太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。
1.概述
太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。中国国产晶体硅电池效率在10至13%左右，国际上同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。到2009年，中国并网发电还未开始全面推广，不过，2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。
据预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
2.起源发展
早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展，这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。
20世纪90年代后，光伏发电快速发展，到2006年，世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划，到2003年日本光伏组件生产占世界的50%，世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。
世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期，发展更加迅速，1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%～13%提高到13%～15%，生产规模从1～5兆瓦/年发展到5～25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。2006年的光伏行业调查表明，到2010年，光伏产业的年发展速度将保持在30%以上。年销售额将从2004年的70亿美金增加到2010年的300亿美金。许多老牌的光伏制造公司也从原来的亏本转为盈利。
3.系统分类
光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。
独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。
并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑；不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。
4.相关建筑
1、巨蛋办公楼
巨蛋办公楼
位于印度孟买的蛋形办公楼是一座令人印象深刻的可持续建筑。它利用了被动式太阳能设计，能够通过减少热增益来调整建筑内部的温度。办公楼由太阳能电池板和屋顶的风力涡轮机提供能量，它甚至能够独立收集水分进行花园灌溉。
2、弗莱堡太阳能城市
弗莱堡太阳能城市
居民建筑的屋顶是由设置成完美角度的光伏板构成，但是它们也可以作为一个巨大的遮阳伞。所以即使日照非常强烈的时候，下面的居民也能享受凉爽的温度。
3、垂直村落
垂直村落
迪拜以其怪异的建筑风格闻名于世，现在的最新趋势是可持续设计。很少有设计样本超越格拉夫特建筑事务所的建筑师建造的垂直村落。垂直村落设计的精髓在于，它如何在最大化收获太阳能的同时保持建筑物凉爽。
4、太阳城大厦
这座惊人的太阳能塔是专门为里约热内卢的2016年奥运会设计的，它将被安装在Cotunduba岛上，而且将成为里约热内卢的标志性建筑。它代表着里约热内卢为打造史上第一届“零碳奥运”所做出的努力。
太阳能大厦
5、高雄体育馆
高雄体育馆
体育馆通常都损耗大量的能量，而且通常被用作可持续建筑的反面典型。然而台湾的这座龙型体育馆是一个例外，它的电能100%由外侧的太阳能电池板提供。高雄的这座体育馆足以为3300个照明灯和2个巨型显示屏供电。
6、芝加哥太阳能大厦
建筑师为芝加哥设计的这座大厦几乎全部被太阳追踪太阳能电池板所覆盖，它们就像向日葵一样追随太阳的移动。这些太阳能电池板经过了精心安置，在为建筑遮阳的同时不会影响人们的视野。
芝加哥太阳能大厦
系统设备
太阳能光伏发电系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。
5.电池方阵
在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。在光生伏特效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。[4]
（1）钢化玻璃：其作用为保护发电主体（电池片），透光选用的要求：
1、透光率必须高（一般91%以上）；
2、超白钢化处理
（2）EVA：目的是用来粘结固定钢化玻璃和发电主体（电池片），透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命，暴露在空气中的EVA易老化发黄，会影响组件的透光率，从而影响组件的发电质量。除了EVA本身的质量外，组件厂家的层压工艺影响也是非常大的，如EVA胶连度不达标，EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够，都会引起EVA提早老化，影响组件寿命。
（3）电池片：主要作用就是发电，发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片，两者各有优劣。晶体硅太阳能电池片,设备成本相对较低，但消耗及电池片成本很高，光电转换效率也高，在室外阳光下发电比较适宜；薄膜太阳能电池，相对设备成本较高，消耗和电池成本很低，光电转化效率相对晶体硅电池片低，但弱光效应非常好，在普通灯光下也能发电，如计算器上的太阳能电池。
（4）背板：作用是用来密封、绝缘、防水。一般都用TPT、TPE等材质必须耐老化，大部分组件厂家都质保25年。
（5）铝合金：保护层压件，起一定的密封、支撑作用。
（6）接线盒：其作用是保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统。接线盒中最关键的是二极管的选用，根据组件内电池片的类型不同，对应的二极管也不相同。
（7）硅胶：密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处有些公司使用双面胶条、泡棉来替代硅胶，国内普遍使用硅胶，工艺简单，方便，易操作，而且成本很低。
蓄电池组
其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。
充放电控制器
是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。
逆变器
是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。[4]
跟踪控制系统
由于相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，如果太阳能电池板能够时刻正对太阳，发电效率才会达到最佳状态。世界上通用的太阳跟踪控制系统都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度，将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，也就是靠计算太阳位置以实现跟踪。采用的是电脑数据理论，需要地球经纬度地区的的数据和设定，一旦安装，就不便移动或装拆，每次移动完就必须重新设定数据和调整各个参数；原理、电路、技术、设备复杂，非专业人士不能够随便操作。
6.光伏板
光伏板
光伏板组件是一种暴露在阳光下便会集热，将光能转换为直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。
功率计算
太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据用电器的功率，合理选择各部件。下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：
1.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：若逆变器的转换效率为90%，则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W/90%=111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh。
2.计算太阳能电池板：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。
光伏技术
太阳是能量的天然来源。地球上每一个活着的生物之所以具有发挥作用的能力，甚至于是它的生存，都是由于直接或间接来自于太阳的能量。我们的地球处在离太阳差不多有一亿英里的地方。它所截取的辐射能已经少到令人难以置信的程度，即大约千万分之三，即使这么小的一点能量，实际上比整个世界现有的发电能力还大十万倍！全世界尤其是工业发达国家开始感到能量短缺，因此，人们开始求助于太阳能，以解决能源危机。
太阳能光伏
太阳能每天都能无限供应，而且数量庞大。如果在大的电厂利用，就减少了温室效应，有些能源专家和环境保护的专家则认为，在满足人类今后能量需要方面，太阳能的热影响比任何其他替换品的热影响要小得多。作为一种不污染环境，又取之不尽的新能源，它无处不在。尤其是在电力供力方面，有专家认为太阳能发电最终将在电力供应中占20%。
太阳能是一种辐射能，太阳能发电意味着---要将太阳光直接转换成电能，它必须借助于能量转换器才能转换成为电能。将光能直接转换成电能的过程确切地说应叫光伏效应。不需要借助其它任何机械部件，光线中的能量被半导体器件的电子获得，于是就产生了电能。这种把光能转换成为电能的能量转换器，就是太阳能电池。太阳能电池也同晶体管一样，是由半导体组成的。它的主要材料是硅，也有一些其他合金。用于制造太阳能电池的高纯硅，要经过特殊的提纯处理制作。太阳能电池只要受到阳光或灯光的照射，就能够把光能转变为电能，使电流从一方流向另一方，一般就可发出相当于所接收光能的10~20%的电来。一般来说，光线越强，产生的电能就越多。为了使太阳能电池板最大限度地减少光反射，将光能转变为电能，一般在它的上面都蒙上一层可防止光反射的膜，使太阳能板的表面呈紫色。它的工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。所谓光生伏打效应就是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压（叫做光生电压）。这种现象就是著名的光生伏打效应。使PN结短路，就会产生电流。
太阳能发电的主要优点在于：太阳能电池可以设置在房顶等平时不使用的空间，无噪音、寿命长，而且一旦设置完毕就几乎不要需要调整。现在只要将屋顶上排满太阳能电池，就可以实现家中用电的自给。现今太阳能的主要用途已不再是小规模的，从性质上来说，是专业化的。它从军事领域、通信领域到城市建设领域等都起到了重大的作用。委内瑞拉还推出廉价太阳能车、欧洲科学家研制出轻便的可穿在身上的太阳能电池。太阳能的利用存在着巨大的发展空间，有关的技术有可能在短时间内实现突破。它已被许多发达国家作为其能源战略的一个重要组成部分。
7.发电原理
太阳能光伏发电系统示例
太阳电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。
8.晶体硅编辑
“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维，20世纪末．我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳电池是近15年来形成产业化最快。生产过程大致可分为五个步骤：a、提纯过程b、拉棒过程c、切片过程d、制电池过程e、封装过程。
9.应用
太阳能光伏系统展示
20世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电，20世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。在世纪之交前后期间，欧美等先进国家光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势。
10.基本性质
光电转换效率
η评估太阳电池好坏的重要因素。
实验室η≈24%，产业化：η≈15%。
单体电池电压
V：0.4V——0.6V由材料物理特性决定。
填充因子FF%
评估太阳电池负载能力的重要因素。FF=(Im×Vm)/(Isc×Voc)
其中：Isc—短路电流，Voc—开路电压，Im—最佳工作电流，Vm—最佳工作电压；
标准光强
AM1.5光强，1000W/m2，t=25℃；
温度影响
例如：在标准状况下,AM1.5光强，t=25℃某电池板输出功率测得为100Wp,如果电池温度升高至45℃时，则电池板输出功率就不到100Wp。
11.发展历史
自从1954年第一块实用光伏电池问世以来，太阳光伏发电取得了长足的进步。但比计算机和光纤通讯的发展要慢得多。其原因可能是人们对信息的追求特别强烈，而常规能源还能满足人类对能源的需求。1973年的石油危机和90年代的环境污染问题大大促进了太阳光伏发电的发展。其发展过程简列如下：
1839年法国科学家贝克勒尔发现“光生伏特效应”，即“光伏效应”。
1876年亚当斯等在金属和硒片上发现固态光伏效应。
1883年制成第一个“硒光电池”，用作敏感器件。
并网型光伏发电系统设备防雷示意图
并网型光伏发电系统设备防雷示意图
1930年肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年，朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。
1931年布鲁诺将铜化合物和硒银电极浸入电解液，在阳光下启动了一个电动机。
1932年奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳电池。
1941年奥尔在硅上发现光伏效应。
1954年恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室，首次制成了实用的单晶太阳电池，效率为6%。同年，韦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，制成了第一块薄膜太阳电池。
1955年吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。同年，第一个光电航标灯问世。美国RCA研究砷化镓太阳电池。
单晶硅太阳能电池
1957年硅太阳电池效率达8%。
1958年太阳电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源。
1959年第一个多晶硅太阳电池问世，效率达5%。
1960年硅太阳电池首次实现并网运行。
1962年砷化镓太阳电池光电转换效率达13%。
1969年薄膜硫化镉太阳电池效率达8%。
1972年罗非斯基研制出紫光电池，效率达16%。
1972年美国宇航公司背场电池问世。
1973年砷化镓太阳电池效率达15%。
1974年COMSAT研究所提出无反射绒面电池，硅太阳电池效率达18%。
1975年非晶硅太阳电池问世。同年，带硅电池效率达6%~%。
1976年多晶硅太阳电池效率达10%。
1978年美国建成100kWp太阳地面光伏电站。
1980年单晶硅太阳电池效率达20%，砷化镓电池达22.5%，多晶硅电池达14.5%，硫化镉电池达9.15%。
1983年美国建成1MWp光伏电站；冶金硅（外延）电池效率达11.8%。
1986年美国建成6.5MWp光伏电站。
1990年德国提出“2000个光伏屋顶计划”，每个家庭的屋顶装3~5kWp光伏电池。
1995年高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%。
1997年美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”，在2010年以前为100万户，每户安装3~5kWp。光伏电池。有太阳时光伏屋顶向电网供电，电表反转；无太阳时电网向家庭供电，电表正转。家庭只需交“净电费”。
1997年日本“新阳光计划”提出到2010年生产43亿Wp光伏电池。
1997年欧洲联盟计划到2010年生产37亿Wp光伏电池。
1998年单晶硅光伏电池效率达25%。荷兰政府提出“荷兰百万个太阳光伏屋顶计划”，到2020年完成。
12.中国现状
中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展。
2007年，中国光伏电池产量首次超过德国和日本，居世界第一位。2008年的产量继续提高，达到了200万千瓦。中国光伏电池产量年增长速度为1-3倍，光伏电池产量占全球产量的比例也由2002年1.07%增长到2008年的近15%。商业化晶体硅太阳能电池的效率也从13%-14%提高到16%-17%。
因美国次贷问题而引发的金融危机，从华尔街迅速向全球蔓延，致使部分金融机构轰然倒塌，证券市场持续低迷，石油价格大幅下滑。中国光伏发电产业发展迅速，成为政府重视、股市活跃、风投青睐、各行各业蜂拥相聚的世界太阳谷。由于设备、原料和市场三头在外，它对美国、欧洲和日本等国际市场存在很大依存度。随着这场金融危机特别是国际油价的大幅下挫，对中国光伏发电业的投资资金、出口订单等方面产生重大影响，但金融危机对光伏产业的巨大影响一定会在未来的某个时间得到消化。长远来看，世界光伏市场的政策推动力依然存在，光伏产业的市场成长依然强劲。
13.企业责任
随着《可再生能源法》的颁布及实施，可再生能源发电上网电价的基本原则已变得透明。光伏发电成本较高的呼声也似乎有所减少，但并没有发生实质性改变。据此，有业内人士说这仍是一个误会，如果用环保和可持续发展的标准来计算和衡量，与火电相比，光伏发电其实并算不上昂贵。况且随着国家鼓励发展绿色能源产业政策的扶持，随着技术的进步，光伏发电的成本将进一步降低。在“关于制定阶梯电价和促进我国光伏发电发展的议案”建议稿中，我国太阳能方面的几位专家一致认为：“从资源的数量、分布的普遍性、技术的可靠性来看，光伏发电比其他可再生能源更具有优越性，成本较高的障碍正在随着技术进步和大规模生产而减小，光伏发电将成为未来电力的重要构成是勿庸质疑的。”如能得到稳定的政策扶持，中国太阳能光伏发电产业发展潜力将是巨大的。根据权威机构发布的《中国光伏发展报告》中的数据可以预计：到2030年，中国太阳能光伏发电装机容量将达到1亿千瓦，年发电量可达1300亿千瓦时，相当于少建30多个大型煤电厂。可能这个指标同欧美等国家的目标相比差距还颇大，但要想达到这个目标，必须要排除诸多障碍。作为可再生能源应用的重要组成部分，全球光伏发电产业以平均30%以上的速度迅猛增长。预计在各国减排行动和优惠政策的拉动下，产业发展将进一步加快。在中国，只要培育规范的规模市场、加大投入、加速能力建设，国内光伏发电企业完全有条件依托国内市场挺进国际市场。光明无限，然而前路漫漫。发展的先决条件就是政府出台行之有效的激励及扶持政策。德、日、美等国家光伏产业迅猛发展的事实证明，政府采用优惠政策扶持光伏发电市场，靠规模市场拉动产业发展、推动技术进步，依赖技术进步和规模生产降低生产成本，通过提高质量和降低价格赢得更大市场的方针和策略是正确和成功的，值得中国借鉴。
14.光伏未来
光伏发电成为未来电力的重要构成要经历多长时间？政府和公众的认可度如何？诸多问题困扰着中国光伏发电产业。相对欧美等国家，中国的光伏发电产业起步较晚，还面临着诸多困境及瓶颈有待进一步突破，这些注定中国光伏发电企业的商业化道路将坎坷崎岖。地球上传统的燃料能源正在一天天减少，与此同时全球还有约20亿人得不到正常的能源供应。而太阳能每秒钟到达地球的能量高达80万千瓦，如果把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率为5%，那么每年发电量可达5.6×1012千瓦时，相当于全世界能耗的40倍。随着科技发展，光伏发电成本会继续降低。所有技术如晶体硅、薄膜以及一些新概念将会在市场上大量涌现。如果新概念得以成功实施，模块的转换效率将进一步提高。最终，光伏模块的能源转换率将达到30%—50%，从而使太阳辐射能可以高效地使用。安装在阳光充足地区的一平方米最高效的光伏模块每年将发电1000千瓦时。
15.光伏需求
中国的太阳能光伏发电产业需要提速，中国的光伏发电企业需要崛起。自2002年开始，产业的壮大及光伏发电企业规模的扩大给相关设备企业也提供了难得的市场机遇。我国光伏装备产业已具有一定的规模和水平，在国内用户中已建立起良好的信誉。通过和一流电池企业合作并融合了先进的工艺技术，国产的太阳能电池关键设备相继在国内大生产线上得到应用且逐渐成为主流选择，使我国基本具备了晶体硅太阳能电池制造设备的整线供给能力。受此拉动，我国电子专用设备行业也呈现出多年未有的蓬勃发展景象。在引领国产电池制造设备技术及市场的同时，硅材料加工设备如多晶硅铸锭炉、单晶炉、坩埚烘烤炉等也受到了市场的积极追捧。
16.阳光计划
这是一条上下求索寻求突破之路。太阳能光伏发电领域不断涌现出新技术。但过高的电价仍是困扰产业发展的问题。太阳能电池上网电价约是火力发电的10倍。有专家指出，随着环保成本的增加，火力发电的电价变换将呈上升曲线，而薄膜太阳能电池上网电价将随着大规模量产和转换效率的提高逐渐下降，两条曲线预计将在2012-2015年之间相交。另外，市场前景也是不容忽视的问题。而克服这些困难必须依靠企业和政府的协同努力。从长期来看，积极拓展产业链上游业务是中国光伏发电企业面临的挑战，而中国光伏发电企业的责任是加快研发进度、加快技术创新，通过提高技术水平不断降低光伏发电的成本；另外，国家应尽快出台合理的并网发电政策，尽快解决结算方法的问题，并对生产企业、用户和设备制造商予以适当的补贴等等。同时，公众也应该加强对环境问题的认识，增强使用可再生能源的意愿。而这其中有不得不提的一点，转变观念是当务之急，更是问题关键所在。相信在政府、企业与全民的共同努力下，中国“阳光计划”的实现不会是梦。
17.设置原理
家用太阳能发电的设计需要考虑的因素：
1、家用太阳能发电在哪里使用？该地日光辐射情况如何？
2、系统的负载功率多大？
3、系统的输出电压是多少，直流还是交流？
4、系统每天需要工作多少小时？
5、如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？
6、负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？
7、系统需求的数量。
18.应用领域
一、用户太阳能电源：（1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；（2）3-5KW家庭屋顶并网发电系统；（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
三、通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
四、石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。
五、家庭灯具电源：如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
六、光伏电站：10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。
七、太阳能建筑将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来一大发展方向。
八、其他领域包括：（1）与汽车配套：太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等；（2）太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统；（3）海水淡化设备供电；（4）卫星、航天器、空间太阳能电站等。
19.趋势
第一，全球太阳能需求将持续成长。在2013到2014年期间，全球太阳能市场年度需求量预计将达到30到40GW的水准。在未来的四到五年里，政策仍然将是主要太阳能市场的最大驱动力。此外，太阳能模组和其他系统设备的价格对市场需求有着越来越强的影响。
第二，太阳能市场将进一步全球化。新兴市场的范围和所占比重都将有所扩大，值得注意的国家包括：南非、沙乌地阿拉伯、以色列、智利、巴西、墨西哥、泰国、印尼、马来西亚、菲律宾等等。
第三，中国太阳能市场将占据举足轻重的地位。由于中国政府采取优惠政策扩大内需，预计中国市场将在2013年挑战全球第一的位置，如何有效开发中国市场将是对太阳能企业的一大考验。
NPD Solarbuzz观察指出，在中国政府鼓励支持国内太阳能产业发展的态度明确之后，各地政府都在采取积极措施发展太阳能产业，西北地方政府的动作尤其引人瞩目。青海省格尔木回圈经济工业园区多个输变电工程相继开工建成，甘肃金昌市新能源产业园引入大量用电企业就地消纳太阳能发电，新疆哈密积极打造全国最大的太阳能发电产业基地，在“十二五”期间西北地区的大型太阳能地面电站将有望得到进一步发展，而长期困扰电站开发商的发电送出难题也正在逐步得到解决。
根据NPD Solarbuzz的统计，在中国仅西北地方五个省在2013年的新增太阳能安装量有望超过2.6GW的水准。另一方面，在中国东部地区“金太阳”示范工程项目也越来越得到太阳能企业的重视。在2012年底公布的该年度第二批“金太阳”核准装机量达到2.83 GW，大幅超过了产业的普遍预期，全年的“金太阳”示范工程项目规模达到4.5 GW，为2013年中国太阳能屋顶市场的快速成长打下了坚实基础。
第四，产业供过于求的局面正在改善。虽然仍然有一些生产线以较低的稼动率在运行而不是退出市场，供需重新平衡的局面将有望在2013到2014年之间到来。
第五，产业整合将逐步深化。从全球供应链角度来看，2012年不同生产环节的产业集中度差距变大。虽然多晶硅与硅芯片市场领先企业的产量已经有较大优势，电池和模组段前十名品牌的市场总占有率仍然不足50%，预计在未来两年中将进一步整合。
第六，太阳能产品价格将逐渐趋于稳定。产业链各环节价格仍将受到压力，以保持终端投资的内部收益率，但制造商透过提高效率和降低成本有望改善毛利状况。
第七，太阳能企业生产将更加理性。依据各自目标市场中供需平衡的变化和自身情况，在2013年太阳能企业将合理安排产能利用率。例如，从2012年第三季开始，一线多晶硅厂商就已经将稼动率从以往平均90%以上下调到2012年末的不到70%。
第八，太阳能市场的技术版图将趋向稳定。薄膜技术仍将占据大约10%的市场比重，主导者仍是First Solar和Solar Frontier;在晶硅产品市场中，基于多晶硅片的标准制程电池模组仍然是主流。
第九，太阳能产业设备支出将触底。在经历了2010到2012年的过度投资之后，预计太阳能产业设备支出要等到2014年起开始反弹，并在2015年恢复到50亿美元以上的水准。
第十，贸易保护裁决将有深远影响在2013年产业关注的焦点将会集中在欧盟和中国的“双反”调查上，而更多国家的贸易保护措施还可能会公布。
20.相关政策
国家发展改革委关于2018年光伏发电项目价格政策的通知发改价格规〔2017〕2196号
各省、自治区、直辖市发展改革委、物价局、能源局、扶贫办，国家电网公司、南方电网公司、内蒙古电力公司：
为落实国务院办公厅《能源发展战略行动计划(2014-2020)》关于新能源标杆上网电价逐步退坡的要求，合理引导新能源投资，促进光伏发电产业健康有序发展，决定调整2018年光伏发电标杆上网电价政策。经商国家能源局，现就有关事项通知如下：
一、根据当前光伏产业技术进步和成本降低情况，降低2018年1月1日之后投运的光伏电站标杆上网电价，Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类资源区标杆上网电价分别调整为每千瓦时0.55元、0.65元、0.75元(含税)。自2019年起，纳入财政补贴年度规模管理的光伏发电项目全部按投运时间执行对应的标杆电价。
二、2018年1月1日以后投运的、采用“自发自用、余量上网”模式的分布式光伏发电项目，全电量度电补贴标准降低0.05元，即补贴标准调整为每千瓦时0.37元(含税)。采用“全额上网”模式的分布式光伏发电项目按所在资源区光伏电站价格执行。分布式光伏发电项目自用电量免收随电价征收的各类政府性基金及附加、系统备用容量费和其他相关并网服务费。
三、村级光伏扶贫电站(0.5兆瓦及以下)标杆电价、户用分布式光伏扶贫项目度电补贴标准保持不变。
四、各新能源发电企业和电网企业必须真实、完整地记载和保存相关发电项目上网交易电量、价格和补贴金额等资料，接受有关部门监督检查，并于每月10日前将相关数据报送至国家可再生能源信息管理中心。各级价格主管部门要加强对新能源上网电价执行和电价附加补贴结算的监管，督促相关上网电价政策执行到位。
五、鼓励地方按国家有关规定开展光伏发电就近消纳配电价格改革和市场化招标定价试点，逐步完善通过市场发现价格的机制。
六、上述规定自2018年1月1日起执行。
