新能源光伏發電技術應用研究

程梓筠

中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南 昆明 650051

0 引言

當前，我國社會經濟高速發展，人口數量不斷增多，使得電能使用量不斷增多，而能源供應已難以滿足這一需求。同時，傳統發電模式會造成一定的環境污染，以及大量能源消耗，這背離了我國提倡的節能環保、可持續發展的理念。基于此，我國開始建設新能源光伏發電站，這是一種全新、清潔、可持續利用的發電模式，所用發電系統具備清潔無污染的優勢，既能夠滿足當前社會發展對能源的需求，又能夠實現對環境的保護，從而促進電力的可持續發展。

1 光伏發電技術概述

光伏發電作為一種新型半導體，可將光能轉化成電能，即可借助新型半導體來吸收太陽光照，先是將光能轉化成離子狀態，然后獲得自由帶電離子，最后產生電流，這一過程實現了將太陽能轉化成電能。太陽能光伏發電與傳統的風力發電、水力發電等發電方法不同，這一發電方式具有高效的轉換率，且在實際運用過程中無須使用機械部件，也無須消耗燃料，具備清潔、無污染的優點。同時，太陽能資源屬于可再生資源，可在極大程度上緩解我國能源的壓力，也較好地適應了當前我國提倡的環保科學發展理念，故而我國一直高度重視新能源光伏發電技術的研發與應用[1]。

關于新能源光伏發電技術的應用，不僅對國家建設起著重要作用，還在社會上發揮著一定的商業價值，且該技術在未來依然具備極大的研發潛力。光伏發電系統主要是以光—熱—電、光—電形式來實現電能的轉變，其中前者主要是借助太陽光照輻射獲取到的熱量進行發電，一般是結合太陽能集熱器獲取的熱量，使之轉化為工質的蒸汽，再利用汽輪機發電；后者主要是借助光伏效應來將太陽輻射轉化為電能，這一過程中，太陽能電池是實現這一轉化的基本設備。如今，我國太陽能方陣主要由諸多的電池排列而成，具備很大的輸出功率，從而能夠更加高效高質地實現光伏發電。

2 新能源光伏發電技術應用實踐

2.1 集中式新能源光伏發電站

集中式光伏發電可在公用電網中直接引入光電，然后對光電進行統一分配，實現向用戶供電。這一過程就是單向的能量交換，向大電網開展電力輸出，電壓在10 kV。同時，集中式光伏發電系統的構成部分包括光電模塊、光電交換站等，主要建設在廣闊的農田或是沙漠區域，這些地方擁有豐富的太陽能資源，可建設大型光伏發電站，且與高壓輸電系統相連，可實現長途電力供電[2]。在具體實踐過程中，相關人員可對荒地和沙漠地帶進行充分利用，不僅要建設太陽能發電站，還需對太陽能發電系統進行不斷完善。當前我國西北部地區已建成大量的太陽能發電站，為當地的社會經濟發展提供了助力。

2.2 分布式新能源光伏發電站

針對分布式光伏發電站，主要是將光伏發電的能力直接輸送至電力負載，若發電量比較少或是比較多，將會由大電網進行控制，這一過程是雙向的。這種發電方式涉及太陽能電池、電路、逆變器、電網接口、保護設備等組件部分，其中太陽能電池是構成光電系統的關鍵，可實現太陽能向電能的轉變，逆變器可實現恒定電流向交流電的轉變。因為太陽能電池模塊主要是可以形成恒定電流，所以在具體應用中電流主要為交流電，且太陽能電池模塊能夠將恒定電流轉變成交流電，還能夠與國家電網相連。

當前分布式新能源光伏發電站主要應用于建筑領域，即太陽能發電系統與建筑大樓的結合，因此產生的電能應在建筑周圍配置使用，操作與運用大多是自產自銷。同時，分布式太陽能發電站也可建設在特定區域內。針對一體化的太陽能發電建筑，通常是在某一建筑上建造太陽能發電系統，與太陽能發電站相連。在太陽能電池模塊安裝過程中，能夠直接使用該設備，無須使用大量的太陽能電池，該裝置也可應用到彩色鋼鐵屋頂等建筑之中，但若應用到水泥建筑屋頂，必須對其進行合理的重量設置。此外，在太陽能光伏模塊安裝過程中，需要用到水泥條等輔助工具。新能源光伏發電站的應用效果顯著，既能夠推動中國環保事業的發展，且一些無噪聲公害的屋頂型發電站或是車頂型發電方式，可較好地解決區域內電力供應不足的問題，降低能源消耗。

3 建設新能源光伏發電站的管理要點

為了確保新能源光伏發電站在實踐應用中充分發揮其優勢和價值，相關部門必須做好新能源光伏發電站建設的管理工作。

第一，嚴格把控材料、設備質量。在項目建設前的準備階段，必須嚴格管控材料、設備的供應商，確保各種物料質量符合相關項目建設要求和規范。同時，采購工程師應加強與項目建設負責人的溝通合作，按照相關規范和要求來對物料進行嚴格檢驗，只有質量合格的物料，才能夠入庫，否則應盡快進行清退處理。

第二，加強建設人員的培訓教育。在新能源光伏發電站建設過程中，相關部門必須提前組織全體參與建設的人員進行培訓教育，使之能夠掌握發電站建設的相關理論知識與技術知識，并掌握項目建設過程中可能出現的質量通病及相關預防措施等。同時，針對技術難度系統較大、危險性較強的工種，必須安排具備相關資格證書、經驗豐富的人員負責，從而有效保障發電站的建設質量[3]。

第三，加大對電網的管控力度。當光伏電源并網后，因為光伏電源極易受到各種因素的影響，所以相關管控人員必須高度重視對發電站所在區域內光照強度等各種信息數據的收集、整理，再借助計算機軟件構建一個光伏發電功率數學模型，對比該發電站既往的發電數據，明確其運行發電的規律特征，從而切實提高光功率預測精準度。同時，相關人員應深入研究和分析電網系統各設備的既往運行數據，明確最佳的光伏電源安裝位置，從而盡量降低外界因素對光伏電源的影響，有效提高光伏電源并網后的可靠性和安全性。

第四，做好光伏新能源裝置的安裝維護工作。在光伏新能源裝置安裝過程中，相關人員需要對安裝現場的環境空間大小、光照效果等進行嚴格檢查，保障整個安裝過程的可靠性和安全性。同時，需要確保新能源光伏裝置具備良好的基礎性能、完整的外觀，并且安裝質量符合相關規范和要求。另外，需要立足于裝置安裝的相關要求和安裝現場環境來嚴格控制安裝流程，保障安裝質量合格，且保障其應用性能得到全面發揮，從而確保獲得較為理想的電氣節能效果。

第五，科學規劃設計光伏用電網絡。針對新能源光伏發電站的建設，需要以節能效果控制作為出發點，對光伏用電網絡進行科學有效地規劃設計，以此來確保光伏新能源具備較優的電能應用效率，還能夠為居民提供更加穩定和安全的電力。在具體實施過程中，設計人員應落實好電壓設計、供電數量設計控制、供電范圍規范設計等，避免由于規劃范圍過大而導致用戶數量過多引起供電效能的降低，引發供電事故、電網波動等問題。

4 新能源光伏發電技術的發展前景

盡管當前我國新能源光伏發電技術取得了極大的進步，但是相比于發達國家，依然存在并網發電、逆變、安全等方面的難題，需要進一步的研究和探索，找出解決這些難題的辦法，不斷提高我國新能源光伏發電技術的應用水平。并網發電方面的難題主要是由于目前太陽能光伏發電預測精確度較低，很難確保光伏發電站能源供應的穩定性。針對這一問題的處理，可嘗試將風能發電和光伏發電相結合，以實現電力生產的平衡；安裝無功補償裝置，以降低光伏發電站對公共電網的影響；接入公共電網，以確保光伏發電系統的可靠性和穩定性。逆變方面的難題主要是逆變器可將直流電轉化成交流電，向用戶提供與電網相一致的頻率和電壓，而設備在逆變過程中往往會形成電壓脈沖，這需要運用濾波器來處理這一問題。關于安全方面的難題，盡管當前我國光伏發電網絡中已采取全方位的保護措施，然而一旦發電站脫離電網，光伏發電系統往往會出現孤島效應，從而引發設備故障，嚴重時危及相關人員的生命安全。針對這一問題的處理，需利用主動移頻技術來對電源故障、電壓等進行有效檢測，找出潛在的安全問題并進行處理。

5 結束語

綜上所述，面對日益增長的用電量需求，我國相關部門必須緊跟時代發展的步伐，積極研發和應用先進的發電技術，尤其是新能源光伏發電技術。該技術具備清潔無污染、可持續性發展等優勢，通過建設新能源光伏發電站，既能夠解決區域內供電不足的問題，還可以實現對環境的保護。但是，該技術在實踐應用中仍然存在一些不足，需要進一步改進和完善，從而為用戶提供更加優質、穩定的供電服務。