推广户用光伏电源系统是解决无电地区农牧民生活用电的重要途径
王长贵
谢惠卿（一）
光伏发电技术是利用根据光生伏打效应原理制成的太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电技术，具有不消耗化石燃料、电能就地产生不需长距离输送、没有环境污染、可靠性高、寿命长、使用维护简单、安全性能好、适合分散供电、扩充容量方便、与其他电源系统容易兼容、储能比较方便等优点。因此，自50年代发明太阳能电池以来，随着技术水平的不断发展提高，成本价格的大幅度下降，已从空间应用扩展到地面应用，目前已在通信、广播、电视、交通、农林、气象、石油、地质、国防以及人民生活等领域中获得广泛应用，取得了明显的经济效益、社会效益和环境效益。可以预见，随着科学技术的发展，太阳能电池成本价格的进一步大幅度降低，世界化石能源资源的日渐枯竭，对于环境保护的要求的愈益迫切，以可再生的太阳能为基石的光伏发电技术，在21世纪末或22世纪初，必将发展成为全世界的重要发电技术之一，会在整个电力构成中占有相当大的比重。
据统计，截至1994年底，我国尚有2400多万个农户、大约1.1亿人口还没有用上电。这些地方，多为边远偏僻的山区、牧区、高原、海岛，缺乏常规能源资源，也少有技术经济上可供开发利用的小水电资源，同时远离大电网、人口稀少、 居住分散、用电负荷不大、交通极不方便，但其太阳能资源相当丰富，多处于我国太阳能资源的高值区。因此，充分利用这些地区得天独厚的太阳能资源，有计划有步骤地、因地制宜地推广应用户用光伏电源系统，以满足这些无电地区广大农牧民照明、听广播、看电视等生活用电的需要，是一条重要的途径，理想的方式。当前，这些地方由于没有电，仍然过着“日出而作，日落而息”，远离现代文明的生活，经济不发达，科学文化落后，文盲多，人口素质低下。如果有了电，就可大大促进这些地区经济的发展，科学文化水平的提高，人口素质的改善，尽快摆脱贫穷落后，走上文明富裕。而使这些地区尽快地脱贫致富，不但对于全国经济的平衡协调发展和缩小东部与西部地区之间的差距具有重要意义，而且对于增强我国各民族的团结和保持稳定具有重要意义。
从上述分析可以认为，光伏发电技术是一项优化未来世界电力构成的高新发电技术，不消耗化石能源，不污染环境，发展前景广阔；户用光伏电源系统是解决我国无电地区广大农牧民生活用电的重要方式，在经济上和政治上具有重要意义，在技术上也业已成熟，应大力提倡，积极推广。
（二）
我国无电地区的广大农牧民，当前在用电方面的迫切要求，是应用不用常规能源的小电源点上电灯、听到广播、看到电视。通过试验示范证明，户用光伏电源系统技术成熟、使用简单、不消耗燃料、安全可靠、容量随意、移动方便，是满足这些需要的最为理想的小电源。
户用光伏电源系统通常由太阳能电池组件及支架、控制器、逆变器、蓄电池组等部分
组成，其工作原理如下图所示。
户用光伏电源系统原理框图
太阳能电池组件；
防反充二极管 
蓄电池组
白天，太阳能电池组件接收太阳光，输出电能，经过防反充二极管向蓄电池组充电；夜晚，逆变器把蓄电池组输出的直流电变换为交流电，供用电负荷使用。系统中，防反充二极管的功能是用以阻止蓄电池组通过太阳能电池组件放电；控制器的功能是对蓄电池组的过充电和过放电进行保护；逆变器的功能是将蓄电池组输出的直流电变换为交流电。
为适应不同用户的不同需要，已研制试验的户用光伏电源系统可分为如下3个不同功率的系列规格。
(1) 16瓦系统：直流供电，便携式，可为2盏6～8瓦的直流节能灯和收录机供电。每日可供电4～5小时。在遇到连续3天阴雨天时仍可正常供电。系统包括：太阳能电池组件及支架、控制器、免维护密封铅酸蓄电池组和机箱。
(2) 76瓦系统：交流供电，可为2盏6～11瓦交流节能灯、1台14～20英寸彩色电视接收机及1台收录机供电。每日可供电5小时。在遇到连续3天阴雨天时仍可正常供电。系统包括：38瓦太阳能电池组件2块及支架、一体化控制/逆变器、免维护密封铅酸蓄电池组。
(3) 105瓦系统：交流供电，可为4盏6～11瓦交流节能灯、1台20～24英寸彩色电视接收机、1台收录机和1台录像机或其他小型家用电器供电，并可为可充电的刮胡刀或可充电的小容量干电池充电。每日可供电5小时。在遇到连续3天阴雨天时仍可正常供电。系统包括：35瓦太阳能电池组件3块及支架、一体化控制/逆变器、免维护密封铅酸蓄电池组。
此系统并可应用于农村卫生院、敬老院、寄宿中小学以及寺庙和公路道班等处。
（三）
近年在青海、内蒙古、甘肃、西藏、新疆等省、区的试验示范说明，在我国太阳能资源丰富的“三北”地区和西藏高原，广大农牧民十分欢迎户用光伏电源系统，许多经济上较为富裕的农牧民竞相选用，视为是解决他们多年企盼的“点灯不用油、娱乐有节目”的法宝。为进一步搞好户用光伏电源系统的推广应用，建议采取如下一些措施：
(1)进一步提高户用光伏电源系统的性能，确保质量，降低售价，切实搞好售后服务工作，使广大农牧民用起来放心、省心、舒心。
(2)建议国家有关部门将研制更先进、更实用的系列化、规范化、产品化的户用光伏电源系统列入计划，投入资金，安排力量，组织攻关，上水平，上规模，达到质高、价廉、方便、实用，既可满足国内的需要，又可向发展中国家出口，拥有自己的名牌产品，真正形成“气候”。
(3)建议国家拿出一定的资金，组织安排多个不同模式的、连片的户用光伏电源系统的应用示范，积累经验，指导全国。
(4)建议国家和地方用给用户以一定比例补贴的办法鼓励广大无电农牧民采用户用光伏电源系统解决自己的生活用电问题，以加快全国消灭无电农户的步伐。
(5)多渠道、多形式地开展国际合作，争取更多的国外资金和设备用于推广户用光伏电源系统。