光伏發電技術研究進展

田 磊

（吉林電子信息職業技術學院，吉林 吉林 132021）

光伏發電技術隨著近年來硅光電池光電轉化率的提升，也得到了更為廣闊的應用。我國目前仍有部分偏遠地區處在缺電甚至無電狀態，再加上我國的經濟不斷發展，光伏發電也將迎來更好的發展。

1 光伏發電的優點

太陽能發電是當今最為綠色環保的清潔發電技術，跟火力發電相比，太陽能發電技術是利用硅光電池板的光生電子原理，直接將光子轉換成電子的技術，沒有任何間接過程，發電過程簡單。太陽能是可再生能源，源源不斷的從太陽照射到地球表面。并網方式豐富多樣，有分散式、集中式、風光互補、漁光互補等多種形式，可以有效利用空間，最大化實現太陽能源利用率。通過設定太陽能電池板的角度，主動尋光式太陽能發電更是最大限度利用了太陽能源。

2 光伏發電技術

（1）太陽能電池技術。光伏電池是光伏發電系統中的核心部件，目前最核心的研發內容就是提高光電轉化效率、降低生產成本。傳統的硅光電池成本較高，薄膜電池有效降低了生產成本，薄膜電池也是未來研究的發展趨勢。

（2）聚光發電技術。太陽光如何有效利用是解決能源轉化率最亟待解決的問題，由于太陽光分散，而且太陽位置時刻在發生變化，使得照射在光伏電池板上的陽光不是最大化利用，目前有學者通過具有透鏡的集光器將太陽光聚集到焦點，提高太陽光利用率，增加光電轉化率，也是未來研究發展趨勢。

（3）主動尋光技術。太陽位置的變換，使得太陽能利用率不高，目前，有學者利用光敏傳感器陣列技術，根據檢測太陽位置，實時調節光伏面板角度，實現太陽能轉化利用率提高。目前尋光主要分為兩種：第一、根據當地太陽角度數據，設定程序，按照時間調節光伏面板位置，保證最理想太陽入射角度；第二、利用光敏傳感器陣列，主動跟蹤太陽位置，由光敏傳感器反饋數據給控制器，控制器輸出電信號給執行電機，電機轉動調節機械結構，保證太陽光與光伏面板角度最佳，發電效率最高。

3 光伏發電并網

分布式光伏發電并網系統的主要組成部分有光伏發電面板、配電網和光伏逆變器組成。硅光電池板通過太陽光照射，光伏效應將光子裝換成電子，太陽能轉換為電能，但此時是直流電能，需要通過逆變器轉化成為交流電能，實現與電網電壓同相位同頻率，最終實現并網發電。

4 儲能技術

電力的儲存技術主要有機械儲能、電磁儲能、電化學儲能等方式，太陽能發電最常利用的儲能技術主要是電化學儲能。目前太陽能發電常用的電化學儲能技術主要包括：鉛酸蓄電池、鈉硫電池、鋰離子電池、高鐵酸鹽電池等化學電池。

鉛酸蓄電池的電極主要由鉛及其氧化物制成。存在著體積大、維護復雜的缺點。鉛酸蓄電池的電極總反應方程式如下：

PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O

鋰離子電池被認為是21世紀的綠色環保電源，具有容量大、體積小、壽命長等優點，被廣泛應用于電力、汽車及電子產品行業，如特斯拉設計的充電電池。王東、吳照金研究發現用Cu摻雜鋰離子電池正極材料后，電池放電容量隨摻雜量的增加而降低，但是電池有很好的容量保持率。

高鐵酸鹽電池有著能量密度大、重量輕、壽命長、無污染等特點。目前研究者一般通過改變陽極材料、向電解液中增加添加劑、改變電解液濃度、改變電流密度等方法提高高鐵酸鹽電池的性能。

5 發展和展望

通過對光伏發電技術、光伏發電并網、儲能技術、光伏發電優缺點的分析研究，筆者發現光伏發電技術被認為是當前最為綠色環保的發電技術，無污染、利用一次能源等優點，具有很好的發展前景，光伏發電將更好地為人們的生活服務，具有重要的研究意義。

［1］孫文，王培紅.鈉硫電池的應用現狀與發展［J］.上海節能，2015，（2）：85-89.

［2］王美海.太陽能光伏發電技術及其應用探討［J］.中國高新技術企業，2017，12（399）：89-90.

［3］唐垚，劉忠，李曉宇，等.錳鈷酸鋰作為鋰離子電池正極材料的研究現狀［J］.熱加工工藝，2015，44（10）：20-22.

［4］吳洪坤.太陽能光伏發電技術現狀分析［J］.能源與節能，2017，6（141）：79-80.