太阳能光伏电站设计影响因素分析
光伏发电运维及影响发电因素分析
／２０２４ ０５基金项目：国家标准ＧＢ／３７５２６ ２０１９《太阳能资源评估方法》。
光伏发电运维及影响发电因素分析方文敬（三峡新能源酒泉有限公司）摘 要：本文以某并网光伏电站为例，梳理了干扰光伏发电的因素，即电站位置、布局方案、遮挡、设备类型等。
探索了消除光伏发电干扰因素的具体措施，有合理选址、妥善布局、加强施工管理、优选设备等。
配合有效的运维管理，以此保持并网光伏电站的运行能力，尽量消除各类因素带来的发电干扰。
关键词：光伏；电力；运维０ 引言某并网光伏电站项目设立区域的海拔高度在１４８０～１５４０ｍ之间，项目区域面积约为０ ５４１ｋｍ２。
案例项目的装机容量为２７ＭＷ，主要使用集中并网光伏资源进行发电。
在开发电池组件时，消耗的晶硅数量约为２５０万个。
案例项目发电流程如下图所示。
图 案例项目发电流程１ 干扰光伏发电的因素１ １ 电站位置太阳辐射的强弱主要影响因素有：区域内太阳高度、气象条件、海拔、每日照射时间等。
在确定光伏电站位置时，可采取不同的观测形式获取太阳辐射数据。
在特定范围内，太阳能变化方式具有一定规律性，常态下，能够准确得出辐射范围。
依照国内太阳能资源评估的规范，以每年水平面辐照量为参考，国内太阳能资源可被划分成多个级别，具体见表１。
表１ 太阳能资源级别太阳能资源级别一二三四１２个月水平面辐照量累计值／（ＭＪ／ｍ２）≥６３００５０４０～６３００３７８０～５０４０＜３７８０ 在一般情况下，光伏电池组件以实际采集的太阳能辐射量为参考，综合判定其发电效率。
组件实际获取的阳光辐射量ＨＴ主要含有三个部分：直射量Ｈｚ、散射量Ｈｓ、反射量Ｈｄ，即ＨＴ＝Ｈｚ＋Ｈｓ＋Ｈｄ。
假设正向为０°，则有直射量Ｈｚ＝Ｈ１×Ｒ１，其中Ｈ１表示水平表面获取的直射量，Ｒ１表示直射时的光线倾斜因子，此光线倾斜因子与光伏组件与地面的倾斜角度、太阳赤纬角等因素具有一定关联性［１］。
１ ２ 布局方案组件间隔距离较小，组件之间会形成遮挡，间接降低发电能效；而阵列间距较大时，会改变阵列占地区域，形成较高的用地成本。
影响光伏电站发电量的10个因素
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1960年 Hoffman电子实现单晶硅电池效率达到14％； 1963年第一个商业通讯卫星Telstar发射，所用的太阳电池功率14W； 1963 年Sharp公司成功生产光伏电池组件；日本在一个灯塔安装242W光伏电池列阵，在 当时是世界最大的光伏电池列阵； 1964年宇宙飞船“光轮发射”，安装470W的光伏列阵； 1965 年Peter Olaser和A．D．Little提出卫星太阳能电站构思； 196年6带有1000W光伏列阵大轨道天文观察站发射； 1972年法国人在尼日尔一乡村学校安装一个硫化镉光伏系统，用于教育电视供电 1973年美国特拉华大学建成世界第一个光伏住宅； 1974年日本推出光伏发电的“阳光计划”；Tyco实验室生长第一块EFG晶体硅带，25mm 宽，457mm长(EFG：Edge defined Film Fed—Growth，定边喂膜生长)； 1977年世界光伏电池超过500kW；D．E．Carlson和c．R．Wronski在w．E．Spear的 1975年控制p-n结的工作基础上制成世界上第一个非晶硅(a—Si)太阳电池； 1979年世界太阳电池安装总量达到1MW； 1980年 ARCO太阳能公司是世界上第一个年产量达到1MW光伏电池生产厂家；三洋电气 公司利用非晶硅电池率先制成手持式袖珍计算器，接着完成了a—si组件批量生产并进行了户 外测试； 1981年名为Solar Challenger的光伏动力飞机飞行成功；
我国的太阳辐射情况
四类太阳辐射地区
太阳光谱
大气质量
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Z：太阳天顶角 Z=48.2°,AM1.5
讨论：
1：不同的太阳电池的频率响应是不一样的， 通常在300—1200nm之间。 2：近红外线和近紫外线是可以发电的。 3：太阳常数：在地球大气层外，平均日地距 离处垂直太阳光单位面积上的太阳辐射强 度，用AM0表示。 1367W±7W/m2 25℃,1000W/m2, AM1.5为太阳电池的测试 条件。
太阳能电池光伏系统性能分析及优化设计
太阳能电池光伏系统性能分析及优化设计在当今社会，大力推行可再生能源，特别是太阳能电池，不仅可以减少化石能源对环境的影响，还可以有效地满足人们对能源的需求。
太阳能电池系统是由太阳能电池、光伏组件、逆变器、变压器、充电控制器等部件组成，是太阳能电池向电能方向的一种转换效率极高的系统。
本文旨在分析太阳能电池光伏系统的性能，并在此基础上提出优化策略。
一、太阳能电池光伏系统性能分析太阳能电池光伏系统的效率直接影响着发电量，主要受到环境因素、电池本身质量、电路设计等因素的影响。
1、环境因素太阳能电池光伏系统需要在阳光充足的环境下工作，因此环境对系统性能的影响是关键因素之一。
在不同地区，气象条件和日照时间的差异会导致系统的效率不同。
例如，沙漠地区日照时间长，云量少，太阳能电池光伏系统的效率相对较高；而湿润地区光照强度较弱，云量较多，太阳能电池光伏系统的发电量对比较低。
2、电池本身质量太阳能电池的性能是系统效率的决定因素。
太阳能电池的效率受电池板级别、电池片数、电池片大小等因素的影响。
若电池板级别较高、电池片数较多、单元效率较高，则系统的效率也会相应提高。
3、电路设计电路设计是影响太阳能电池光伏系统效率的关键因素之一。
逆变器、变压器、充电控制器等重要电路部件的选择和优化是保证系统性能良好的关键。
对于系统的电路设计，要进行合理的模拟分析和优化，从而选择最适合系统要求的电路结构。
二、太阳能电池光伏系统优化设计太阳能电池光伏系统的优化设计，主要包括电池组件的优化、新型材料的研发应用、系统本身的智能化管理等方面。
1、电池组件的优化太阳能电池板的使用寿命通常较长，但在实际应用过程中，由于受到外界环境条件因素的影响，板的表面会被污染和光分解，从而降低板的发电效率。
为此，应用人工光反射材质，将光线反射到电池板表面，增加板的接收光线的比例，从而提高板的照度，进一步提高太阳能电池光伏系统的效率。
2、新型材料的研发应用随着科技的不断发展，新型材料的研发应用也逐渐成为了太阳能电池光伏系统优化设计的重要方向。
影响光伏电站发电量的10个因素
影响光伏电站发电量的10个因素光伏电站是利用太阳能将光能转化为电能的设备，可以产生清洁能源。
虽然光伏电站具有稳定性和可靠性，但仍然受到一些因素的影响。
以下是影响光伏电站发电量的10个因素。
1.太阳辐射量：光伏电站的发电量主要依赖于太阳辐射量。
当太阳光辐射量越大，发电效率就越高。
2.太阳高度角：太阳高度角是指太阳在天空中的高度。
太阳高度角越大，太阳能照射角度更直接，光伏电站的发电量就越高。
3.气象条件：气象条件如温度、湿度和风速等都会影响光伏电站的发电效率。
在高温环境下，光伏电池的效率可能会下降。
4.阴影效应：即使只有一个光伏电池板被阴影覆盖住，整个光伏电站的发电效率也会受到影响。
因此，避免阴影对光伏电站的影响至关重要。
5.清洁度：光伏电池板表面的灰尘和污垢都会影响太阳光的吸收效率，减少光伏电站的发电量。
保持光伏电池板的清洁度非常重要。
6.光伏电池板的类型和质量：光伏电池板的类型和质量直接影响光伏电站的发电效率。
高效率和高质量的光伏电池板可以提高光伏电站的发电量。
7.倾角和朝向：光伏电池板的倾角和朝向对发电效率有很大影响。
根据光照条件和经纬度等因素，调整倾角和朝向可以最大化光伏电站的发电效率。
8.系统效率：光伏电站系统包括逆变器和电网连接等组件。
这些组件的效率也会影响光伏电站的发电量。
9.电网稳定性：光伏电站需要连接到电网上才能将发电量注入电网。
电网的稳定性和质量会影响光伏电站的发电量和运行。
10.维护和管理：正确的维护和管理对于保持光伏电站的高效运行至关重要。
定期清洁、检查和维护光伏电站的设备可以避免潜在的故障，并保持发电量的稳定。
总之，光伏电站的发电量受多个因素影响，包括太阳辐射量、太阳高度角、气象条件、阴影效应、清洁度、光伏电池板的类型和质量、倾角和朝向、系统效率、电网稳定性以及维护和管理等。
对于实现最高发电效率以及可靠运行的光伏电站，需要综合考虑和管理这些因素。
太阳能光伏电站的设计和实现
太阳能光伏电站的设计和实现随着环境保护意识日益增强，以及化石能源的储量不断减少，太阳能光伏电站以其清洁、可再生、可持续等优点逐渐成为人们关注的焦点。
那么，如何进行太阳能光伏电站的设计和实现呢？一、太阳能光伏电站的设计1. 地点选址地点选址需要考虑多个因素。
首先，必须充分利用太阳能资源，选择阳光充沛、全年日照时间充足的地区。
其次，考虑电力消费量和需求状况，建设地点附近的用电负荷是决定电站设备容量大小和组件数量的重要因素。
另外，还要考虑到地形、气候等因素，如遮挡、地表高度差、气候变化等都会影响电站的发电量和收益。
2. 设备容量与组件数量设备容量和组件数量的选择需要考虑到以上提到的地点选址因素，以及电站运行维护等成本因素。
建议根据地点日平均辐照量来选择设备容量和组件数量，确保电站能够满足所在地区的用电需求。
3. 布局设计电池板的安装位置应该考虑到尽可能的获得更多的阳光，采用适当的倾角和方位，可以提高光电转化效率。
另外，在布局设计时，应该合理使用场地，少占用农田等重要资源，在满足用电需求前提下，尽量减少对周边生态环境的影响。
二、太阳能光伏电站的实现暂且不谈各大企业提供的光伏组件及其性能差异等因素，我们想到从以下几个方面来具体实现项目。
1. 项目策划与预算太阳能光伏电站的实现首先需要进行项目策划，确定项目实现方案。
根据实地勘察和数据分析综合考虑需求、情况、生产等环节，制订科学合理的方案和预算，精细地部署每一步工作，确保能够顺利实施，并且达到最大的经济效益。
2. 光伏组件选购太阳能光伏电站选用的组件是影响电站发电量、寿命、稳定性等因素的关键。
因此，在选取光伏组件时，应该谨慎选择，并充分了解光伏组件的品牌、性能参数、生产工艺等信息。
同时，还需对光伏组件进行质量检测，确保其质量达到标准。
3. 系统安装与调试光伏组件的安装协定和又快又好。
在安装过程中，我们既要注意安全，还要确保安装质量，并尽可能地提高安装效率。
在系统调试期间，需要进行各种检测，如“喂充电”测试、逆变器开机测试、发电线路和组串电压测试等。
太阳能光伏系统的经济性分析与设计
太阳能光伏系统的经济性分析与设计一、引言如今，随着对可再生能源的需求日益增长，太阳能光伏系统作为其中一种重要的技术手段，越来越受到人们的关注。
太阳能光伏系统的经济性分析与设计对于合理利用太阳能资源、降低能源成本以及可持续发展具有重要意义。
本文将就太阳能光伏系统的经济性分析和设计进行探讨。
二、太阳能光伏系统的经济性分析太阳能光伏系统的经济性分析旨在评估系统建设和运行的经济效益，为决策者提供科学的依据。
经济性分析一般包括成本效益分析和投资回收期等指标。
1. 成本效益分析成本效益分析是太阳能光伏系统经济性分析中最为重要的环节之一。
成本效益分析能够综合考虑系统建设成本、运行维护成本以及由系统带来的效益，为决策者提供合理的评估依据。
在进行成本效益分析时，需要考虑到以下几个方面：（1）系统建设成本：包括太阳能光伏发电设备的采购成本、安装调试成本以及系统配套设施的投入成本等。
此外，还需考虑到电网连接费用等相关支出。
（2）运行维护成本：太阳能光伏系统需要定期维护以保证其正常稳定运行，维护成本包括人工维护人员工资、设备维修费用等方面。
（3）效益分析：太阳能光伏系统能够有效减少使用传统能源带来的环境污染，降低对化石燃料的依赖性，同时还能够为用户提供廉价的清洁能源。
在成本效益分析中，还需要将以上效益纳入考虑范围，以准确评估系统带来的经济效益。
2. 投资回收期投资回收期是评估太阳能光伏系统经济性的重要指标之一。
投资回收期是指投资者从投资项目中获得的正现金流量等于或超过最初投资金额所需要的时间。
较短的投资回收期意味着项目的经济效益较好，对投资者来说更具吸引力。
在计算投资回收期时，需综合考虑系统建设成本、运行维护成本以及系统带来的效益等多个因素。
三、太阳能光伏系统的设计原则太阳能光伏系统的设计应基于实际需求和条件进行，合理考虑系统性能、系统容量、布局安装、组件选择等因素。
以下是太阳能光伏系统设计的一些原则：1. 优化系统效能为了最大限度地利用太阳辐射能，太阳能光伏系统的设计应充分考虑组件布局、安装角度和倾斜角度等因素，优化系统效能。
光伏电站的规划与设计
光伏电站的规划与设计光伏电站是利用太阳能光电转化技术发电的设施，其规划与设计是确保电站能够高效运行和稳定发电的重要环节。
本文将从光伏电站选址、组件选择、系统设计等多个方面进行论述，旨在为光伏电站的规划与设计提供一些建议和指导。
一、选址光伏电站选址是整个规划与设计的首要环节。
选址时需要考虑以下因素：1. 太阳辐射条件：充足的日照是光伏电站发电的基础条件，因此选址应优先选择日照条件良好的地区。
2. 土地条件：光伏电站需要大面积的土地用于建设光伏板，因此选址时需要考虑土地的平整度、承载能力等因素。
3. 电网接入条件：光伏电站需要接入电网进行电力交互，因此选址时要考虑离电网的距离和接入条件。
二、组件选择光伏电站的组件选择直接影响着电站发电效率和寿命。
在组件选择时需要考虑以下因素：1. 光伏板类型：根据电站规模和预期发电量确定采用单晶硅、多晶硅还是薄膜光伏板。
单晶硅光伏板效率较高，但成本也较高；多晶硅光伏板效率稍低，但成本相对较低；薄膜光伏板成本较低，但效率较低。
2. 组件质量：选择具有良好质量的组件品牌，确保组件的性能稳定和寿命长。
3. 防尘和防污措施：光伏电站的组件容易积尘或被污染，因此需要选择具有防尘和防污功能的组件，或者采取定期清洗的措施。
三、系统设计光伏电站的系统设计是确保光伏电能高效转化为电力的关键环节。
下面是一些重要的设计考虑因素：1. 平衡系统容量：根据实际需求和预期发电量确定电站的总装机容量，避免过度投资和低负载运行。
2. 接线和逆变器设计：合理布置光伏板的接线和安装逆变器，以减少线路损耗和提高电流转换效率。
3. 蓄能设备：对于离电网较远的光伏电站或需要应对突发情况的电站，需要考虑搭配蓄能设备，以便储存和供应电能。
4. 规划配套设施：在光伏电站的设计中，应考虑配套设施的规划，如变电站、监控系统、安全设施等，以确保电站的运行安全和管理便捷性。
总结光伏电站的规划与设计涉及多个方面，从选址到组件选择和系统设计都需要综合考虑不同的因素。
太阳能光伏发电组件发电效率影响因素
太阳能光伏发电组件发电效率影响因素太阳能光伏发电是一种可再生能源发电方式，其发电效率是评价光伏组件性能的重要指标。
为了提高太阳能光伏发电的效率，我们需要了解影响太阳能光伏发电组件发电效率的因素。
1. 太阳辐射强度太阳辐射强度是影响太阳能光伏发电效率的关键因素之一。
太阳辐射越强，光伏组件所接收到的光能量就越多，从而产生更多的电能。
因此，地理位置的纬度、海拔高度、气候状况等因素都会对太阳辐射强度产生影响。
2. 温度影响光伏组件的温度对其发电效率有显著影响。
当光伏组件温度升高时，其内部电压会降低，从而影响到电能的产生。
高温还会损害光伏组件的材料，并降低其寿命。
因此，太阳能光伏发电系统需要良好的散热设计，以降低光伏组件的工作温度。
3. 光伏组件的材料和结构光伏组件的材料和结构也是影响发电效率的重要因素。
目前常见的光伏组件材料包括单晶硅、多晶硅和非晶硅等。
其中，单晶硅的光电转化效率较高，但成本也相对较高，多晶硅则是较常用的材料。
此外，光伏组件的结构设计也很重要，包括表面反射率、角度优化和防尘覆盖等，这些因素都会影响组件的光吸收能力和光电转化效率。
4. 光伏组件的面积和布局光伏组件的面积和布局方式也会对发电效率产生影响。
面积较大的光伏组件能够吸收更多的阳光能量，从而提高发电效率。
此外，组件之间的间距和阴影的遮挡都会降低发电效率。
5. 清洁程度和维护光伏组件的外部清洁程度也会影响其发电效率。
灰尘、污垢和树叶等污染物会阻挡阳光的照射，降低光伏组件的光吸收能力，从而降低发电效率。
因此，定期对光伏组件进行清洗和维护是保持高效发电的重要措施。
6. 系统设计和组件匹配光伏发电系统的设计和组件匹配也会影响发电效率。
系统组件包括逆变器、电池、集中式或分布式发电系统等。
逆变器的质量和效率直接影响到光伏组件的电能转换和传输效率。
此外，在系统中合理配置电缆、接线盒和保险丝等也对光伏发电效率具有重要影响。
总结太阳能光伏发电组件的发电效率受多个因素的影响，包括太阳辐射强度、温度影响、组件材料和结构、面积和布局、清洁程度和维护以及系统设计和组件匹配等。
太阳能光伏电站的设计及性能评估
太阳能光伏电站的设计及性能评估随着环保意识的增强和能源需求的增加，太阳能光伏电站作为一种清洁能源系统已经成为人们关注的热点话题。
光伏电站的设计和建设需要考虑许多因素，包括太阳能资源、地形地貌、建设成本、运营维护费用等。
本文将详细介绍太阳能光伏电站的设计和性能评估的各方面内容。
一、太阳能资源评估太阳能资源是太阳能光伏电站建设的基础和关键，因此在设计之前必须进行准确的太阳能资源评估。
太阳能资源评估的主要指标是每平方米的平均每日辐照度。
在评估太阳能资源时应该考虑以下几个方面：1.地理位置和气候条件太阳能资源与地理位置和气候条件密切相关。
位于热带或亚热带地区的光伏电站可获得更充足的太阳能资源。
此外，辐照度与海拔高度、大气条件、降水量及云量等气候因素也有密切关系。
2.影响因素影响太阳能资源的因素包括位置、倾斜度和方位角度等。
在选址时应该根据建设具体情况对这些因素进行综合考虑。
二、电站规模设计光伏电站的规模大小直接影响经济效益和社会效益。
规模设计应该根据电力需要、建设成本、运营成本、政策补贴等多方面因素进行综合考虑。
通常规模较大的光伏电站更具有经济和社会效益，但是建设投资和运营维护成本相对较高。
规模较小的光伏电站，建设成本和运营维护费用较低，但是收益相对较小。
三、光伏电池板设计光伏电池板是太阳光能转化为电能的核心部件。
光伏电池板的设计应根据太阳能资源量、日照时间、建设空间、安装高度、电站类型等因素进行考虑。
具体设计应该包括以下几方面：1.光伏电池板类型光伏电池板可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅和有机化合物四种。
不同类型的光伏电池板具有不同的特点，包括发电效率、制造工艺、成本和稳定性等。
2.倾斜角度和方位角度在设计光伏电池板安装位置时应该考虑倾斜角度和方位角度。
不同的地区和季节，应有不同的倾斜角度和方位角度。
在倾斜角度方面，通常是与地面平行，也可以根据经纬度和季节来改变。
在方位角度方面，则应根据当地的磁偏角进行调整。
光伏发电系统性能参数影响因素分析与优化
光伏发电系统性能参数影响因素分析与优化光伏发电是一种基于太阳能转换为电能的清洁能源，应用广泛。
然而，现实中光伏发电系统的性能会受到多种因素的影响，因此，本文将分析影响光伏发电系统性能参数的因素，并提出优化建议。
一、阳光照射强度光伏发电系统最主要的影响因素是阳光照射强度。
当阳光照射强度不足时，系统的发电量会降低。
因此，在安装光伏发电系统时，需要充分考虑当地的气候条件和阳光照射情况，选择适当的容量和数量的太阳能电池板。
二、温度温度也是影响光伏发电系统性能的重要因素。
当温度升高时，光伏电池板的输出电压和电流都会降低，从而减少电流输出，影响光伏发电的效率。
为解决这一问题，可以采用水冷却的方式对光伏电池板进行降温，提高光伏发电的效率。
三、阴影覆盖当光伏发电系统中一些电池板被阴影覆盖时，其电池板的输出电压和电流都会降低，从而影响发电效率。
因此，在安装光伏发电系统时，需要避免将电池板安装在阴影区域，并在光伏发电系统中设计相应的防遮挡措施。
四、电池板材质和类型在光伏发电系统中，电池板是直接将太阳能转化为电能的主要部件。
电池板的材料种类和设计均会影响光伏发电的效率。
因此，在选择电池板材料和类型时，应考虑其转化效率、耐久性和可靠性等方面的因素。
五、系统设计和构造系统设计和构造也会影响光伏发电系统的效率。
例如，适当的电线电缆选择和铺设可以降低电线电缆的电阻，提高系统在长距离输电过程中的效率；适当的逆变器优化设计可以实现功率的最大化输出等等。
六、数据监测与自动化控制数据监测与自动化控制可以实现对光伏发电系统的自动化控制、数据监测、异常判断、自动故障排除等功能，提高光伏发电系统的发电效率、稳定性、安全性等方面的性能表现。
综上所述，光伏发电系统的性能受到多种因素的影响。
为了提高光伏发电系统的效率和稳定性，我们需要在系统的设计、光伏电池板的材质和类型选择、防遮挡措施等方面，加以优化和改进，从而提升光伏发电系统的性能表现。
当然，这些因素的影响还不止以上几点，未来我们还需要深入研究这些因素的相互关系和影响，从而更好地优化光伏发电系统的性能参数。
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第35卷第2期华电技术Vol．35No．22013年2月Huadian TechnologyFeb．2013太阳能光伏电站设计影响因素分析黄湘，葛文刚，禹超（中国华电工程（集团）有限公司，北京100035）摘要：分析了光伏发电输出的特点、不同气候条件下的发电特性、太阳辐照数据和发电量之间的关系及光伏发电电池板与地面角度和发电量的关系、占地及单位面积占地与全年发电量的关系。
采用全年发电总量计算的方法来确定电池板与地面角度，考虑到电池板清洁系数对发电量的影响，提出了在光伏电站建设过程应注意的事项。
关键词：太阳能光伏电站；太阳能光伏电池；太阳能辐照度；全年发电总量；全年发电总量；电池板表面清洁系数中图分类号：TK 519文献标志码：B文章编号：1674－1951（2013）02－0079－04收稿日期：2012－02－03；修回日期：2012－11－040引言在太阳能利用方面，太阳能光伏发电是太阳能利用的重要环节。
光伏电池组件是太阳能发电的关键部件，太阳能光照和电流关系决定了其发电特性。
在已有的装机容量和占地基础上，全年如何得到最大发电量，是太阳能光伏电站设计的关键所在。
1太阳能光伏电池的发展阶段按照年代早晚、能量转换效率和生产成本进行分析，人们对太阳能电池类型分为若干代。
目前，以不同基底板和掺杂不同材料的太阳电池种类较多，划分方法也很多，德国M A Green 提出将所有类型的太阳能光伏电池划分为3代。
第1代为所有单晶硅、多晶硅和砷化镓电池形式，以硅材料作为基底的太阳电池板元件的工业产品，转换效率可达到18%，其寿命在20年左右。
国内专家预测，到“十二五”末，该效率将在现有基础上提高1% 2%。
第2代为薄膜型太阳电池板元件，为降低造价，其基底主要是以廉价载体为主（包括玻璃、陶瓷等），可在载体上覆盖微米级的光电转换材料，第2代太阳电池的转换效率较低，不同形式的电池效率相差也很大，大约在5% 12%，它的另一缺点是稳定性和寿命较低，但成本下降很多。
目前，第2代电池已有生产，但规模化应用还没有形成。
第3代电池是正在研发的电池形式，利用不同材料构成的多层薄膜叠加结构或同种异相材料由于太阳辐照能是以不同光谱传输的能量（包括紫外光、可见光和红外光谱），因而可利用不同材料层对不同光谱的吸收效果，最大限度地完成光－电转换。
根据预测，多层混合相结构的太阳电池效率可达到60%，假定这一效率能够实现，以青海格尔木地区太阳辐照条件推算，若用第1代电池板发电，以每平方千米为基础，年发电量可达50GW ·h ，而用第3代电池板发电，每平方千米年发电量可达150GW ·h 。
电池是以年代为划分阶段的，实际上，这种划分方法不符合材料分类原则、效率划分原则，也不符合生产成本原则。
现阶段大多数太阳能发电应用仍采用第1代产品，第2代产品的应用比例很低，主要用于特殊需要的场合；第3代产品处于实验室阶段，与实际和低成本应用有相当距离。
2太阳能光伏电站输出负荷曲线不同的发电形式具有不同的负荷输出特性，太阳能的高品位利用就是发电，一般来讲，太阳能发电有2种形式：光伏发电和热发电。
图1曲线是美国2座5MW 太阳能热电站和太阳能光伏电站在同一天的发电量对比。
从图1可以看出，光伏发电输出负荷随日照的变化而变化，其变化幅度比较大，而热发电输出负荷变化则较为平稳，这是由于发电形式不同，虽然在相同的太阳能辐照输入条件下，输出特性具有各自的特点。
图150MW 热发电和50MW 光伏发电1日内日照实测比较（美国加州）（1）太阳能光伏发电是一种敏感性发电形式，光照度大于15 20W /m 2时就能发电，因此，在清·80·华电技术第35卷图2光伏发电1日内在晴天和阴天时不同的功率曲线晨或傍晚时，太阳能辐照度很低，光伏电池也能输出较低的电力负荷，即使在阴天时也有10% 20%的负荷输出，而太阳能热发电需要太阳辐照达到一定能量后才能进入发电程序，图1说明了这种情况。
从图1中可以看出，傍晚时热发电比光伏发电时间长，这是因为热发电有少量蓄热，因此，延长了发电时间。
（2）中午太阳辐照度达到最大时，太阳能热发电的输出负荷也达到高峰，其输出负荷和太阳辐照能成正比。
但是，光伏电池具有温度效应，因而此时的发电负荷和热发电相比反而下降，图1说明在上午11：00至下午03：00，光伏发电负荷值低于热发电。
（3）太阳能光伏的输出负荷波动大于太阳能热发电，这是由于热发电具有热惯性，同时大多数热发电都具有蓄热功能，因而可将多余的太阳辐照能转化为热能暂时储存起来，等到太阳被云层遮挡时会迅速释放出多余能量，保持了负荷输出的稳定性。
（4）热发电形式推广到一年四季来考虑，夏季热发电形式的发电输出负荷可能整体大于光伏发电，而冬季光伏发电输出负荷整体大于热发电形式（根据计算和推测，目前暂无实际对比数据）。
在一定太阳辐照度的条件下，对于一天的总体发电量来说，热发电大于光伏发电，因为光伏发电年均效率为9．0% 11．0%，而50MW 槽式热发电年均效率大约为13．5%。
3太阳辐照度和光伏发电输出量对比分析太阳辐照度和光伏发电输出功率之间成正比关系，图2为浙江杭州地区的太阳能光伏电站功率输出曲线。
杭州当地地理纬度为30ʎ14'，水平面年总辐照量为4069MJ /m 2，电站共安装电池板308．12kW ，年发电量为3000MW ·h 。
计算得到每千瓦装机年发电量为974kW ·h ，相当于10MW 装机容量机组的年发电量（9740MW ·h ）。
根据图示，晴天和阴天的输出负荷变化差别很大，图2a 为在晴天条件下全天输出功率和太阳辐照度基本吻合，功率变动相对平缓，但也有短时功率变动较大的情况，从所采集的典型数据来分析，因日照原因引起每分钟的负荷变化率约占负荷总容量的20%。
阴天条件下的输出功率（如图2b 所示）则出现明显的波动，发电量较晴天减少一半以上，全天功率变动较大，但功率变化率略低于日照充足时段。
在多云天气时，发电负荷变化率会更大。
以云南昆明地区的太阳能光伏电站为例，当地地理纬度为25ʎ01'，水平面年总辐照量为5337．1MJ /m 2，电站共安装电池板160kW ，年发电量为2000MW ·h ，计算得到每千瓦装机年发电量为1250kW ·h ，相当于10MW 装机容量机组的年发电量（12500MW ·h ）。
根据当地辐辐照量计算，2个光伏电站年均发电效率分别为10．71%和10．19%。
虽然杭州的光伏电站单位千瓦总发电量小于昆明光伏电站，但杭州光伏电站总体效率却高于昆明光伏电站。
另一个例子是华电上海普陀太阳能屋顶电站，地理位置为北纬31ʎ17'，太阳水平面年总辐辐照量为4497MJ /m 2，装机容量为1．43MW ，年总发电约1500MW ·h ，折算为10MW 装机容量机组，年发电量为10490MW ·h 。
华能格尔木太阳能电站已投产装机容量为5MW ，其中装有0．5MW 的跟踪型电池板，地理位置为北纬36ʎ24'，其全年发电效率要高于固定式电池板，通过计算扣除这部分的多余发电量，得到10MW 装机容量年毛发电量为14070MW ·h （现场收集），扣除厂用电，净发电量为13640MW ·h 。
可见，在相同设备及装机容量条件下，青海地区年发电量比上海地区高34%。
华电宁夏光伏电站装机容量为10MW ，地理位置为北纬37ʎ48'，年毛发电量为16030MW ·h ，扣除厂用电，净发电量为15850MW ·h ，每平方千米年发电量为59370MW ·h 。
第2期黄湘，等:太阳能光伏电站设计影响因素分析·81·4光伏发电电池板倾角与全年发电量光伏发电电池板的倾角布置与全年发电量关系极大，如何在不同经度、纬度下布置倾角，关系到全年的发电出力。
固定式光伏发电阵列设计角度按照固定倾角β及方位角γ分别取值，这是大多数太阳能电池阵列的设计模式。
在这种模式下，考虑到太阳升起和落下角度均东西对称，故方位角γ取为零，即朝正南方向布置。
而倾角β的大小则与太阳能电池阵列安装的地理位置有关，经常取用当地纬度值作为布置倾角。
以华电格尔木光伏电站为例，该电站位于格尔木市东出口收费站以东12km，109国道北侧10km处的戈壁滩上，坐标位置为北纬36ʎ24'，东经95ʎ12'。
因为太阳赤纬角为23．45ʎ，计算得到当地夏至与冬至正午12：00时太阳高度角分别为77．04ʎ和30．16ʎ，其太阳高度角平均值为1/2ˑ（77．04ʎ+30．16ʎ）=53．6ʎ，而太阳法向线与地面的夹角正好为90ʎ－53．6ʎ=36．4ʎ。
因此，格尔木光伏电站取36ʎ角作为太阳电池板的倾角。
决定了太阳电池板倾角，就需要确定光伏电池板阵列间的安装间距，2块电池板之间的间距d是阵列设计中另一重要参数，可用如下公式计算得到d=0．707htan［arcsin（0．648cosθ－0．399sinθ）］，（1）式中：h为组件的高度；θ为纬度角。
根据无锡尚德太阳能电力有限公司提供的电池板数据，计算得到2块电池板的间距约为7m。
按10MW装机容量占地26．7hm2计算，每平方千米装机容量可达37．45MW，以10MW装机年发电量为14000MW·h计算，全年发电量为52430MW·h。
上述计算的电池板倾角是一个折中的办法，就是取太阳辐照角度在冬季和夏季的平均值作为使用值，实际结果不一定使全年发电量达到最大值。
对光伏并网系统来说，优化倾角β并使太阳能阵列全年发电量最大是最终目的。
根据现场数据，太阳能辐照值每个月都是不同的，当地纬度越大，夏季和冬季月平均值就相差越大，纬度超过45ʎ，夏季和冬季值的比会大于3．5。
因此，当电池板和地面角度变小时，应充分利用夏季太阳辐照值，使发电量增加，当然，冬季发电量会降低，但夏季发电增加量会大于冬季的减少量。
使全年综合发电量增加，根据上述思路，适当降低电池板与地面角度，可减小2块电池板间距，增加全年发电量，增加每平方千米的装机容量，同时增加每平方千米年总发电量。
因此，电池板的最佳倾角计算方法有2种：一是找到全年冬季和夏季太阳辐照值的中点，这个中点靠近春分和秋分的夏季一侧，计算出这一天的太阳高度角，计算出电池板的倾角。
二是利用每天的太阳辐照值，用已知的电池板特性曲线，计算出每天的发电量，从而找到冬季和夏季的中点日，计算出这一天的太阳高度角，计算得到电池板倾角。
后一种方法最精确，但由于计算关系复杂，目前还不能给出一个简单或直接的公式，但通过计算机编程可以计算全年的太阳能光伏发电量，通过调节不同的电池板与地面角度，优化得到最佳角度，同时也得到单位占地的最大发电量。