中国、日本和美国是光伏需求的主要推动者,同时也聚集了大量的光伏制造企业及光伏应用产品生产商。根据IEA 2014年的预测,截至2050年,光伏发电产能将达4600GW,将提供全部人类电力需求16%的份额,约折合63000亿千瓦时的电能。按照这一预测,2015年到2025年间,平均年装机量将达到120GW以上,2025年之后有望增加到200GW/年的水平。
基于不同光伏材料和不同结构的诸多类型太阳能电池不断涌现。图1.3为美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)对各类太阳能电池的效率追踪图,每一条曲线都代表一种成熟的或具有较大发展潜力的太阳能电池技术的发展历程,每一个点都蕴含着光伏研究人员的巨大心血。其中,以GaAs单晶电池为代表的单结化合物太阳能电池在117倍聚光下的效率已经达到29.1%,有机聚合物电池实验室效率达到11.5%,染料敏化电池的效率为11.9%,量子点电池的效率近期也得到较为明显的提升,达到了9.9%。值得一提的是钙钛矿电池,其认证的效率已经达到20.1%,发展十分迅速。
倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角,并希望此夹角是方阵一年中发电量为大时的合适倾斜角度。一年中的适当倾斜角与当地的地理纬度有关,当纬度较高时,相应的倾斜角也大。但是,和方位角一样,在设计中也要考虑到屋顶的倾斜角及积雪滑落的倾斜角(斜率大于50%-60%)等方面的限制条件。如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时,请参考下述的公式。