淺析光伏發電技術與應用

吳艷萍

摘 要： 如今，世界的兩大主題是能源和環境，尤其是近年來隨著能源危機和礦物質燃料對環境的污染日益嚴重，很多城市均出現大量的霧霾天氣，使人們越來越關注和重視環境保護問題，因此，開發利用綠色環保新能源就成為了人們迫切的需求，太陽能作為“取之不竭，用之不盡”的清潔、可再生能源已經逐漸被世界各國所重視，并采取各種科技手段加以利用。因此，光伏發電技術越來越受到重視。本文分析了光伏發電的概念及原理，光伏發電系統的分類，光伏發電的優缺點及應用。

關鍵詞： 光伏發電;原理;應用

1 光伏發電的概念

光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，主要部件由電子元器件構成。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

2 光伏發電系統分類

2.1 獨立光伏發電

獨立光伏發電也叫離網光伏發電。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負載供電，還需要配置交流逆變器。獨立光伏電站包括邊遠地區的村莊供電系統，太陽能戶用電源系統，通信信號電源、陰極保護、太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發電系統。

2.2 并網光伏發電

并網光伏發電就是太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電之后直接接入公共電網。

可以分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網發電系統。帶有蓄電池的并網發電系統具有可調度性，可以根據需要并入或退出電網，還具有備用電源的功能，當電網因故停電時可緊急供電。帶有蓄電池的光伏并網發電系統常常安裝在居民建筑;不帶蓄電池的并網發電系統不具備可調度性和備用電源的功能，一般安裝在較大型的系統上。并網光伏發電有集中式大型并網光伏電站一般都是國家級電站，主要特點是將所發電能直接輸送到電網，由電網統一調配向用戶供電。但這種電站投資大、建設周期長、占地面積大，還沒有太大發展。而分散 式小型并網光伏，特別是光伏建筑一體化光伏發電，由于投資小、建設快、占地面積小、政策支持力度大等優點，是并網光伏發電的主流。

2.3 分布式光伏發電

分布式光伏發電系統，又稱分散式發電或分布式供能，是指在用戶現場或靠近用電現場配置較小的光伏發電供電系統，以滿足特定用戶的需求，支持現存配電網的經濟運行，或者同時滿足這兩個方面的要求。

分布式光伏發電系統的基本設備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網逆變器、交流配電柜等設備，另外還有供電系統監控裝置和環境監測裝置。其運行模式是在有太陽輻射的條件下，光伏發電系統的太陽能電池組件陣列將太陽能轉換輸出的電能，經過直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網逆變器逆變成交流電供給建筑自身負載，多余或不足的電力通過聯接電網來調節。

3 光伏發電的應用領域

（1）用戶太陽能電源：①小型電源10-100W不等，用于邊遠無電地區如高原、海島、牧區、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機等;②3-5KW家庭屋頂并網發電系統;③光伏水泵：解決無電地區的深水井飲用、灌溉。

（2）交通領域如航標燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。

（3）通訊/通信領域：太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統;農村載波電話光伏系統、小型通信機、士兵GPS供電等。

（4）石油、海洋、氣象領域：石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象/水文觀測設備等。

（5）家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節能燈等。

（6）光伏電站：10KW-50MW獨立光伏電站、風光互補電站、各種大型停車廠充電站等。

（7）太陽能建筑將太陽能發電與建筑材料相結合，使得未來的大型建筑實現電力自給，是未來一大發展方向。

（8）其他領域包括：①與汽車配套：太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等;②太陽能制氫加燃料電池的再生發電系統;③海水淡化設備供電;④衛星、航天器、空間太陽能電站等。

總之，通過光伏發電的應用，能更加深刻的認識到發展利用可再生能源是當今世界必須要走的能源之路。我國是一個能源消耗大國，開發利用綠色環保新能源就成為了人們迫切的需求，太陽能作為“取之不竭，用之不盡”的清潔、可再生能源，并采取各種科技手段加以利用，只有這樣才能最大限度的降低環境污染，才能保護我們賴以生存的環境。光是一種清潔、可再生能源，并且太陽能資源在我國廣泛分布。因此發展光伏發電技術對于我國的可持續發展、保持能源供給的獨立性和安全性具有重要意義。

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