范区等示范项目的支持，根据我县实际条件，积极向上申报示范区建设，增加光伏产品集中应用。四是工信部目前正在制定“光伏下乡”相关政策，鼓励企业积极响应，抢先占领农村市场发展先机。
2.2.2积极争取省市政策支持。一是降低土地成本，根据国家能源局数据，除去土地成本，我国太阳能发电的度电成本已降至一元以下，土地成本成为光伏发电站建设中较重的负担，积极向上对接，争取省市能够给予三州或其他地区光伏发电站项目较为优惠的土地政策，降低企业投资建电站的成本。二是缓解资金压力，积极向省市争取，促进企业创新商业模式，实施资产证券化、金融租赁、中小企业集合债等方式融资;争取省市新能源专项扶持资金能够更大程度的向双流光伏企业倾斜。三是提高电价补贴，借鉴合肥、江苏等地做法，在国家统一上网电价补贴的基础上，对太阳能光伏发电运营企业给予地方配套0.3―0.4元/千瓦时的补贴。
2.3深化协同创新，切实降低光伏终端应用交易成本
2.3.1不断提高光伏产业系统创新能力。一是提高纵向产业链创新能力，鼓励天威新能源、汉能光伏等企业通过长期合约或控股等方式，与上游供应商建立合作创新模式，双方在共同平台上，优势互补，共同进行关键材料和关键设备的研发与应用，减少企业采购和产品推广应用成本。二是提升产学研协同创新能力，利用我县已形成的创新平台，鼓励光伏企业建立由供应链生产方、市场需求方和行业协会、科研院所等机构共同组成的光伏产业联盟，在充分明确供需的基础上，提升“企业+高校+产学研服务平台”协同创新能力，支持关键共性技术研发，全面提升本土化光伏设备技术水平。
光伏发电的基本原理篇8
2013年年中的一天，丁文磊问刘杨。当时刘杨还在某知名光伏企业工作，丁文磊也还在力诺负责采购业务。
“我，两三年吧。”刘杨说，“你呢？”
“我五年吧。”丁文磊想了一会，“那我们创业吧。”
于是，两年前光伏行业持续低迷的那个夏天，丁文磊和刘杨做了一个看似戏谑的重要决定，各自辞职创办了航禹太阳能。
去年，被称为“欧神”的欧文凯加入航禹，成为三名联席董事会成员之一。“我们是分布式三剑客，说‘贱客’也行。”刘杨是三人中最活泼机灵的，总是不失时机地幽默自嘲。
“分布式三剑客”个性迥异，各有所长。丁文磊对光伏材料特别熟悉，哪家企业生产哪种材料，产量多少，张口即来，在力诺被同事们称为“光伏小百度”；刘杨对电站开发运营非常在行，曾在天华阳光等专注于光伏电站开发运营的企业一线积累了很多经验；而欧文凯则擅长战略、金融投资及互联网领域。
三个80年代前后出生的年轻人，创业两年，转型三次，从简单做中小型分布式光伏电站eFC（设计、采购、施工）业务；到为电站引入金融、保险和运维；再到给企业加入互联网基因，航禹在光伏创业企业中的独特性也逐渐显露出来。4月27日，航禹推出全民光伏（pVplus）互联网平台内测体验会，开始用互联网公司的速度更新迭代。
一个分布式光伏发电系统集成商，按理说做的是光伏电站设计、采购、施工的“包工头”的活儿，创业仅两年却转型到光伏与互联网的连接上，这引起投资人的注意。3月25日，航禹完成第一轮股权融资，投资者为国内一家专注于新能源服务领域的创投机构。
丁文磊希望通过这个平台，把建设光伏电站的过程变得像淘宝买卖一样，规范、便捷、高效、低成本、高收益。老百姓动动鼠标就把屋顶租出去，晒太阳坐等收益；投资人动动鼠标，电站的设计、采购、施工、后期维护一站式服务都有专业人士来做；银行动动鼠标，资金对接做到高效有保障。这真的可以吗？结网
“你们知道吗？去年业内出现一批黄牛，光伏屋顶黄牛。”刘杨告诉记者，尤其在江苏、浙江、广东等南方省市，大型屋顶是分布式光伏电站的稀缺资源，因此与大型屋顶业主相熟的人便开始倒腾屋顶，他们只管给有屋顶资源者和电站投资者牵线搭桥收“中介费”，屋顶资源好坏、用料、发电量多少、收益多少一概不管。
刘杨给我讲了个案例：有个光伏企业通过黄牛在广东省拿下了一个大型屋顶电站，黄牛收他每瓦一毛多的中介费，这个10兆瓦的屋顶电站光中介费就是100多万。
因为不透明，整个行业的交易成本非常高，甚至是正常的两倍。
中国开始做大型电站已有四年左右。由于信息不对称，光伏电站资源交易基本都是通过口头询问来做的，沟通效率极低。一些所谓“第三方平台”大都是仅提供简单信息的网站，线下的号业服务几乎空白。这是行业痛点。
去年，创业一年多的丁文赢也存头疼，他发现了自己企业的痛点。
36岁的丁文磊是典型的山东男子，宽额阔脸。丁文磊在微博上如此介绍自己：“天蝎座，光伏男，微博控，已而立，心地善。以我三尺之躯，为分布式光伏发展作出努力。”
2013年7月航禹初创，丁文磊把公司定位为给大公司做光伏电站前期开发服务。两个月后，他发现分布式电站政策密集出台，如8月国家标杆电价，给出4毛2补贴。这是全国唯一一个面向全民的补贴，意味着“晒太阳就能挣钱”。11年的采购经历让丁文磊对市场风向、国家政策和数字收益特别敏锐，他在创业仅两个月之时来了个急转弯，转做分布式光伏发电。
从欧美市场的发展轨迹来看，2004年推行Fit补贴政策（欧洲和北美一些太阳能领先国家明确的太阳能发电上网电价补贴政策）之后，光伏发电迎来十年黄金期。与其它国家相比，中国市场空间更大。据住建部统计，中国屋顶存量就有300Gw的空间。今年。行业主管部门在政策上也向屋顶光伏电站出现明显倾斜。丁文磊判断，分布式光伏在中国的黄金十年也将到来。
对于老百姓和投资者来说，经济效益最有说服力。丁文磊举例说，比如建一个6千瓦分布式光伏电站，一次投资6万元，每年的发电量大约是7200度，可持续享受国家补贴20年，电站有效运营达到25年以上。山东省每发一度电国家就会补贴0.47元（0.42元国家补贴+0.05元省补贴），工商业投资项目5年就可回收成本，民用项目7年内能收回成本。可实现自发自用、余电上网。收回成本之后，每年的经济效益是7000余元。
之所以头疼，是因为丁文磊认为只做epC是个简单低效的加法，既不能很快教育市场，普及分布式光伏，又不能给企业更大的想象空间，抬头就能碰到天花板。
创业之初的经历更让他深切体会到投资者苦寻不着合适的屋顶投资项目的焦灼，和老百姓对分布式光伏电站的陌生。
刘杨忍不住笑起来：“你见过一个公司董事长负责接400电话吗？”创业之初，丁文磊经常接到咨询分布式光伏电站的电话，来电人所存地也常常决定丁文磊和刘杨当晚住哪。他们坐着火车北上南下，给咨询者分析屋顶，普及分布式光伏发电，甚至给对方写出详细的项目建议书，但因为对方对投资没信心，然后往往没了下文。
企业的痛点和行业的痛点双双出现在丁文磊眼前。同时出现的，还有三剑客中的最后一位欧文凯。那时的欧文凯本来的选择是去安信证券拿高薪做研究员，但行业的机会与前景让他主动投入老丁门下“白干活”，并给这家重基因的创业公司带来了互联网思维。欧文凯告诉《中国企业家》，现在很多大的光伏企业都有超吉瓦级光伏电站的年建设规划，他们的痛点是很难在短时间内找到足够好的项目；另一方面，有项目资源的人，比如有合适屋顶的工厂业主，却找不到匹配的投资者，同时，很多普通用户和消费者甚至没有意识到自己的屋顶是值钱的。
2014年12月29日，新的一年就要到来，已在办公室没白没夜讨论一周的三剑客，终于敲定了全民光伏平台的方向：只有走向千家万户和全民结合，才叫分布式，所以要做全民光伏；既然是一个平台，就要提供一站式服务。
这个时点，随着互联网以摧枯拉朽之势颠覆传统产业，能源企业不搞个能源互联网都不好意思张口。和行业龙头纷纷布局的能源互联网不同，三剑客没有仓库中的实业产品要对接。他们以纯草根的心态一个一个项目去扫，也因此心态更轻松。做光伏界匹配平台
据航禹初步估计，由于中间方过多、资源不匹配，光伏资产交易软成本高达投资额的10%，按照投资额折算即上百亿的规模。降低交易成本是航禹互联网平台的第一步计划，他们想通过一站式便捷服务，把光伏电站资产的交易成本降低40%-50%，实现投资商和项目资源快速对接，高效低成本完成能源资产的交易。
不仅是起初的交易环节，后期的运维环节上平台能做的也很多。原来的光伏电站运维基本上只是清洗电池板上的灰尘，没什么技术含量，傻子都能做。“互联网+”在这里的体现是，使平台成为光伏电站的“体检师”。
航禹的合作伙伴远景能源便存这个环节出现。后者是能源互联网技术服务提供商，曾于今年初推出以太阳神名字“阿波罗”命名的第三方光伏电站管理云平台。借助远景的阿波罗光伏云平台航禹可以进行故障诊断，如早早发现电池板上的蜗牛纹（组件上的宽如手指的暗色线条，这种现象会导致电站第二年功率即衰减百分之六七十），反馈给投资人，极早处理，防止异常现象影响发电量和收益。“这是我们拼服务的重点和核心竞争力。”丁文磊说。
为打通融资渠道，增加全民光伏平台的投资者用户，航禹的平台上还会出现投融资用户和保险机构。后两者和光伏电站的结合，航禹曾有实践，其曾在做epC的基础上，嫁接投融资（Finance）和运营维护。
之所以如此，是因为丁文磊发现，投资人和金融机构的积极性不太高。他们的顾虑来源于对光伏电站收益没信心。既然是资金密集型项目，怎么保证业主的收益？在这个资本密集型的行业想把公司做大，离不开金融的支持。于是，航禹想在原有epC模式基础上，加上投融资和保险。
去年上半年，丁文磊出现存南方电网全资控股的鼎和保险公司里。他确信脑子里那堆数字会让对方动心：中国光伏电站每年至少上千亿量级的市场增量，合作设置光伏电站综合运营险，即使保险公司收千分之一的费用，也是数亿的收入。
果然，鼎和保险由忧转喜，决定第一个吃螃蟹，这同时可帮助他们通过项目实际运营情况验证条款的设置和保险费率的设置是否合理。双方合作设置了光伏电站综合运营险，光伏电站从设计、安装到后期运营过程中，无论遇到意外天气还是盗抢等，保险公司都会按原值进行赔付。半年后，航禹又提出光伏发电量保险，直接从光伏电站收益上给了投资者一颗定心丸。
三剑客设想，平台收集的数据也将派上大用场：现在更多保险公司不敢进入分布式发电领域进行收益承保，最大的原因就是没有数据。如果有数据能够证明电站运行的可靠性及相关系统和技术风险来源，保险公司的积极性就大幅提升，银行、融资租赁、信托、众筹等金融机构、组织也将随之跟上，如此便可以打开整个融资通道，后续的光伏资产证券化就比较好做了。
目前，航禹的平台已经集成了保险服务、银行贷款服务和第三方检测服务（如tuV南德的光伏材料监造、检测和光伏电站评估服务），从项目选址，到上游材料、建造过程监控，到后期运维等形成全流程风控报告，给项目评估时提供更多的投资决策参考。
在丁文磊看来，与滴滴打车相比，航禹的o2o更像搜房网。搜房网把房源放到线上，做的更多的是面对中介的业务，中介付钱买资源。航禹也会控制资源和用户这两头，做好中间的信息互联业务。他设想，平台会像搜房网一样收佣金，但他也希望通过平台客户，实现业务的继续延伸，如仍做运维，再次落到线下，完成o2o的闭环。撒大网
“不过，有一天我可能会完全放弃线下epC业务，只做线上平台。”丁文磊说，但目前，肯定还会两条腿走路。因为分布式光伏在我国发展时间并不长，他仍需要深入了解分布式光伏电站的具体情况。线下是线上的根。
2014年，航禹安装了4兆瓦电站，营业额4000多万元，全部来自业主自投的屋顶分布式项目。这个过程中，丁文磊思考更多的，是经济可行性问题，度电成本是分布式光伏电站的竞争力核心因素。如何利用有限的屋顶面积发出更多电量，提高投资回报率？航禹注意到了国内单晶龙头企业――隆基股份。
隆基股份董事长李振国曾给本刊记者算过一笔账：在成本端。单晶硅片比多晶硅片一片贵1.2元左右，做成组件时成本高出不到一毛。但因为一块单晶组件比多晶组件多15瓦，所以光伏电站安装时可节省epC费用，建成电站时成本基本持平。而从效率来看，单晶因工作温度低，每瓦能够多发5%左右电量。“单晶的优势越来越明显。”李振国说。
除了找到更多的合作伙伴结网，航禹也开始撒大网。去年末，航禹和江山控股签订了每年200兆瓦电站的开发协议。前端原材料供应商有隆基的单晶组件，中端电站业务有江山控股的订单，下游运维有远景能源的技术，航禹拓宽了公司的业务发展路径。
光伏发电的基本原理篇9
作者：陈育明定价：48.00元出版日期：2011年7月
本书系统介绍了太阳能LeD照明技术的基本原理、系统构成和设计应用。全书共8章，第1章简要叙述了太阳能LeD照明技术的背景、意义和基本原理；第2～5章主要介绍了构成太阳能LeD照明系统的各部件的基本原理和使用特性，包括了太阳电池、LeD光源、蓄电池和控制系统；第6章介绍了太阳能LeD照明系统的设计；第7章介绍了太阳能LeD照明系统的应用情况；第8章介绍了太阳能LeD照明系统的安装和维护。
本书可供从事太阳能光伏系统设计、应用、研究和管理的相关科技人员、技术人员以及相关高等院校、专业技术学院的师生参考。
《太阳能光伏发电系统及其应用》
作者：杨贵恒、强生泽、张颖超、郑勇编著
定价：39.00元出版日期：2011年5月
本书紧紧围绕我国节能减排工程计划和新能源开发利用的方针与宗旨，以从事太阳能光伏发电系统设计、开发与应用工程技术人员为读者对象，着重讨论了太阳能光伏系统及其应用技术，将光伏发电技术基础知识、光伏发电系统工作原理、光伏电池与阵列、储能装置、光伏发电系统中的电能变换技术、光伏发电系统的控制与管理、光伏发电系统的设计与应用以及光伏发电系统的运行管理与维护有机结合，以供读者在实际设计工作中参考。
本书通俗易懂，把科学性、针对性和实用性有机结合起来。
《中国生物产业发展报告（2010）》
作者：国家发展和改革委员会高技术产业司、中国生物工程学会编写
定价：98.00元出版日期：2011年5月
本书由国家发展和改革委员会高技术产业司与中国生物工程学会组织编写，全书包括6篇，共39章，对生物产业发展战略与政策、生物技术发展前沿与热点、生物产业发展现状与趋势、生物技术专利分析、生物产业投资情况、国家生物产业基地情况等进行了阐述和说明，从多角度对中国生物产业状况进行了清楚的透视和实在的分析，对中国生物产业发展战略进行了认真深入的思考与讨论。
《现酵微生物实验技术（第二版）》
作者：诸葛斌、诸葛健主编
定价：45.00元出版日期：2011年3月
本书延续了《现酵微生物实验技术》(第一版)编写中“图文并茂，有论述，有操作，有结果”的特色。在内容上保留了显微技术、微生物细胞特殊结构的观察、噬菌体、标记菌种获得与应用、原生质体系列育种技术和固定化细胞生物转化等实用技术，并结合本研究室近几年的研究经验，对基因工程育种技术部分实验进行了修订，增加了基因敲除、定点突变、表达蛋白提纯等实验技术，使该章节体系更完善。
新增了第八章“菌种保藏与机构”和第二章中“酵母菌子囊孢子的形成及观察”等相关实验技术。
《基于生物质的环境友好材料》
作者：张俐娜、陈国强、蔡杰、
周金平等编著定价：48.00元
光伏发电的基本原理篇10
关键词光伏；发电；竞赛；故障
中图分类号：tm761文献标识码：a文章编号：1671-7597（2014）09-0112-02
太阳能光伏效应，简称光伏（pV），又称为光生伏特效应（photovoltaic），是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。发电是指利用发电动力装置将水能、石化燃料（煤、油、天然气）的热能、核能以及太阳能、风能、地热能、海洋能等转换为电能的生产过程称为发电。用以供应国民经济各部门与人民生活之需。光伏发电作为一种绿色新能源已作为国家新能源发展的重点，Knt-SpV02光伏发电设备安装与调试是国家新能源竞赛项目之一，它聚集了全国各个省份一大批光伏发电领域的选手，通过技能训练，快速提高选手在光伏发电领域的操作技能的水平，为国家培养了大批光伏发电领域的实用技能型人才。作为一项技能竞赛，选手要在最短的时间内按规定把系统组装起来，实现功能并进行相应的数据采集和分析，必然要解决装机过程中的每一个故障点，分析该系统的工作原理和常规的故障点，对提高竞赛成绩有直接的作用。
1Knt-SpV02光伏发电实训系统的工作原理
光伏发电系统主要有四大部分组成：光伏电池组件、光伏供电系统、监控系统和逆变与负载系统。系统框图如图1。
图1光伏发电系统框图
1）光伏电池组件是光伏发电的核心器件，在本系统中利用摆杆和高功率灯模拟太阳光东升西落，硅型的太阳能电池板采集灯的光能，通过光电效应转化为约18V左右的直流电。而且光伏电池组件具有自动跟踪功能，当光照射到光线传感器上，使继电器吸合，pLC有信号输入，光伏电池组件发生偏转，实现自动跟踪，提高光伏电池组件的发电效率。
2）光伏供电系统的原理与结构主要是光伏电池组件采集的电流通过DSp控制单元处理实现对蓄电池的充放电作用，通过DSp处理，可有效的提高蓄电池的使用效率；可以通过pLC程序完成对光伏电池组件的手动与自动调试；通过滑线变阻器组成串联分压电路来模拟电压的下降，实现蓄电池过放保护过程，在其电路中串并联电流表与电压表，可以模拟伏安特性。
3）监控系统主要是通过一体机内部的力控程序的编写，通过与各个仪表、pLC、光伏供电通讯板和逆变与负载通讯板进行通讯，达到实时采集到各个仪器所对应显示的相关数据，实现远距离操控，实时反应系统工作状态等功能。
4）逆变与负载系统主要实现的是通过蓄电池产生DC12V，在通过全桥逆变板和DC-DC升压板进行全桥逆变，可得到aC220V，从而给报警灯、变频器、aC电机、LeD灯提供电源，使负载实现相关功能。
2Knt-SpV02光伏发电实训系统的常见故障分析
1）光伏输出显示单元读数不准确。系统光伏电池组件是由36个光伏电池单个组件串联再由四块光伏电池组件并联而成，正常输出电压为18V左右。开机后电流表电压表无读数，首先判断是否有18V电压输入，若无电压输入，则检查输入情况；若电压表电流表有读数，但数值不准确，通过调节测量，比如最大输出电压达到36V，则可判断出光伏电池组件连接不正确；若经过滑动变阻器调节，观察出电流表始终没无读数，但电压表有读数，可判断是回路中滑动变阻器上有断路现象。
2）光线传感器无法正常工作。光线传感器是实现光伏电池组件自动追踪的重要元器件，电原理图如图2所示。iC1a和iC1b是电压比较器，电阻R3和R4给iC1a和iC1b电压比较器提供反相端固定电平，RG1，Rp1和R1为iC1a电压比较器提供同相段电平，光敏电阻RG1在光照或暗光情况下，其电阻值较大RG1，Rp1和R1组成的分压电路提供给iC1a电压比较器同相端的电平低于iC1a电压比较器反相端的固定电平，iC1a电压比较器输出低电平，三极管Vt1，继电器Ka1不导通，常开触点Ka1-1和常闭触点Ka1-2保持常态，信号1端无电平输出。若是有光照射时，RG1电阻变小，比较器输入端电平高于固定电平。
图2光线传感器工作原理
输出高电平，三极管导通，继电器Ka1-1常开角触点闭合，输出相应信号给pLC执行相应功能。以此类推，本系统有两组四个光敏电阻分别代表东西北南四个方向，在相应的光敏电阻受到光照时，光伏电池组件跟踪各个方向的运动。自动跟踪问题是本系统中遇到最烦琐的问题之一。
①当光伏电池组件需要追踪时，光伏电池组件不动作。先检查光伏供电系统是否有12V电压，如果有继续检查Com6端口上是否有12V电压，12V电压检查完毕，继续检查Com6上两根24V电源。
②当光伏电池组件需要追踪时，光伏电池组件的追踪方向相反或是不规律。根据下面光线传感器的工作原理可知，肯定是输出对应的信号线接错了。
③当光太电池组件需要追踪时，光伏电池组件只追踪东西或只追踪北南。遇到这种现象，很显然是其中一组继电器没有吸合，则要检查Com6上24V电源有无，若有则要检查输出信号线是否正常。
3）系统通讯无法建立。通讯是将监视器和各个仪表、板卡、pLC等联系起来的主要途径，常见的故障主要有四个仪表通信问题、前面板卡通讯问题、触摸屏通讯问题、pLC通讯问题和后板卡通讯问题。在遇到通讯问题时首先要检查Com端口连接线是否正确，可将通讯两头用万用表检查线路是否通，然后逐一排除故障；遇到仪表通讯问题时还应检查仪表的波特率和地址等参数的设置是否准确。
3小结
训练与比赛过程中遇到故障是非常普遍的现象，如果能熟练掌握设备的工作原理，懂得常规故障的位置及产生的原因，正确选择排故的方法，对顺利完成系统的安装与调试将起着非常重要的作用。
参考文献
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