光电发电是一项利用半导体界面的光生伏效应把光能直接转换成电能的技术。太阳能发电系统中电池是该技术的关键组成部分。将太阳能电池串联后进行封装保护，可以形成大面积的太阳能电池组件，再与功率控制器等部分相配合，构成光伏发电装置。
1.光电效应。
若光照射到太阳电池并吸收到界面层，具有足够能量的光子能使P型硅和N型硅中的电子与共价键产生电子-空穴对。在空间电荷场作用下，界面层附近的电子和空穴将彼此分离开来。在P区中，电子向带正电荷的N区和空穴移动。由于界面层的电荷分离，可以在P区与N区间产生一个外部可测电压。这时可以在硅片两侧加一个电极，然后连接到伏特计。对于单晶硅太阳电池，典型的开路电压数值是0.5~0.6V。界面层中光线产生的电子-空穴对越多，电流越大。接触层吸收的光能越多，即界面层即电池面积越大，在电池中产生的电流也越大。
2.原理
阳光照射到一个半导体p-n结，并形成了一个新的空穴-电子对。在pn结电场的作用下，空穴从n区流向p区，电子从p区流向n区，接通电路后形成电流。光电效应太阳能电池就是这样工作的。
(1)光-热-电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能来发电，一般由太阳能集热器将所吸收的热能转化为工质蒸汽，然后驱动汽轮机发电。前者为光热转换过程，后者为热电式转换过程，与一般热能发电类似.其缺点是效率较低，成本较高，估计其投资至少比一般热电厂贵5~10倍。
(2)光-电直接转换方式这种方式是利用光电效应，把太阳辐射能直接转化为电能，实现光电转换的基本装置是太阳能电池。太阳电池是一种利用光生伏效效应将太阳光能直接转换成电能的装置，它是一种半导体光电二极管，当太阳光照射在光电二极管上时，光电二极管将太阳的光能转换成电能，产生电流。将多个电池串并联起来，可形成较大输出功率的太阳电池方阵。太阳电池是一种很有前途的新型电源，具有永久的清洁、灵活三大优点。太阳能电池寿命长，只要阳光存在，就可一次性投资，并可长期使用；与热能相比，核能发电不会造成环境污染。
3.制度的构成。
光电系统主要包括太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪控制系统等。它的部分装置有：
电池组：在有光(不管是阳光还是其他发光体产生光照)的情况下，电池吸收光能，电池的两端发生积聚异号电荷，即产生“光生电压”，即产生“光生电压”。利用光生伏特效应，太阳能电池两端产生电动势，使光能转化为电能，是能量转换的装置。太阳电池通常是硅电池，主要有三种类型：单晶硅太阳电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。
蓄能器：其作用是将太阳能电池方阵在光照射下储存电能，随时向负荷提供电力。太阳电池发电所用的蓄电池组的基本要求如下：a.自放电率低；b.寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.廉价。
控制装置：可自动防止蓄电池过充、过放电。因为电池的循环充放电次数和放电深度是决定电池寿命的重要因素，所以对电池充放电控制器进行过充电和放电控制是必需的。
变频装置：是把直流转化为交流电的装置。因为太阳电池和蓄电池都是直流电源，在负载为交流负荷时，必须使用逆变器。逆变电源按运行方式，可以分为独立运行和并网逆变器。太阳能电池发电系统独立运行，独立运行，给独立负荷供电。逆变器是一种用于太阳能电池并网运行的发电系统。根据反相器的输出波形，可以分为正弦和方波两种。方波逆变电路简单，成本低，但谐波分量大，一般用于几百瓦特及谐波要求较低的系统。正交逆变器成本高，但可用于多种负载。
4.制度分类。
PV系统分为独立PV系统.并网PV系统和分布式PV系统。
(1)独立光伏发电又称离网光伏发电。本实用新型主要由太阳能电池组件.控制器.蓄电池组成，要给交流负荷供电，也要配置交流逆变器。单机光伏电站包括偏远地区的乡村供电系统、太阳能户用电源系统、通讯信号电源.阴极保护.太阳能路灯及其他各类可独立运行的光伏发电系统。
(2)太阳能组件所产生的直流电经并网逆变器转化为符合市电电网要求的交流电后，直接接入公共电网。
可将电池组分为无电池组和无电池组。带电池的并网发电系统可调度，可按需并网和退出，同时还具有备用电源的功能，在因故停电时可紧急供电。居住区通常安装有蓄电池的光伏并网发电系统；无蓄电池并网发电系统一般不具有可调度和备用电源的功能，一般安装在较大的系统上。光伏并网发电中的大型集中式并网式光伏电站一般都是全国性的电站，其主要特征是把发电量直接送到电网，由电网统一调配向用户供电。但是这类电站投资大，工期长，占地面积大，尚未得到很大发展。与分散式小型光伏并网，尤其是光伏建筑一体化光伏发电，因其投资小.建设快.占地少.政策扶持力度大等优点，是光伏并网发电的主流。
分布光伏发电系统，也叫分散型光伏发电系统，是指在用户现场或其附近或附近配置较小的光伏电站，以满足特定用户的需要，支持现有配电网的经济运行，或同时满足上述两者的要求。光电池组件.PV方阵支架.直流汇流箱.直流配电箱.直流配电柜.并网逆变器.交流配电柜等设备.此外还有供电系统监控装置和环境监测装置。它的工作方式为在太阳辐射条件下，将太阳能转化成电能，经集中式直流集流箱内送至直流配电柜，将并网逆变电源逆转变为自身负载，将多余或不足的电能转化为所连接的电网。
5.光伏发电的好处。
相对于一般的发电系统，太阳能光伏发电具有以下优势：
太阳电力被认为是最理想的新能源。
①没有耗尽危险；②安全可靠、无噪音、无污染排放外，绝对清洁(无公害)；③不受资源分布地域的限制，可以利用建筑屋顶的优点；④无需消耗燃料和架设输电线路，即可提供电力供应；⑤能源质量高；④用户从情感上容易接受；获得能量所花的时间很短。
6.适用范围。
一、用户太阳能供电：(1)在偏远无电地区，10-100W的小型电源，适用于高原.海岛.牧区.边防哨所等军民生活用电，例如照明.电视.录音机等；(2)3-5KW的家用屋顶并网发电系统；(3)太阳能水泵：解决在没有电力供应地区用深水井饮水。
二.运输领域，例如航标灯.交通/铁路信号灯.交通警告/标志灯.宇翔路灯.高空作业障灯.高速公路/铁路无线电话亭.无人值班的道班供电等。
三.通讯/通信领域：太阳能微波无人值班中继站.光缆维护站.无线电/通讯/寻呼电源系统；农村的光电载波电话系统.小型通信设备.GPS供电等。
四.石油.海洋.气象领域：用于石油管道和水闸的阴极保护太阳能电源系统.石油钻台的生存和应急电源.海洋探测设备.气象/水文观测设备等。
五.家用照明电源：如庭院灯.路灯.手提灯.野营灯.登山灯.垂钓灯.黑光灯.割胶灯.节能灯等。
六.光伏电站：10KW-50MW独立光伏电站.风光(柴电)互补电站.各种大型停车场充电站等。
七.太阳能建筑。
上一篇：太阳能光伏照明发展迅速 下一篇：家庭太阳能发电系统可以安装空调吗