摘要：光伏發電就是可再生的替代能源之一。雖然現在光伏發電的實際應用存在著種種的局限，但是隨著光伏發電成本的降低和礦物發電成本的提高以及礦物能源的減少，如果光伏發電的成本將會與傳統發電成本相當，光伏發電將逐步進入大規模應用階段。大規模光伏發電的影響及帶來的問題是本文想要探討的主要問題。
關鍵詞：光伏發電，係統，並網運行
1.光伏發電原理特點
1.1光伏發電原理
光伏發電的核心部件是太陽能光伏電池，它目前有薄膜或單晶矽或多晶矽等材料製成。它目前主要是單晶矽材料。用單晶矽做成類似二極管中的p-n結。工作原理和二極管類似。隻不過在二極管中，推動p-n結空穴和電子運動的是外部電場，而在太陽能電池中推動和影響p-n結空穴和電子運動的是太陽光子和光輻射熱。也就是通常所說的光生伏特效應原理。目前光電轉換的效率，大約是光伏電池效率大約是單晶矽13％-19％，多晶矽11％-15％。薄膜電池8％-13％。
由光伏電池加上逆變控製器等核心部件組成的光伏發電係統。當前的光伏發電係統主要有以下幾種：離網光伏蓄電係統。這是一種常見的太陽能應用方式。在國內外應用已有若幹年。係統比較簡單，而且適應性廣；並網發電係統，當用電負荷較大時，太陽能電力不足就向市電購電。而負荷較小時，或用不完電力時，就可將多餘的電力賣給市電；前兩者混合係統，這是介於上述兩個方之間的係統。該方案有較強的適應性，例如可以根據電網的峰穀電價來調整自身的發電策略。但是其造價和運行成本較上述兩種方案高。
1.2光伏發電特點
光伏發電在世界範圍內受到高度重視，發展非常迅速。從遠期看，光伏發電將以分散式電源進入電力市場，並部分取代常規能源。光伏發電可以作為常規能源的補充，在解決特殊應用領域，如通信、信號電源，和邊遠無電地區民用生活用電需求方麵，從環境保護及能源戰略上都具有重大的意義。光伏發電的優點充分體現在以下幾個方麵：充分的清潔性；絕對的安全性。（並網電壓一般在220v以下）；相對的廣泛性；確實的長壽命和免維護性；初步的實用性；資源的充足性及潛在的經濟性等。
2.光伏發電未來展望
根據我國光伏產業聯盟的有關統計資料顯示。我國光伏產業正以每年30%的速度增長。最近三年全球太陽能電池總產量平均年增長率高達49.8%以上。按照日本新能源計劃、歐盟可再生能源白皮書、美國光伏計劃等推算，2010年全球光伏發電並網裝機容量將達到15gw，至2030年全球光伏發電裝機容量將達到300gw，至2040年光伏發電將達到全球發電總量的15%-20%。按此計劃推算，2010-2040年，光伏行業的複合增長率將高達25%以上。其中並網應用會有較大的發展，從而形成並網發電（約46%）、離網供電（約27%）和通訊機站（約21%） 3個主要應用領域。
3.未來光伏發電問題
3.1光伏發電的局限性
任何事物總是具有兩麵性。太陽能具有能量密度低，穩定性差的弱點，並受到地理分布、季節變化、晝夜交替等影響。光伏發電的局限性包括以下幾個方麵：
3.1.1時間周期局限
由於光伏發電的條件是出太陽時，光伏發電設備才能正常工作發電。因此，白晝黑夜，一年當中春夏秋冬各個季節對光伏發電的負荷影響巨大。為了應付這個情況，電網不得不配備相應容量的發電機處於旋轉備用狀態。
3.1.2地理位置局限
光伏發電設備基本上隻能依附建築物安裝建設，也就是所謂的光伏屋頂就地供電。如果離開建築物來建設光伏發電，將會大大增加成本或者破壞環境和生態。
3.1.3氣象條件局限
氣候對光伏發電影響。采用光伏並網發電無蓄電池方案時，如果一個城市上空的氣候大幅變化，將造成電力負荷的大幅波動；當一個城市上空的空氣質量比如空氣汙染，或能見度變差比如霧天，陰天等都將使光伏發電在線或實時出力下降。
3.1.4光能轉換效率偏低
和傳統能源的轉換效率相比，光伏能量的轉換效率不能令人滿意。
3.2光伏發電並網的問題
目前電能是不能大規模低成本儲存的，在可以預見的將來也不能大規模低成本儲存。這就使得光伏發電的應用受到物理因素的製約，同時也受到地理上的限製。但是隨著技術和市場的發展，當光伏發電的上網電量在電網中與傳統發電方式的發電量處於可比較的數量級和成為不可忽略的一部分時，光伏並網發電將對現有發電模式和電網的技術、經濟、政策和環境效益帶來如下問題：
3.2.1負荷峰穀對電網的影響
由於光伏並網發電係統不具備調峰和調頻能力，這將對電網的早峰負荷和晚峰負荷造成衝擊。因為光伏並網發電係統增加的發電能力並不能減少電力係統發電機組的擁有量或冗餘，所以電網必須為光伏發電係統準備相應的旋轉備用機組來解決早峰和晚峰的調峰問題。光伏並網發電係統向電網供電是以機組利用小時數下降為代價的。這會提高發電商的發電成本。
3.2.2晝夜變化，東西部時差以及季節的變化對電網的影響
由於陽光和負荷出現的周期性，光伏並網發電量的增加並不能減少對電網裝機容量的需求。
3.2.3遠距離光伏電能輸送
當光伏並網發電遠距離輸送電力在經濟和技術上成為可能時，它將給交流電網帶來新的穩定問題。光伏並網發電將對電網安全穩定運行有多大的影響目前尚不清楚。專門用於光伏並網發電的輸電線路，由於使用效率低，將對荒漠太陽能的利用形成製約。用於借道或者兼顧輸送光伏並網發電係統電能的輸電線路，由於負荷率低下，顯得很不經濟。
3.2.4降耗問題
光伏並網發電的一個主要優勢是可替代礦物燃料的消耗。由於光伏並網發電增加了發電廠發電機的旋轉備用或者是熱備用，因此，光伏並網發電的實際降耗比率應該扣除旋轉備用機組或熱備用機組損失的能量。光伏並網發電的降耗效率應該考慮到由於光伏並網發電係統提供的電力導致發電公司機組利用小時數降低帶來的效率損失。由於電力係統是作為一個整體來運行的，光伏並網發電向電網輸送電力將侵害其他發電商的利益，這是作為政策製定者需要考慮的問題。這是由於電網在考慮安全，穩定和經濟運行時，不僅僅隻由水電廠擔任旋轉備用。因此，係統中總的光伏並網發電量所等效的理論降耗標煤量前應該乘以一個小於1的係數，並且等比例的減去旋轉備用機組的廠用電損耗。
這裏給出一個公式來判斷光伏發電實際的降耗作用：
w=（wc/wn）*wp-（pc/pn）*pd：
1）w——光伏並網發電實際獲得的降耗量（標煤）。
2）wc——電網火電總發電量 （mwh）。
3）wn——電網總發電量 （mwh）。
4）wp——光伏並網發電理論降耗量（標煤）。
5）pc——火電機組總的廠用電損耗（標煤）。
6）pn——電網中總的廠用電損耗（標煤）。
7）pd——旋轉備用機組的廠用電損耗（標煤）。
4.結束語
通過上述分析，由於光伏並網發電先天的局限性，它給電網帶來的影響是顯而易見的。光伏並網發電遠期定位隻能作為電網節能降耗的重要補充手段。如果超出這個戰略定位，將造成投資和能源額外的浪費，對減少汙染排放量的樂觀看法也要大打折扣。
光伏發電進入商業化和並網運行的主要障礙是使用成本太高。而且製造單晶矽和多晶矽的企業無一例外的都是高耗能企業。因此，降低成本是光伏發電的一項首要任務，大幅提高光伏發電的效率也是降低其成本的一個重要途徑。
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