火力發(fā)電為我國主要發(fā)電方式之一，因其以煤炭等化石燃料作為主燃料，排放粉塵、硫化物、硝化物等大氣污染源，相較于進幾十年出現(xiàn)的各類新能源而言“不夠清潔”。保護與改善人類賴以生存的環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是世界各國人民的共同愿望。我國政府已把可持續(xù)發(fā)展作為經濟社會發(fā)展的基本戰(zhàn)略，并采取了一系列重大舉措。光伏發(fā)電作為一種利用太陽能的發(fā)電形式，具有顯著的能源、環(huán)保、經濟效益，是最優(yōu)質的綠色能源之一。
光伏發(fā)電作為分布式發(fā)電方式的一種，它具有傳統(tǒng)發(fā)電方式不具備的優(yōu)點。首先，光伏發(fā)電產業(yè)具有極高的環(huán)境友好性，相較火力發(fā)電不會產生廢氣排放，相較水力發(fā)電不需要改變地理環(huán)境，減少對環(huán)境壓力；其次，分布式光伏電源容量通常較小，運行方式靈活，將其接入配電網負荷中心能夠有效避免遠距離輸送電能時的能量損耗；再者沒有任何機械運轉部件，除了日照外，不需其它任何“燃料”；而且從站址的選擇來說，也十分方便靈活，城市中的樓頂、空地都可以被應用。但是光伏發(fā)電也有比較明顯的缺點，一是在孤網運行的電力系統(tǒng)中，負荷的大幅變化將可能引起電壓波動；二是太陽能利用設備占地面積大、受氣候以及晝夜的影響較大；三是由于技術限制，目前太陽能的利用率還不太高，且設備投資相對較大。對此，國家出臺了一系列光伏發(fā)電標準：《光伏發(fā)電站施工規(guī)范(GB/50794-2012)》《光伏發(fā)電工程驗收規(guī)范(GB/50796-2012)》《光伏發(fā)電站設計規(guī)范(GB 50797-2012)》，來規(guī)范光伏發(fā)電項目的合理建設，引導光伏產業(yè)的良性發(fā)展，實現(xiàn)光伏能源的有效利用。
? 分布式光伏發(fā)電的原理是利用太陽能電池組成的光伏陣列將太陽能轉化成直流電，直流電經過逆變器（DC-AC）后轉換成交流電，再通過匯流箱匯集到變壓器的交流側，最終接入配電系統(tǒng)的一種發(fā)電模式，而影響其發(fā)電效率的主要因素在于太陽能電池的效率。
? 太陽能電池根據使用材料分為晶體材料和薄膜材料兩類。硅電池是一種非常有代表性的晶體材料電池。自太陽能電池誕生以來，晶體硅作為基本的電池材料一直保持著統(tǒng)治地位，而且可以確信這種狀況在今后20年中不會發(fā)生根本的轉變。由于晶體硅太陽能電池的成本較高，通過提高電池的轉化效率和降低硅材料的生產成本，以提高硅材料太陽能電池的經濟效益，已成為世界光伏技術發(fā)展的主流趨勢，世界各國也在此取得諸多新的進展。而薄膜材料光伏電池的代表有非晶硅電池與薄膜光伏電池。非晶硅電池是在不同襯底上附著非晶態(tài)硅晶粒制成的，工藝簡單，硅原料消耗少，襯底廉價，并且可以方便的制成薄膜，具有弱光性好，受高溫影響小的特性，但非晶硅光伏組件轉化效率低于晶體硅太陽能。非晶硅薄膜太陽電池是在廉價的玻璃、不銹鋼或塑料襯底上附上非常薄的感光材料制成，比用料較多的晶體硅技術造價更低，其價格優(yōu)勢可抵消低效率的問題。由于非晶硅薄膜太陽能電池的成本低，便于大規(guī)模生產，普遍受到人們的重視并得到迅速發(fā)展。非晶硅作為太陽能材料盡管相對廉價,但目前電池轉化效率一般僅有5%-9%。此外，其光電效率會隨著光照時間的延續(xù)而衰減，即所謂的光致衰退S-W效應，使得電池性能不穩(wěn)定，衰減較快。非晶硅薄膜太陽能電池由于具有較低的成本、重量輕、高溫性能好、弱光響應好，充電效率高等優(yōu)良特性。但同時由于它的穩(wěn)定性不高，使用壽命短（10-15年），直接影響了它的實際應用。
? 由于太陽能的能量密度小，光照過程不連續(xù)，使得利用太陽能時有必要對其收集、傳輸以及能量儲存過程進行研究。基于提高太陽能的利用效率的分析和拓展應用范圍的需求，必須研究開發(fā)太陽能模塊化聚光技術和中高溫能源的儲存利用技術，利用太陽能聚光技術的高倍聚光太陽能電池應運而生。高倍聚光被稱為繼晶體硅和薄膜之后的第三代太陽能發(fā)電技術，隨著聚光技術的不斷成熟，高倍聚光太陽能電池必將在太陽能電池組件領域占領一席之位。高倍聚光太陽能電池片本身與其它常規(guī)平板光伏電池并無本質區(qū)別，不同點在于其利用反射或折射聚光原理將太陽光會聚后，以高倍光強照射在光伏電池組件上達到提高光伏電池的發(fā)電功率。研究尚處于試運行階段，由于聚光裝置需要配套復雜的機械跟蹤設備、光學儀器、冷卻設施，目前國內聚光太陽能電池產品尚處于開發(fā)研究期。雖然實現(xiàn)多倍聚光可以節(jié)省光伏電池，但隨著電池價格的不斷下降，相對于聚光器所增加的成本，總體的經濟效益并不明顯。
? 國家政策的大力扶持，光伏的安裝容量比重正在逐年增加。2018年前三季度光伏發(fā)電市場規(guī)模穩(wěn)步增長，光伏發(fā)電新增裝機3454萬千瓦，其中，光伏電站新增1740萬千瓦，同比減少37%；分布式光伏新增1714萬千瓦，同比增長12%。到9月底，全國光伏發(fā)電裝機達到16474萬千瓦。尤其是分布式光伏的增長較快，由于國家政導向光伏扶貧的項目建設比較多，并且國家支持分布式光伏的政策得到了各方面的響應，分布式光伏應用比較廣泛，使得光伏發(fā)電建設逐漸由集中式發(fā)電朝著分布式發(fā)電的方向轉變。
? 與此同時，光伏平價上網的時代正在到來。2007年至2018年，國內光伏項目的上網電價從4元/kWh下降到如今Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類電價區(qū)標標桿0.5元/kWh、0.6元/kWh、0.7元/kWh，光伏電價下降了82%以上，而領跑者項目的最低電價更是達到0.31元/ kWh。電價下降最重要的原因，是光伏系統(tǒng)成本的下降，尤其是光伏組件價格的下降。2007年我國太陽能電池組件價格為每瓦約4.8美元（36元），2010年底我國太陽能電池的平均成本為每瓦1.2～1.4美元，2014年底每瓦降至0.62美元（3.8元）以下，7年時間成本下降到了原來的1/10。 2018年，我國晶硅組件平均價格低至0.27美元/瓦，還有進一步下降空間。光伏電池在提高太陽能轉化效率的同時生產成本也在逐漸降低，利用市場機制淘汰一批實力不足的企業(yè)，而技術資本雄厚的企業(yè)將得到更好發(fā)展。無補貼項目的開展，更加對企業(yè)在項目設計和產品制造上的能力以及專業(yè)性提出了要求，全面參與市場是太陽能發(fā)電必然的選擇。
電氣室 饒楚