太陽能光伏發(fā)電技術應用分析

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摘要：在簡述太陽能發(fā)電技術發(fā)展歷程及分類的基礎上，重點介紹了太陽能光伏發(fā)電技術及在實際中的應用，提出應大力發(fā)展太陽能光伏發(fā)電技術，進一步解決我國能源短缺問題。

關鍵詞：太陽能；光伏發(fā)電技術；實際應用

能源可分為可再生、不可再生兩種，在過去多年的發(fā)展中，工業(yè)領域對石油、煤炭、金屬等不可再生資源的應用量較大，不僅對自然環(huán)境造成了影響，而且不利于構建良好的生態(tài)環(huán)境。隨著現代科學技術的發(fā)展，太陽能、風能、地熱能等清潔資源逐漸沖擊了能源領域，與傳統(tǒng)能源相比，太陽能、風能等屬于清潔能源，衛(wèi)生程度極高，不會對環(huán)境造成污染，未來發(fā)展前景良好。如今太陽能光伏發(fā)電技術愈加成熟，且不再局限于某一單獨類型，而是更加多樣化、實用化。

1太陽能發(fā)電技術

在當前各領域的發(fā)展過程中，電力是主要能源，但多數用來發(fā)電的原料為煤炭。隨著時代的發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電技術的應用范圍越來越廣。太陽能發(fā)電技術的初次應用時間為1839年，發(fā)現了可用于太陽能發(fā)電技術的“光伏效應”，隨著時間的推移，1954年后光電轉換效率已有了明顯提升，極大地促進了新能源領域的進步。到目前為止，太陽能發(fā)電技術已較為完善。一般情況下，光伏發(fā)電設備主要包括電池板、控制器、電能存儲轉換結構等，同時也有著多樣化光伏發(fā)電技術，如太陽能電池技術、聚光光伏技術、孤島效應檢測技術等［1］。

2太陽能光伏發(fā)電技術

2.1太陽能電池技術

太陽能光伏發(fā)電技術最主要的是通過光伏效應將光能轉換為電能，供各用電設備使用，若電能較多，還能將其儲存。在多樣化太陽能光伏發(fā)電中，太陽能電池技術應用最為廣泛。到目前為止，對太陽能電池技術的研究依然在繼續(xù)深入，已經出現了許多的新概念、新結構電池，并進一步提高了光電轉換效率，有關資料顯示最高的光電轉換效率已高達93%［2］。但太陽能電池技術也存在著一定的不足，首先是生產成本相對較高。由于光能轉換為電能的過程比較特殊，需使用硅作為電池原料，但硅的成本較高，因此存在著成本問題。同時，硅雖然能夠較大程度地存儲電能，但在光電轉換效率方面也有所不足。相信隨著技術的進步，能夠逐步克服以上難關，降低太陽能電池成本。

2.2光伏陣列最大功率跟蹤技術

在太陽能光伏發(fā)電的過程中，必須要進一步提高光電轉換效率才能夠有效提升對太陽能的利用率。從研究結果來看，光伏發(fā)電過程中，光電轉換效率與太陽能輻射程度、溫度等多種客觀因素有關，同時其發(fā)電功率具有非線性的特點，以上問題給太陽能高效率光電轉化形成了較大的阻礙［3］。為解決持續(xù)性高功率太陽能發(fā)電問題，當前已出現了光伏陣列最大功率跟蹤技術，通過使用敏感性較強的信息化技術控制光伏陣列，實時監(jiān)控光伏發(fā)電情況，若其發(fā)電功率開始下降，會動態(tài)化調整光伏電池陣列輸出功率，保持整體陣列持續(xù)性高功率運轉。

2.3聚光光伏技術

太陽光照射至地面后，分散性較強，無法直接利用，想要開展有效的太陽能光伏發(fā)電，就必須提高太陽能照射密度。聚光光伏技術與常規(guī)太陽能發(fā)電技術相似性較高，與之不同的是增加了對聚光器的使用，即在太陽能面板面積較小的電池上安裝價格比較低廉的聚光器，以提升太陽能密度，進而實現更加高效化的光電轉換效率。據實際分析來看，聚光光伏技術已經得到了較大范圍的應用，同時聚光器也得到了更加先進的發(fā)展，可通過熱光伏、全息、反射、折射等多種照射方式進行聚光。

2.4孤島效應檢測技術

當前比較具有代表性的太陽能光伏發(fā)電除太陽能電池技術、光伏陣列最大功率跟蹤技術、聚光光伏技術外，孤島效應檢測技術也有著較高的應用范圍。相比其他太陽能光伏發(fā)電技術，孤島效應檢測技術更偏向于針對性、個體性的設備，能夠提高安全性。如在太陽能光伏發(fā)電的實際應用過程中，因客觀因素、設備因素或其他等因素的影響，可能會導致電網出現供電故障，進而造成電力中斷，影響區(qū)域性供電［4］。孤島效應檢測技術中應用了較為先進的信息化技術，可在出現電力中斷的情況下依然保持電力輸出，更多地是起到備用能源的作用。孤島效應檢測技術中關鍵技術是對“孤島效應”的檢測，一般常用頻率移項法、頻率偏移法等，據實際應用情況來看，能夠最大限度地保護用戶設備，降低更大故障發(fā)生的可能性。

3太陽能光伏發(fā)電技術的實際應用

3.1獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)

目前，太陽能光伏發(fā)電已經成為了新能源中的“頭號馬車”，帶動了許多新能源領域及企業(yè)的發(fā)展，據實際統(tǒng)計情況來看，太陽能光伏發(fā)電技術已被應用到建筑、軍事等領域。獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)是太陽能光伏發(fā)電技術實際應用設施中最基礎、最廣泛的，如通信基站、邊遠農村、邊防哨所等。上述區(qū)域由于地處較為偏遠的地區(qū)，常規(guī)過程中，由于配電線路架設難度較大，因此將獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)應用于其中，能夠作為比較便攜式的移動電源，且具有發(fā)電、儲電功用，同時耐用性、便捷性更優(yōu)。

3.2混合光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能光伏發(fā)電雖然是實用性較強的清潔能源，但在應用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)前，必須要根據發(fā)電區(qū)域實際地理情況判定是否適宜建設太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能光伏發(fā)電對太陽光照射時間、海拔高度等方面的要求較高，當然，若未能夠嚴格滿足以上條件，可適當使用混合光伏發(fā)電系統(tǒng)［5］。所謂混合光伏發(fā)電系統(tǒng)，是指該系統(tǒng)并非完全依靠太陽能發(fā)電，而是可以結合風能、水能等其他清潔能源發(fā)電方法的混合發(fā)電系統(tǒng)，有較高的應用價值。但混合光伏發(fā)電系統(tǒng)對維修養(yǎng)護的要求較高。

3.3并網光伏發(fā)電系統(tǒng)

并網光伏發(fā)電系統(tǒng)是常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結合體。通過應用太陽能發(fā)電系統(tǒng)進行光電轉換，在發(fā)電完成后把電力輸送至逆變器將直流電轉變?yōu)榻涣麟姡詈笤賹㈦娏鳌㈦妷旱韧耆D變?yōu)槠胀娏藴屎蟛⑷氤Ｒ?guī)配電網。在應用并網光伏發(fā)電系統(tǒng)后，較大程度地緩解了各地區(qū)的局部電力能源緊張情況，大大提高了供電穩(wěn)定性。

3.4光伏建筑一體化

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)還可應用于建筑領域，這一概念在20世紀90年代被提出。當前我國建筑領域發(fā)展較為迅速，建筑項目數量也在不斷增加，對電力能源的需求越來越高，但若是真正應用光伏建筑，將發(fā)電材料作為建材使用，就能在白天吸收太陽能后轉換為電能儲存。另外，還可使用光伏發(fā)電與常規(guī)電網系統(tǒng)進行并網，將其作為建筑外墻材料來提升美觀性。

3.5光伏發(fā)電與LED照明相結合

太陽能光伏發(fā)電還能夠與LED照明相結合應用。LED是當前應用頻率較高的一種照明設備類型，具有能耗低的特點，而太陽能光伏發(fā)電對提高環(huán)境保護也有著較大的優(yōu)勢，將光伏發(fā)電與LED照明結合應用，能夠大大節(jié)省電纜材料，同時便捷性更高，受客觀因素的影響較低，一般情況下多用于路燈。

4結語

太陽能光伏發(fā)電是清潔能源技術的一種，本文主要介紹了太陽能電池技術、光伏陣列最大功率跟蹤技術、聚光光伏技術、孤島效應檢測技術等太陽能光伏發(fā)電技術及其實際應用，希望我國在清潔能源方面的發(fā)展能夠更上一層樓。

參考文獻

［1］李娟，丁蕾，王婭.太陽能光伏發(fā)電技術在綠色建筑中的應用分析［J］.沈陽工程學院學報（自然科學版），2018，14（1）：1-4；22.

［2］李偉.太陽能光伏發(fā)電技術應用現狀及未來發(fā)展趨勢研究［J］.江蘇科技信息，2018，35（24）：54-56.

［3］付金江.試論太陽能光伏發(fā)電技術在農村建筑工程中推廣運用［J］.低碳世界，2016（3）：114-115.

［4］張云天.面向大城市居民小區(qū)的太陽能光伏發(fā)電技術的應用分析［J］.科技資訊，2016，14（20）：22-23；25.

［5］劉學賢，孫少越.太陽能光伏發(fā)電技術及在農村地區(qū)住宅建筑上的應用［J］.青島理工大學學報，2014，35（5）：37-41.

作者：韓小亮 單位：山西和泰房地產開發(fā)有限公司