分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本設(shè)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(wǎng)逆變器、交流配電柜等設(shè)備,另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測裝置。其運行模式是在有太陽輻射的條件下,光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件陣列將太陽能轉(zhuǎn)換輸出的電能,經(jīng)過直流匯流箱集中送入直流配電柜,由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負(fù)載,多余或不足的電力通過聯(lián)接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。
在有光照(無論是太陽光,還是其它發(fā)光體產(chǎn)生的光照)情況下,電池吸收光能,電池兩端出現(xiàn)異號電荷的積累,即產(chǎn)生“光生電壓”,這就是“光生伏應(yīng)”。在光生伏應(yīng)的作用下,太陽能電池的兩端產(chǎn)生電動勢,將光能轉(zhuǎn)換成電能,是能量轉(zhuǎn)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。
太陽能以其的優(yōu)勢而成為人們重視的焦點。豐富的太陽輻射能是重要的能源,是取之不盡、用之不竭的、、廉價、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)800兆瓦時,假如把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能,轉(zhuǎn)變率5%,每年發(fā)電量可達(dá)5.6×1012千瓦小時,相當(dāng)于世界上能耗的40倍。正是由于太陽能的這些特優(yōu)勢,20世紀(jì)80年代后,太陽能電池的種類不斷增多、應(yīng)用范圍日益廣闊、市場規(guī)模也逐步擴(kuò)大。
早在1839年,法國科學(xué)家貝克雷爾(Becqurel)就發(fā)現(xiàn),光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏應(yīng)”,簡稱“光伏效應(yīng)”。1954年,美國科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室制成了實用的單晶硅太陽電池,誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實用光伏發(fā)電技術(shù)。
晶硅光伏組件安裝后,暴曬50——100天,效率衰減約2——3%,此后衰減幅度大幅減緩并穩(wěn)定有每年衰減0.5——0.8%,20年衰減約20%。單晶組件衰減要約少于多晶組件。非晶光做組件的衰減約低于晶硅。 因此,提升轉(zhuǎn)化率、降低每瓦成本仍將是光伏未來發(fā)展的兩大主題。無論是哪種方式,大規(guī)模應(yīng)用如果能夠?qū)⑥D(zhuǎn)化率提升到30%,成本在每千瓦五千元以下(和水電相平),那么人類將在核聚變發(fā)電研究成功之前得到為廣泛、清潔、廉價的幾乎無限的可靠新能源。
自2013年起,光伏發(fā)電連續(xù)3年新增裝機容量超過1000萬千瓦;截至2015年底,光伏發(fā)電累計裝機容量達(dá)到約4300萬千瓦,超過德國成為全球。此外,光伏產(chǎn)業(yè)正發(fā)力“走出去”。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2015年光伏電池及組件出口量達(dá)到2500萬千瓦以上,出口額達(dá)到144億美元。