光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展與前景分析

朱寧寧 趙鵬飛

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，技術(shù)水平的不斷增長(zhǎng)，國(guó)家對(duì)電力資源的需求越來(lái)越高。而現(xiàn)在，人們?cè)谫Y源的保護(hù)意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)烈，節(jié)約資源已經(jīng)成為中國(guó)民眾心目中的一大基本道德行為準(zhǔn)則。于是，太陽(yáng)能資源、風(fēng)能資源等這樣的綠色清潔可持續(xù)能源日益受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。在這其中，又以光伏發(fā)電的應(yīng)用最為廣泛。本文就將以此為背景，分別闡述光伏發(fā)電以其相關(guān)技術(shù)，分析其發(fā)展現(xiàn)狀，并以此為基礎(chǔ)研究光伏發(fā)電并網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電并網(wǎng);技術(shù)發(fā)展;現(xiàn)狀與趨勢(shì)

1光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

①再生能源，對(duì)環(huán)境污染小。光伏發(fā)電技術(shù)不會(huì)耗用不可再生的能源，而是通過(guò)太陽(yáng)能這一可再生能源進(jìn)行發(fā)電，不會(huì)產(chǎn)對(duì)環(huán)境有害的氣體，緩解了能源與環(huán)境問(wèn)題，維護(hù)了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。②發(fā)電成本低，減少投資。所發(fā)的電能為了能夠節(jié)省蓄電池，將電能作為儲(chǔ)能裝置，而太陽(yáng)能電池組件的價(jià)錢(qián)不斷降低，使投資節(jié)省了約三分之一。與獨(dú)立的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)相比，光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)不僅降低了發(fā)電成本，還減少了蓄電池的二次污染。③市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r好。并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)在光伏市場(chǎng)中已經(jīng)逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，從開(kāi)始偏遠(yuǎn)地區(qū)的特殊用電逐漸從向城市的生活用電過(guò)渡。太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電在全球應(yīng)用廣泛，并且還在持續(xù)增長(zhǎng)，其成為發(fā)達(dá)國(guó)家在光伏應(yīng)用領(lǐng)域中競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展的重要一步，是世界太陽(yáng)能光伏發(fā)電的主要發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展前景十分可觀。④發(fā)揮好調(diào)峰效用。就當(dāng)前形勢(shì)來(lái)看，世界太陽(yáng)能光伏發(fā)電成為主要的發(fā)展趨勢(shì)，市場(chǎng)較廣，發(fā)展前景十分可觀。

2光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1發(fā)展不協(xié)調(diào)

中國(guó)是著名的制造業(yè)大國(guó)，在光伏產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)方面也不例外。目前我國(guó)是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)電的重要生產(chǎn)基地，生產(chǎn)的產(chǎn)品包括晶體芯片的生產(chǎn)、太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)等等。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的前景向好，國(guó)內(nèi)眾多光伏產(chǎn)業(yè)公司也紛紛成立。但在其中最大的問(wèn)題就是規(guī)模最大，然而技術(shù)含量極低，因此我國(guó)國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是極為不協(xié)調(diào)的。國(guó)外前進(jìn)的光伏產(chǎn)業(yè)為了保護(hù)本行業(yè)，對(duì)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了技術(shù)上的封鎖，因此我國(guó)雖然光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大，但其真正的技術(shù)是存有空白區(qū)域的。

2.2明確檢修目的，加大管理力度

想要全面排除設(shè)備故障隱患，首先要明確檢修目的，確保工作的高效率、高質(zhì)量。這對(duì)檢修人員要嚴(yán)格要求，不僅要提高對(duì)工作提的重視，在檢修時(shí)制定明確的檢修任務(wù)，并保持一定的積極性，保證工作的完善和落實(shí)，相應(yīng)的驗(yàn)收工作也不能放松。其次要對(duì)檢修程序加大管理力度。針對(duì)不同的檢修人員問(wèn)題，規(guī)范和完善檢修信息的記錄，不斷提升管理力度。

2.3產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈

在國(guó)際上，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就已經(jīng)有了較大的競(jìng)爭(zhēng)力，各國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)都在力爭(zhēng)上游，不斷研制出更多更好的產(chǎn)品。因此對(duì)于我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，突破國(guó)際上的封鎖，提高國(guó)際光伏產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力是比較困難的。再說(shuō)到國(guó)內(nèi)，光伏產(chǎn)業(yè)的利好前景使得眾多投資家趨之若鶩，因此我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)在地域上就已經(jīng)分成了五個(gè)比較大的區(qū)域，分別為珠江三角洲區(qū)域、長(zhǎng)江三角洲區(qū)域、環(huán)渤海地區(qū)、中部地區(qū)以及西部地區(qū)。五大生產(chǎn)區(qū)域雖然有著各自不同的產(chǎn)品特色，但是在行業(yè)領(lǐng)域卻是重合的，因此國(guó)內(nèi)的光伏產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)。這就很容易造成各企業(yè)公司之間的惡意競(jìng)爭(zhēng)，危機(jī)光伏產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的發(fā)展。

2.4在農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)的應(yīng)用

農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)往往是經(jīng)濟(jì)較為落后的地區(qū)，但是，近年來(lái)，國(guó)家加大了對(duì)農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)的開(kāi)發(fā)力度，不斷加大新農(nóng)村的建設(shè)，加快了農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。太陽(yáng)能光電技術(shù)在村級(jí)扶貧電站的應(yīng)用可有效解決貧困地區(qū)的用電問(wèn)題，但是，限于農(nóng)村的交通發(fā)展還不完善，導(dǎo)致扶貧電站的供應(yīng)還跟不上農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)的腳步，需要對(duì)其進(jìn)一步完善。

3光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

如今大規(guī)模光伏電站發(fā)電已經(jīng)是先進(jìn)的新能源發(fā)電方式，其具備了太陽(yáng)能所有的優(yōu)勢(shì)，但我國(guó)光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)起步較晚，還面臨著電量受氣候變化影響、價(jià)格貴、逆變器產(chǎn)生的諧波疊加等各種各樣的問(wèn)題。最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)作為光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，成為研究重點(diǎn)，通過(guò)不斷的改進(jìn)，現(xiàn)在其準(zhǔn)確性和精確度都得到改善，以后還會(huì)有更多的先進(jìn)方法產(chǎn)生。在我國(guó)仍有許多地區(qū)因?yàn)楦鞣N因素，還處于缺電、無(wú)電狀態(tài)，人們生活用電急缺，另外我國(guó)的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，可以給光伏市場(chǎng)提供了一個(gè)好的發(fā)展空間，由此不難看出并網(wǎng)型光伏電站很快就會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)，也會(huì)進(jìn)一步提升人們的生活質(zhì)量。

4光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)

光伏發(fā)電的具有隨機(jī)性強(qiáng)，不確定性強(qiáng)和不連續(xù)性的特點(diǎn)，而且光伏輸出的影響因子眾多，難以精確研究，比如太陽(yáng)能面板的溫度和環(huán)境溫度是無(wú)法控制的，隨著溫度的改變，光伏發(fā)電的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）逐漸引起人們的重視，其快速性，準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性逐漸得到人們的認(rèn)可，下面對(duì)其工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹;①恒定電壓法，溫度變化對(duì)光伏陣列輸出功率引起的變化非常大，但是輻照度對(duì)光伏發(fā)電的影響更加明顯，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，不同輻照度下的最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)地方輸出電壓變化量并不大，也就是說(shuō)，可以粗略的將MTTP默認(rèn)為穩(wěn)壓控制，這種方法優(yōu)點(diǎn)是控制起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，但是精度并不是很高，因?yàn)槠浜雎粤斯夥l(fā)電的溫度影響。②擾動(dòng)觀測(cè)法，在光伏發(fā)電運(yùn)行正常時(shí)，通過(guò)不斷的微小的電壓波動(dòng)擾動(dòng)光伏陣列的輸出電壓，繼而在端電壓變化同時(shí)檢測(cè)輸出功率變化的方向，就能夠確定最優(yōu)化途徑，從而決定下一步電壓的參考值，這種方法容易實(shí)現(xiàn)，測(cè)量的參數(shù)較少，而且相對(duì)精度較高，但是這種方法受環(huán)境的影響較大，不容易找到最大功率點(diǎn)，而是將臨界點(diǎn)放到了最大功率點(diǎn)附近。③導(dǎo)納增量法，根據(jù)光伏陣列的P-V曲線(xiàn)，必然存在唯一的點(diǎn)，成為最大功率點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)處，功率對(duì)電壓的導(dǎo)數(shù)為0，此時(shí)，輸出電導(dǎo)的變化量等于輸出電導(dǎo)的負(fù)值時(shí)，光伏陣列工作點(diǎn)就可以認(rèn)為是其最大功率點(diǎn)。這種方法的準(zhǔn)確性最高，而且還可以避免環(huán)境變化的跟蹤性，但是實(shí)施起來(lái)相對(duì)復(fù)雜，而且對(duì)微處理器有較高的要求，盡管如此，依然受到很多同行的青睞。

結(jié)語(yǔ)

近幾年來(lái)我國(guó)太陽(yáng)能光伏制造技術(shù)突飛猛進(jìn)，產(chǎn)能成倍增長(zhǎng)，成本大幅度降低，目前國(guó)內(nèi)的光伏組件產(chǎn)量已達(dá)到世界總產(chǎn)量的80-90%。預(yù)計(jì)在近一二年內(nèi)將大量出現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)電站，這將在全球范圍內(nèi)得到更加的廣泛應(yīng)用。通過(guò)利用光伏發(fā)電，不但可以節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，同時(shí)還可以為我國(guó)帶來(lái)很大的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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