值得收藏！戶用光伏建設(shè)運(yùn)行百問(wèn)百答（2022版）第一篇
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發(fā)布日期： 2022.11.05
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1、什么是光伏發(fā)電？什么是分布式光伏系統(tǒng)？
光伏發(fā)電是指利用太陽(yáng)能光伏電池把太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電方式。光伏發(fā)電是當(dāng)今太陽(yáng)能發(fā)電的主流。
分布式光伏系統(tǒng)是指在用戶場(chǎng)地附近建設(shè)，一般接入低于35kV及以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)，所發(fā)電以就地消納為主，且在配電系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特性的光伏發(fā)電設(shè)施。分布式光伏系統(tǒng)的運(yùn)行方式自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，全額上網(wǎng)兩種方式。自發(fā)自用、余電上網(wǎng)是指分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電力由電力用戶優(yōu)先使用，多余電量接入電網(wǎng)；全額上網(wǎng)是指分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電力全部接入電網(wǎng)。
分布式發(fā)電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則，充分利用當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能資源，替代和減少化石能源消費(fèi)。
戶用分布式光伏系統(tǒng)是指利用自然人宅基地范圍內(nèi)的建筑物，比如自有住宅，以及附屬物建設(shè)的分布式光伏系統(tǒng)。戶用分布式光伏系統(tǒng)通常具有安裝容量小，低電壓等級(jí)并網(wǎng)，備案及并網(wǎng)流程簡(jiǎn)化等特點(diǎn)。
1839年，19歲的法國(guó)貝克勒爾做物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)電液中的兩種金屬電極用光照射時(shí)，電流會(huì)加強(qiáng)，從而發(fā)現(xiàn)了“光生伏特效應(yīng)”；
1930年，朗格首次提出用光伏效應(yīng)制造“太陽(yáng)能電池”，使太陽(yáng)能變成電能；
1932年，奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽(yáng)能電池；
1941年，奧爾在硅上發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)；1954年5月美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室恰賓、富勒和皮爾松開(kāi)發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽(yáng)能電池，這是世界上第一個(gè)有實(shí)用價(jià)值的太陽(yáng)能電池。同年，威克爾首次發(fā)現(xiàn)了砷化銀有光伏效應(yīng)并在玻璃上沉積硫化鎘薄膜，制成了太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)由此誕生并發(fā)展起來(lái)。
1958年美國(guó)發(fā)射的第二顆衛(wèi)星,是太陽(yáng)能電池在太空領(lǐng)域的首次應(yīng)用。
1960年太陽(yáng)能電池第?次并?運(yùn)?，標(biāo)志著光伏發(fā)電正式進(jìn)?電?，成為?們?常都可以使?的電能。
1973年美國(guó)特拉華大學(xué)建成世界第一個(gè)光伏住宅。
1984年商品化非晶硅太陽(yáng)能電池組件問(wèn)世。
光伏電池是一種具有光－電轉(zhuǎn)換特性的半導(dǎo)體器件，它直接將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成直流電，是光伏發(fā)電的最基本單元。光伏電池特有的電特性是借助于在晶體硅中摻入某些元素（例如：磷或硼等），從而在材料的分子電荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊電性能的半導(dǎo)體材料。在陽(yáng)光照射下，具有特殊電性能的半導(dǎo)體內(nèi)可以產(chǎn)生自由電荷，這些自由電荷定向移動(dòng)并積累，從而在其兩端形成電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)用導(dǎo)體將其兩端閉合時(shí)便產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象被稱為“光生伏特效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”。
5、戶用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)由哪些部件構(gòu)成？
戶用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏方陣（光伏方陣由光伏組件串并聯(lián)而成)、光伏逆變器、光伏支架、光伏并網(wǎng)箱、控制器（可選）、蓄電池組（可選）、交直流電纜等部分組成。
光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件是光伏組件，而光伏組件又是由光伏電池串、并聯(lián)并封裝而成，它將太陽(yáng)的光能直接轉(zhuǎn)化為電能。
光伏組件產(chǎn)生的電為直流電，可以用逆變器將其轉(zhuǎn)換成為交流電后使用，也可全部輸送到公共電網(wǎng)。從另一個(gè)角度來(lái)看，光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能可以即發(fā)即用，也可以用蓄電池等儲(chǔ)能裝置將電能存放起來(lái)，根據(jù)需要隨時(shí)釋放出來(lái)使用。
6、什么是配電網(wǎng)？配電網(wǎng)與分布式光伏系統(tǒng)有什么關(guān)系？
配電網(wǎng)是從輸電網(wǎng)或地區(qū)發(fā)電廠接受電能，通過(guò)配電設(shè)施就地分配或按電壓逐級(jí)分配給各類用戶的電力網(wǎng)，是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開(kāi)關(guān)、無(wú)功補(bǔ)償電容、計(jì)量裝置以及一些附屬設(shè)施等組成的，一般采用閉環(huán)設(shè)計(jì)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行，其結(jié)構(gòu)呈輻射狀。
分布式光伏系統(tǒng)接入配電網(wǎng)，使配電系統(tǒng)中發(fā)電與用電并存，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)從放射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，短路電流大小、流向以及分布特性均發(fā)生改變。
光伏發(fā)電具有顯著的能源、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益，是最優(yōu)質(zhì)的綠色能源之一。
在我國(guó)平均日照條件下，安裝1千瓦分布式光伏系統(tǒng)，1年可發(fā)出1200 度電，可減少煤炭（標(biāo)準(zhǔn)煤）使用量約400千克，減少二氧化碳排放約1噸。
根據(jù)世界自然基金會(huì)（WWF）研究結(jié)果：從減排二氧化碳效果而言，安裝1平方米光伏發(fā)電系統(tǒng)相當(dāng)于植樹(shù)造林100平方米。目前，發(fā)展光伏發(fā)電等可再生能源將是根本上解決霧霾、酸雨等環(huán)境問(wèn)題的有效手段之一。
8、如何看待有報(bào)道說(shuō)“生產(chǎn)光伏組件時(shí)消耗大量能源”的消息？
光伏電池在生產(chǎn)過(guò)程中確實(shí)要消耗一定的能量，其中工業(yè)硅提純、高純多晶硅生產(chǎn)、單晶硅棒、多晶硅錠生產(chǎn)幾個(gè)環(huán)節(jié)的能耗較高。但是光伏電池在20年的使用壽命期內(nèi)能夠不斷產(chǎn)生能量。據(jù)測(cè)算，在我國(guó)平均日照條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)能量回報(bào)超過(guò)其能源消耗的15倍以上。在北京以最佳傾角安裝的1千瓦屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的能量回收期為1.5-2年，遠(yuǎn)低于光伏系統(tǒng)的使用壽命期。也就是說(shuō)，該光伏系統(tǒng)前1.5-2年發(fā)出的電量是用來(lái)抵消其生產(chǎn)等過(guò)程消耗的能量，1.5-2年之后發(fā)出的能量都是純產(chǎn)出的能量。所以應(yīng)該從全生命周期的角度評(píng)價(jià)光伏電池的能耗。
9、如何看待報(bào)道說(shuō)“生產(chǎn)光伏電池組件會(huì)產(chǎn)生大量污染物”的消息？
光伏電池組件生產(chǎn)包括高純多晶硅、硅錠硅片、光伏電池和光伏組件幾個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。相關(guān)污染的報(bào)道主要是指光伏組件的原材料—高純多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。高純多晶硅生產(chǎn)主要使用改良西門子法，該法將冶金級(jí)硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅，再加氫氣還原成太陽(yáng)能級(jí)多晶硅，另外會(huì)形成副產(chǎn)物四氯化硅。四氯化硅遇潮濕空氣即分解成硅酸和氯化氫，如果處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生污染問(wèn)題。但是目前我國(guó)多晶硅生產(chǎn)企業(yè)采用的改良西門子法已可做到閉路循環(huán)生產(chǎn)，將副產(chǎn)物四氯化硅和尾氣（氫氣和氯氣)回收利用，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。2010年12月，國(guó)家發(fā)布了《多晶硅行業(yè)準(zhǔn)入條件》，規(guī)定還原尾氣中四氯化硅、氯化氫、氫氣回收利用率不低于98.5%、99%、99%。因此，成熟的改良西門子法生產(chǎn)技術(shù)完全可以滿足環(huán)保要求，不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染問(wèn)題。
10、壽命期后的光伏組件能實(shí)現(xiàn)回收循環(huán)利用嗎？
光伏組件中的硅、銀、銅、鋁等有價(jià)值的資源，大部分都能夠通過(guò)回收實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用，可節(jié)約資源，減少對(duì)原生資源開(kāi)采并降低資源提煉的耗能，從而減輕生態(tài)環(huán)境影響及破壞。因此，光伏組件的回收與無(wú)害化處理是當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界和環(huán)境界十分關(guān)注的問(wèn)題。
2014年2月，報(bào)廢電子電氣設(shè)備（WEEE)指令修訂版在歐盟全面正式生效，其中第一次將光伏組件納入指令范圍，規(guī)定報(bào)廢的光伏組件和家用電器作為一類產(chǎn)品需要進(jìn)行強(qiáng)制回收處理。
在我國(guó)，隨著近幾年光伏行業(yè)的迅猛發(fā)展，光伏組件回收的技術(shù)和政策體系也逐步受到關(guān)注，能耗低、污染小，經(jīng)濟(jì)可行的光伏組件回收再利用技術(shù)路徑已經(jīng)開(kāi)始研究探索。
11、我們有多少太陽(yáng)光可以利用？它能成為未來(lái)主導(dǎo)能源嗎？
地球表面每年接收的太陽(yáng)能輻射能夠滿足全球全年能源需求的1萬(wàn)倍。地表每平方米平均每年接收到的輻射大約在1000-2000kWh之間。國(guó)際能源署數(shù)據(jù)顯示，在全球4%的沙漠上安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，就足以滿足全球能源需求。光伏發(fā)電具有廣闊的發(fā)展空間（屋頂、建筑面、空地和沙漠等），潛力十分巨大。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國(guó)僅利用現(xiàn)有建筑屋頂安裝分布式光伏系統(tǒng)，其市場(chǎng)潛力就大約為3億千瓦以上，再加上西部廣闊的戈壁，光伏發(fā)電市場(chǎng)潛力約為數(shù)十億千瓦以上。隨著光伏發(fā)電的技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模化應(yīng)用，其發(fā)電成本還將進(jìn)一步降低，成為更加具有競(jìng)爭(zhēng)力的能源供應(yīng)方式，逐步從補(bǔ)充能源到替代能源，并極有希望成為未來(lái)的主導(dǎo)能源。
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