太阳能光伏

太阳能光伏 (PV) 是使用具有光伏效应的半导体材料将光转换为电能，这是物理学、光化学和电化学中研究的一种现象。 光伏效应在商业上用于发电和用作光电传感器。

光伏系统采用太阳能模块，每个模块包括产生电能的多个太阳能电池。 光伏装置可以是地面安装、屋顶安装、壁挂式或浮动安装。 支架可以是固定的，也可以使用太阳能跟踪器跟随太阳穿过天空。

光伏技术有助于缓解气候变化，因为它排放的二氧化碳比化石燃料少得多。 太阳能光伏作为一种能源具有特殊的优势：一旦安装，它的运行不会产生污染和温室气体排放，它在电力需求方面显示出可扩展性，硅在地壳中具有大量可用性，尽管在地球上需要其他材料 银等光伏系统制造可能会限制该技术的进一步发展。 确定的其他主要制约因素是土地使用的竞争。 使用光伏作为主要能源需要储能系统或通过高压直流电力线进行全球分布，从而导致额外成本，并且还具有许多其他特定缺点，例如必须平衡的可变发电。 生产和安装确实会造成一些污染和温室气体排放，尽管只是化石燃料排放的一小部分。

光伏系统长期以来一直用于专业应用，作为独立装置，自 1990 年代以来一直在使用并网光伏系统。 光伏组件于2000年首次量产，当时德国政府资助了十万个屋顶计划。 成本的降低使光伏作为一种能源得以发展。 这在一定程度上是由于中国政府自 2000 年以来大力投资发展太阳能产能并实现规模经济。 制造技术和效率的改进也导致成本降低。 太阳能发电的优惠上网电价等净计量和财政激励措施支持了许多国家的太阳能光伏装置。 面板价格在 2004 年至 2011 年间下降了 4 倍。模块价格在 2010 年代下降了约 90%。

2019 年，全球光伏装机容量增至超过 635 吉瓦 (GW)，约占全球电力需求的 2%。 就全球装机容量而言，光伏是继水电和风电之后的第三大可再生能源。 2019 年，国际能源署预计从 2019 年到 2024 年将增长 700-880 吉瓦。在某些情况下，光伏在太阳能潜力高的地区提供了最便宜的电力来源，出价低至 0.01567 美元 2020 年卡塔尔的美元/千瓦时。2020 年，国际能源署在其《世界能源展望》中表示，“对于利用优质资源进行低成本融资的项目，太阳能光伏现在是历史上最便宜的电力来源。”

光伏一词来自希腊语 φῶς (phōs)，意思是光，而伏特是电动势的单位，伏特又来自意大利物理学家 Alessandro Volta 的姓氏，他是电池（电化学电池）的发明者 . 自 1849 年以来，英语中一直使用光伏一词。

George Cove 可能在 1909 年发明了光伏板，大约比贝尔实验室在 1950 年发明的早 40 年。1989 年，德国研究部启动了有史以来xxx个资助光伏屋顶（2200 个屋顶）的计划。 由德国波恩的 Walter Sandtner 领导的一个项目。

1994 年，日本紧随其后，实施了类似的计划，安装了 539 个住宅光伏系统。 此后，许多国家继续以指数级速度生产和资助光伏系统。

太阳能光伏最广为人知的方法是利用太阳能电池通过光伏效应将来自太阳的能量转化为电子流来发电。

太阳能电池从阳光中产生直流电，可用于为设备供电或为电池充电。 光伏的xxx个实际应用是为轨道卫星和其他航天器提供动力，但如今大多数光伏模块用于并网系统发电。 在这种情况下，需要逆变器将直流电转换为交流电。 用于远程住宅、船只、休闲车、电动汽车、路边紧急电话、遥感和管道阴极保护的独立系统的市场仍然较小。

光伏发电采用由许多含有半导体材料的太阳能电池组成的太阳能组件。