浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室、上海汽车集团股份有限公司技术中心的研究人员钱振、蔡世波等，在2015年第5期《机电工程》杂志上撰文，针对太阳能光伏发电输出功率不稳定的问题，分析了国内外光伏发电功率预测方法的研究现状，总结并提出了今后研究的建议方向，介绍了太阳辐射、晴空指数、日照时数、云、温度、风速和面板积尘等影响光伏发电的各种因素，着重综述了2008年以来光伏发电功率预测尤其是短期预测的研究概况，对光伏功率预测的时间尺度和精度这两个重要指标进行了讨论，分析了数据基础、影响因素、精度指标、时间响应和评价标准等光伏发电预测中需要重点关注的技术难点。
研究结果表明，近年来的研究工作主要集中在短期预测，到目前为止对于各种预测方法尚没有被公认的评价标准，难以对各种预测算法进行评估比较。最后结合综述分析，提出了今后光伏发电功率预测研究工作的建议方向。
结论
全球性的能源形式日趋严峻，太阳能光伏发电将成为最有前景的可再生能源之一。在过去几十年里，光伏发电系统已经在世界各地得以推广应用。在光伏发电系统应用中，输出功率预测是关键技术之一。
本研究对2008年以来有关光伏发电输出功率预测的研究工作进行综述分析，总结如下：
（1）大多数的研究工作都针对短期功率预测（时间尺度24h），研究对象、预测方法及结果差异较大；
（2）太阳辐射、环境温度和电池温度是光伏发电短期预测中最重要的因素，而云特别是高层云是超短期预测必须考虑的首要因素；
（3）数据是光伏发电预测的必备基础；
（4）响应时间是光伏发电短期/超短期功率预测的一个重要指标；
（5）到目前为止，还没有被普遍认可的标准用于评估各种预测方法。
从信息流的角度来看，光伏发电功率预测就是采用某种学习计算方法对历史数据信息和实时数据信息进行加工处理，然后给出新的信息：预测结果数据。即光伏发电功率预测主要分为3个部分：输入信息、输出信息和信息处理方法。
由以上分析可知，目前绝大多数的研究工作都集中在信息处理方法上，即尝试采用各种算法或综合算法进行功率预测；而对于输入信息本身的研究、对输出结果的可用性和多方位综合评价与分析，缺少系统性的研究与探讨。
结合综述分析，笔者对今后光伏发电功率预测研究提出如下建议：
（1）应加强数据的完整性和有效性设计。注重数据采集、处理和存储积累各环节的设计，从数据来源、数据类型、数据精度、数据密度、时间分布、数据关联性等方面保证数据的完整性和有效性，保证预测的准确性和可重复性；
（2）应研究制定一种统一的光伏发电功率预测评估评价标准。针对光伏发电功率预测的实际需求，以常用的预测目标参数为考察指标，制定综合的评估评价标准体系；
（3）应研究开发适用于具体实际光伏系统的功率预测方法。由于实际光伏系统及其所处地理环境千差万别，普遍适用的功率预测方法是不存在的。以工程应用为出发点和最终目标，以具体系统的特点、历史数据和环境特征为基础，研究适用于具体系统的功率预测方法，使之具有同时具有研究的意义和工程应用价值。
太阳能转化成电能的原理
是光伏效应。
光伏效应是指当光线照射到半导体材料上时，能量会促使电子跃迁到导带中，同时留下空穴。
导带中的电子流和价带中的空穴流会形成电流，从而产生电能。
太阳能电池板是由许多个这样的光伏电池组成的。
太阳能是一种清洁、可再生、无噪音污染、不排放温室气体的能源，具有广阔的应用前景。
除了用于发电之外，太阳能还可以用于供暖、热水等领域。
近年来，随着科技的发展和成本的降低，太阳能产业得到了快速发展，成为推动可持续能源的重要组成部分。
太阳能转化成电能的原理
太阳能发电太阳能的能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能），是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。我们生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后，再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。太阳能发电有两大类型：一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。结构原理太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件（Solar cells）是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目 前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是\"光伏--建筑（照明）一体化\"技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件（阵列）、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。电池单元由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件（阵列）。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，就有\"光生电流\"流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。理论研究表明，太阳能电池组件的峰值功率Pk，由当地的太阳平均辐射强度与末端的用电负荷（需电量）决定。储存单元太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间（发电时间）的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。控制器控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率。而充电控制通常采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式，使整个系统始终运行于最大功率点Pm附近区域。放电控制主要是指当电池缺电、系统故障，如电池开路或接反时切断开关。目 前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm，又能跟踪太阳移动参数的\"向日葵\"式控制器，将固定电池组件的效率提高了50%左右。逆变器逆变器按激励方式，可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电。通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照明负载频率f，额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。发电系统反充二极管太阳能光伏发电系统的防反充二极管又称阻塞二极管，在太阳电池组件中其作用是避免由于太阳电池方阵在阴雨和夜晚不发电或出现短路故障时，擂电池组通过太阳电池方阵放电。防反充二极管串联在太阳电池方阵电路中，起单向导通作用。因此它必须保证回路中有最大电流，而且要承受最大反向电压的冲击。一般可选用合适的整流二极管作为防反充二极管。一块板的话可以不用任何二极管，因为控制器本来就可防反冲。板子串联的话，需要安装旁路二极管，如果是并联的话就要装个防反冲二极管，防止板子直接冲电。防反充二极管只是保护作用，不会影响发电效果。发电原理太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。
光伏发电与太阳能发电有什么区别
光伏发电和太阳能发电的区别:光伏发电是太阳能发电中的一个小类,太阳能发电包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电,而光伏发电只是太阳能发电的其中一种。其中,太阳能发电又有太阳能光发电和太阳能热发电之分,太阳能热发电与光伏发电区别有:
1.发电原理和装置不一样。热发电是通过集热装置来驱动汽轮机发电的,是热转电的方式,主要的部件是集热器或装置;而光伏发电是利用半导体的光生伏打效应将光能直接转换成电能的,基本的部件太阳能电池板,是光转电的方式。
2.使用范围不一样。太阳能热发电发出的电与传统的热电、水电具有更好的切合性,适合大型化发展。另外,热发电由于对光照条件的要求更高,所以更适合光照条件很好的地区。而光伏发电装置相对简单,对光照的要求也相对较低,更适合小型化发展,因此也更适合分散式利用,洛阳智凯光电光伏发电的应用是很好的例子。
3.在具体的运用上不一样。光伏发电已经形成产业化,利用技术更加成熟,适合大范围推广使用。而热发电目前还主要处于科研示范阶段,成本也处于极高的水平,规模化运用还需要时间。
