1、光伏發電的組成、原理及發展概況

    光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的光伏電池組件，再配合上逆變器等部件形成了光伏發電系統。

    （1）光伏組件

    光伏組件主要由太陽能電池片構成， 在太陽光照射下將太陽能轉換成電能輸出。太陽能電池主要分為薄膜太陽能電池以及晶體硅太陽能電池兩類，晶體硅類包括單晶硅電池及多晶硅電池兩種。因晶體硅制備的太陽能電池工藝最為成熟、資源豐富，目前光伏組件主要以該類太陽能電池片構成。隨著技術的進步，晶體硅材料的成本逐步降低，光伏組件的價格也呈現逐步下降趨勢。光伏組串是在光伏發電系統中，將多個光伏組件以串聯方式連接，形成具有所需直流輸出電壓的最小單元。

    （2）光伏逆變器

    光伏逆變器是太陽能光伏系統的心臟， 其主要功能為將太陽電池組件產生的直流電轉化為交流電，并入電網或供負載使用，示意圖如下：

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    太陽能電池組件所發的電全部都要通過逆變器的處理才能對外輸出， 逆變器屬于光伏發電系統的核心設備。光伏逆變器因其技術壁壘較高，在發展初期一直被國外逆變器企業所壟斷。我國的部分逆變器企業在不斷研發過程中逐步突破技術障礙， 目前已在全球逆變器行業中占據一定地位。而隨著組串式逆變器的技術進步和成本日益下降，也有部分集中式光伏電站開始使用組串式逆變器。 而隨著分布式光伏發電技術日漸成熟，屋頂和工商業光伏發電系統以及各類場景的小型光伏電站快速發展，組串式光伏逆變器得到更加廣泛的應用。

    2、光伏發電的分類

光伏發電的分類主要由下圖所示：

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    獨立光伏發電也叫離網光伏發電，主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負載供電，還需要配置交流逆變器。獨立光伏電站包括無電網地區的戶用和村莊電源系統，通信信號電源、陰極保護、太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發電系統。并網光伏發電是太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合電網要求的交流電之后直接接入公共電網， 一般分為集中式光伏電站和分布式光伏發電系統。

    （1）集中式光伏電站概況

    集中式光伏電站的主要特點是充分利用空曠地區豐富和相對穩定的太陽能資源構建大型光伏電站，接入高壓輸電系統供給遠距離負荷，將所發電能直接輸送到電網，由電網以光伏發電標桿電價收購全部電量并統一調配向用戶供電。這種模式一般具有電站投資大、建設周期長、占地面積大等特點。

集中式光伏電站的發電流程如下圖所示：

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    （2）分布式發電系統概況

    分布式發電是指位于用戶所在地附近的供電系統， 所生產的電力除由用戶自用和就近利用外，多余電力送入當地配電網的發電設施、發電系統或有電力輸出的多聯供系統。分布式發電形式多種多樣，因資源條件和用能需求而異。太陽能資源具有分散、能量密度低的特點，因此光伏發電本身就具有分布式發電的天然優勢。我國的產業化基礎和人口高密度區域主要位于中東部地區，但是中東部地區的土地資源非常緊張，不具備大量建設大型地面電站的條件。而分布式光伏發電倡導就近發電，就近并網，就近轉換，就近使用的原則，是一種具有廣闊發展前景的發電和能源綜合利用方式， 不僅能夠提供同等規模光伏電站的發電量，還有效解決了電力在升壓及長途運輸中的損耗問題。與地面光伏電站相比，分布式光伏電站具備占地面積小、減小對電網供電依賴、靈活智能等優點，是未來光伏發展的主要方向。與等其他清潔能源相比，光伏發電與工商業用電峰值基本匹配， 光伏相比于其他可再生能源更適用于分布式應用。分布式光伏發電通常分為“全額上網”以及“自發自用、余電上網”兩種模式，具體情況如下：

    ①“全額上網”發電模式

    全額上網發電模式即光伏發的電全部售于電網，不做自用，這種情況下，電網以光伏發電標桿上網電價收購全部電量。

全額發電模式發電流程如下圖所示：

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    ②“自發自用、余電上網”模式

    在自發自用、余電上網模式中，分布式光伏發電系統產生的電力主要由用戶自己使用，多余電量饋入電網。用戶直接用掉的光伏電量，以節省電費的方式直接享受電網的銷售電價；余電電量單獨計量，并以當地燃煤機組標桿上網電價進行結算；無論是自用部分還是上網部分均可額外享受政府財政補貼（2018 年前投運的發電項目補貼為 0.42 元/度，2018 年后投運的發電項目補貼為 0.37 元/度）。

“自發自用、余電上網”模式發電流程如下圖所示：

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    相關報告：智研咨詢網發布的《2018-2024年中國光伏太陽能行業市場深度評估及投資前景預測報告》