最近常常听到这样一句话，“一个有国人参与的产业，从做大到做坏，实在非常快。”。
 
    自“630”以后，光伏行业的招投标就不断创下令人咋舌的新低价，引发业内外各种热议，其中就包括类似的对行业前景担忧的观点。
 
    这些议论中，既有痛惜和不满。比如，慨叹自己生产的产品还不如去市场上买别人的便宜，这样下去，企业要么拼低价，要么关门；也有叫好之声，认为光伏行业不能总是依赖补贴，价格下行、走市场机制才是王道。甚至，当有项目招投标没有出现新低价时，还会有人声讨其违背了市场规律。
 
    作为绿色产业的光伏，难道就只有依靠贴身肉搏的价格战才能向前发展吗？笔者不禁陷入了思考之中。
 
    自由的市场更需要边界
 
    “创新要以企业为主体、市场为导向、政府搭平台”。近年来，各种因素之下，我们越来越关注如何发挥市场的作用，减少政府干预，实现自由竞争。而说起市场机制，我们往往想到的就是与“计划性”相对的“自由性”。
 
    那么，要实现产业良性发展，我们究竟需要什么样的市场机制？或者说，我们究竟需要怎样的“自由”？
 
    是要企业在完全自由的竞争中围绕价格进行毫无底线的拼杀吗？
 
    笔者认为，任何自由，都是相对于一定的边界而言。没有边界的自由流动，就像一滩晃荡的水，难以向前。
 
    市场的自由流动是一种洗礼，成王败寇的往复之中，消费者自会逐步加深对产品品质的理解，市场运行机制也就会日益完善。阿里巴巴集团的淘宝，就是这方面的一个典型例子。
 
    一位做服装的朋友告诉笔者，一个服装款式从出现在广告里到淘宝店有同款仿制品销售，甚至可以不超过十个小时。不过，在马云遭遇假货质疑的同时，一些消费者也在改变消费习惯，从便宜的淘宝转到质量更有保障的天猫，并由此逐渐建立起天猫的品质边界。
 
    也就是说，在经历初期的混乱之后，随着产品多元化、客户多元化，在产品和消费者的互动中，市场机制开始发挥作用，并推动市场生态获得了新的演变和进化，低价低质的产品便再也难以统占市场。
 
    良性的机制会促进市场成为一个碰撞场、优化场，一个具有无形边界的、让结果越来越趋于合理的场。
 
    最近，光伏业内不少人常说的一句话是：“唉，屋顶分布式现在是唯一选择了。”
 
    但在笔者看来，眼下这个人群攒动、如火如荼的分布式市场，却已经有了一些“做坏”前的味道：项目签约乱、设计乱、建设乱，服务更乱。
 
    一下子冲进来如此多的投资者和开发商，在推动着分布式光伏应用走向更多普通大众时，笔者对品质的担忧也更强烈，特别是在项目质量和后期服务两个关键方面。
 
    诚然，短时期的“乱”，也是“进化”的必经阶段。但我们需要反思的是，为什么每一条新的“出路”最终都会越走越窄？
 
    似乎，我们已经习惯了这样一种循环，总是在费了很大劲儿趟出一个新方向后，很快就在各路人马拼死拼活挤独木桥式的竞争中，造成市场大乱，然后谁也玩不下去。
 
    产业化多年来，光伏业的这种窄路循环似乎一直都没有什么改变。也许，我们是时候重新思考一下当前市场机制背后的思维模式问题了。
 
    防止陷入一线两极思维
 
    作为光伏人，我们当然都希望光伏能够尽快实现平价上网，不再依赖政府补贴，完全市场化发展。这一点毋庸置疑。
 
    从宏观的角度来看，无论是国家的补贴政策，还是电力改革，以及即将全面启动的碳交易市场，都显示出政府在优化清洁发展机制方面的思路非常清晰。而目前被业内企业广泛采用的招投标制度，原本也是一种市场优化机制。
 
    但是，当我们所有的注意力都被“价格”这一因素左右时，原本看起来很完善的市场机制，却逐步偏离了最初的设计意图，而演变成“越便宜越好”这样一种单线条导向。
 
    这或许正是招投标不断产生新低价的原因所在。

 
    政府指导、协会建设、企业支持的杭州市可再生能源开发利用管理平台，监控全市各项目整体效能表现以及运维情况，发现有效做法，助力本地应用市场良性发展。
 
    接连产生的招投标新低价，也导致了市场采购人员的困扰，如果其采购价格高出新的低价很多，如何向上司交代？也是因此，每次招投标价格“新低”的产生，才能如此剧烈地搅动市场的神经。
 
    今天的市场，无论买家还是卖家，开口必先问“价格”。但是，光伏应用是一项长线投资，除了价格之外，还有许多需要考量的维度，比如收益、稳定性等。对应到具体的屋顶分布式项目来说，则有产品质量、系统发电性能、安全性、可靠性、日常运维能力、故障检修水平、服务响应速度等，都是需要认真考虑的重要因素。
 
    在笔者参加的一次培训课上，老师用“一线两极思维”来批评某些企业经营行为。考虑问题就一条线，要么自残，要么不和对方玩儿了，没有第三种选择。
 
    当下的光伏市场，是否也陷入了这样一种“一线两极思维”中了呢？
 
    特别是在目前这种市场价格出现断崖式跳水的阶段，光伏项目的招标者们，也许应该尝试着跳出“价格”这条线，去看看还有什么是被忽略了的但却至关重要的维度。
 
    我们需要打开格局，开启多元的思维，去设定合格的屋顶分布式项目的全面要求：成本低、收益好、稳定性好。而且，还要从整个系统层面来考量这些要求。
 
    如果只在价格这一条线上来思考，就很可能如同只以转换效率高低论英雄一样，难免失之偏颇。
 
    宁静才能致远
 
    奔腾不息的河水遇到巨石，一时的停滞或者改变流向，并不影响它最终还是会奔流向大海，因此不必过于担忧。
 
    对于光伏市场而言，一时的混乱或也并非完全是坏事，但如何实现健康、可持续的发展，以避免劣币驱逐良币的现象长期存在，却是我们必须要时时警惕的事。
 
    笔者以为，政府无需伸手进入市场去把每颗石头摆正，把每条水渠都疏通。只要设定好市场的边界和规则，然后，相信企业和市场，相信其自会在流动中不断优化。
 
    市场需要多元化，而市场机制的优化，也需要有多元的模式。
 
    事实上，懂得屋顶分布式质量、运维重要性的投资商和专家大有人在，认真优化安装质量和运维服务水平的开发商和专家也大有人在。只是，他们淹没在了过于浮躁和火热的低价招投标中，或者根本没有机会进入这样的招投标中去。
 
    市场的需求是多元的，包括着急的、沉稳的、精明的、简单的、跟风的、固执的、爱说的、会听的，等等。我们需要呈现更多的可能性给市场，让市场看到其中的不同。还要制定有利于市场良性发展的边界体系，以促进市场的可持续发展。
 
    在促进市场多元化方面，笔者所在的杭州市，在扶持民营企业、推动市场创新方面做了非常多的有益的探索。近年来，笔者所在的行业协会与地方政府主管部门一起，主要静下心来做了三件事：
 
    第一，发现和宣传好企业、好项目、好产品、好做法，让市场了解不是越便宜越好；
 
    第二，把认真研究、认真做好分布式的企业组织起来，加强交流协作和资源共享，为市场提供踏实靠谱、越做越好的项目；
 
    第三，开展人才养成计划，提升专业水平，提升服务素养，挖掘企业和专家智慧，做好规范指导下的光伏人才培育，为市场培育和输送专业化人才。
 
    分布式需要静心慢做，走得快还是走得远，不同的选择，自会收获不同的结果。其实，很多的时候，少，即是多；慢，即是快。
 
    一个企业也好，一个行业也罢，一时的热闹或者寂寞，并不能说明什么，只有走得远、活得久，才是王道。
 
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  光伏，这个词在十年前对很多人都很陌生，可能是第一次认识，甚至不知道光伏是什么样的含义！但它从诞生的那天起，就集万千宠爱于一身，这个产业迅速地红极一时，诞生了一个又一个耀眼明星！

    十年很长，也很短！十年当中，我们见证了一个又一个神话，他们经历了起起落落，有的人被拍到暗礁当中，如流星一样迅速陨落；也有人在激烈的市场厮杀中活了下来，一步步走向世界、称霸全球。

    10月19日，2016中国光伏大会在北京新国展开幕。当天下午的领军者论坛邀请了对光伏行业发展做出突出贡献的高纪凡、瞿晓铧、钟宝申、施正荣和曹仁贤等大佬汇聚一堂，共同回首往昔峥嵘岁月，一起展望光伏荣耀未来。

    世界那么大，我想去看看！这是一次老朋友们之间的聚会，他们畅谈过去十年的峥嵘岁月和那不敢忘记的初心。

    其实，当初大家意气风发进军光伏的心态是一样的，那时都不知道光伏行业究竟意味着什么，可能也没有想到中国光伏行业能在短短十年间发生国外几十年才会经历的巨变。

    这其中有高速成长，也有在金融危机、欧债危机等情况下出现的大调整，可以说饱受折磨与煎熬，如电影剧本般精彩绝伦。

    但不管怎样，过去都已过去，未来的路还很长，光伏实现平价上网、跻身主力能源的前途依然充满曲折！

    根据本次领军者们的对话，特别摘选了几位大佬的现场讲述，让我们看看他们走过的风雨历程，一起来见证光伏拓荒者们依然滚烫的那份初心！

    天合光能董事长高纪凡

    我当时眼泪就掉下来了……

    1999年，我们搞了中国第一座太阳能建筑一体化的板房，那时很小，6块电池板放在小屋上面，也能点灯也能发电看电视。因为对光伏不懂，就请了光伏先驱王长贵老师，他一看这小伙子愿意干光伏很开心，愿意全身心扶持我们这样的年轻人，那种感情我现在还记得非常清楚。

    第一个独立光伏电站通电的时候，在学校里面，孩子们没见过电灯、没见过电视，就在那个时候电拉开以后，电灯亮了，电视打开了，电视只有看了两个台雪花飘飘，我当时眼泪就掉下来了。

    后来一查，全球有15亿人没有用上电，当时我心里就觉得这是一个多大的空间，多大的责任，后来我就坚定不移的将一生献给太阳能。在我心里面，太阳能光伏让每一座房子都变成光伏发电站，既能应对气候变化，又能让每一个老百姓都能用，多好的一件事情。

    当时很多人说：高纪凡你是不是有点理想主义，太阳能怎么能成一个产业？我当时也有点感性，我相信美国、德国的今天就是我们的明天，相信中国的光伏市场是会来的。我觉得时间不会太长，所以就下定决心干了。

    2006年12月20日，天合光能在美国纽交所挂牌，因为我不知道美国的资本市场究竟能够容得下几家光伏上市公司，可能3到5家之后就不感兴趣了，当时已经有两家了，无奈之下，我们得赶快上市，所以我们赶在那一年圣诞之前上市了。

    其实，中国光伏行业，开始高速发展的一年是2004年，我记得施正荣博士的产品是2002年，50兆瓦的生产线，那时候产品刚出来。但是到2004年想去买他的产品就买不到了，供不应求！

    从2004年开始高速发展，到2015年刚好十年，是五年的高速发展期、五年的整合期。我们光伏行业享受了风口带来的高速成长，也在金融危机、欧债危机等情况下出现过大调整，可以说饱受折磨与煎熬。在大家的关心和支持下，我们还立在全球桥头，这是我的一个深刻的感受。

    阿特斯董事长瞿晓铧

    偶然的相遇、一生的追求……

    98年第一次回国参加国内光伏界的活动，当时在黄山顶上，所有的旅馆都是高低铺，在那时候我结识了施正荣博士，我们一起在山顶过了三天的时间。忽然一下子十几、二十年过去了，不知不觉间，我们已经进入了前辈级，不知不觉中白发又多了几根。

    我进入太阳能行业可以说是偶然的相遇、一生的追求。1995年拿到博士学位后，什么工作都找过，技术活、非技术活都去面试，由于英语说的磕磕碰碰，一点工作机会也没有，最后在误打误撞中，一个偶然的机会让我进入能源行业。

    这个月就是我们阿特斯的15岁生日了。15年过去了，光伏行业变化很大，虽然说千山万水走过去了，但是我觉得初心没有变过。2001年的光伏行业，是一个没有鲜花没有掌声的时代，但是我觉得这是一个造福子孙后代的行业，是一个好的行业。至于说行业能做多大，好像真是没太想，当时就觉对自己的能力有一点信心，养家糊口还是可以的。

    2001年公司成立到2003年公司基本稳定，虽然钱没赚多少，但是公司基本稳定，稳定了以后就要总结一下愿景，2003年我们写了一个阿特斯愿景，叫用二三十年的时间，让太阳能走进千家万户，为子孙后代创造一个更清洁、更美丽的地球。

    这十几年下来，阿特斯没有给任何人找麻烦，从银行到供应商到客户。十几年间我们也得到供应商、客户的扶持，是大家帮着我们走到今天。50岁过了，也知天命，我也觉悟了，我觉得投身了很好的行业，这一代人是幸运的，我觉得此生足矣。

    隆基股份董事长钟宝申

    一船硅料在海上漂了漂，涨价几百万……

    2005年8月，当时我在马来西亚，我那时候还在另一个公司，是磁性分旋的领域，当时已经做到了全球的第一位。那时候就和现在西安隆基的创始人李振国先生合作半导体用的单晶硅，不是太阳能的，我们通电话他告诉我说市场可能会有变化，我从马来西亚回去之后就马上到西安，看看市场究竟发生了什么。

    我们通过李振国先生的公司，发现了太阳能这个行业，我当时就毅然从那边脱身，把那边的职位辞掉，转身来做太阳能这个产业。

    开始，西安隆基还是做半导体，也做一些回收料，当时我们给乌克兰一些半导体公司做。2004年底，发半导体硅料给乌克兰公司，因为在船上漂了太久，到2005年三四月份才收到回信，说是半导体达不到要求，要退货。

    我们没办法，退货就退吧，漂来漂去，到年初我们收到货后，把这产品重新用到了太阳能产业，发货时价值140多万人民币，回来的时候一算700多万，可见当时太阳能迅速发展的态势有多火热，这是我印象很深的一件事。

    虽然太阳能是造福人类的事情，但是目前社会上争论非常多，说太阳能贵。我们需要思考人类生存经济发展的目的是什么，实际上就是提高我们的生存质量，提高幸福指数，改善物质生活水平。

    现在我们呼吸着有害的空气，吃着大量激素催肥的肉，吃着农药污染的食品，这是我们追求的生活吗？煤炭看上去成本低，你因为呼吸了这么多的有毒空气，从来不计成本。所以我认为发展太阳能要限制环境污染企业的污染排放，相信太阳能从业者一定能给社会带来可持续发展的能源，带来蓝天白云，有能力和现在常规的化石能源竞争。

    阳光电源董事长曹仁贤

    就想赚点小钱，结果一不小心搞大了……

    我们阳光电源是1997年底创立，这之前我是大学的一名老师。

    那个时候，西部老乡们经常到我们大学里面能源研究所来询问要一瓦、两瓦、三瓦的小灯泡，做的都不太好，那时候是以瓦来论单位的。我在想，是不是能把它做好，做成稍微大一点的功率，做成交流能够让我们的西部老乡看上电视、能够用上清洁的照明等等，当时就这么一个简单的想法，就毅然离开了我的母校。

    我印象很深就是，我离开学校的时候，所有人都是骂我的、摇头的。说小曹你这条路可真是没人敢去走的，你在大学里面好好的教着书，做科研项目多好。但是我就在想，我们要把这朦胧的光伏业做成产业化，这是说大一点。说小一点，那时候一个月就几百块钱，就想赚一点小钱，但是一不小心搞大了。

    尽管挣了一些钱，但是我的心情非常沉重，可再生能源对于社会的贡献，它的环境价值，尽管经过了将近20年的奋斗、宣传，还没有得到全国人民的认可，这是我们要负起的责任。还有人说“光伏或许是一场骗局”，这样无知、愚昧和恶毒地对我们进行攻击，我们还需要大声疾呼。我觉得我们是挣了钱，但是使命还没有完成。

    原无锡尚德创始人施正荣

    经历过潮起潮落，很多事情就看淡了……

    不要相信报道，相信报道我就是个坏人。我是科班出身，今天很高兴我老师马丁·格林也在这。科班出身是我跟在座的光伏企业家不太一样的地方，既然是科班出身，就是这一辈子要做光伏。

    我从1988年开始就进入光伏产业了，回国创业，加上我读书，到现在已经是第28个年头了，那不是一夜暴富，是十几年的积累和努力。对于能成为首富我很平静，确实很平静，没有人会一夜暴富。

    经历过潮起潮落之后，很多事情就看淡了。夜不能寐的经历很多，我瘦了15斤，其实人压力太大会胖，现在压力少一点反而瘦了。但是让我再回忆以前的事情，我还真不能讲说我哪一个具体的决策是错的，在当时的环境下各种情况错综复杂，非常复杂，很多人都想听我讲真实的故事，我想我们可以后续再说。

    我感觉全世界都要感谢中国光伏，因为中国光伏人给全球做了太大的贡献。欧盟可再生能源前景步伐减速了，很大程度是由于双反，所以欧盟很多有志于加速发展可再生能源的人士在推动欧盟把双反政策给废了。我们在为全人类做贡献，这种短视的贸易壁垒，我认为只是暂时的。 查看全部

  美国大型能源企业NextEraEnergyResources于11月10日宣布，其在加利福尼亚州南部的里弗赛德县（Riverside）的百万光伏电站“BlytheSolarEnergyCenter”和“McCoyEnergyCenter”投入了运转。

    这两座百万光伏电站，在里弗赛德县内大部分由美国土地管理局（BLM）管理的4000多英亩土地上，设置了400余万张太阳能电池板。为发电量的最大化，采用了可从东至西跟着太阳转的追踪式架台。

    设备总容量为485MW，可满足18.1万多户家庭的电力需求。另外一年还可减少温室气体约77.4万吨。

    电站向该地区的电力企业SouthernCaliforniaEdison（SCE）的顾客供电。客户中包括大型保健企业凯泽永久（KaiserPermanente），能够为该公司的“负碳”化作出贡献。

    在经济效果上，电站对加利福尼亚州具有12亿美元以上的投资价值。据称2014年后动工的百万光伏电站建设中创造出了1500个就业岗位，对加利福尼亚州南部和里弗赛德县带来了巨大的经济效果。

    总部设在佛罗里达州朱诺海滩（JunoBeach）的NextEraEnergyResources，是美国最大规模的发电运营商之一。包括关联企业等在内，在全美25个州和加拿大拥有、经营着约18.26GW的发电设备。据称是世界最大的风力和光伏发电的可再生能源发电运营商 查看全部

随着10月27日内蒙古乌海基地招标结果的公布，由国家能源局主导的2016年“领跑者计划”落下帷幕。在这场招标中，协鑫新能源和英利绿色能源先后报出了0.61元/千瓦时和0.45元/千瓦时的超低价。
 
    “领跑者计划”在大幅拉低光伏标杆上网电价的同时，也在业内引起了不小的质疑，有观点认为此举引发了低价恶性竞争，扰乱了行业秩序，担忧其带来的电价下降只是暂时的，且招标工程的质量得不到保证等问题。

 
    第二批光伏领跑者招标电价
 
    天合光能董事长兼CEO高纪凡曾公开表示，“进入下半年以来，光伏需求快速下滑，给行业造成很大压力。市场中一些企业在组件或系统招标时报出了令人意想不到的低价，给全行业带来很大影响。”
 
    2015年6月，山西大同采煤沉陷区国家先进技术领跑者基地正式获批。2016年5月，第二批共计5.5GW的八个领跑者基地招标公布，其中包括一类资源区的内蒙古包头、乌海，二类资源区的河北张家口，及三类资源区的山东济宁、新泰、安徽两淮、山西阳泉、芮城。
 
    在“2016中国国际能源峰会暨展览会—中国光伏电站投融资论坛”上，江苏林洋能源股份有限公司副总裁、SolarTRIZ太阳能创新学院院长田介花对记者表示，关于“领跑者计划”给市场带来恶性竞争的说法有失偏颇，每家企业会根据自己的利润点来报价，绝对没有哪家企业会去做赔本的生意。

 
    协鑫新能源的报价评估来源
 
    8月29日，协鑫新能源在山西阳泉项目中报出了0.61元/千瓦时的最低价。据田介花测算，该价格可倒推出8.91%的税后内部收益率（IRR），虽然没有过去12%的内部收益率多那么高，但投资商是完全可以做的。此外，该项目的回收期是8.45年，比国内的PPP光伏项目回收期短，度电成本为0.3344元。
 
    英利绿色能源的报价评估
 
    10月，英利绿色能源在内蒙古乌海项目中报出0.45元/千瓦时的最低价。田介花表示，一般税后的内部收益率低于8%的电站项目不具有投资价值。英利测算出的税后内部收益率仅为8.03%，“这很难实现收益，甚至会亏本”，她说。
 
    “（‘领跑者计划’中）报出低价的企业，比如协鑫新能源的0.61元/千瓦时，我们通过核算发现报价是合理的，因为企业的投资收益率达到了。而英利0.45元/千瓦时的报价是赔本的，这样的报价，不论是政府还是企业在未来都不会让它再出现”，田介花说，光伏电价下降是大趋势，“领跑者计划”起到了巨大的推动作用，它表面上是让企业拿出新的技术和产品，实际是驱动企业降低电价。
 
    光伏发电如果真要与传统能源争夺市场，度电成本亟待削减。光伏度电成本下降的速度越快，其取代传统能源市场的几率就越大。作为企业和投资商，肯定要用新技术，新产品及新的解决方案来提高发电效率，降低发电成本，以确保更好的投资收益率。
 
    光伏“领跑者计划”就是在这样的背景下提出的。国家自2015年开始，计划每年实行的光伏扶持专项计划，通过制定激励政策，鼓励同类可比范围内能源利用效率最高的光伏产品、企业或单位的的技术研发、宣传和推广。
 
    目前，市场上出现了多种自称可提高光伏发电效率的新产品、技术，但其存在定价不合理的问题。如采用组串式逆变器代替集中式逆变器、采用1500V系统代替1000V系统、采用平单轴跟踪系统代替固定支架，以及采用新型高效组件、优化器、光伏组件镀膜增发电技术、组件清洗等。

 
    组串式逆变器对比集中式逆变器
 
    以逆变器为例，据田介花介绍，常规的集中式逆变器价格约是0.2元/瓦，组串式的约为0.37元-0.38元/瓦，林洋能源所使用的组串式逆变器据称可增发3%的电量。根据测算，原来使用集中式逆变器的收益率为13.79%，建设成本为5.9元/瓦，使用组串式后增发了3%，但成本却增加了0.18元，收益率变为13.82%，增幅太小，优势并不能体现出来。
 
    田介花表示，并不是新产品或技术自身存在问题，而是生产商给产品的定价根本不合理，导致购买后反而出现了拉低投资收益率和拉长投资回收期的现象。
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1、太阳能电池发电原理: 
 
太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅， 非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现已晶体硅为例描述光发电过程。 P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。
如图1所示。






用文字图描述如下：






当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。
2、晶体硅太阳电池的制作过程
 
: "硅"是我们这个星球上储藏最丰富的材料之一。自从上个世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维，20世纪末，我们的生活中处处可见"硅"的身影和作用,晶体硅太阳电池是近15年来形成产业化最快的。生产过程大致可分为五个步骤:a)提纯过程 b)拉棒过程 c)切片过程 d)制电池过程 e)封装过程. 如下图所示：






3、太阳电池的应用: 
 
上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术-----通信卫星供电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太阳能庭院灯，太阳能发电户用系统,村寨供电的独立系统，光伏水泵（饮水或灌溉）,通信电源，石油输油管道阴极保护，光缆通信泵站电源,海水淡化系统，城镇中路标、高速公路路标等。在世纪之交前后期间，欧美等先进国家光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势。光伏电源系统的组成：






4、太阳电池基本性质:
 
 a） 光电转换效率η％:评估太阳电池好坏的重要因素。 目前：实验室η≈24％，产业化：η≈15％。 b）单体电池电压V：0.4V---0.6V 由材料物理特性决定。 c）填充因子FF％：评估太阳电池负载能力的重要因素。
几何意义用I-V曲线图来表示：






阴影部分为负载面积，填充因子的数学表达形式：

FF=(Im*Vm)/(Isc*Voc)
其中：Isc--短路电流, Voc--开路电压, Im--最佳工作电流, Vm--最佳工作电压; d）标准光强与环境温度 地面：AM1.5光谱,1000W/m2,t=25℃; e）温度对电池性质的影响 。 例如：在标准状况下，AM1.5光强， t=25℃ 某电池板输出功率测得为100Wp，如果电池温度升高至45℃时，则电池板输出功率就不到100Wp.


5．太阳能"光—电转换"：
 
 一束光照在半导体上和照在金属或绝缘体上效果截然不同。由于金属中自由电子如此之多，以致光引起的导电性能的变化完全可忽略。绝缘体在很高温度下仍未能激发出更多的电子参加导电。而导电性能介于金属和绝缘体之间的半导体对体内电子的束缚力远小于绝缘体，可见光的光子能量就可以把它从束缚激发到自由导电状态，这就是半导体的光电效应。当半导体内局部区域存在电场时，光生载流子将会积累，和没有电场时有很大区别，电场的两侧由于电荷积累将产生光电电压，这就是光生伏特效应，简称光伏效应。太阳电池就是利用这种效应制成的。
    当太阳光照射到半导体上时，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光，当然有一些变成热，另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子—空穴对。这样，光能就以产生电子—空穴对的形式转变为电能、如果半导体内存在P—n结，则在P型和n型交界面两边形成势垒电场，能将电子驱向n区，空穴驱向P区，从而使得n区有过剩的电子，P区有过剩的空穴，在P—n结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。光生电场的一部分除抵销势垒电场外，还使P型层带正电，n型层带负电，在n区与p区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。若分别在P型层和n型层焊上金属引线，接通负载，则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。 
    制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种，因此太阳电池的种类也很多。目前，技术最成熟，并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。
    所以，将入射太阳光能转换成电能的半导体器件称为太阳能电池。它一般由两种不同导电类型的同质或异质半导体构成。目前，在空间或地面获得应用的只有硅电池，研究得比较成熟的还有砷化镓电池、硫化镉电池。硅太阳能电池是1954年由美国皮尔逊等人首次制成，1958年首次应用在“先锋1号”卫星上。1958年，我国亦开始研究太阳能电池，在1971年3月发射的科学实验卫星上首次应用，随着硅电池制造成本的逐年降低和技术的日益成熟，太阳能电池必将获得更广泛的应用。
 
6．太阳电池的应用的主要领域： 
 
1.用户太阳能电源：（1）小型电源10-100W不等，用语边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；
                 （2）3-5KW家庭屋顶并网发电系统；
                 （3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
   
2. 交通领域：如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。  
    
3. 通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
   
4. 石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。
   
5.家庭灯具电源：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。
   
6.光伏电站：10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。
   
7.太阳能建筑：将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来一大发展方向。
    
8.其他领域包括：（1）与汽车配套：太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等；
               （2）太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统；
               （3）海水淡化设备供电；
               （4）卫星、航天器、空间太阳能电站等。 
    目前美国、欧洲各国特别是德国及日本、印度等都在大力发展太阳电池应用，开始实施的"十万屋顶"计划、"百万屋顶"计划等，极大地推动了光伏市场的发展，前途十分光明。
 
7．什么是太阳能电池?有哪些分类? 
 
 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的菁膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的式太阳能民池则还处于萌芽阶段。太阳 光照在半导体p-n结上，形成新的空穴由-电子对。在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄式和非结晶系膜式(以下表示为a-)两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。 
 
按材料可分类硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机薄膜形，百化合物半导体薄膜形又分为非结晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP)、ⅡⅥ族(cds系)和磷化锌(Zn3P2)等。
 
8．太阳能电池：
 
太阳能电池是利用电池将光的能量直接转变成电能，太阳光是宇宙取之不尽，用之不竭的天然能源，又具安全、方便及无污染的特性，故太阳能再生能源的开发利用有其必要性。
 
太阳能电池的种类:太阳能电池的种类有单晶硅及非晶硅、多结晶硅三大类，而目前市场应用上大多为单晶硅及非晶硅。
 
（1）单结晶硅太阳电池，
单晶硅电池最普遍，多用於发电厂、充电系统、道路照明系统及交通号志等，所发电力与电压范围广，转换效率高，使用年限长，世界主要大厂，如德国西门子、英国石油公司及日本夏普公司均以生产此类单晶硅太阳能电池为主，市场占有率约五成，单晶硅电池效率从11%~24%，太空级 (蒸镀式) 晶片从16%~24%，当然效率愈高其价格也就愈贵。

（2）多结晶硅太阳电池，多晶硅电池的效率较单晶硅低，但因制程步骤较简单，成本亦低廉，较单晶硅电池便宜20%，因此一些低功率的电力应用系统均采用多晶硅太阳电池。
 
 9。太阳光发电和太阳热发电：
 
地球所接受的太阳能功率，平均每平方米为1353千瓦，这就是所谓的“太阳常数”。也就是说，太阳每秒钟照射到地球上的能量约为500万吨煤当量。就是这些能量比目前全世界人类的能耗量大3.5万倍。虽然很久以来，人们在不同程度地利用着其能量，最近，温水器的直接利用，空调、太阳能电池的电力供给以及太阳能住房等方面都有了很大发展。很自然的想法是向太阳要电能，但怎样有效的利用太阳所恩赐的能量，使其成为下世纪的一大可利用能源，是新能源开发中的一个重要课题。 
    
太阳能转换为电能有两种基本途径：一种是把太阳辐射能转换为热能，即“太阳热发电”；另一种是通过光电器件将太阳光直接转换为电能，即“太阳光发电”。太阳热发电，全世界以以色列的技术最为先进。吸取加州的技术，巴西、印度、摩洛哥正在 计划进行设备的建设，世界银行已开始提供资金给开发中的国家。
 
入射到地球表面的太阳能是广泛而分散的，要充分收集并使之发挥热能效益，就必须采取一种一种能把太阳光发射并集 中在一起，变成热能的系统。一种方法是采取一种能把太阳光发射并集中集中加热 ，转换成为高温水蒸气，以蒸汽涡轮机变换为电。也可以采用抛物面型的聚光镜将太阳热集中，使用计算机让聚光镜追随太阳转动。后者的热效率很高，将引擎放置 在焦点的技术发展的可能性最大。 
 
除了太阳热发电技术外，目前人类社会也在大力开发太阳光技术。太阳辐射的光子带有能量，当光子照射半导体材料时，光能便转换为电能，这个现象叫“光生伏打效应”。太阳电池就是利用光生伏打效应制成的一种光电器件。太阳电池与普通的化学电池(干电池、蓄电池)完全不同，是一种物理性质电源。虽然太阳光一照射太阳电池就能发电，但它与一般的发电机大相径庭，它无旋转和磨损，能静悄悄地发电。
 
10．太阳能电源的研究设计：
水情遥测系统采集数据测量站点不少处于交通不便、无电网供电的地方。为设计一点二址的水情遥测系统中，对其中的一站点电源设计选用太阳能对蓄电池进行补充的电源方案。
 
首先，数据采集仪器应采用低功能耗的。
 
其次，选择的太阳能发电板和蓄电池应是经济、可靠性的。既要防止太阳能发电板在阴雨期容量不够，达不到测量目的，又要避免容量过大，造成浪费。
 
一、关于硅太阳能发电板容量
 
硅太阳能发电板容量是指平板式太阳能板发电功率ＷＰ。太阳能发电功率量值取决于负载２４ｈ所消耗的电力 Ｈ?ＷＨ?，由负载额定电源与负载２４ｈ所消耗的电力，决定了负载２４ｈ消耗的容量Ｐ?ＡＨ?，再考虑到平均每天日照时数及阴雨天造成的影响，计算出太阳能电池阵列工作电流ＩＰ?Ａ?。
 
由负载额定电源，选取蓄电池公称电压，由蓄电池公称电压来确定蓄电池串联个数及蓄电池浮充电压ＶＦ ?Ｖ?，再考虑到太阳能电池因温度升高而引起的温升电压ＶＴ ?Ｖ?及反充二极管Ｐ－Ｎ结的压降ＶＤ?Ｖ?所造成的影响，则可计算出太阳能电池阵列的工作电压ＶＰ?Ｖ?，由太阳电池阵列工作电源ＩＰ?Ａ?与工作电压ＶＰ?Ｖ?，便可决定平板式太阳能板发电功率ＷＰＷ，从而设计出太阳能板容量，由设计出的容量ＷＰ与太阳能电池阵列工作电压ＶＰ，确定硅电池平板的串联块数与并联组数。
 
太阳能电池阵列的具体设计步骤如下：
 
１．计算负载２４ｈ消耗容量Ｐ：
Ｐ＝Ｈ／Ｖ
Ｖ－－负载额定电源
 
２．选定每天日照时数Ｔ?Ｈ?。
 
３．计算太阳能阵列工作电流。
ＩＰ＝Ｐ?１＋Ｑ?／ Ｔ
Ｑ－－按阴雨期富余系数，
Ｑ＝０．２１～１．００
 
４．确定蓄电池浮充电压ＶＦ。
镉镍?ＧＮ?和铅酸?ＣＳ?蓄电池的单体浮充电压分别为１．４～１．６Ｖ和２．２Ｖ。
 
５．太阳能电池温度补偿电压ＶＴ。
ＶＴ＝２．１／４３０?Ｔ－２５?ＶＦ
 
６．计算太阳能电池阵列工作电压ＶＰ。
ＶＰ＝ＶＦ＋ＶＤ＋ＶＴ
其中ＶＤ＝０．５～０．７
约等于ＶＦ
 
７．太阳电池阵列输出功率ＷＰ（平板式太阳能电板）。
ＷＰ＝ＩＰ×ＵＰ
 
８．根据ＶＰ、ＷＰ在硅电池平板组合系列表格，确定标准规格的串联块数和并联组数。
 
二、关于蓄电池的容量计算
 
蓄电池的容量由下列因素决定：
 
１．蓄电池单独工作天数。在特殊气候条件下，蓄电池允许放电达到蓄电池所剩容量占正常额定容量的２０％。
 
２．蓄电池每天放电量。对于日负载稳定且要求不高的场合，日放电周期深度可限制在蓄电池所剩容量占额定容量的８０％。
 
３．蓄电池要有足够的容量，以保证不会因过充电所造成的失水。一般在选蓄电池容量时，只要蓄电池容量大于太阳能发电板峰值电流的２５倍，则蓄电池在充电时就不会造成失水。
 
４．蓄电池自身漏掉的电能，随着电池使用时间的增长及电池温度的升高，自放电率会增加。对于新的电池自放电率通常小于容量的５％，但对于旧的质量不好的电池，自放电率可增至每月１０％～１５％。
在水情遥测系统中，连续阴雨天的长短决定了蓄电池的容量，由遥测设备在连续阴雨天中所消耗能量?安时数?加上２０％因子，再加上１０％电池自放电能?安时数）便可计算出蓄电池的容量源。
 
按照两种容量方案的计算，作者计算完成了太阳能电源的设计：
 
１．测站的主要参数：
 
每隔５ｍｉｎ发射一次数据，发射时间２ｓｅｃ；
发射机输入电压ＤＣ１３．８Ｖ，输出电流５Ａ；
当地日照时数７～８ｈ。
 
２．测站蓄电池容量经计算得出为３８ＡＨ。
 
３．测站太阳能电池容量阵列输出功率ＷＰ Ｗ为２５～３５ｗ。
 
综合以上结果，太阳能电源设计值为：
 
蓄电池：采用铅酸蓄电池，容量３８ＡＨ，采用２个容量２０ＡＨ并联形式；太阳能电池阵列：输出功率２５～３５Ｗ，采用标准块板输出容量２５～３８Ｗ，一块正好。
 
三、太阳能电源安装使用中注意的问题
 
１．阵列板选择安装在周围无高大建筑物、树木、电线杆等无遮挡太阳光和避风处。
 
２．太阳能电池阵列板配套的蓄电池在第一次使用时，要先充电到额定容量，不可过充或过放。
 
３． 注意定期的维护工作。此电源系统经济可靠，安装方便，利于维护，在实践中取得了满意的效果。
 
11．地面太阳电池发电系统 ：
 
太阳电池发电系统（又称光伏发电系统），按其使用场所不同，可分为空间应用和地面应用两大类。在地面可以作为独立的电源使用，也可以与风力发电机或柴油机等组成混合发电系统，还可以与电网联接，向电网输送电力。目前应用比较广泛的光伏发电系统主要是作为地面独立电源使用。 
   
 通常的独立光伏发电系统主要由太阳电池方阵、蓄电池、控制器以及阻塞二极管组成，其作用分别如下： 
   
 太阳电池方阵 方阵的作用是将太阳辐射能直接转换成电能，供给负载使用。一般由若干太阳电池组件按一定方式连接，再配上适当的支架及接线盒组成。 
   
 蓄电池组 蓄电池组是太阳电池方阵的贮能装置，其作用是将方阵在有日照时发出的多余电能贮存起来，在晚间或阴雨天供负载使用。在光伏发电系统中，蓄电池处于浮充放电状态，夏天日照量大，除了供给负载用电外，还对蓄电池充电；在冬天日照量少，这部分贮存的电能逐步放出，在这种季节性循环的基础上还要加上小得多的日循环，白天方阵给蓄电池充电，（同时方阵还要给负载用电），晚上则负载用电全部由蓄电池供给。
 
因此，要求蓄电池的自放电要小，而且充电效率要高，同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。常用的蓄电池有铅酸蓄电池和硅胶蓄电池，要求较高的场合也有价格比较昂贵的镍镉蓄电池。
    
控制器 在不同类型的光伏发电系统中控制器各不相同，其功能多少及复杂程度差别很大，需根据发电系统的要求及重要程度来确定。控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组成。在简单的太阳电池，蓄电池系统中，控制器的作用是保护蓄电池，避免过充，过放。若光伏电站并网供电，控制器则需要有自动监测、控制、调节、转换等多种功能。
 
如果负载用的是交流电，则在负载和蓄电池间还应配备逆变器，逆变器的作用就是将方阵和蓄电池提供的低压直流电逆变成220伏交流电，供给负载使用。 
   
 阻塞二极管 也称作为反充二极管或隔离二极管，其作用是利用二极管的单向导电性阻止无日照时蓄电池通过太阳电池方阵放电。对阻塞二极管的要求是工作电流必须大于方阵的最大输出电流，反向耐压要高于蓄电池组的电压。
 
在方阵工作时，阻塞二极管两端有一定的电压降，对硅二极管通常为0.6~0.8；肖特基或锗管0.3V左右。
 
12．太阳能利用技术：
 
人类直接利用太阳能有三大技术领域，即光热转换、光电转换和光化学转换，此外，还有储能技术。
 
太阳能化学转换包括：光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应，目前该技术领域尚处在实验研究阶段。
 
太阳光电转换，主要是各种规格类型的太阳电池板和供电系统。
 
太阳电池是把太阳光直接转换成电能的一种器件。
    
太阳电池的光电效率约１０－１４％，其产品类型主要有单晶硅、多晶硅和非晶硅。国内产品（指光电装置全部费用）价格约６０－８０元／峰瓦。
 
太阳电池的应用范围很广。例如人造卫星、无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、电围杆、黑光灯、航标灯、铁路信号灯等。
 
 太阳光热转换技术的产品最多。例如热水器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热力发电装置及太阳能医疗器具。
 
13．光伏发电的发展历史和现状：
 
自从1954年第一块实用光伏电池问世以来，太阳光伏发电取得了长足的进步。但比计算机和光纤通讯的发展要慢得多。其原因可能是人们对信息的追求特别强烈，而常规能源还能满足人类对能源的需求。1973年的石油危机和90年代的环境污染问题大大促进了太阳光伏发电的发展。其发展过程简列如下：
 
1893年   法国科学家贝克勒尔发现“光生伏打效应”，即“光伏效应”。
1876年   亚当斯等在金属和硒片上发现固态光伏效应。
1883年   制成第一个“硒光电池”，用作敏感器件。
1930年   肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年，朗格首次提 出用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。
1931年   布鲁诺将铜化合物和硒银电极浸入电解液，在阳光下启动了一个电动机。
1932年   奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳电池。
1941年   奥尔在硅上发现光伏效应。
1954年   恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室，首次制成了实用的单晶太阳电池，效率为6%。同年，韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成了第一块薄膜太阳电池。
1955年   吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。同年，第一个光电航标灯问世。美国RCA研究砷化镓太阳电池。
1957年   硅太阳电池效率达8%。
1958年   太阳电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源。
1959年   第一个多晶硅太阳电池问世，效率达5%。
1960年   硅太阳电池首次实现并网运行。
1962年   砷化镓太阳电池光电转换效率达13%。
1969年   薄膜硫化镉太阳电池效率达8%。
1972年   罗非斯基研制出紫光电池，效率达16%。
1972年   美国宇航公司背场电池问世。
1973年   砷化镓太阳电池效率达15%。
1974年   COMSAT研究所提出无反射绒面电池，硅太阳电池效率达18%。
1975年   非晶硅太阳电池问世。同年，带硅电池效率达6%~%。
1976年   多晶硅太阳电池效率达10%。
1978年   美国建成100kWp太阳地面光伏电站。
1980年    单晶硅太阳电池效率达20%，砷化镓电池达22.5%，多晶硅电池达14.5%，硫化镉电池达9.15%。
1983年   美国建成1MWp光伏电站；冶金硅（外延）电池效率达11.8%。
1986年   美国建成6.5MWp光伏电站。
1990年   德国提出“2000个光伏屋顶计划”，每个家庭的屋顶装3~5kWp光伏电池。
1995年   高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%。
1997年   美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”，在2010年以前为100万户，每户安装3~5kWp。光伏电池。有太阳时光伏屋顶向电网供电，电表反转；无太阳时电网向家庭供电，电表正转。家庭只需交“净电费”。
1997年   日本“新阳光计划”提出到2010年生产43亿Wp光伏电池。
1997年   欧洲联盟计划到2010年生产37亿Wp光伏电池。
1998年   单晶硅光伏电池效率达25%。荷兰政府提出“荷兰百万个太阳光伏屋顶计划”，到2020年完成。
 
表8-1      世界光伏电池总产量（1990-2000）
年份国家(地区)  1990  1991 1992 1993 1 994 1995  1996   1997 1998 1999   2000
美国            14.8  17.1 18.1 22.4  25.6 32.4  41.0  53.1 58.2  62.4  74.8
日本            16.8  19.9 18.6 18.7  17.5 19.5  20.5  34.0 47.5  86.0  128.7
欧洲            10.2  13.4 16.4 16.5  21.6 20.6  29.3  28.5 35.8  39.7  60.7
其它             4.7  5.0   4.8  4.4  6.0   7.5  8.5    9.4 16.3  19.2  23.5
总计            46.5  55.4 57.9 62.0  70.7 81.0  99.3   125 157.4 207.3 287.7

表8-2      几种主要光伏电池效率发展状况(%)
年份 单晶硅光伏电池 非晶硅光伏电池 硒铟铜电池 碲化镉电池 DC/AC逆变器效率
     实验室 商业化 实验室 中批量 大批量 实验室 中批量 大批量 实验室 中批缇 大批量 
      单电池 组件 中批量 大批量 单电池 组件 组件 单电池 组件 组件 单电池 组件 组件 
1991 23     17.0 15.0 13 9 6 4 13.0 9.0 12.5 6.0 919498
1995 24      21.5 15.3 14 10 8 6 17.1 10.2 15.8 8.4 6 
2000 25      22.0 18.0 15 13 10 10 20.0 13.0 10 18.0 10.0 9


表8-3   光伏发电的光伏电的价格、组件效率，系统寿命和成本变化情况
年份 光伏电的价格（美分/ kWh） 组件效率% 光伏系统寿命a 光付系统成本（美元/Wp）
1991   40~75                   5~14       5~10         10~20
1995   25~50                   7~17      10~20          7~15
2000   12~20                   10~20      >20           3~7
2010~2030 <6 15~20 >30 1~1.5
    表8。1—8。3表明，自1996年以来，世界光伏发电高速发展。表现在几种主要太阳电池效率不断提高，总产量年增幅保持在30%~40%，1998年已达200MWp/a；应用范围越来越广，尤其是光伏技术的屋顶计划，为光伏发电展现了无限光明的前途。1998年在维也纳第二届全球光伏技术大会上，会议主席施密特教授指出：“光伏将在21世纪上半纪取代原子能而成为全球能源，唯一的问题是2030年还是2050年最终实现”。如果施密特教授的预言得以实现，则太阳能世纪将在21世纪到来。
 
 
来源：1号机器人

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