家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)：最環(huán)保的“發(fā)電廠”

王春華

我國是發(fā)展中大國，同時(shí)是資源消耗大國，而人均資源儲(chǔ)量又偏低。快速的工業(yè)化進(jìn)程和巨大的消費(fèi)需求使我國資源的對外依賴性逐步加強(qiáng)，環(huán)境污染也愈發(fā)嚴(yán)重。與此同時(shí)，我國很多居住在偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們還存在用電困難的問題。這些客觀條件迫使我們更加努力尋找和開發(fā)新能源，而太陽能光伏發(fā)電就是其中之一。

一、家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成

家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏電池組件、光伏系統(tǒng)電池控制器、蓄電池和交直流逆變器構(gòu)成，核心元件是光伏電池組件。其中，光伏電池組件：將太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能。交直流逆變器：用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的裝置。此外，逆變器還具有自動(dòng)穩(wěn)壓功能，可改善光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量。蓄電池：用于存儲(chǔ)從光伏電池轉(zhuǎn)換來的電力，按照需要隨時(shí)釋放出來使用。充放電控制器：具有自動(dòng)防止太陽能光伏電源系統(tǒng)的儲(chǔ)能蓄電池組過充電和過放電的設(shè)備，它是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一。

二、光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)

光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)充分體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1．太陽能資源取之不盡，用之不竭。照射到地球上的太陽能要比人類目前消耗的能量大6000倍。另外，根據(jù)太陽產(chǎn)生的核能計(jì)算，太陽要照射地球600多億年。2．綠色環(huán)保。光伏發(fā)電本身不需要燃料，沒有二氧化碳的排放，不污染空氣，不產(chǎn)生噪聲。3．應(yīng)用范圍廣。只要有光照的地方就可以使用光伏發(fā)電系統(tǒng)。4．使用壽命長、維護(hù)簡單、可靠性高。晶體硅太陽能電池壽命長達(dá)20～35年：由于無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，操作、維護(hù)簡單，可靠性高，加之現(xiàn)在均采用自動(dòng)控制技術(shù)，基本不用人工操作。5．太陽能電池組件結(jié)構(gòu)簡單，體積小且輕，便于運(yùn)輸和安裝，光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短。6．系統(tǒng)組合容易。若干太陽能電池組件和蓄電池單體組合成為系統(tǒng)的太陽能電池方陣和蓄電池組；逆變器、控制器也可以集成。所以光伏發(fā)電系統(tǒng)可大可小，極易組合、擴(kuò)容。

三、家用太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

至2007年底，已有大約75萬套家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入用戶家庭。在這些用戶之中，大多數(shù)都是牧區(qū)的牧民家庭，這些家庭的通電水平還比較低，一般只能滿足基本的照明需要。除此以外，還有林區(qū)和農(nóng)區(qū)的農(nóng)戶和養(yǎng)蜂戶以及無電的學(xué)校、商店等小單位已在使用家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，還有一些缺電地區(qū)的城鎮(zhèn)居民，也成為家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的用戶。如果這些家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的保有量按80％計(jì)算，加上國家光明工程和送電到鄉(xiāng)工程的光伏電站，中國目前至少有100萬戶家庭主要依靠光伏發(fā)電系統(tǒng)解決基本的生活照明用電。

到2007年底，中國的光伏發(fā)電市場累計(jì)安裝量達(dá)到70MW，其中約43％為農(nóng)村電力建設(shè)方面的應(yīng)用，而全國大約還有300萬無電戶，估計(jì)其中至少還有150萬戶需要在今后的十年內(nèi)采用光伏或風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)來解決。由于居住條件的限制，他們中的大多數(shù)只能采用分散的供電方式，即采用家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。而許多已經(jīng)用上光伏系統(tǒng)的用戶也將升級換代，提高用電水平。因此，中國的光伏市場潛力仍然很大。

在人口稠密的都市中，光伏發(fā)電系統(tǒng)也正起著越來越重要的作用。沒有油田煤礦的上海擁有兩億平方米的屋頂，每天只要有陽光，每個(gè)屋頂將會(huì)是一個(gè)小型的綠色發(fā)電廠，把上海的大小屋頂、建筑立面聯(lián)合起來，可建成一座巨型“發(fā)電廠”。以上?，F(xiàn)有兩億平方米平屋頂?shù)?.5％，即十萬個(gè)屋頂(約300萬平方米)，為其安裝“太陽能并網(wǎng)屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)”，每年至少能發(fā)電4.3億度，這將很大緩解上海的用電緊張。

光是一種清潔、可再生能源，并且太陽能資源在我國廣泛分布。由于我國是一個(gè)能源消耗大國，并且人口分布極不合理，因此發(fā)展太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)對于我國的可持續(xù)發(fā)展、保持能源供給的獨(dú)立性和安全性，以及分散人口地區(qū)居民用電具有重要意義。對能源的需求，對新技術(shù)的追求以及人們不斷提高的物質(zhì)文化的需要，都將促使太陽能光伏技術(shù)成為本世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，而家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)也必會(huì)走進(jìn)千家萬戶。