光伏发电指通过光伏发电系统将太阳能转化为电能的过程。
通常系统主要由太阳光伏组件、汇流箱、逆变器、变压器及配电设备构成，同时再加上监控系统、有功无功控制系统、功率预测系统、五防系统及无功补偿装置等辅助系统组成一套完整的光伏发电系统。
太阳能电池是完成太阳能到电能转换的载体，光生伏特效应是光伏发电的基本原理。
早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差，这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，光伏发电技术由此诞生。
1、光伏是什么？
光伏(Photovoltaic):是太阳能光伏发电系统(Solar power system)的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统有独立运行和并网运行两种方式。
2、光伏如何发电？
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术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可形成大面积的太阳申池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电的主要具体原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半
导体，当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成申势差，成为大阳能电池。当大阳光照
射到P-N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。
3、光伏电站系统的组成？
光伏发电系统主要由光伏组件、光伏逆变器、直流汇流箱、直流配电柜、交流汇流箱或配电柜、升压变压器、光伏支架以及一些测试、 监控、防护等附属设施构成。部分系统还有储能蓄电池、光伏控制器等。
（1）、光伏组件
光伏组件也叫光伏电池板，是光伏发电系统中实现光电转换的核心部件，也是光伏发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳光的辐射能量转换为直流电能，并通过光伏逆变器转换为交流电为用户供电或并网发电。
（2）、光伏逆变器
光伏逆变器的主要功能是把光伏组件输出的直流电能尽可能多的转换成交流电能，提供给电网或者用户使用。光伏逆变器按运行方式不同，可分为并网逆变器和离网逆变器。并网逆变器用于并网运行的光伏发电系统。离网逆变器用于独立运行的光伏发电系统。
（3）、直流汇流箱
直流汇流箱主要是用在几百千瓦以上的光伏发电系统中，其用途是把光伏组件方阵的多路直流输出电缆集中输入、分组连接到直流汇流箱中，并通过直流汇流箱中的光伏专用熔断器、直流断路器、电涌保护器及智能监控装置等的保护和检测后，汇流输出到光伏逆变器。直流汇流箱的使用，大大简化了光伏组件与逆变器之间的连线，提高了系统的可靠性与实用性，不仅使线路连接井然有序，而且便于分组检查和维护。当光伏方阵局部发生故障时，可以局部分离检修，不影响整体发电系统的连续工作，保证光伏发电系统发挥最大效能。
（4）、直流配电柜
大型的光伏发电系统，除了采用许多个直流汇流箱外，还要用若干个直流配电柜作为光伏发电系统中二、三级汇流之用。直流配电柜主要是将各个直流汇流箱输出的直流电缆接入后再次进行汇流，然后输出再与并网逆变器连接，有利于光伏发电系统的安装、操作和维护。
（5）、交流配电柜与汇流箱
交流配电柜是在光伏发电系统中连接在逆变器与交流负载或公共电网之间的电力设备，它的主要功能是对电能进行接收、调度、分配和计量，保证供电安全,显示各种电能参数和监测故障。交流汇流箱一般用在组串式逆变器系统中，主要作用是把多个逆变器输出的交流电经过二次集中汇流后送入交流配电柜中。
（6）、升压变压器
升压变压器在光伏发电系统中主要用于将逆变器输出的低压交流电(0.4kV)升压到与并网电压等级相同的中高压电网中(如10kV、35kV、110kV、220kV 等)，通过高压并网实现电能的远距离传输。小型并网光伏发电系统基本都是在用户侧直接并网，自发自用、余电直接馈入0.4kV低压电网，故不需要升压环节。光伏发电系统用的升压变压器主要为单相或三相变压器，一般有干式和油浸式两种。
（7）、光伏支架
光伏发电系统中使用的光伏支架主要有固定倾角支架、倾角可调支架和自动跟踪支架几种。目前，在分布式光伏发电系统中，以固定倾角支架和倾角可调支架的应用最为广泛。
（8）、光伏发电系统附属设施
光伏发电系统的附属设施包括系统运行的监控和检测系统、防雷接地系统等。监控检测系统是全面监控光伏发电系统的运行状况，包括光伏组件的运行状况，逆变器的工作状态，光伏方阵的电压、电流数据，发电输出功率，电网电压频率以及太阳辐射数据等，并可以通过有线或无线网络的远程连接进行监控，通过计算机、手机等终端设备获得数据。
（9）、储能蓄电池
储能蓄电池主要用于离网光伏发电系统和带储能装置的并网光伏发电系统中，其作用主要是存储光伏电池发出的电能，并可随时向负载供电。光伏发电系统对蓄电池的基本要求是:自放电率低，使用寿命长，充电效率高，深放电能力强，工作温度范围宽，少维护或免维护以及价格低廉。
特储能（福建）集团有限公司，成立于2019年8月份，是一家专业从事分布式光伏电站、汽车充电站、光伏储能、储能应用等新能源项目的全流程的咨询、开发、投融资、设计、建设和运维、碳托管服务为一体的综合性平台公司。
光伏发电站
以沙漠为背景，通过方阵形式摆放光伏板，结合卫星图使光伏板朝向一致，每排方阵对应一个汇流箱，可以将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏串列，通过控制器，直流配电柜，光伏逆变器，交流配电柜，配套使用从而构成完整的光伏发电系统。接入数据形成电站负荷曲线、运作情况对比图表，实现电站全面监控。
光热发电站
太阳能光热发电是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。
通过现场取景、卫星图等方式，进行场景搭建，人工摆放向日镜模型，向日镜从发电塔向外扩散排布，真实还原装机分布效果，场景从上往下看就像一朵巨大的向日葵，场景中心为发电塔，镜子作为反射太阳光的媒介，发电塔相当于一个大型的热量吸收器，一次性接收成百上千个向日镜同时折射出的热量再经过热能交换，推动汽轮发动机发电。通过 HT 引擎的渲染功能，真实还原发电塔吸收热量的效果。
电站建设模拟
在沙漠中建设光伏站，需要解决沙漠钻孔成洞和沙漠大风天气等一系列问题。
实现在利用沙漠丰富的太阳能资源发展光伏发电产业的同时，还利用光伏板的遮阴效果在沙地上种植沙生植物、发展沙草产业，逐步实现沙漠增绿、企业增效、资源增值的目的。在种草的同时，还可以放养牲畜，利用现有的土地发展种养殖业，达到牧草生长与光伏发电的平衡。
荒漠化一直是中国西部发展的最大阻碍，光伏沙漠生态电站是其最主要的治沙模式。将发展光伏和沙漠治理、节能农业相结合。这样的案例也在海南藏族自治州的光伏园区实现，依次排开的太阳能光伏板与穿梭在其中的“光伏羊”，成为了一道亮丽风景线。电站的建立不仅提升了发电量，生态环境的改善，也在一定程度上提高了周边的经济发展与就业机会。
光照阴影模拟
日照观察作为光伏能源不可或缺的一项重点，Hightopo 通过与天气系统对接，实现三维场景中日照角度随着时间动态变化，从而直观的查看不同时间段日照情况。结合预设的天气动画，根据当地天气变化，对应实现天气动画效果，辅以展示整体场景。
光热电站信息监测
通过点击交互场景中的发电塔模型，以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息，与后台数据进行联动，接入真实数据，展示发电塔发电情况与发动机运行状态，做到实时监测管理。
光伏电站信息监测
通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱（包括母线电压、机箱温度、电流）数据，当出现告警时，可对模型进行染红闪烁显示，方便运维人员快速定位排查问题，足不出户即可实时查看设备相关指标，可结合算法实现数据分析，短时间内若出现数据异常变化的情况，提前进行告警，提醒相关人员及时做出决策。
同时接入了箱变（包括箱变油温、电压和电流）、逆变器（包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率）、升压站相关数据，全面监测电站运行状况，由于场景比较大，做了点击设备模型视角拉近处理，可更直观的查看设备相关信息。
知识科普与应用延伸
聚光光伏（CPV）是一种光伏（PV）技术，为了发电，CPV 使用透镜或曲面镜将阳光聚焦在小型、高质量的多结（MJ）和高效太阳能电池上。据预测，未来几十年中，利用高浓度光伏（HCPV）的光伏系统具有巨大的潜力和竞争力。有别于传统硅晶型以及薄膜型，聚光型太阳光电(HCPV)的技术最显着的优点在于它的高光电转换效率。HCPV 技术最适合应用于大型电厂，特别是在阳光日照充足、干燥、低湿度的地区。
随着光伏产业的不断深入发展，各行业也借助了光伏的自身优势开展应用，如光伏农业、光伏渔业、光伏水泵、光伏园区、光伏充电桩、光伏智慧路灯等等。图扑软件的可视化赋能产业的智慧运维，智能化管理、数字化监测、绿色化发展。
光伏太阳能作为可持续发展的能源，未来势头迅猛，而随着光伏电站的逐年增建，随之而来的光伏运维也将成为一难题，其中之一就是太阳能电池面板的灰尘污染，想要提高光伏发电效率，必然要解决表面清洁问题，而传统的人工清洗、清洁车清洗、高压水枪清洗、喷淋系统清洗都无法解决清洁能力不足的窘境，由此有了光伏清洁机器人。
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