太陽能光伏發電技術及其應用探討

王美海

（大唐新能源北京公司，北京 102299）

太陽能光伏發電技術及其應用探討

王美海

（大唐新能源北京公司，北京 102299）

太陽能光伏發電技術屬于一種高新技術，不需要任何燃料，并且在整個操作過程中，對于環境不會造成污染，也沒有地域的限制。所以近年來這一發電系統被應用在越來越多的企業和工廠之中，也能夠看出這一發電方式有著非常重要的市場潛力。文章對太陽能光伏發電技術進行了探討，并了解到其技術的使用方式以及具體應用情況和發展前景。

太陽能；光伏發電技術；環境污染；資源節約；發電系統

目前我國社會中隨著光伏發電的技術逐漸的應用，全球范圍內也開始推廣這一技術，并且應用在電廠的發電工作中和不斷的應用過程中，這一技術的優勢也日漸突出，正如人們所期待的光伏發電方式，能夠在人口的密集區緩解用電壓力情況，也能夠減少環境的污染現狀。同時為我國資源的節約帶來了巨大的好處，所以這一發電方式成為我國電力技術發展過程中最為先進，也最受期待的發電方式之一，本文則針對這一情況展開研究，以期能夠為我國電廠的發展帶來最大的優勢效應。

1 太陽能光伏發電的原理

現階段，隨著我國社會的發展和進步，人們的生活水平在日漸提高，在這樣的情況下，科學技術也逐漸發展起來，人們生活中所使用的智能產品越來越多，所有的智能產品都離不開電源，只有電源才能支撐其正常使用。但是這種情況也為人們的生活帶來了不便，很多沒有發電系統，也沒有充電系統，這也給人們的正常生活造成了一定的阻礙。正是由于這種原因，太陽能發電技術被發展出來。太陽能屬于我國所有能源中一種可再生的資源，太陽有著自身的干凈無污染的優勢，所以太陽能光伏發電也引起了人們的高度重視，其發展的市場有著非常廣闊的前景，這種發電技術只要在擁有太陽的地方就可以進行發電，其是通過太陽能轉化成電能的一種發電形式。

太陽能資源在我國分布得非常廣泛，可以說在有日照的地方就能夠使用太陽能資源，同時這一資源是可再生的，并且在使用的過程中也不會對社會環境造成污染，這也是太陽能資源的基本優勢。所以太陽能資源在被發展出來之后，逐漸被社會公認為理想化替代能源之一，能夠有效解決目前我國資源短缺的現狀，也能夠為發電廠發電工作帶來巨大的效益。

在整個電廠技術開展的過程中，太陽能的光伏發電主要利用的就是一種半導體的材料以及光伏的效應，直接把太陽的能量和資源轉化成電能的一種發電形式。這種形式能夠在根本上利用社會中的可再生資源，也能夠把可再生資源逐漸轉換成人們日常中生活的電能。實際上太陽能光伏發電這一技術早在1839年期間已經被法國的相關科學家所提出，其首先發現的就是，光照能夠使半導體的材料不同的位置之間產生不同的電能差，這種現象在后來被稱為光能所產生的附加效應，簡稱光伏效應。然而在這光伏發電實驗的過程中，這一技術一直未能被發展出來，直到1954年才被美國的貝爾實驗室研制成功，以此太陽能發電技術誕生。

2 太陽能光伏發電技術

2.1 太陽能電池技術

太陽能發電中所使用的光伏電池，是整個太陽能光伏發電系統中的最主要的部件，也是最核心的零件。其大致的規模和應用的過程中，主要就是需要解決整個發電工作下的兩大難題：第一，提高光能向電能轉化的效率和速度；第二，降低整個生產過程中的成本。在太陽能發電的過程中，一般情況下是以硅片作為整個發電工作的基礎，這也是第一代的光能電池，在這一技術逐漸發展成熟之后，其成本卻處于居高不下的位置，所以第二代的光伏電池被發展出來，這種很薄的光電能材料被稱作為薄膜技術，在硅膠材料的地面上，進行太陽能向電能的轉化，這也在很大程度上降低了光伏電池使用過程中的成本。同時很多研究人員在發展過程中，也逐漸把目光轉向了先進薄膜的制造工作中，以此更好地減少開發成本，保證光能發電帶給人們最大的經濟效益。

2.2 光伏陣列的最大功率跟蹤技術

據調查和研究的工作過程中能夠發現，經過太陽能的光伏發電，其整個輸出的功率特點具有非線性的整體性特征，主要就是在整個發電過程中，由于相關的設備受到太陽輻射的照射以及溫度的變化，其整個電腦的荷載情況也會產生不同的變化。而很多電廠為了能夠保證太陽能的電池，在整個供電系統中發揮出其應有的能力，也就是光向電能轉化的能力，就需要在整體工作的過程中控制好光伏電池的列陣，這樣才能夠獲得最大的功率輸出。同時在整個電場中，光能發電獲得最大功率的過程中進行跟蹤實現，實質上就是一個動態的尋找最優光能的過程。通過對功能電池的列陣，輸出的電壓和電流進行檢測，以此得到目前光伏電能，這樣才能夠選取最佳的功能，隨后再次進行檢測和比較，這樣周而復始地進行工作，才能夠保證整個光能向電能轉化的過程中，其功率達到最大化，也能夠滿足人們的用電需求。

2.3 聚光光伏技術

在太陽能把光能轉化成電能的過程中，首先齊聚光的技術能夠直接打到地面，這樣的情況下，太陽能的密度相對來說比較低，其發電的最高峰值也不會超過1kW/ m2，所以在整體工作開展的過程中，為了能夠有效地提高太陽能在使用過程中的效率，也可以使用聚光的技術。聚光的技術主要就是把光伏進行聚集，以此讓太陽能集中在某一個區域，保證這一區域能夠在輸電的過程中達到最高的峰值，這樣的工作方式一方面能夠把太陽光聚到面積很小的電池上，能夠提高太陽能輻射和照耀的密度；另一方面也能夠在比較便宜的聚光器使用過程中，達到最大的電量以此減少整個電腦生產的成本。聚光器的光伏系統是其主要的組成部分，還需要根據習慣學的原理進行不同種類的分析，并且在不同的地理環境和電廠發電技術的基礎上，選擇不同的種類進行工作，這樣才能夠在降低成本的基礎上，有效地提高電廠的發電效率。

3 太陽能光伏發電技術的應用

3.1 獨立光伏發電系統

在太陽能發電的電廠之中，獨立的光伏發電系統是不會和整個電場中的公共電腦系統進行連接的，這屬于一種孤立的運行的發電系統。所以在建設的過程中，這種系統也是遠離整體的公共電網，在郊區或者野外進行移動式手電方法，這也會使用到便攜式的電源，例如：在公共電網比較難以覆蓋到的邊遠山區和海邊，都會使用到這一發電設備，由于太陽能所具有的發電特點就是白天發電，而復合電的用電一般是全天候的，也就是說夜間也會使用電能。所以在獨立的光伏發電系統中，還需要擁有儲存能源的硬件設施，這也是一個必不可少的設備。盡管在整個供電系統過程中，電能受到氣象環境的影響因素很大，供電的穩定性也比較差，但是針對邊遠地區和沒有電的居民來說，這也能夠解決其對電力的需求，合理有效地解決電能短缺的問題。

3.2 并網光伏發電系統

在電場中，光伏發電系統中，并網光伏發電系統會和公共的電網相互連接。二者的連接主要就是為了能夠共同的承擔其整個區域的供電任務，在整個電網使用的過程中，其光伏電池的列陣，所代表的就是直流電，經過逆向的轉換器，變成和電網相同頻率的交流電，這也是一種最新的發電方式。以電壓源或者是電流源的方式進入整個的用電系統，這樣的輸電方式，其容量可以是非常大的。同時在公共電網中，這種電力發電方式扮演著儲備能源的主要環節，也是一個重要的角色，所以整個系統中并不需要其他的儲備電池，這也在從根本上減少了電廠電網運行的基本成本，提高了整體運行的效率，也保證了電能使用的穩定性。光伏的并網系統中太陽能的轉換效率，也遠遠高于獨立的系統，這也是目前世界上太陽能進行光伏發電技術中最為合理的發展角度。

3.3 混合光伏發電系統

在發電技術的權威數據資料顯示，目前太陽能的光伏發電設備銷量是整個發電設備銷售的1/4，也就是說在整體的發電技術中，越來越多的電廠逐漸向光伏發電方向發展，這樣的市場前景不僅能夠滿足人們用電需求，還能夠在根本上緩解我國資源使用的壓力現狀。所以在太陽能發電技術中，混合光伏發電系統主要就是把一種或者幾種發電系統方式，同時引入到光伏的發電系統中，聯合使用負載功能的系統，以此達到供電的目的。

在這樣的發電方式中，由于綜合的電能技術，能夠最大程度地承擔起人們對電量的需求，所以這種發電方式主要就是綜合的利用各種電腦的技術優點，有效地規避每一種技術中所存在的缺點，以此在最優的環境下實現發電工作的一種形式，例如：光伏發電系統的優點就是不需要維護，但是缺點就是由于天氣和環境所存在的不穩定性，在冬天日照比較差和風力大的地區，采用光伏和風力混合發電，就能夠有效地減少電力系統對氣候和環境的依賴，減少電力輸出過程中的負載電量，以便于達到最佳的發電效果。

4 結語

太陽能發電這一技術，在我國已經成為發電廠的核心發展技術趨勢。在這其中還有值得注意的就是盡管我國太陽能發電技術處于快速的發展階段，但是和國外的先進技術和先進的發展狀態相比較，不管是在生產和材料上還是技術和水平上，整個產業鏈都有比較突出的問題。所以我國各個電廠在使用太陽能發電的過程中，還需要關注到其中的問題，找到合理的解決對策，有效地把太陽能光伏發電技術應用到整個電廠的發展過程中。只有這樣才能夠實現人類的可持續發展，也能夠有效緩解我國居民的用電壓力，合理地利用天然可再生資源，保證我國的發電技術能夠向更為尖端的方向發展和進步。

[1]張云天．面向大城市居民小區的太陽能光伏發電技術的應用分析[J]．科技資訊，2016，（20）.

[2]盧建麗，趙迪．淺談太陽能光伏發電系統在841臺應用的可行性[J]．數字傳媒研究，2016，（1）.

[3]陳馨．太陽能光伏發電在農村屋頂應用的成本利潤分析及風險控制[J]．經營管理者，2015，（27）.

（責任編輯：蔣建華）

TM615

1009-2374（2017）12-0089-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.046

王美海（1973-），男，黑龍江哈爾濱人，大唐新能源北京公司總經理，研究方向：風電、光伏等新能源項目的開發運營。

A