光伏發電發展趨勢探究

周雯(湖北水利水電職業技術學院，湖北 武漢 430070)

0 引言

太陽能是具有非常高應用價值的能源，不僅綠色環保、并且太陽能還是一種可再生的能源。通過對太陽能的開發和利用，我國的光伏發電技術逐漸被普及應用，迎來了全新的機遇和挑戰。光伏產業市場隨著現代化社會經濟的快速發展，正在進行積極的革新，從市場、技術、設備等方面強化自身的綜合實力，在國際市場中提高競爭力，促進我國太陽能光伏產業未來的進一步發展，為我國的綜合國力建設夯實基礎。

1 太陽能光伏發電的原理和優勢

1.1 太陽能光伏發電的原理分析

太陽能光伏發電技術作為可再生技術的一種，具有非常大的潛力，太陽能光伏發電是在太陽能電池中儲存太陽能輻射光能后，產生電能。在太陽能光伏發電技術中，應用到的原理主要是半導體光伏發電光能原理，通過聚集太陽能輻射光到太陽電池中形成電能。具體的太陽能輻射光轉換為電能的過程是太陽能電池中存在電場，而在光能中存在“光生電子-空穴”，在電子和空穴之間形成了互相分析作用，最終有電荷形成在電池的兩側出現電壓。太陽能光伏發電技術中，最為典型的應用就是太陽能光伏發電系統，該系統由多個部分組成，包括電纜、蓄電池組、交直流逆變器、光伏電池組、光伏系統電池控制器等，每個不同的組成部分都發揮著不同的功能作用[1]。在這其中，發電系統的核心部件是太陽能光伏電池組，它是由一系列各種材料的太陽能電池排列組合形成的，主要負責能量轉換。太陽能電池使用材料各有不同，常常是以以下四類為主，分別是聚合物光伏電池、化合物光伏電池、硅基光伏電池和納米晶光伏組件。其中納米晶光伏組件和聚合物光伏電池中，起作用的主要材料是成本較低的聚合物光敏活性層和納米染料增感材料，目前此兩種材料的能量轉換效率并不高，無法保證良好的穩定性，因此仍舊處于探究初期階段[2]。

1.2 太陽能光伏發電技術的特點

光伏產業是一種綠色、環保的能源產業，受到了國家和社會的高度重視和支持，其中遵循著綠色、環保理論，被稱作是戰略性朝陽產業。在各國政府積極開發和應用的清潔型能源中，其中就包括太陽能，太陽能在減少溫室氣體排放等各個方面，發揮出了關鍵的作用，為了保證長期的能源供應，各國政府大力開發包括太陽能在內的各個可再生能源，保持穩定的能源供應。尤其是在目前我國的礦物能源日益緊缺的形勢下，包括石油、煤炭等在內的資源正在逐漸減少，國家只有不斷開發和加強對太陽能等可再生能源的充分利用，才能夠保證未來長期的能源供應效果。部分發達國家逐漸制定和開始推廣太陽能屋頂計劃、大型國家光伏發展計劃等，推動綠色環保可再生能源的充分利用，促進光伏發電產業的發展。在太陽能光伏發電系統中主要應用到兩個關鍵的核心技術，分別是大功率點追蹤技術和孤島檢測技術，這兩項技術都是在控制器設計中完成的。大功率點追蹤技術和孤島檢測技術中的不同方法具有不同的優缺點，需要控制器設計人員結合實際的具體情況選擇合適的應用技術進行設計[3]。最大功率點追蹤技術是用來實施對光伏電池組件的控制，保證光伏電池組件能夠以最大的功率輸出其所吸收的能量。通常情況下，針對最大功率點的追蹤算法主要分為恒定電壓法、擾動觀測法、電導增量法三種。以恒定電壓法為例，主要是通過穩壓控制使光伏系統的電壓在最大功率點上固定，這樣的算法具有控制簡單的優點，但是在追蹤效果方面卻不太理想，并且很容易被環境所影響，因此恒定電壓法被單獨使用的機會并不多。

2 大力推廣和發展光伏發電的重要意義

2.1 有利于貫徹精準扶貧戰略

太陽能光伏發電主要是應用太陽能作為發電的原料，不僅具有清潔、綠色、環保的特點，并且太陽能光伏發電帶來的收益相對比較穩定。將光伏扶貧工程建設和開發在具備豐富太陽能資源的地區，剛好與我國的低碳能源開發策略和精準扶貧戰略相互契合。太陽能光伏發電被全面推廣和應用到我國的光伏發電市場中，為我國的部分貧困地區發展增加了收入、推動了該地區內的經濟發展建設。國內的電力企業應針對部分貧困、偏遠地區，加強電網建設、不斷完善電網設施，利用太陽能光伏發電技術為貫徹精準扶貧戰略提供支持，促進光伏扶貧計劃的開展和實施[4]。

2.2 有利于促進電力企業未來的可持續發展

在傳統的發電企業生產和運行過程中，生產電能通常是采取火力發電的方式，在生產電能時對空氣會形成嚴重的污染，形成大量的有毒氣體和二氧化碳氣體，增加了溫室效應等問題的嚴重程度。另外，生產電能的過程中采用火力發電的方式需要應用到的發電原料是不可再生資源，隨著火力發電原料的日益消耗，這種能源也逐漸出現了供應不足的局面。在發電生產過程中使用太陽能，消除了環境污染問題，降低了對不可再生火力發電原料的消耗，有效避免了發電企業在生產電能過程中對環境造成的污染，對電力企業未來的可持續發展起著重要的推動作用。

3 光伏發電技術的發展趨勢和前景展望

3.1 太陽能光伏電池的發展前景

太陽能光伏電池未來的應用中，主要以染料敏化太陽電池、高效低價硅絲光電池、太陽能煉硅技術、高效聚光硅基電池為主。染料敏化太陽能電池是由多層結構組成，通過類似光合作用的過程形成太陽能電池，轉換效率也比較理想。硅金屬絲太陽能電池能夠大范圍吸收太陽能光譜，借助硅絲自身的結構特點，節省了高純度硅的消耗量，高效低價硅絲光電池的轉換效率較高、成本低廉。太陽能煉硅技術借助太陽能爐應用，在直徑為2.6cm左右的球體范圍內聚集一萬倍以上的太陽光，得到充足的能量進行高純度硅冶煉，該技術大大提高了光電池的電力，以此技術為基礎的高效聚光硅基電池電池的轉換效率較高。以上各項技術手段是太陽能電池未來的應用趨勢，目前需要持續不斷的探究和發展[5]。

3.2 太陽能光伏發電技術的應用前景

太陽能光伏發電技術在未來的應用和發展中，通過對可再生能源的充分利用，大大降低了對環境的污染和對化石能源的消耗，體現了我國建設所遵循的可持續發展理念。太陽能光伏發電技術的應用前景體現在分布式光伏電站的推廣應用、光伏建筑一體化應用、混合式光伏發電系統設計、太陽能商品四個方面。光伏發電站的推廣使用結合社會用電的需求最大限度的豐富了發電的類型，將獨立的發電系統設立在偏遠地區，降低了發電成本，解決了電網延伸不足的問題。光伏建筑一體化指的是將光伏發電技術和建筑結合在一起，不僅體現了清潔環保的設計理念，當供電系統發生故障無法正常運行時，光伏建筑內的供電將會不受到異常故障的影響，例如太陽能光伏屋頂、墻壁、窗戶的設計就是該應用下的重要產物。混合式光伏發電系統是一項組合設計，結合了光伏發電系統和其它發電系統，將多種發電系統的優勢結合在一起，把單個發電系統中的缺點規避和消除。太陽能商品應用廣泛，形式多樣，設計簡單，為人們的生活體驗帶來全新的改變[6]。

4 太陽能光伏發電技術發展過程中存在的問題

4.1 技術資金等條件限制

現階段的太陽能光伏發電技術正在進行不斷的更新和創新，針對傳統的光伏發電技術中存在的不足缺陷展開了全面的突破，是當前時代較為先進的一種發電手段，發展前景一片大好。但是目前在太陽能光伏發電技術的發展進程中，其優勢特征被限制在一定的框架內，無法充分發揮出其重要的價值，間接影響著我國的電力行業發展。太陽能光伏發電技術不僅僅需要從技術和理念方面著手更新和創新，更需要行業內的工作人員具備長遠的發展眼光，根據目前的太陽能光伏發電技術發展情況來看，關于先進技術的引進、資金支持方面存在嚴重的不足，無法切實有效的將太陽能光伏發電技術的發展優勢發揮到社會生產的各個行業領域中，太陽能光伏發電技術的未來發展缺少切實的推動力。

4.2 多方阻礙因素

太陽能光伏發電技術推動了我國電力產業的長足發展，是電力行業運行和發展的關鍵基礎技術手段。從市場視角出發，若是要在市場上提高太陽能光伏發電技術的綜合競爭實力，需要將這一發電技術手段從各個角度普及推廣和應用，發揮出其關鍵的作用。但是就目前的太陽能光伏發電技術發展現狀來看，由于行業內涉及到的部門和人員較多、組成復雜，常常覆蓋了廣泛的范圍，并且需要投入其中的資金數額較大，以上均是限制了太陽能光伏發電技術發展的阻礙性因素，只有將多方阻礙因素各個擊破，才能夠促進太陽能光伏發電技術未來的可持續發展。

5 太陽能光伏發電技術的發展優化策略分析

發展太陽能光伏發電技術應從意識層面首先將技術作為行業發展的核心，結合社會和市場的實際發展需求，對太陽能光伏發電技術的各個環節進行積極的革新，為后期的良好發展夯實基礎。與政府部門加強溝通和交流，消除市場上的阻礙性因素和干預作用，發揮出太陽能光伏發電技術的優勢。構建和完善系統的智能化發電技術，彌補傳統技術中的缺陷和不足，制定切實有效的制度規章，在已有的技術手段之上不斷拓展。加強資金引入，合力把控計劃環節和決策環節，根據相關規章法律落實太陽能光伏發電技術的各個項目內容。

6 結語

綜上所述，太陽能光伏發電技術應用是目前我國社會經濟發展中，不可或缺的重要技術手段，光伏發電技術推動了我國現代化社會的建設，為我國社會人們的生產生活提供保障。應用太陽能光伏發電技術不僅緩解了能源短缺的現狀，針對偏遠地區存在的電能供應不足問題，太陽能光伏發電技術更是發揮了自身的優勢作用，給我國社會人們的生活帶來了全新的改變。未來太陽能光伏發電技術將會持續突破、擁抱廣闊的發展前景。