太陽能光伏發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用探討

丁尚才

【摘 ?要】社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的同時，造成的環(huán)境污染問題已經(jīng)引起了我國環(huán)保部門的充分重視。由于社會各界對環(huán)保事業(yè)的要求越來越高。因此加大太陽能光伏發(fā)電等綠色能源和清潔能源發(fā)展和應(yīng)用研究的力度，對于我國環(huán)境保護工作的開展而言具有極為重要的意義。文章主要是就太陽能光伏發(fā)電技術(shù)以及應(yīng)用進行了探討與分析。

【關(guān)鍵詞】太陽能;光伏發(fā)電;技術(shù)應(yīng)用

太陽能作為眾多可再生能源中特點突出的可再生能源，已經(jīng)引起了全球的關(guān)注。由于太陽能自身取之不盡的特征，因此其使用成本也就較低，并且在使用中對自然環(huán)境產(chǎn)生的影響較小。所以其作為一種可自由利用的可再生能源，不僅被廣泛的應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，通過長期的實踐應(yīng)用中，太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)取得了明顯的效果。

1、我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀

太陽能作為當今世界已知的最豐富的可再生能源，其自身所具有的分布廣泛且無污染等特點，對于光伏產(chǎn)業(yè)的大面積推廣以及大范圍的應(yīng)用，打下了堅實的基礎(chǔ)[1]。光伏發(fā)電對于自然環(huán)境不會產(chǎn)生污染，而且還有助于環(huán)境保護工作的開展。所謂的光伏發(fā)電主要是以光生伏特的發(fā)電原理為依據(jù)，利用光電轉(zhuǎn)換的方式將太陽能轉(zhuǎn)化為光能，通過光伏組件、變壓器、逆變器、配電設(shè)備等，轉(zhuǎn)化成人們需要的電能。根據(jù)當前的現(xiàn)狀，我國光伏發(fā)電系統(tǒng)一般有兩種形式：集中式和分布式。首先，分布式發(fā)電系統(tǒng)。一般我們常見的分布式太陽能光伏發(fā)電電網(wǎng)，主要集中在城市屋頂上，采用此種形式可以占用較少的面積，在安裝使用上較為靈活，投資成本較低，因此在城市屋頂上應(yīng)用較為廣泛。其次，集中式。集中式光伏電網(wǎng)系統(tǒng)實際上指的就是大型的光伏并網(wǎng)電站。這種大型光伏并網(wǎng)電站主要建設(shè)在戈壁中，以達到有效輸出電能的目的。隨著我國相關(guān)部門對太陽能以及其他新興能源利用研究力度的持續(xù)加強，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)也迎來了高速發(fā)展的階段[2]。和西方發(fā)達國家相比較，我國的太陽能光伏發(fā)電與其有著一定的差距，在整體的應(yīng)用中還存在著很多問題，需要我們不斷的完善并加以解決。

2、光伏發(fā)電控制技術(shù)

2.1日照強度及環(huán)境溫度

日照強度與環(huán)境溫度是導(dǎo)致光伏電池輸出功率出現(xiàn)波動的主要原因。因此，為了確保光伏電池輸出功率的穩(wěn)定性，應(yīng)該將光伏電池視為一種存在波動范圍的電源使用。由于光伏電池的輸出電壓與電流之間存在一種非線性關(guān)系，所以，如果日照強度和環(huán)境溫度發(fā)生變化的話，那么光伏電池的輸出功率也會隨之發(fā)生改變。針對這一問題，研究人員應(yīng)該以光伏電池的電能為基礎(chǔ)，采取自動調(diào)整電池輸出功率的方式，才能在確保輸出功率滿足負載要求的基礎(chǔ)上，以達到促進功率轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)步提升的目的。

2.2儲能與充放電控制

儲能與充放電控制系統(tǒng)主要是通過跟蹤系統(tǒng)最大功率的方式，嚴格的按照設(shè)計要求控制系統(tǒng)的儲能以及充放電，確保整個系統(tǒng)始終處于最大功率輸出的狀態(tài)。由于系統(tǒng)充放電控制模塊使用性能的高低與電壓外部環(huán)境檢測的精確度之間存在著密不可分的聯(lián)系，因此，為避免蓄電池出現(xiàn)過度充電或者是深度放電等問題，必須采取持續(xù)檢測蓄電池充電的電壓，假如蓄電池在充電過程中出現(xiàn)了電壓超出限定值的問題時，則說明蓄電池已經(jīng)充滿，此時應(yīng)該立即停止充電。如果蓄電池在充電過程中電壓達到限定值，而在充電停止后電壓又隨之下降的話，則說明此時蓄電池并未完全充足。一旦出現(xiàn)這種問題的話，不僅會導(dǎo)致蓄電池整體性能無法有效發(fā)揮，對于蓄電池的壽命會嚴重的縮短。由于離線技術(shù)不斷的引用，因此可以有效的提升光伏電池的充電率。為蓄電池的電壓恢復(fù)預(yù)留了充足的時間，同時可以準確反映蓄電池實際容量。另外，以原電路為基礎(chǔ)的放電自鎖過程，按照要求必須同時增加符合要求的下限自鎖電路。這里所說的放電自鎖，實際上指的就是負載在不受到蓄電池放電影響的前提下，通過有效控制蓄電池深度放電的方式，以達到延長蓄電池使用壽命的目的。

2.3并網(wǎng)控制

光伏發(fā)電系統(tǒng)和公共電網(wǎng)二網(wǎng)合并，需要確保系統(tǒng)的輸出電壓和公共電網(wǎng)的電壓二者的一致性，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)并網(wǎng)后的正常穩(wěn)定運行。逆變器是確保光伏發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)并網(wǎng)完成后，光伏電池的功率有效轉(zhuǎn)化成電能并與公共電網(wǎng)同步運行的不可缺少的元器件[3]。在光伏發(fā)電和公共電網(wǎng)的并網(wǎng)過程中，逆變器主要發(fā)揮著有效控制饋入電流產(chǎn)生的諧波的目的，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行不受影響。由于電網(wǎng)輸出電流與功率轉(zhuǎn)換控制非常的復(fù)雜，所以，工作人員在并網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用逆變器時，必須采取雙環(huán)控制的方式，將外環(huán)電壓環(huán)理想情況下的正弦波作為參考數(shù)據(jù)和依據(jù)，對比系統(tǒng)輸出電壓，然后取兩者的平均值作為電壓調(diào)節(jié)裝置的輸入值。在與公共電網(wǎng)的并網(wǎng)運行中，逆變器對于電網(wǎng)的運行要求較高，因此作為電力企業(yè)需要采取科學(xué)的措施，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。假如公共電網(wǎng)在并網(wǎng)運行過程中發(fā)生了斷電現(xiàn)象，但逆變器仍然處于發(fā)電狀態(tài)的話，那么就會因為出現(xiàn)孤島效應(yīng)而導(dǎo)致逆變器出現(xiàn)受損的現(xiàn)象。由于逆變器連續(xù)供電會導(dǎo)致與之并網(wǎng)的公共電網(wǎng)始終保持上電的狀態(tài)，而威脅到電網(wǎng)維修人員的安全。因此，研究人員在研究光伏發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)并網(wǎng)策略時，不僅要充分重視逆變器的自動偵測功能，而且還應(yīng)在發(fā)生孤島效應(yīng)后，確保其能夠及時的與公共電網(wǎng)脫離，以達到保護公共電網(wǎng)設(shè)備和工作人員安全的目的。所謂的孤島偵測實際上指的就是系統(tǒng)在運行過程中的實際輸出電壓因為受到公共電網(wǎng)實效而進行的偵測。一般情況下孤島偵測主要分為主動式占偵測和被動式偵測兩種。在這其中被動式偵測，一般都是以公共電網(wǎng)的實時狀態(tài)作為其運行依據(jù)。主動偵測，就是利用電力轉(zhuǎn)換器形成的干擾信號，觀測公共電網(wǎng)所受到的干擾，據(jù)此可以準確的判斷。

結(jié)束語

總之，太陽能光伏發(fā)電作為現(xiàn)階段應(yīng)用前景作為光伏的新能源技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用離不開先進的系統(tǒng)控制技術(shù)。所以，相關(guān)研究人員必須在加強太陽能光伏技術(shù)應(yīng)用研究力度的基礎(chǔ)上，積極的探索和尋找能夠有效控制和應(yīng)用廣泛體系的控制策略，才能充分的發(fā)揮光伏發(fā)電在我國社會經(jīng)濟發(fā)展過程中的積極作用。

參考文獻：

[1]石東昌.關(guān)于新能源光伏發(fā)電技術(shù)的一些探討思考[J].中外企業(yè)家，2019，05：129+137.

[2]蔡高原.太陽能光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].河南科技，2018，32：128-130.

[3]季健翔.太陽能光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].智能城市，2018，421：92-93.

（作者單位：大唐青海能源開發(fā)有限公司新能源分公司）