什么是光伏分布式发电_分布式光伏发电的原理是什么

光伏分布式发电概况

分布式光伏发电特指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费。

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

然而分布式发电对如何最大化太阳能发电量、如何保证电网安全也提出了严格要求，这一过程光伏逆变器的功能性和稳定性也显得异常关键。分布式发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地的太阳能资源，替代和减少化石能源消费。

分布式发电并网方式可以“自发自用，余电上网”，也可“统购统销”（全额出售给电网）。

目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。

 

光伏分布式发电原理

太阳能是一种辐射能，它必须借助于能量转换器件才能转换为电能，这种把辐射能转换成电能的能量转换器件，就是太阳能电池。

太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的器件，这种光电转换的过程通常叫做“光生伏打效应”，太阳能电池又称为“光伏电池”。

光伏电池是一种具有光、电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成直流电，是光伏发电的最基本单元，光伏电池特有的电特性是借助与在晶体硅中掺入某些元素（例如磷或硼等），从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡，形成具有特殊电性能的半导体材料，在阳光照射下具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷，这些自由电荷定向移动并积累，从而在其两端闭合时便产生电能，这种现象被称为“光生伏打效应”简称光伏效应。
        太阳能发电原理图

应用场景

分布式光伏发电系统应用范围：可在农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区附近建造，解决当地用户用电需求。

解决方案

分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。

分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。

方案特点

系统相互独立，可自行控制，避免发生大规模停电事故，安全性高；

弥补大电网稳定性的不足，在意外发生时继续供电，成为集中供电不可或缺的重要补充；

可对区域电力的质量和性能进行实时监控，非常适合向农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区的居民供电，大大减小环保压力；

输配电损耗低，甚至没有，无需建配电站，降低或避免附加的输配电成本，土建和安装成本低；

调峰性能好，操作简单；

由于参与运行的系统少，启停快速，便于实现全自动。

光伏发电系统由哪些部件构成？

光伏发电系统由光伏方阵（光伏方阵由光伏组件串并联而成）、控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等部分组成。光伏发电系统的核心部件是光伏组件，而光伏组件又是由光伏电池串、并联并封装而成，它将太阳的光能直接转化为电能，光伏组件产生的电为直流电，我们可以利用也可以用逆变器将其转换成为交流电加以利用，从另一个角度来看对于光伏系统产生的电能可以即发即用，也可以用蓄电池等储能装置将电能存放起来，根据需要随时释放出来使用。

光伏分布式发电相关信息

为什么说光伏电力是绿色低碳能源？

光伏发电具有显著的能源、环保和经济效益，是最优质的绿色能源之一，在我国平均日照条件下安装1 千瓦光伏发电系统，1 年可发出1200 度电，可减少煤炭（标准煤）使用量约400 千克，减少二氧化碳排放约1 吨，根据世界自然基金会（WWF）研究结果：从减少二氧化碳效果而言，安装1平米光伏发电系统相当于植树造林100 平米，目前发展光伏发电等可再生能源是根本上解决雾霾、酸雨等环境问题的有效手段之一。

如何看待有报道说“生产光伏电池组件时消耗大量能源”的消息？

光伏电池在其生产过程中确实要消耗一定的能量，特别是工业硅提纯、高纯多晶硅生产、单晶硅棒和多晶硅锭生产三个环节的能耗高，但是光伏电池在20年的使用寿命期内能够不断产生能量。据测算在我国平均日照条件下，光伏发电系统全寿命期内能量回报超过其能源消耗的15 倍以上。

在北京以最佳倾斜角安装的1千瓦屋顶光伏并网系统的能量回收期为1.5-2 年，远低于光伏系统的使用寿命期。也就是说该光伏系统前1.5-2 年发出的电量是用来抵消其生产等过程消耗的能量，1.5-2 年之后发出的能量都是纯产出，所以应该从全生命周期角度评定光伏电池的能耗。

 

如何看待有报道说“生产光伏电池组件会产生大量污染”的消息？

光伏电池组件生产包括多晶硅、硅锭硅片、光伏电池组和光伏组件几个产业链环节，相关污染的报道主要是指光伏组件的原材料、高纯多晶硅生产中产生的副产物，高纯多晶硅生产主要是使用改良西门子法，该法将冶金级硅转化成三氯氦硅，在加氢气还原成太阳能级多晶硅，另外会形成副产物氯化硅，四氯化硅遇潮湿空气即分解成硅酸和氯化氢，如果处理不当会产生污染问题，但是目前我国多晶硅生产企业采用的改良西门子法已可做到闭环生产，将副产物四氯化硅和尾气回收利用，实现清洁生产。

2010年12月国家发布了《多晶硅行业准入条件》，规定还原尾气中四氯化硅、氯气回收利用率不低于98.5%、99%，因此成熟的改良西门子法生产技术，完全满足环保要求，不会产生环境污染问题。

分布式光伏发电有哪些应用形式？

分布式光伏发电包括并网型、离网型及多能互补微网等应用形式，并网型分布式发电多应用于用户附近，一般与中、低压配电网并网运行，自发自用，不能发电或电力不足时从电网上购电，电力多余时向网上售电。

离网型分布式光伏发电多应用于边远地区和海岛地区，它不与大电网连接，利用自身的发电系统和储能系统直接向负荷供电。

分布式光伏系统还可以与其它发电方式组成多能互补微电系统，如水、风、光等，既可以作为微电网独立运行，也可以并入电网联网运行。