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1、2023年太阳能光伏发电33大疑问 节能技术太阳能光伏发电33问 1、太阳能的利用方式有哪些？ 答：太阳能是区别于其他任何一种特殊能源。太阳能的利用方式主要有： 光伏（太阳能电池，太阳电池）发电系统，将太阳能转化为电能； 太阳能热发电系统，利用太阳能的热能产生电能； 太阳能热利用，比如太阳能热水系统； 太阳能集中供暖、太阳能空调取暖和制冷、太阳能建筑等。 像“阳光动力”太阳能飞机这类的未来移动能源应用的就是光伏发电系统，飞机的起飞、降落、飞行一切的动力、电力来源都来自于太阳能光伏发电系统。 2、什么是光伏发电？什么是分布式光伏发电？ 答：光伏发电是指利用太阳能光伏电池把太阳辐射能直接转变成电能
2、的发电方式。光伏发电是当今太阳能发电的主流，所以，现在人们通常说的太阳能发电主要是指光伏发电。 分布式光伏发电，是指在用户所在场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。 分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费。 3、您知道光伏发电的历史起源吗？ 答：1839年，19岁的法国贝克勒尔做物理实验时，发现在导电液中的两种金属电极用光照射时，电流会加强，从而发现了“光生伏打效应”； 1930年，朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳能电池”，使太阳能变成电能； 1932年，奥
3、杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳能电池； 1941年，奥尔在硅上发现光伏效应； 1954年5月，美国贝尔实验室恰宾、富勒和皮尔松开发出效率为6%的单晶硅太阳能电池，这是世界上第一个有实用价值的太阳能电池。同年，威克尔首次发现了砷化镓有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成了太阳能电池。太阳光能转化为电能的实用光伏发电技术由此诞生并发展起来。 4、光伏电池是怎么发电的？ 答：光伏电池是一种具有光-电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电，是光伏发电的最基本单元。光伏电池特有的电特性是借助于在晶体硅中掺入某些元素（例如：磷或硼等），从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡，形成
4、具有特殊电性能的半导体材料。在阳光照射下，具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷，这些自由电荷定向移动并积累，从而在其两端形成电动势，当用导体将其两端闭合时便产生电流。这种现象被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。 5、光伏发电系统由哪些部件构成？ 答：光伏发电系统由光伏方阵（光伏方阵由光伏组件串并联而成）、控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等部分组成。光伏发电系统的核心部件是光伏组件，而光伏组件又是由光伏电池串、并联并封装而成，它将太阳的光能直接转化为电能。光伏组件产生的电为直流电，我们可以直接利用，也可以用逆变器将其转换成为交流电后使用。从另一个角度来看，光伏发电系统产生的电能可以即
5、发即用，也可以用蓄电池等储能装置将电能存放起来，根据需要随时释放出来使用，其系统组成如下图所示： 6、为什么说光伏电力是绿色低碳能源？ 答：光伏发电具有显著的能源、环保和经济效益，是最优质的绿色能源之一。在我国平均日照条件下，安装1千瓦分布式光伏发电系统，1年可发出1200度电，可减少煤炭（标准煤）使用量约400千克，减少二氧化碳排放约1吨。 根据世界自然基金会（WWF）研究结果：从减排二氧化碳效果而言，安装1平米光伏发电系统相当于植树造林100平米。目前，发展光伏发电等可再生能源将是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一。 7、光伏发电的优点是什么？ 答：1)太阳能资源取之不尽，用之不
6、竭。 2)绿色环保。光伏发电本身不需要燃料，没有二氧化碳的排放，不污染空气。不产生噪音。 3)应用范围广。只要能获得光照的地方就可以使用太阳能发电系统，它不受地域、海拔等因素制约。 4)无机械转动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。一套光伏系统只要有太阳，电池组件就会发电，加之现在均采用自动控制数，基本不用人工操作。 5)太阳电池生产材料丰富：硅材料储量丰富，地壳丰度在氧元素之后，列第二位，达到26%之多。 6)使用寿命长。晶体硅太阳能电池寿命可长达2035年。在光伏发电系统中，只要设计合理、选型适当，蓄电池的寿命也可长达10年。 7)太阳电池组件结构简单，体积小且轻，便于运输和安装，建设周期
7、短。 8)系统组合容易。若干太阳电池组件和蓄电池单体组合成为系统的太阳电池方阵和蓄电池组；逆变器、控制器也可以集成。系统可大可小，极易扩容。 9)能量回收期短，大约0.8-3.0年；能量增值效应明显，大约8-30倍。 8、如何看待有报道说“生产光伏电池组件时消耗大量能源”的消息？ 答：光伏电池在生产过程中确实要消耗一定的能量，其中工业硅提纯、高纯多晶硅生产、单晶硅棒/多晶硅锭生产三个环节的能耗较高。但是光伏电池在20年的使用寿命期内能够不断产生能量。据测算，在我国平均日照条件下，光伏发电系统全寿命周期内能量回报超过其能源消耗的15倍以上。 在北京以最佳倾角安装的1千瓦屋顶光伏并网系统的能量回收
8、期为1.5-2年，远低于光伏系统的使用寿命期。也就是说，该光伏系统前1.5-2年发出的电 量是用来抵消其生产等过程消耗的能量，1.5-2年之后发出的能量都是纯产出的能量。所以，应该从全生命周期的角度评价光伏电池的能耗。 9、如何看待有报道说“生产光伏电池组件会产生大量污染物”的消息？ 答:光伏电池组件生产包括高纯多晶硅、硅锭硅片、光伏电池和光伏组件几个产业链环节。相关污染的报道主要是指光伏组件的原材料-高纯多晶硅生产中产生的副产物。 高纯多晶硅生产主要使用改良西门子法，该法将冶金级硅转化成三氯氢硅，再加氢气还原成太阳能级多晶硅，另外会形成副产物四氯化硅。四氯化硅遇潮湿空气即分解成硅酸和氯化氢，
9、如果处理不当会产生污染问题。 但是目前我国多晶硅生产企业采用的改良西门子法已可做到闭路循环生产，将副产物四氯化硅和尾气（氢气和氯气）回收利用，实现清洁生产。 2023年12月，国家发布了多晶硅行业准入条件，规定还原尾气中四氯化硅、氯化氢、氢气回收利用率不低于98.5%、99%、99%。因此，成熟的改良西门子法生产技术完全可满足环保要求，不会产生环境污染问题。 10、我们有多少太阳光可以利用？它能够成为未来主导能源吗？ 答：地球表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的1万倍。地表每平方米平均每年接收到的辐射大约在1000-2000kWh之间。国际能源署数据显示，在全球4%的沙漠上安装光伏发电系
10、统，就足以满足全球能源需求。光伏发电具有广阔的发展空间（屋顶、建筑面、空地和沙漠等），潜力十分巨大。 据初步统计，我国仅利用现有建筑屋顶安装分布式光伏发电，其市场潜力就大约为3亿千瓦以上，再加上西部广阔的戈壁，光伏发电市场潜力约为数十亿千瓦以上。随着光伏发电的技术进步和规模化应用，其发电成本还将进一步降低，成为更加具有竞争力的能源供应方式，逐步从补充能源过渡为替代能源，并极有希望成为未来的主导能源。 11、我国太阳能资源是如何分布的？ 答：我国太阳能总辐射资源丰富，总体呈“高原大于平原、西部干燥区大于东部湿润区”的分布特点。其中，青藏高原最为丰富，年总辐射量超过1800kWh/m2，部分地区甚
11、至超过2000kWh/m2。四川盆地资源相对较低，存在低于1000kWh/m2的区域。 12、农业大棚、鱼塘可以安装分布式光伏并网系统吗？ 答：大棚的“升温、保温”一向是困扰农户的重点问题。“光伏农业大棚”，有望解决这一难题。由于夏季的高温，在69月份众多品类的蔬菜无法正常成长，而“光伏农业大棚”，如同在农业大棚外表添补了一个分光计，可隔绝红外线，阻止过多的热量进入大棚；在冬季和黑夜的时候，则能阻止大棚内的红外波段的光向外辐射，降低晚上温度下跌的速度，起到保温的作用。 “光伏农业大棚”能供给农业大棚内照明等所需电力，剩余的电力还能并网。在离网形式的“光伏农业大棚”中，可与LED系统相互调配，白
12、日阻光保障植物的成长，同时发电；黑夜LED系统应用白日所发电力，提供照明。 在鱼塘中也可以架设光伏阵列，池塘可以继续养鱼，光伏阵列还可以为养鱼提供良好的遮挡作用，较好地解决了发展新能源和大量占用土地的矛盾。因此，农业大棚和鱼塘可以安装分布式光伏发电系统。 国家能源局关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知明确提出“鼓励开展多种形式的分布式光伏发电应用。鼓励各级地方政府在国家补贴基础上制定配套财政补贴政策，并且对公共机构、保障性住房和农村适当加大支持力度。因地制宜利用废弃土地、荒山荒坡、农业大棚、滩涂、鱼塘、湖泊等建设就地消纳的分布式光伏电站。” 13、什么是“光伏上网标杆电价”政策？ 答：“
13、光伏上网标杆电价”政策是根据光伏发电的当前成本，并考虑合理利润后制定的电价，光伏项目开发商以这样的价格将光伏电量出售给电网企业，其中，高出当地脱硫燃煤火电机组上网标杆电价的差额部分采取“全网分摊”的办法 对电网企业进行回补。“光伏上网标杆电价”政策前期主要适用于大型光伏电站，目前也可以适用于分布式光伏发电项目。 14、如何取得当地的太阳能资源数据？ 答：全国各地的辐照量及日照时数详见下图，如果想得到更详细的太阳能资源数据，可以从县级气象台（站）、国家气象局公共气象服务中心取得；另外也可以从大型安装商或设计单位得到或者从NASA官方网站获得辐照量参考数据。 15、光伏阵列安装倾角由什么决定？ 答
14、：光伏阵列的安装倾角主要由安装地域的经度、纬度、最佳辐照量决定，由于安装条件限制，组件安装倾角不能达到最佳时可适当调整角度，非朝南的屋顶发电量会受到较大影响。 全球主要城市光伏组件最佳安装倾角 16、光伏阵列的安装朝向如何确定？对发电效果有何影响？ 答：由于影响光伏发电的主要原因为日照量，所以组件安装时应向阳光最充足的方向安装。不同安装角度对光伏组件的发电效率亦有影响。下图展示了中国南方某城市光伏组件各朝向的不同效率。（注意：不同地点和不同气候条件下，不同朝向的光伏电池发电效率是不同的。） 17、如何选用光伏组件？ 答：根据安装现场的具体情况可选用不同类型、不同规格的光伏组件，安装现场的有效利
15、用面积决定组件的规格尺寸，单位面积内想安装更大容量的话可选用高效率组件。根据现有建筑的外观也可选择不同边框颜色的组件，根据现场的串并联接线方式确定组件的接插件长度。 组件的选用，需综合考虑安装面积，装机容量，成本等要素。一般来讲应选用信誉度好，质量好，有认证，质保售后服务好，具有防火认证的组件产品。 18、薄膜光伏组件特性有哪些？ 答：薄膜光伏组件由于其特有的制备工艺，使其具有以下特性： （1）光伏组件的温度特性。由于工作温度的动态变化，光伏组件在不同温度下转换效率不同，工作温度越高，光伏组件转换效率越低，。薄膜光伏组件相比于晶体硅光伏组件温度系数较小，因此随着温度的上升，薄膜光伏组件功率下 降程度较小，因此薄膜光伏组件应用到建筑上具有更加优异的功率输出特性。 （2）光伏组件的弱光特性。在太阳辐照强度较低的情况下，如早上、傍晚和阴雨天，由于薄膜光伏电池的光吸收系数较高，尤其当光伏
