2023-304，#每日学习卡##新能源#
一、光伏发电
是太阳能发电的一种，利用半导体界面的光生伏打效应将光能直接转变为电能的一种技术。它的关键元件是太阳能电池，太阳能电池经过串联后进行封装保护壳形成大面积的太阳能电池组件，再配合功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，不涉及机械部件，所以光伏发电设备具有可靠、稳定、寿命长、安装维修简便等优点。
我国光伏发电发展可分为四个阶段：
第一阶段是在2009年前的光伏事业发展初期，光伏市场发展缓慢，中国光伏行业主要为电池和组件的加工出口，自身装机规模小妾没有明确的光伏政策支持，在全国全部发电源装机比例小于1%
第二阶段是2010~2012年，受金太阳示范工程政策的影响，我国光伏发电行业开始步入市场化的进程，发展速度得到显著提升，2012年新增装机容量比2010年增长了7倍；
第三阶段是2013~2017年，受光伏标杆电价补贴政策的支持，我国光伏发电每年新增装机容量迅速增加，从2013年的12.95GW增加到2017年53.06GW，年均增速超过40%，在全球自2013年起新增装机容量连续五年位居全球第一，累计装机在全部发电源装机中占比从2013年的1.26%提升到2017年的7.33%，发电量占比从2013年的0.16%提升到2017年的1.49%；
第四阶段是2018年至今，光伏市场新增装机逐渐减少，但总装机容量不断上升，2021年底，光伏发电累计装机达到3.06亿kW。
太阳能电池是一个非线性直流电源，电池输出功率达到最大值的点称为最大功率点，需要在不同的工作环境下，使得太阳能电池始终保持在最大功率点，从而最大限度地提高光伏发电系统的输出功率。故需要在理论和实践中研究太阳能电池的最大功率点追踪（MPPT）技术，通常通过电力电子变换实现MPPT控制，常见MPPT方法有功率匹配电路、扰动观察法、滞环比较法、实际测量法和二次插值法等。
按照光伏发电系统是否与电网连接，可分为并网光伏系统和离网型光伏系统，并网光伏系统可分为集中式光伏发电系统和分布式光伏发电系统。
离网光伏发电系统一般用于偏远无电地区供电，或作为备用电源使用。
集中式并网光伏系统通常具有具有较大的容量和规模，离负载点较远，通常建设在荒漠等空旷地方，可增加光伏效率的稳定性，太阳辐射利用率较高。
分布式并网光伏系统主要基于厂区、公用建筑表面、户用屋顶以及其他分散空闲场地。一般输出功率相对较小，在数百千瓦以内；污染小、环保效益突出；可以发电和用电并存。
二、储能
2021年中国新增储能装机为7397.9MW，累计装机达到43.44GW。
抽水蓄能是较为传统的储能方式，电化学储能属于新型储能方式，2021年，抽水储能累计装机37.57GW，占比超86%，电化学储能累计装机达到5.12GW，占比11.8%，在电化学储能中，锂离子电池占比达到91%。
储能技术包括：
1、抽水蓄能
原理：电网低谷时利用过剩电力将作为液态能量媒体的水从地标低的水库抽到地标高的水库，电网峰荷时地标高水库中的水回流到地标低水库推动水轮机发电机发电。
属于大规模、集中式能量储存，技术相当成熟，能量转换效率70%~85%，负荷响应速度快，具有日调节能力；但抽水蓄能电站建设周期长。
2、飞轮储能
利用电能驱动飞轮高速旋转，将电能转换为机械能，在需要的时候通过飞轮惯性拖动电机发电。
源于航天的先进物理储能技术，是一种大功率、快响应、高频次、长寿命的机械类储能技术，具有广阔的应用前景，目前处于市场发展前期。
缺点是能量密度低、自放电率高，适用于高功率、短时间放电、频繁充放电的场景，如UPS、能量回收、电网调频、微网调试、能源质量管理等。
3、压缩空气储能
是指电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。
4、电池储能
是目前最成熟，也是最可靠的储能技术。可分为铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池等。
铅酸电池目前最实用，但由于比能量较低，且铅是重金属污染的源头，所以不是未来发展趋势。
镍氢电池价格昂贵、高温性能差、工作电压低，不能满足储能的要求，难以实现商业化应用。
锂离子电池是目前主流发展的电池种类，比能量高、循环性能好、无记忆效应、环保无污染。
燃料电池属于氢能利用技术，是当今能源领域的开发热点。
5、氢储能
利用富余的、非高峰的或低质量的电力大规模制氢，将电能转换氢能储存；在电力输出不足时，利用氢气通过燃料电池或其他方式转换为电能输送上网。
劣势在于能源转化效率低，投资成本高，目前能量效率仅为30%。
