【曬一曬自家光伏設備的發電量，現已成為北京光伏發電“第一人”任凱的日常習慣。自從去年與國家電網并網后，任凱家陽臺上的太陽能電站已經創造了4000多元的收益。個人發電賣給國家已經不是癡人說夢，甚至不再是什么新鮮事。那么太陽能發電門檻到底有多高？你我在陽臺上曬太陽真的能賺錢嗎？】新疆吐魯番因火焰山和葡萄溝，這里太陽能資源豐富，而對于生活在吐魯番新能源示范區的居民而言，利用太陽能會給生活帶來哪些不同呢？發電企業面臨什么樣的難題，企業的收益會受到哪些因素的影響呢？世界其他國家在建設新能源方面又有哪些方面值得我們借鑒？

北京光伏發電“第一人” 陽臺上的電站既有經濟利益又環保

能源安全，是國家安全的重要部分。相對于石化能源不可再生、污染嚴重、環保壓力大的缺陷，發展清潔能源，正在日益成為世界各國的戰略選擇。太陽能是一種清潔的可再生能源。眼下，用太陽能發電，正在成為人們熱心追求的新風尚。在全國不少地方，都有居民在自家屋頂建太陽能光伏發電系統，有的已經實現了并網，把電賣給國家。

任凱：我們家曬太陽不是白曬，它每天會產生收益。

任凱是北京市順義區的居民，一進入任凱家，他就迫不及待地給我們介紹起家里的太陽能光伏發電系統。

任凱：這就是整個電站的屋頂上面，這塊一共是六塊，多晶硅電池板。

任凱家屋頂上面的多晶硅電池板

任凱：這本身是一個開放式的陽臺，我把它封閉了，做成一個陽光房，陽光房的幕墻用的就是薄膜電池。電流從這兒出來，這邊是逆變器，電從這兒進到這兒，從逆變器出來就是220伏的交流電了。

不光是陽臺和屋頂與眾不同，任凱家的門口也有玄機。

任凱：我們普通居民只有這一塊電表，這是你買電的電表，那么這塊就是賣電電表，這塊是北京市第一個居民的賣電電表，它統計了我整個光伏的發電量，這個看到有一個累計發電量。

央視財經《經濟半小時》記者：累計發了多少了？

任凱：你看現在4500多度電。

2012年底，任凱在家里安裝了這個太陽能發電系統，現在和國家電網已經實現了并網，采用了自發自用、余量上網的運行模式，目前平均日發電量在10度左右，那么作為一種新型投資，任凱的這個電站收益如何呢？

任凱：我基本算了一下，以我們家的電站每天日均發電10度，按每度電七毛八一度電來算的話，再加上國家的補貼四毛二，所以說我每度電收益大概是在一塊二角左右。

任凱算過一筆帳，家里的這套光伏發電系統，一用花費了4萬元，包括光伏組件兩萬元、逆變器1萬元以及結構支架和施工費用1萬元。2013年任凱一共發電2705度，按照每度1.2元的收益，任凱總共收益3246元，預計12年收回成本。不過，任凱實際上并沒有拿到這么多錢。他告訴我們，雖然按照國家規定，每度電有0.42元的補貼。但拿到手的補貼卻并不是0.42元。

任凱：這是我們家光伏發電2013年的發電結算單，2013年一共發了2705度電，每度電的補貼是四毛二，是含稅的，那么扣完稅之后，每度電是0.359元。

2013年任凱光伏發電的發電結算單，一共發了2705度電

按照規定，中央財政補貼應該是免稅的，但在實際操作中，任凱拿到的補貼卻被征收了17%的稅收。一邊是補貼會被扣稅，而另一邊，自家沒用完的電量在上網時，也會被扣稅。

任凱：光伏上網電費可以執行叫即征即退50%的政策，也就是說是減半征收，但現在我這個，我上網電費也是征了17%全部的稅額。光伏發電本身的發電量就很少的，再被扣17%的征稅，對個人投資人的收益就會大大降低。

補貼和免稅政策打了折扣，任凱家的光伏發電系統投資回報周期自然就被拉長了。不僅如此，在建立電站的過程中，任凱也經歷了不少波折。

任凱：物業開始不允許，包括鄰居都不允許。

央視財經《經濟半小時》記者：他們有什么樣的擔憂呢？

任凱：他不理解，怕你在屋頂上按了這個東西之后，他說會不會風把它吹下來，砸到人，或者你這邊因為安裝，肯定要打眼，打眼是不是要漏水，雖然在我的屋頂上打眼，但是他說你要是漏水的話，就會漏到他們家去。

任凱花費了兩個月時間太陽能光伏，和物業、鄰居反復溝通，他們最終同意任凱安裝光伏發電系統。

任凱：我最開始設計方案是支架要在屋面上要打眼的，后來因為他不允許打眼，我把打眼的方案去掉了，重新更新了一個方案，更新這個方案，這個支架就多花了一萬塊錢，但是沒有辦法，就必須跟他們說好了，全都同意了，那么我（能）才繼續往下走。

取得物業和鄰居的同意，僅僅是個開始，任凱告訴我們，光伏發電系統只有實現并網，把發出的電賣出去，才能收回成本、甚至盈利，但作為第一批“吃螃蟹”的人，在申請并網的過程中，也是一波三折。

任凱：國家電網在它的并網文件里面，有一個關于資質的要求，要求施工單位需要有承裝承修承試的許可證，然后還有建筑企業許可證，第三個還需要安全生產許可證。我們就說第一個承裝承修承試這個電氣施工許可證，它的門檻應該在一千萬以上，所以說像我們家這個項目，才三到五萬塊錢，像這么小的一個項目，你需要這么高的門檻的話，我覺得這塊有些沒有必要，電網還要求，有些地方要求需要有設計資質的單位要出設計圖紙，我們知道有設計資質的設計院，出一個圖，一個圖至少要五萬塊錢，因為我們像家用系統，我們肯定系統才五萬，要是如果一個圖就五萬的話，肯定顯然沒有人愿意裝。

經過與各個部分反復溝通，任凱的電站終于投入了運營。任凱告訴我們，他們一家人不光為電站帶來的收益高興，也為用上了清潔的能源、沒有產生污染感到自豪。原來反對任凱建太陽能電站的鄰居，現在還主動上門來咨詢。

任凱：經常有到我們家來參觀的，就是感興趣的業主，但是他最后一計算投資回報，他覺得太長了，裝的還沒有，大部分都是觀望。

任凱說，投資回報長、門檻高，讓許多有條件的人打起了退堂鼓，但他相信，隨著市場和政策的成熟，會有越來越多的人選擇太陽能光伏發電。

新疆太陽能發電發展迅速 發電企業維護和盈利面臨難題

任凱的屋頂發電站目前運行順利，他期待著能夠盡快收回成本，獲得更好的收益。其實，目前個人發電量還非常小，太陽能電站更主要的是靠發電企業的推動。最近幾年，新疆的太陽能光伏發電發展迅速，不僅在居民區屋頂建立了太陽能光伏發電系統，甚至在茫茫的戈壁灘上，也建起了許多大型太陽能光伏并網電站，而它們的出現，正在改變著當地的經濟結構。

新疆吐魯番因火焰山和葡萄溝而馳名，在這里太陽毫不吝嗇自己的熱情，從早上六點一直照射到晚上九點。驅車行駛在吐魯番新區，連片的居民區屋頂都裝上了太陽能光伏發電系統,這片區域就是吐魯番新能源城市示范區的屋頂光伏電站。

新疆維族自治區吐魯番地區行署副專員孫建新：你看我們的所有的建筑上頭，全是修的30-33度這個斜屋頂，也就是最好的這個采光，最好的東偏西三度，基本上正東、正西，這樣最大限度的利用太陽能能源來發電。

吐魯番屋頂光伏電站設計裝機總容量13.4兆瓦，需利用75萬平方米的建筑屋頂布置太陽能光伏板，目前投入發電的293幢居民樓，都屬于政府的保障房。在屋頂光伏電站的監控運行中心，可以清楚地看到電站的運行情況。

吐魯番屋頂光伏電站

吐魯番新能源城市示范區屋頂光伏電站負責人張瑩：這個就是示范區，1.5平方公里，293棟樓，現在這整個這個區都發電了，今天的發電量，日發電量，是28886千瓦時。

吐魯番屋頂光伏電站“實行自發自用、余量上網、電網調劑”的運行機制，光伏系統所發電量直接供給用戶，富余電量向吐魯番地區電網出售，不足部分向吐魯番地區電網購電。那么對于生活在吐魯番新能源示范區的居民來說，利用太陽能會給生活帶來哪些不同呢？

記者采訪當天，吐魯番的氣溫已經超過了45度，但一走進居民的家中立刻感到非常涼爽。居民家中電視、冰箱、洗衣機等電器一應俱全，唯獨沒有看到空調，沒有空調卻很涼爽，到底有什么奧秘呢？

吐魯番新能源城市示范區居民：我們用的是電熱泵，就是非常清潔的一些能源。

吐魯番新能源城市示范區地源熱泵運行負責人：這個地源熱泵，我們是冬季供熱，夏季供冷，靠電驅動壓縮機循環。這個電是咱們示范區的這個房屋建筑上的光伏發電給我們提供的。

采訪中小區的居民告訴記者，屋頂光伏電站目前的供電價格雖然和吐魯番地區的電網供電價格一致，但小區的取暖和供冷的費用卻大大降低了，以一個采暖季來計算，使用太陽能光伏發電驅動的地源熱泵，居民需要支付的費用為每平米15到16元之間，如果采用煤、天然氣每平米就需要花費將近19元錢。

使用太陽能光伏發電驅動的地源熱泵，非常劃算非常舒適

吐魯番新能源城市示范區居民：非常劃算，而且非常舒適。

目前，吐魯番屋頂光伏電站已經給3000多戶居民送電，隨著入住率的不斷提高，將會有超過兩萬人在這個新能源示范區居住。但目前，電站的建立和運行還面臨一些困難。吐魯番地區沙塵多，氣候炎熱，降雨量少。一旦太陽能光伏板沾上灰塵，發電量就會下降40%，而每次清洗所需的費用為8萬元，按全年10次清洗計算，全年清洗費用高達80萬元，而要清洗這些光伏板，不光費用高，作業難度也不小。

吐魯番新能源城市示范區屋頂光伏電站負責人張瑩：屋頂的這個光伏板基本上是把整個樓面都給覆蓋完了，沒有一個檢修通道，吐魯番地表溫度最高的時候，能達到76度。屋頂它的就是說這個防水材料是黑色的，而且在高溫曬下，它比較濕滑，而且是在這個坡度30度到33度的坡度下進行作業，而且沒有專用的一個檢修通道，在這個光伏板清洗和日常的維護檢查，就帶來很大的困難，具有一定的危險性。

除了日常維護面臨難題，電站的收益是吐魯番屋頂光伏電站項目運營管理方——龍源吐魯番新能源有限公司最關心的問題。這個電站從開始建設到投入運行用了將近3年的時間，截至目前累計投入將近2億元，實現并網發電也有200多天了。但由于申請批復的上網電價沒有得到有關部門的批復，運營方也沒有拿到售電許可證，因此無法實現結算太陽能光伏，拿到國家的補貼更無從談起。

吐魯番新能源城市示范區屋頂光伏電站負責人張瑩：我們現在只能把電先發出去，但是銷售出去的電，電費還沒有結算回來，就是電價你現在還沒有定下來，國家的補貼一定也拿不到，只有電價定下來以后，那么國家的補貼，我才能定下來就是說，我發了多少度電，每度電給我給多少錢的這個補貼。

新疆維族自治區吐魯番地區行署副專員孫建新：我們最近又找到這個國家能源局新能源司，他們認為不存在政策障礙，現在我們準備政府跑，政府出面來推動這個事。

在新疆吐魯番，除了擁有大型的屋頂光伏電站，在茫茫的戈壁灘上，驅車數百公里，隨處可以看到大型的地面光伏電站。吐魯番永盛光伏電站占地將近1平方公里，裝機容量2萬千瓦，2011年下半年實現并網發電。作為第一批建立光伏電站的“探路者”，這個電站自運行以來，一直在虧損。

大型的地面光伏電站

中電投新疆能源化工集團吐魯番有限公司黨總支書記、總經理張勝利：大概去年虧了700、800萬。

張勝利說，這個電站籌建時，正趕上太陽能光伏產業爆炸式發展，太陽能電池組件價格居高不下。再加上土地、施工等成本，一次性投入了3.1億元。而且由于是特許權項目，經營期平均上網電價為0.93元/千瓦時，低于地面光伏電站的0.95元的上網電價。投入成本高，出售電價低，這個項目注定會虧損運行。而在具體運營中，薄膜電池板發電效率的不斷衰減，也令投資方感到頭苦惱。

中電投新疆能源化工集團吐魯番有限公司黨總支書記、總經理張勝利：我們現在已經投產了3年，但是從整個的衰減是非常厲害的，對我們的發電影響很大。

央視財經《經濟半小時》記者：（能）衰減多少啊？

中電投新疆能源化工集團吐魯番有限公司黨總支書記、總經理張勝利：衰減去年比較高已經衰減了百分之十幾。

怎樣才能扭虧為盈呢？作為投資方，中電投新疆能源化工集團吐魯番有限公司一直在不斷探索。在與國家特許權項目相隔僅7公里的地方，中電投吐魯番公司建立了二期、三期各2萬千瓦光伏并網發電項目。那么這兩個項目在成本和技術上有哪些變化呢？

中電投新疆能源化工集團吐魯番有限公司黨總支書記、總經理張勝利：現在我們所在這個區域電站，同樣的裝機，2萬的裝機大概投資應該是在1.8億到1.9億之間。相當于2010年最初我們做同類的光伏電站的設備大概是相當于那時候的三分之一，甚至三分之一不到，就是從投資來說，目前來說應該是從投資角度來說，降低了很多。

張勝利告訴我們，目前太陽能光伏發電系統每瓦的平均造價在 4元錢左右，而三年前造價卻是14元左右，同樣建立一個兩萬千瓦的電站，成本會降低將近1億元。而現在選用的電池板也是轉化率較高的單晶硅和多晶硅電池板。

中電投新疆能源化工集團吐魯番有限公司黨總支書記、總經理張勝利：實驗室技術都很高，大概到30%以上，但是我們實際上目前達到20%多少應該是能做到的。薄膜電池呢，實驗室的技術也很高，也都快達到20%了，但是我們吐魯番這個項目，采用的薄膜電池板，它的這個轉換率設計值只有6.7%，就是轉換率很低。

短短三年時間，在中電投吐魯番公司投入的三個電站我們可以看到，隨著技術和材料的更新換代，不僅成本降低了，光伏發電設備的發電效率大大提高。

中電投新疆能源化工集團吐魯番有限公司黨總支書記、總經理張勝利：從目前來說，我們的電價和我們目前市場設備，主設備情況來說，應該是盈利是沒有問題的，只是說盈利大小，盈利多少的問題。

有了二期、三期的成功經驗，目前，中電投吐魯番公司正在積極研究一期特許權項目的技改方案，計劃通過更換電池板來提高發電效率，逐漸縮小虧損。張勝利告訴我們，除了降低成本、提升技術，作為發電企業，他們最為關心的一個因素就是電價，因為電價是發電企業的全部收益，那么在現實中，光伏發電企業的收益會受到哪些因素的影響呢？

在中電投吐魯番二期電站，記者看到了一個大型的升壓站，照理說發電企業只管發電，為什么要建設升壓站呢？

在中電投吐魯番二期電站建立的一個大型的升壓站

中電投新疆能源化工集團吐魯番有限公司黨總支書記、總經理張勝利：通過升壓站把我們的35千伏的電，變成110千伏，最后送電大網上，最后是并入到咱們的電網。按照我們電力發展的情況，應該是從我們電場站外，墻外的第一個電線桿開始，都是電網公司的，因為我們的電源發展建設，比電網快，這個過程中為了把我們的電能送出去，這個過程中，我們就也是一種什么，咱們也說是形勢所逼，我們最后發電公司把電網的事也給做了。

建立這個容量10萬千萬的升壓站，需要投入2000萬元，而為了能盡早并網，發電企業除了需要建升壓站，甚至還要鋪設高壓輸電線。

中電投新疆能源化工集團吐魯番有限公司黨總支書記、總經理張勝利：大概建了12公里線路，最后到了電網公司的變電站，就是跟它的110的開關站最后并網，都是由我們中電投投資的。

建立升壓站、鋪設高壓線，無形中增加了發電企業的發電成本，使利潤降低。目前，光伏發電站的盈利主要靠國家的補貼，但在實際操作中，拿到的補貼也會縮水。

中電投新疆能源化工集團吐魯番有限公司黨總支書記、總經理張勝利：補貼七角五分，我是拿不到手里的，里頭有17%，我要交稅，對我們發電公司，經營壓力就增加了，按照國家政策來說，既然給我補貼了，再把它收回去，對于任何方面來說，都是不合理的。光伏電站的投資很大，投資回收期很長，國家的相關的政策應該是保護發電公司，但是現在真正我們是沒有享受到國家補貼的全額。

除了補貼亟待完善，政策風險也是光伏發電企業擔心的一大問題。張勝利告訴我們，去年年底前投產并網的電站，新疆地區的上網標桿電價是1元錢，但是今年元月一號后并網的就突然變成了0.95元。

中電投新疆能源化工集團吐魯番有限公司黨總支書記、總經理張勝利：差5分錢的話對于我們這個4萬千瓦電站來說就是一年的凈利潤大概就是（少）300萬。電價問題，國家補貼的這種政策，能持續多少年，向我們現在批的這個項目，在電站正常生命周期里，是不是都是執行這個電價，但是如果說將來電價繼續調，對于發電公司來說，經營壓力會很大。

盡管存在一些困難，但當地政府已經意識到太陽能發電對于新疆地區有著有明顯的優勢。

新疆維吾爾自治區發展和改革委員會主任張春林：（太陽能）資源集中在哈密、吐魯番地區，羅布泊地區，和南疆， 在兩大沙漠之間，這個和塔克拉瑪干漠和我們的準噶爾沙漠（之間），這樣不占用農田，多是戈壁荒灘和沙漠，是一個真正意義上的清潔綠色能源。

解說：《新疆太陽能發電“十二五”發展規劃》中指出，在“十二五”期間，規劃太陽能發電裝機為300萬千瓦。將打造三到五個太陽能綜合利用示范基地。由于新疆幅員遼闊，邊遠地區，缺煤少電，電網又無法延伸，產生了很多無電區域。光伏發電可以最大程度覆蓋到這些地區。

新疆維吾爾自治區發展和改革委員會主任張春林：我們的電網無法延伸到的村莊和農戶發展這個分布式的光伏電，就（采用）小光伏電站，發展50000套小型分布式的光伏電站，來解決邊遠地區的無電地區的用電問題

可以預見，在未來，太陽能、風能等許多清潔能源，將會越來越多地進入千家萬戶。而這些都離不開相應的政策支持。他山之石，可以攻玉。在太陽能利用方面，我們同樣有必要借鑒其它國家的發展經驗。

全球能源供給日趨緊張 各國積極尋求新能源

目前全球能源結構正在發生著微妙的變化。因此，尋求更加安全、清潔、經濟的能源，已經成為世界各國的共同追求。我們的近鄰日本和韓國，在這方面也在積極探索。

眾所周知，日本能源嚴重依賴進口，因此從上世紀90年代起，日本就開始發展太陽能，目前已經是世界第二大太陽能光伏市場。為了推動太陽能光伏發電的發展，2012年日本政府推出以每度42日元（約合人民幣2.5元）補貼制度，吸引了除傳統太陽能企業以外的制造、金融、建筑業公司紛紛加入，大筆投資建站。

英利日本分公司董事長水田昌紀：我們公司去年的銷售額是前年幾百倍的規模，今年僅上半年就售出了比去年一年還多的太陽能電池板，可以說現在（太陽能發電）勢頭相當高。

日本大學商學院教授李克：日本政府目前可以說在全球是（補貼價格）提的最高的，比第二名的加拿大還高出很多，加拿大大概是33到34日元。（每度）42日元的并網入電價格就使得企業做這個事情是有利可圖的。

除了建立大規模的太陽能電站，日本政府也鼓勵家庭建立小型太陽能發電站，對家庭太陽能光伏電站的補貼最高為100萬日元。此外，東京都政府還投入5000萬日元推出太陽能潛力地圖系統，輸入自家的住址，就能了解屋頂安裝太陽能后的發電量等數據。

東京都地域能源推進科負責人弦卷俊一：東京都內的太陽能發電裝機總容量已經達到26萬千瓦。除了補貼金之外，我們希望通過這個系統讓大家都看看（自己的屋頂）能否利用太陽能，進一步推動（太陽能發電）的普及。

韓國為了鼓勵太陽能發電的發展，在很多方面都對太陽能發電企業予以優惠和補貼。在建設太陽能發電站時，企業可獲得最高100億韓元的政策貸款，10年期利率僅為1.75%。稅收方面，每年還可減免3%-10%的法人稅。韓國電力公社按照市場基準價格每度電135韓元收購全部電量。對于不占用耕地的太陽能發電企業，政府還提供政策性加價。（進附件中圖片）以一個發電容量為100千瓦的太陽能發電站為例，發電企業可按照基準價格獲得韓國電力公社1626萬韓元的收入，政策性加價可獲得2439萬韓元的收入，共計收入4065萬韓元。

（株）韓國奧瑟亞太陽光事業部常務姜學志：為了防止農用地流失，如果太陽能電站是利用了田地，加價比例僅為就是70%，但是屬于對空間的再次有效利用，或者利用屋頂空間的話，加價比例可以達到1.5倍。

另外，韓國普通居民住宅安裝太陽能發電設備也可以獲得政府的各類政策扶持。以首爾市為例，居民住宅如果安裝太陽能發電系統，最高可獲得280萬韓元（約合人民幣1萬6千元）的補貼。目前首爾市內共有3700多戶居民安裝了太陽能設備，其中近兩年來新建的設備就占到67%。

首爾市廳綠色能源科組長李在成：今年我們推出了可在樓房里安裝的250瓦以下的迷你型太陽能計劃，首先在8千戶居民家中進行試點，今年的預算為24億韓元，明年起，每年至少新增1萬戶，至少要保證5萬戶。

【半小時觀察】從國家層面推動新能源革命

目前，全球能源供給形勢日趨緊張，全球氣候變暖也嚴重威脅經濟發展和人類的生存環境，世界各國都在尋求新的能源替代戰略。我國改革開放30多年來，能源消費一直高速增長，能源安全問題也變得越來越突出。2014年6月13日，習近平同志主持召開中央財經領導小組第六次會議，研究我國能源安全戰略。其中一個值得注意的細節是，能源“革命”成為本次會議的關鍵詞，力度超過“改革”、“變革”這樣的表述。我國已經頒布了《可再生能源法》。不過，在現實的執行層面還有許多工作要做，還需要針對光伏等產業制定具體的實施細則。光伏電站的關鍵材料成本、系統成本還有待優化等等。只有從國家層面進行戰略布局，才能更好地推動新能源的系統性建設。提高新能源的利用水平，大力發展太陽能等清潔可再生能源，正在成為我國新能源革命的重要章節。

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光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

1、光伏效應

如果光線照射在太陽能電池上并且光在界面層被吸收，具有足夠能量的光子能夠在P型硅和N型硅中將電子從共價鍵中激發，以致產生電子－空穴對。界面層附近的電子和空穴在復合之前，將通過空間電荷的電場作用被相互分離。電子向帶正電的N區和空穴向帶負電的P區運動。通過界面層的電荷分離，將在P區和N區之間產生一個向外的可測試的電壓。此時可在硅片的兩邊加上電極并接入電壓表。對晶體硅太陽能電池來說光伏發電原理，開路電壓的典型數值為0.5～0.6V。通過光照在界面層產生的電子－空穴對越多光伏發電原理，電流越大。界面層吸收的光能越多，界面層即電池面積越大，在太陽能電池中形成的電流也越大。

2、原理

太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。太陽能發電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。（1） 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程；后一個過程是熱—電轉換過程，與普通的火力發電一樣.太陽能熱發電的缺點是效率很低而成本很高，估計它的投資至少要比普通火電站貴5～10倍。（2） 光—電直接轉換方式該方式是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當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，產生電流。當許多個電池串聯或并聯起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。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；與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境污染。

3、系統組成

光伏發電系統是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜，太陽跟蹤控制系統等設備組成。其部分設備的作用是：電池方陣：在有光照（無論是太陽光，還是其它發光體產生的光照）情況下，電池吸收光能，電池兩端出現異號電荷的積累，即產生“光生電壓”，這就是“光生伏特效應”。在光生伏特效應的作用下，太陽能電池的兩端產生電動勢，將光能轉換成電能，是能量轉換的器件。太陽能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽能電池，多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種。蓄電池組：其作用是貯存太陽能電池方陣受光照時發出的電能并可隨時向負載供電。太陽能電池發電對所用蓄電池組的基本要求是：a.自放電率低；b.使用壽命長；c.深放電能力強；d.充電效率高；e.少維護或免維護；f.工作溫度范圍寬；g.價格低廉。控制器：是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設備。由于蓄電池的循環充放電次數及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素，因此能控制蓄電池組過充電或過放電的充放電控制器是必不可少的設備。逆變器：是將直流電轉換成交流電的設備。由于太陽能電池和蓄電池是直流電源，而負載是交流負載時，逆變器是必不可少的。逆變器按運行方式，可分為獨立運行逆變器和并網逆變器。獨立運行逆變器用于獨立運行的太陽能電池發電系統，為獨立負載供電。并網逆變器用于并網運行的太陽能電池發電系統。逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡單，造價低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統。正弦波逆變器成本高，但可以適用于各種負載。

4、系統分類

光伏發電系統分為獨立光伏發電系統、并網光伏發電系統及分布式光伏發電系統。（1）獨立光伏發電也叫離網光伏發電。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負載供電，還需要配置交流逆變器。獨立光伏電站包括邊遠地區的村莊供電系統，太陽能戶用電源系統，通信信號電源、陰極保護、太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發電系統。（2）并網光伏發電就是太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電之后直接接入公共電網。可以分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網發電系統。帶有蓄電池的并網發電系統具有可調度性，可以根據需要并入或退出電網，還具有備用電源的功能，當電網因故停電時可緊急供電。帶有蓄電池的光伏并網發電系統常常安裝在居民建筑；不帶蓄電池的并網發電系統不具備可調度性和備用電源的功能，一般安裝在較大型的系統上。并網光伏發電有集中式大型并網光伏電站一般都是國家級電站，主要特點是將所發電能直接輸送到電網，由電網統一調配向用戶供電。但這種電站投資大、建設周期長、占地面積大，還沒有太大發展。而分散式小型并網光伏，特別是光伏建筑一體化光伏發電，由于投資小、建設快、占地面積小、政策支持力度大等優點，是并網光伏發電的主流。分布式光伏發電系統，又稱分散式發電或分布式供能，是指在用戶現場或靠近用電現場配置較小的光伏發電供電系統，以滿足特定用戶的需求，支持現存配電網的經濟運行，或者同時滿足這兩個方面的要求。分布式光伏發電系統的基本設備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網逆變器、交流配電柜等設備，另外還有供電系統監控裝置和環境監測裝置。其運行模式是在有太陽輻射的條件下，光伏發電系統的太陽能電池組件陣列將太陽能轉換輸出的電能，經過直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網逆變器逆變成交流電供給建筑自身負載，多余或不足的電力通過聯接電網來調節。

5、光伏發電優點

與常用的發電系統相比，太陽能光伏發電的優點主要體現在：太陽能發電被稱為最理想的新能源。①無枯竭危險；②安全可靠，無噪聲，無污染排放外，絕對干凈（無公害）；③不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優勢；④無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電；⑤能源質量高；⑥使用者從感情上容易接受；⑦建設周期短，獲取能源花費的時間短。

6、應用領域

一、用戶太陽能電源：（1）小型電源10-100W不等，用于邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等；（2）3-5KW家庭屋頂并網發電系統；（3）光伏水泵：解決無電地區的深水井飲用、 灌溉。二、交通領域如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。三、通訊/通信領域：太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統；農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。四、石油、海洋、氣象領域：石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等五、家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。六、光伏電站：10KW-50MW獨立光伏電站、風光（柴）互補電站、各種大型停車廠充電站等。七、太陽能建筑將太陽能發電與建筑材料相結合，使得未來的大型建筑實現電力自給，是未來一大發展方向。八、其他領域包括：（1）與汽車配套：太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等；（2）太陽能制氫加燃料電池的再生發電系統；（3）海水淡化設備供電；（4）衛星、航天器、空間太陽能電站等

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