光伏发电的效益分析-中篇

一、  光伏发电的能量偿还时间

1.      能量偿还时间

光伏发电时无污染的清洁能源，不过在制造光伏发电系统过程中，也需要消耗一定能量，有不少人对于光伏发电系统所产生的能量是否能够补偿制造过程中所消耗的能量表示怀疑，甚至有人认为光伏发电得不偿失。

衡量一种能源系统是否有效的指标之一时能量偿还时间，其定义是：在该能源系统寿命周期内输入的总能量与系统运行时每年产生的能量之比，两者使用同样单位，都用等效的一次能源或者电能来表达。光伏发电系统能量返还时间取决于一些列负载的因素，诸如太阳电池的类型、工艺过程、安装、运行、拆除系统和处理废物所需的能量、系统效率、气象条件等等，尽管影响因素错综复杂，但国内外研究人员根据理论研究和实际调查进行综合分析研究后得出，光伏系统在整个寿命周期（目前为25年，以后可望增加到35年）内，所产生的能量远大于其制造、运输、安装、运行等全部输入的能量，而且随着技术的发展，光伏发电系统所消耗的能量还将不断下降，能量偿还时间将进一步缩短，光伏发电确实是值得大力推广的有效清洁能源。

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离网太阳能光伏发电系统的几种形式

根据用电负载的特点，对离网光伏发电系统还可细分为下列几种形式：

1.  无蓄电池的直流光伏发电系统

无蓄电池的直流光伏发电系统的特点是：用电负载是直流负载，对负载使用时间没有要求，负载主要在白天使用。太阳能电池与用电负载直接连接，有阳光时就发电供负载使用，无阳光时就停止工作。系统不需要使用控制器，也没有蓄电池等的储能装置。无蓄电池的直流光伏发电系统的优点是：省去了能量通过控制器，以及在蓄电池的存储和释放过程中造成的损失，提高了太阳能利用效率。这种系统较典型的应用是太阳能光伏水泵。

2.  有蓄电池的直流光伏发电系统

有蓄电池的直流光伏发电系统由太阳能电池、充放电控制器、蓄电池以及直流负载等组成。有阳光时，太阳能电池将光能转换为电能供负载使用，并同时向蓄电池存储电能。夜间或阴雨天时，则由蓄电池向负载供电。这种系统应用广泛，小到太阳能草坪灯、庭院灯，大到远离电网的移动通信信号塔、微波中转站、边远地区农村供电等。当系统容量和负载功率较大时，就需要配备太阳能电池方阵和蓄电池组了。

3.  交流光伏发电系统

交流光伏发电系统与直流光伏发电系统相比，系统多了一个交流逆变器，用以把直流电转换成交流电，为交流负载提供电能。

4.  交、直流混合光伏发电系统

交、直流混合光伏发电系统既能为直流负载供电，也能为交流负载供电。

5.  市电互补型光伏发电系统

市电互补型光伏发电系统，就是在独立光伏发电系统中以太阳能光伏发电为主，以普通220V交流电补充电能为辅。这样光伏发电系统中太阳能电池和蓄电池的容量都可以设计得小一些，基本上是当天有阳光，当天就用太阳能发的电，遇到阴雨天时就用市电能量进行补充。这种形式即减小了太阳能光伏发电系统的一次性投资，又有显著的节能减排效果，是太阳能光伏发电在现阶段推广和普及过程中的一个过渡性的好办法。

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太阳能电池的分类

一、  按照基体材料分类

1.  晶体硅太阳能电池

（1）  单晶硅太阳能电池

单晶硅太阳能电池是采用单晶硅片制造的太阳能电池，这类太阳能电池发展较早，技术也较成熟。

（2）  多晶硅太阳能电池

规模化生产的多晶硅电池的转换效率已达到18.5%～20.5%。由于其制造成本比较低，所以近年来发展很快，已成为产量和市场占有率居首的太阳能电池。

（3）  准单晶硅太阳能电池

2.  硅基薄膜太阳能电池

（1）  非晶硅太阳能电池

（2）  微晶硅（μc-Si）太阳能电池

3.  化合物太阳能电池

（1）  单晶化合物太阳能电池

单晶化合物太阳能电池主要有GaAs太阳能电池。

（2）  多晶化合物太阳能电池

多晶化合物太阳能电池的类型很多，目前已经实际应用的主要有CdTe太阳能电池、CIGS太阳能电池等。

此外，还有有机半导体太阳能电池、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等。

二、  按照电池结构分类

1.  同质结太阳能电池

2.  异质结太阳能电池

3.  肖特基结太阳能电池

4.  复合结太阳能电池

三、  按用途分类

1.  空间太阳能电池

空间太阳能电池是指在人造weixing、宇宙飞船等航天器上应用的太阳能电池。

2.  地面太阳能电池

地面太阳能电池是指用于地面光伏发电系统的太阳能电池。

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