問太陽能光伏發(fā)電

1、33問太陽能光伏發(fā)電1. 太陽能的利用方式有哪些？答：太陽能是區(qū)別于其他任何一種特殊能源。太陽能的利用方式主要有：光伏（太陽能電池，太陽電池）發(fā)電系統(tǒng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，利用太陽能的熱能產(chǎn)生電能；太陽能熱利用，比如太陽能熱水系統(tǒng)；太陽能集中供暖、太陽能空調(diào)取暖和制冷、太陽能建筑等。像“陽光動力”太陽能飛機這類的未來移動能源應(yīng)用的就是光伏發(fā)電系統(tǒng)，飛機的起飛、降落、飛行一切的動力、電力來源都來自于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。2. 什么是光伏發(fā)電？什么是分布式光伏發(fā)電？答：光伏發(fā)電是指利用太陽能光伏電池把太陽輻射能直接轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電方式。光伏發(fā)電是當今太陽能發(fā)電的主流，所以

2、，現(xiàn)在人們通常說的太陽能發(fā)電主要是指光伏發(fā)電。分布式光伏發(fā)電，是指在用戶所在場地附近建設(shè)，運行方式以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)，且在配電系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。分布式光伏發(fā)電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則，充分利用當?shù)靥柲苜Y源，替代和減少化石能源消費。3. 您知道光伏發(fā)電的歷史起源嗎？答：·1839年，19歲的法國貝克勒爾做物理實驗時，發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)電液中的兩種金屬電極用光照射時，電流會加強，從而發(fā)現(xiàn)了“光生伏打效應(yīng)”；· 1930年，朗格首次提出用“光伏效應(yīng)”制造“太陽能電池”，使太陽能變成電能；· 1932年，奧杜博特和斯托拉制成

3、第一塊“硫化鎘”太陽能電池；· 1941年，奧爾在硅上發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)；· 1954年5月，美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽能電池，這是世界上第一個有實用價值的太陽能電池。同年，威克爾首次發(fā)現(xiàn)了砷化鎵有光伏效應(yīng)，并在玻璃上沉積硫化鎘薄膜，制成了太陽能電池。太陽光能轉(zhuǎn)化為電能的實用光伏發(fā)電技術(shù)由此誕生并發(fā)展起來。4. 光伏電池是怎么發(fā)電的？答：光伏電池是一種具有光-電轉(zhuǎn)換特性的半導(dǎo)體器件，它直接將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成直流電，是光伏發(fā)電的最基本單元。光伏電池特有的電特性是借助于在晶體硅中摻入某些元素（例如：磷或硼等），從而在材料的分子電荷里造成永久

4、的不平衡，形成具有特殊電性能的半導(dǎo)體材料。在陽光照射下，具有特殊電性能的半導(dǎo)體內(nèi)可以產(chǎn)生自由電荷，這些自由電荷定向移動并積累，從而在其兩端形成電動勢，當用導(dǎo)體將其兩端閉合時便產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象被稱為“光生伏打效應(yīng)”，簡稱“光伏效應(yīng)”。5. 光伏發(fā)電系統(tǒng)由哪些部件構(gòu)成？答：光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏方陣（光伏方陣由光伏組件串并聯(lián)而成）、控制器、蓄電池組、直流/交流逆變器等部分組成。光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件是光伏組件，而光伏組件又是由光伏電池串、并聯(lián)并封裝而成，它將太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能。光伏組件產(chǎn)生的電為直流電，我們可以直接利用，也可以用逆變器將其轉(zhuǎn)換成為交流電后使用。從另一個角度來看，光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生

5、的電能可以即發(fā)即用，也可以用蓄電池等儲能裝置將電能存放起來，根據(jù)需要隨時釋放出來使用，其系統(tǒng)組成如下圖所示：6. 為什么說光伏電力是綠色低碳能源？答：光伏發(fā)電具有顯著的能源、環(huán)保和經(jīng)濟效益，是最優(yōu)質(zhì)的綠色能源之一。在我國平均日照條件下，安裝1千瓦分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，1年可發(fā)出1200度電，可減少煤炭（標準煤）使用量約400千克，減少二氧化碳排放約1噸。根據(jù)世界自然基金會（WWF）研究結(jié)果：從減排二氧化碳效果而言，安裝1平米光伏發(fā)電系統(tǒng)相當于植樹造林100平米。目前，發(fā)展光伏發(fā)電等可再生能源將是根本上解決霧霾、酸雨等環(huán)境問題的有效手段之一。7.光伏發(fā)電的優(yōu)點是什么？答：太陽能資源取之不盡，用之不

6、竭。綠色環(huán)保。光伏發(fā)電本身不需要燃料，沒有二氧化碳的排放，不污染空氣。不產(chǎn)生噪音。應(yīng)用范圍廣。只要能獲得光照的地方就可以使用太陽能發(fā)電系統(tǒng)，它不受地域、海拔等因素制約。無機械轉(zhuǎn)動部件，操作、維護簡單，運行穩(wěn)定可靠。一套光伏系統(tǒng)只要有太陽，電池組件就會發(fā)電，加之現(xiàn)在均采用自動控制數(shù)，基本不用人工操作。太陽電池生產(chǎn)材料豐富：硅材料儲量豐富，地殼豐度在氧元素之后，列第二位，達到26%之多。使用壽命長。晶體硅太陽能電池壽命可長達2035年。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，只要設(shè)計合理、選型適當，蓄電池的壽命也可長達10年。太陽電池組件結(jié)構(gòu)簡單，體積小且輕，便于運輸和安裝，建設(shè)周期短。系統(tǒng)組合容易。若干太陽電池組件和

7、蓄電池單體組合成為系統(tǒng)的太陽電池方陣和蓄電池組；逆變器、控制器也可以集成。系統(tǒng)可大可小，極易擴容。能量回收期短，大約0.8-3.0年；能量增值效應(yīng)明顯，大約8-30倍。8.如何看待有報道說“生產(chǎn)光伏電池組件時消耗大量能源”的消息？答：光伏電池在生產(chǎn)過程中確實要消耗一定的能量，其中工業(yè)硅提純、高純多晶硅生產(chǎn)、單晶硅棒/多晶硅錠生產(chǎn)三個環(huán)節(jié)的能耗較高。但是光伏電池在20年的使用壽命期內(nèi)能夠不斷產(chǎn)生能量。據(jù)測算，在我國平均日照條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)能量回報超過其能源消耗的15倍以上。在北京以最佳傾角安裝的1千瓦屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的能量回收期 為1.5-2年，遠低于光伏系統(tǒng)的使用壽命期。也就是

8、說，該光伏系統(tǒng)前1.5-2年發(fā)出的電量是用來抵消其生產(chǎn)等過程消耗的能量，1.5-2年之后發(fā)出的能量都是純產(chǎn)出的能量。所以，應(yīng)該從全生命周期的角度評價光伏電池的能耗。9.如何看待有報道說“生產(chǎn)光伏電池組件會產(chǎn)生大量污染物”的消息?答:光伏電池組件生產(chǎn)包括高純多晶硅、硅錠硅片、光伏電池和光伏組件幾個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。相關(guān)污染的報道主要是指光伏組件的原材料-高純多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。高純多晶硅生產(chǎn)主要使用改良西門子法，該法將冶金級硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅，再加氫氣還原成太陽能級多晶硅，另外會形成副產(chǎn)物四氯化硅。四氯化硅遇潮濕空氣即分解成硅酸和氯化氫，如果處理不當會產(chǎn)生污染問題。但是目前我國多晶硅生產(chǎn)企業(yè)采用的

9、改良西門子法已可做到閉路循環(huán)生產(chǎn)，將副產(chǎn)物四氯化硅和尾氣（氫氣和氯氣）回收利用，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。2010年12月，國家發(fā)布了多晶硅行業(yè)準入條件，規(guī)定還原尾氣中四氯化硅、氯化氫、氫氣回收利用率不低于98.5%、99%、99%。因此，成熟的改良西門子法生產(chǎn)技術(shù)完全可滿足環(huán)保要求，不會產(chǎn)生環(huán)境污染問題。10.我們有多少太陽光可以利用？它能夠成為未來主導(dǎo)能源嗎？答：地球表面接受的太陽能輻射能夠滿足全球能源需求的1萬倍。地表每平方米平均每年接收到的輻射大約在1000-2000kWh之間。國際能源署數(shù)據(jù)顯示，在全球4%的沙漠上安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，就足以滿足全球能源需求。光伏發(fā)電具有廣闊的發(fā)展空間（屋頂、建筑面

10、、空地和沙漠等），潛力十分巨大。據(jù)初步統(tǒng)計，我國僅利用現(xiàn)有建筑屋頂安裝分布式光伏發(fā)電，其市場潛力就大約為3億千瓦以上，再加上西部廣闊的戈壁，光伏發(fā)電市場潛力約為數(shù)十億千瓦以上。隨著光伏發(fā)電的技術(shù)進步和規(guī)?；瘧?yīng)用，其發(fā)電成本還將進一步降低，成為更加具有競爭力的能源供應(yīng)方式，逐步從補充能源過渡為替代能源，并極有希望成為未來的主導(dǎo)能源。11.我國太陽能資源是如何分布的？答：我國太陽能總輻射資源豐富，總體呈“高原大于平原、西部干燥區(qū)大于東部濕潤區(qū)”的分布特點。其中，青藏高原最為豐富，年總輻射量超過1800 kWh/m2，部分地區(qū)甚至超過2000 kWh/m2。四川盆地資源相對較低，存在低于1000 k

11、Wh/m2的區(qū)域。12.農(nóng)業(yè)大棚、魚塘可以安裝分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)嗎？答：大棚的“升溫、保溫”一向是困擾農(nóng)戶的重點問題?！肮夥r(nóng)業(yè)大棚”，有望解決這一難題。由于夏季的高溫，在69月份眾多品類的蔬菜無法正常成長，而“光伏農(nóng)業(yè)大棚”，如同在農(nóng)業(yè)大棚外表添補了一個分光計，可隔絕紅外線，阻止過多的熱量進入大棚；在冬季和黑夜的時候，則能阻止大棚內(nèi)的紅外波段的光向外輻射，降低晚上溫度下跌的速度，起到保溫的作用?！肮夥r(nóng)業(yè)大棚”能供給農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)照明等所需電力，剩余的電力還能并網(wǎng)。在離網(wǎng)形式的“光伏農(nóng)業(yè)大棚”中，可與LED系統(tǒng)相互調(diào)配，白日阻光保障植物的成長，同時發(fā)電；黑夜LED系統(tǒng)應(yīng)用白日所發(fā)電力，提供照明。

12、在魚塘中也可以架設(shè)光伏陣列，池塘可以繼續(xù)養(yǎng)魚，光伏陣列還可以為養(yǎng)魚提供良好的遮擋作用，較好地解決了發(fā)展新能源和大量占用土地的矛盾。因此，農(nóng)業(yè)大棚和魚塘可以安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。國家能源局關(guān)于進一步落實分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知明確提出“鼓勵開展多種形式的分布式光伏發(fā)電應(yīng)用。鼓勵各級地方政府在國家補貼基礎(chǔ)上制定配套財政補貼政策，并且對公共機構(gòu)、保障性住房和農(nóng)村適當加大支持力度。因地制宜利用廢棄土地、荒山荒坡、農(nóng)業(yè)大棚、灘涂、魚塘、湖泊等建設(shè)就地消納的分布式光伏電站?！?3.什么是“光伏上網(wǎng)標桿電價”政策？答：“光伏上網(wǎng)標桿電價”政策是根據(jù)光伏發(fā)電的當前成本，并考慮合理利潤后制定的電價，光伏項

13、目開發(fā)商以這樣的價格將光伏電量出售給電網(wǎng)企業(yè)，其中，高出當?shù)孛摿蛉济夯痣姍C組上網(wǎng)標桿電價的差額部分采取“全網(wǎng)分攤”的辦法對電網(wǎng)企業(yè)進行回補。“光伏上網(wǎng)標桿電價”政策前期主要適用于大型光伏電站，目前也可以適用于分布式光伏發(fā)電項目。14.如何取得當?shù)氐奶柲苜Y源數(shù)據(jù)？答：全國各地的輻照量及日照時數(shù)詳見下圖，如果想得到更詳細的太陽能資源數(shù)據(jù)，可以從縣級氣象臺（站）、國家氣象局公共氣象服務(wù)中心取得；另外也可以從大型安裝商或設(shè)計單位得到或者從NASA官方網(wǎng)站（https：//sse/RETScreen/）獲得輻照量參考數(shù)據(jù)。15. 光伏陣列安裝傾角由什么

14、決定？答：光伏陣列的安裝傾角主要由安裝地域的經(jīng)度、緯度、最佳輻照量決定，由于安裝條件限制，組件安裝傾角不能達到最佳時可適當調(diào)整角度，非朝南的屋頂發(fā)電量會受到較大影響。16. 光伏陣列的安裝朝向如何確定？對發(fā)電效果有何影響？答：由于影響光伏發(fā)電的主要原因為日照量，所以組件安裝時應(yīng)向陽光最充足的方向安裝。不同安裝角度對光伏組件的發(fā)電效率亦有影響。下圖展示了中國南方某城市光伏組件各朝向的不同效率。（注意：不同地點和不同氣候條件下，不同朝向的光伏電池發(fā)電效率是不同的。）17. 如何選用光伏組件？答：根據(jù)安裝現(xiàn)場的具體情況可選用不同類型、不同規(guī)格的光伏組件，安裝現(xiàn)場的有效利用面積決定組件的規(guī)格尺寸，單位

15、面積內(nèi)想安裝更大容量的話可選用高效率組件。根據(jù)現(xiàn)有建筑的外觀也可選擇不同邊框顏色的組件，根據(jù)現(xiàn)場的串并聯(lián)接線方式確定組件的接插件長度。組件的選用，需綜合考慮安裝面積，裝機容量，成本等要素。一般來講應(yīng)選用信譽度好，質(zhì)量好，有認證，質(zhì)保售后服務(wù)好，具有防火認證的組件產(chǎn)品。18. 薄膜光伏組件特性有哪些？答：薄膜光伏組件由于其特有的制備工藝，使其具有以下特性：（1）光伏組件的溫度特性。由于工作溫度的動態(tài)變化，光伏組件在不同溫度下轉(zhuǎn)換效率不同，工作溫度越高，光伏組件轉(zhuǎn)換效率越低，。薄膜光伏組件相比于晶體硅光伏組件溫度系數(shù)較小，因此隨著溫度的上升，薄膜光伏組件功率下降程度較小，因此薄膜光伏組件應(yīng)用到建筑

16、上具有更加優(yōu)異的功率輸出特性。（2）光伏組件的弱光特性。在太陽輻照強度較低的情況下，如早上、傍晚和陰雨天，由于薄膜光伏電池的光吸收系數(shù)較高，尤其當光伏組件應(yīng)用到建筑上，安裝條件受到一定限制，多數(shù)情況下并不是最佳傾角進行安裝，且組件受到周邊環(huán)境的陰影影響較大，薄膜光伏組件發(fā)電量優(yōu)勢會更加明顯。（3）薄膜光伏組件通過鍍膜工藝在玻璃基板上制備發(fā)電膜層，然后通過激光劃刻工藝將膜層劃分成若干個子電池并將子電池串接起來，子電池之間的分割線寬度視覺不易顯現(xiàn)，因此構(gòu)成的光伏幕墻具有比較好的顏色一致性和透光均勻性。（4）薄膜光伏組件可以通過結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)成中空結(jié)構(gòu)，此中空結(jié)構(gòu)憑借其特有的發(fā)電膜層能夠?qū)崿F(xiàn)較高性能的保

17、溫節(jié)能作用。19. 薄膜光伏組件應(yīng)用到建筑屋面上有什么特殊優(yōu)勢？答：國內(nèi)屋面一般分為平屋面、坡屋面和具有一定弧度的屋面，薄膜光伏組件應(yīng)用到建筑屋面上具有以下優(yōu)勢：（1）由于薄膜光伏組件具有優(yōu)異的弱光輸出特性，同時在反射光和散射光的間接照射下仍能保證較大的功率輸出，因此薄膜光伏組件具有較強的不同朝向安裝的適應(yīng)能力。（2）由于薄膜光伏組件可以設(shè)計成輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，如柔性CIGS組件，因此在安裝時對于屋面的承重要求較低，可以安裝在承重能力較差的屋面上。（3）對具有一定弧度的屋頂，可以采用柔性可卷曲光伏組件（如柔性CIGS組件），實現(xiàn)光伏組件與屋面的良好結(jié)合，降低風(fēng)壓影響。柔性CIGS組件屋頂鋪設(shè)案例如下圖

18、所示：20.光伏發(fā)電系統(tǒng)的常見故障有哪些？系統(tǒng)各部件可能出現(xiàn)哪些典型問題？答:由于電壓未達到啟動設(shè)定值造成逆變器無法工作、無法啟動，由于組件或逆變器原因造成發(fā)電量低等；系統(tǒng)部件可能出現(xiàn)的典型問題有接線盒燒毀、組件局部燒毀。21. 如何處理光伏發(fā)電系統(tǒng)的常見故障？答:系統(tǒng)在質(zhì)保期內(nèi)出現(xiàn)問題時，可先電話聯(lián)系安裝商或運營維護商將系統(tǒng)問題說明，安裝商或運營維護商會根據(jù)用戶敘述內(nèi)容進行解答，如無法將故障排除會派出專人到現(xiàn)場進行檢修。22. 分布式建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)的壽命有多長？答：一般情況下，建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計使用年限為25年，無法滿足同壽命周期的構(gòu)配件應(yīng)易于維修、更換。而在做結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計使用年限

19、應(yīng)分兩種情況考慮:(1)附加式屋面光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限不應(yīng)小于25年；(2)除附加式屋面光伏系統(tǒng)外的其他形式的建筑光伏系統(tǒng)(如光伏幕墻、光伏采光頂、光伏窗、光伏遮陽、光伏欄桿等)的支承結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限應(yīng)不小于其替代的建筑構(gòu)件的設(shè)計使用年限。23. 導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)效率下降和損失的主要因素有哪些？答：光伏發(fā)電系統(tǒng)效率受外界影響有所損失，包括遮擋、灰層、組件衰減、溫度影響、組件匹配、MPPT精度，逆變器效率、變壓器效率、直流和交流線路損失等，如下圖所示：每個因素對效率的影響也不同，在項目前期要注意系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計，項目運行過程采取一定的措施減少灰塵等遮擋對系統(tǒng)的影響。24. 如何降低

20、光伏發(fā)電系統(tǒng)的維護成本？答：建議選擇市面上口碑好、售后服務(wù)好的光伏產(chǎn)品。合格的產(chǎn)品能降低故障的發(fā)生率，用戶應(yīng)嚴格遵守系統(tǒng)產(chǎn)品的使用手冊，定期對系統(tǒng)進行檢測和清潔維護。25. 系統(tǒng)后期維護怎么處理，多久維護一次？怎樣維護？答：根據(jù)產(chǎn)品供應(yīng)商的使用說明書對需要定期檢查的部件進行維護，系統(tǒng)主要的維護工作是擦拭組件，雨水較大的地區(qū)一般不需要人工擦拭，非雨季節(jié)大概1個月清潔一次。降塵量較大地區(qū)可以酌情增加擦拭次數(shù)，降雪量大的地區(qū)應(yīng)及時將厚重積雪去除，避免影響發(fā)電量和雪融化后產(chǎn)生的不均勻遮擋，及時清理遮擋組件的樹木或雜物等。26. 雷雨天氣需要斷開光伏發(fā)電系統(tǒng)嗎？答：分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)都裝有防雷裝置，所以

21、不用斷開。為了安全保險，建議可以選擇斷開匯流箱的斷路器開關(guān)，切斷與光伏組件的電路連接，避免防雷模塊無法去除的直擊雷產(chǎn)生危害。運維人員應(yīng)及時檢測防雷模塊的性能，以避免防雷模塊失效所產(chǎn)生的危害。27. 雪后需要清理光伏發(fā)電系統(tǒng)嗎？光伏組件冬天積雪消融結(jié)冰后如何處理？可以踩在組件上面進行清理工作嗎？答：雪后組件上如果堆積有厚重積雪是需要清潔的，可以利用柔軟物品將雪推下，注意不要劃傷玻璃。組件是有一定承重的，但是不能踩在組件上面清掃的，會造成組件隱裂或損壞，影響組件壽命。一般建議不要等積雪過厚再清洗，以免組件過度結(jié)冰。28.光伏發(fā)電系統(tǒng)能抵抗冰雹的危害嗎?答：光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的合格組件必須通過正面最大靜載荷（風(fēng)載荷、雪載荷）5400pa，背面最大靜載荷（風(fēng)載荷）2400pa和直徑25mm的冰雹以23m/s的速度撞擊等嚴格的測試。因此冰雹不會對光伏發(fā)電系統(tǒng)帶來危害。29. 安裝后如果連續(xù)陰雨或者霧霾，光伏發(fā)