一、太阳能光伏系统——概述

太阳以两种主要形式向我们提供能量：热和光。有两种主要类型的太阳能系统，即，太阳能加热系统和太阳能光伏系统。太阳能加热系统可以收集太阳的热量来加热水，太阳能光伏系统可以将阳光直接转化为电能。

光伏系统（PV系统）是一种可再生能源技术，它使用光伏将太阳能转化为电能。这些光伏，也称为“太阳能电池板”，提供可靠的绿色能源解决方案。 

太阳能光伏系统，对于任何想要为更绿色的环境做出贡献的人来说，都是一种可持续的、低维护的选择，因为该系统不会造成任何污染或排放，并且具有许多优势。

二、光伏的历史

第一个实用的光伏电池，是由美国贝尔电话公司的研究人员，于1954年发明的。从1950年代后期开始，光伏电池被用于为美国太空卫星供电。到1970年代后期，光伏电池板在没有电力线的偏远地区或离网地点提供电力。自2004年以来，美国的大多数光伏系统都并网——它们连接到公共电网——并安装在家庭和建筑物上/或附近，以及公用事业规模的电力设施。自1990年代中期以来，技术进步、光伏系统成本降低，以及各种财政激励措施和政府政策帮助，极大地扩大了光伏的使用。

什么是光伏 (PV) 技术及其工作原理？光伏材料和设备，将阳光转化为电能。单个PV设备，称为“电池”。单个PV电池，通常很小，通常产生大约1瓦或2瓦的功率。这些电池，由不同的半导体材料制成，通常不到四根人类头发的厚度。为了在户外使用多年，电池被夹在玻璃和/或塑料组合的保护材料之间。

为了提高光伏电池的功率输出，它们以“链”的形式，连接在一起，形成更大的单元，称为“组件”或“面板”。组件可以单独使用，也可以连接几个以形成阵列。然后将一个或多个阵列，连接到电网，作为完整光伏系统的一部分。由于这种组件化结构，光伏系统可以构建以满足几乎任何电力需求，无论大小。

光伏组件和阵列，只是光伏系统的一部分。系统还包括将面板指向太阳的安装结构，以及采用组件产生的直流 （DC） 电力，并将其转换为用于为家中所有电器供电的交流电（AC） 电力的组件。当光伏组件暴露在阳光下时，它们会产生直流电（DC）。然后，逆变器将直流电转换为交流电(AC)，以便它可以馈入建筑物的交流配电箱(ACDB)中，而不会影响供电质量。

光伏系统使用光伏电池从阳光中收集太阳能，并将其转换为直流 (DC) 电。阳光的反射将在光伏系统中产生电场，从而导致电流流动。直流电将被输送到逆变器，逆变器会将直流电转换为交流电 (AC)。这种交流电源是用于您家中电器的电力类型，也称为交流负载。

1.并网太阳能光伏系统配置

 一个建筑物内有两套并联电源，一个来自太阳能光伏系统，另一个来自公共电网。组合电源为连接到主交流电配电箱上的所有负载供电。每当太阳能光伏供电超过建筑物的需求时，多余的电力就会输出到公共电网中。当夜间没有阳光发电时，公共电网将供应建筑物的所有需求。

2.离网太阳能光伏系统）

离网太阳能光伏系统适用于无电网地区。目前，此类太阳能光伏系统，通常安装在远离电网的偏远地区，例如,农村地区或离岸岛屿。但它们也可能安装在城市内，如果从电网中获取电力不方便或成本太高。比如，城市道路上临时安装的某些信号灯。离网太阳能光伏系统,需要深循环充电电池，如，铅酸电池、镍镉电池或锂离子电池，以便在太阳能光伏系统输出很少或根本没有输出的情况下（如，夜间）储存电力供使用。

在大多数家用离网太阳能系统中，包括一个发电机，如果仅靠太阳能还不够，这个发电机将为这些电池充电。

Solar panels（太阳能电池板）、charge controller（充电控制器）、inverter（逆变器）、battery bank（蓄电池组）、house（独立住宅）、Optional generator（可选发电机）

 并网+离网混合型太阳能系统

可选固定或便携式发电机，典型光伏系统最常用的电池如下：

 密封电池：这些电池装在密封容器中，需要最终用户少量维护。）（所谓“密封电池”免维护，有点夸大其词，仍需少量维护。

浸水电池：这些电池装在开放（或浸水）容器中，需要更高级别的用户交互。

如果您不建议您的客户监控和正确维护电池组，电池将过早耗尽。

所有电池在充电时都会放出气体，释放出氢气。密封电池释放出极少量的氢气；充满水的电池会释放大量的氢气。一个明智的选择（实际上是大多数地方的要求）是将所有电池放在一个保护性容器内，该容器向外排放，以避免氢气积聚和爆炸危险的可能性。

太阳能光伏技术

太阳能光伏系统由许多晶体或薄膜光伏组件供电。

单个光伏电池相互连接，形成光伏组件。

采用面板的形式，便于安装。

单晶硅光伏电池

光伏电池有两大类技术，即晶体硅（占光伏电池产量的大部分）和薄膜（这是更新和越来越受欢迎的。

晶体硅和薄膜技术

晶体电池由超纯硅原材料制成，例如，用于半导体芯片的原材料。他们使用厚度通常为 150-200 微米（五分之一毫米）的硅晶片。薄膜是通过在玻璃或不锈钢基板上沉积仅0.3微米至2微米厚的半导体材料层制成的。由于半导体层非常薄，原材料成本远低于资本设备和加工成本。

转换效率：

各种光伏组件技术的转换效率除了审美差异外，光伏电池技术之间最明显的差异在于其转换效率。其实，只要观察太阳能电池的形状和颜色，就可以识别面板的类型。单晶硅电池的单晶结构使它们呈黑色，而多晶硅电池呈蓝色。

虽然单晶硅光伏电池是最高效的太阳能电池板，但是，单晶硅光伏电池，也是最昂贵的，因为单晶硅电池的制造过程更为复杂。

多晶硅太阳能电池板，具有带直边的蓝色光伏电池。与单晶硅电池相比，多晶硅太阳能电池板的效率较低，这意味着您需要更多的面板才能达到相同的功率输出。然而，多晶硅面板的价格也较低，因为多晶硅太阳能电池板的制造过程更简单。

多晶硅面板非常耐用，但它们的使用寿命往往比单晶硅面板略短。他们也更容易受到高温的影响，这会降低他们在最热天的生产力。

下表总结了单晶硅和多晶硅太阳能电池板之间最重要的区别：

 在比较单个太阳能电池板的价格时，单晶硅产品更贵。但是，在比较完整太阳能系统的报价时，您可能会发现两种技术的每千瓦成本相似。这是因为，由于它们的高效率，您需要购买的整体单面板更少。

本文转自：绿建节能方向标公众平台

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