太阳能光伏发电技术及其应用

刘文斐

摘要：伴随着科学技术的发展以及地球能源的大量使用，能源的开发与可持续发展逐渐成为当前社会密切关注的热点问题，能源短缺与国家发展速度之间的矛盾日益突出，地球正面临着资源枯竭与环境污染的双重打击，太阳能源作为一项新兴的再生能源，关于其利用受到了众多科研人员的重视，近些年来，越来越多的科研人员投入到了关于太阳能光伏发电技术的研究工作中，关于太阳能发电技术的研究已经成为当前相关领域的热点课题了，因此，本文也主要根据当前太阳能光伏发电技术的发展现状，对其在部分领域的相关应用进行简单介绍，希望能为我国太阳能光伏发电技术的发展与进步具有一定的积极意义。

关键词：太阳能；光伏发电技术；应用

伴随着化工产业的高速发展，石油、煤矿等化学能源的储量越来越少，太阳能作为可再生的清洁能源，众多国家对其都给予了足够的重视，其具有的发展前景不可估量。多年来，国家投入了大量的人力与资金对太阳能光伏发电技术的应用进行了大力的研究，太阳能在各个领域的使用越来越广泛，其由于效率高以及干净等特点被众多使用者喜爱，其相关技术的发展也受到了社会各界的密切关注。

一、太阳能光伏发电主要技术

1.1.太阳能电池技术

太阳能电池是太阳能发电系统的主要构成部分，其主要作用是将太阳辐射转化为电流，在太阳能系统中，电池一般不独立使用，其主要是利用并联以及串联等多种连接方式将所有独立的小电池单元连接使用，其作为一个整体的系统功率可高达上百瓦。由于电池技术是由太阳能电池连接而成，因此，其需要面对两个方面的问题，一是降低技术成本，在电池技术发展的初期，其都是以硅片作为电池的原材料，其成本较高，而近些年，则主要利用薄膜技术进行电池的生产，由于其生产成本低，且生产技术简单，因此，其得到了广泛的使用，其对于成本的降低具有极其主要的作用。而另一方面则是提升系统工作效率，目前，国外已经研发出了效率较高、价格便宜的太阳能电池，与此同时，还有部分电池采用新兴结构通过减少电能损耗增大使用效率，其在提升电池效率方面也得到了很大的利用。

1.2.聚光光伏技术

在一般情况下，经过云层折射、散射等到达地面的阳光其能量较低，因此，提升太能源的使用率成为相关科研人员急需解决的问题之一。为了提升太阳能的利用率，当下采用了聚光光伏技术，其在很大程度上提升了其利用率。关于聚光光伏技术的使用，其主要两个方面提升其利用率，第一，增强单位面积内太阳能辐射的强度，其主要是通过减小聚光电池的面积，将太阳能聚集到小面积的聚光电池上，从而提升阳光强度。第二，降低材料成本，使用较为便宜的聚光器，而不是价格较高的太阳能电池，其能够在一定程度上降低成本。目前，我国2009年研发的新型聚光器，其凭借着价格低、个头小、使用率高等优势得到广泛使用。

1.3.最大功率点跟踪技术

光伏阵列的最大功率点主要是由于伴随着太阳强度的变化，光伏阵列的功率输出也会产生一定的变化，当光伏阵列达到最大功率时，其就是最大功率点。当其使用电压大于最大功率点所需要的电压时，则光伏阵列的工作功率就会降低，但是当使用电压低于最大功率点所需要的电压时，其工作效率与输入电压的大小成正比变化，因此，为了提升工作效率，同时降低不必要的电能损耗，就应该使得工作电压与最大功率点相适应，其就是最大功率点的追踪技术。

二、太阳能光伏发电技术的应用

2.1.光伏电站

光伏电站主要是利用太阳能进行供电，其需要较大的占地面积，因此，我国大部分的光伏电站主要分布在土地资源较为充裕的西部地区，并且，由于我国西部地区的海拔较高，太阳能资源丰富，其为我国光伏电站的发展提供了极大的地理优势。目前，由于我国西部地区人员稀疏，且煤矿资源丰富，因此，我国西部光伏电站产生的电能一般通过变电站向东部发达地区传送，其为东部地区的经济发展做出了极其巨大的贡献。在沙漠，土地资源丰富，且阳光较大，并且，我国的沙漠面积较为广阔，因此，未来我国光伏电站的建设具有不可限量的发展前景。

2.2.光伏建筑

在部分发达城市，由于经济发展速度快，且用电需求大，因此，甚至有部分城市到了夏天往往采取拉闸的方式来限制电量的使用，其对于城市居民的生活以及生产工作都造成了极大的不便，因此，在建筑上安装光伏电池成为了解决城市用电紧张的重要方法之一。其主要是通过在建筑上安装光伏电池，提供建筑内部的用电需求，缩短电量供应的距离，在很大程度上降低损耗，同时，节约了电量传输线路建造的成本，建设光伏建筑已经成为目前我国发达城市解决用电紧张的主要方法之一。

2.3.农村用电

太阳能光伏发电技术在很大程度上解决了农村偏远地区的用电问题。在以前，部分山村由于位置偏远、地势艰险，其对于电力的运输造成了极大的困难，因此，众多偏远山村往往都用不上电。而太阳能光伏发电技术则解决了农村的问题，目前，许多偏远山村通过建设小型的光伏发电站或者建设用户自己的发电系统，以实现供电的目的，与此同时，还减少了电力运输的大量的线路铺设成本，降低了由于长距离运输电量造成的电力损耗。

三、结论

综上所述，太阳能是二十一世纪人们可以大力使用的新型的清洁能源，对于其技术的研究以及应用也受到了相关科研人员的重視，太阳能作为一种清洁的、用之不尽的可再生能源，其具有无限美好的发展前景，因此，本文主要根据当下太阳能光伏发电的相关技术的发展，对太阳能电池技术、聚光光伏技术以及光伏阵列的最大功率点跟踪技术进行简答介绍，并对太阳能光伏发电技术在光伏电站、光伏建筑以及农村用电等领域的应用进行相关介绍，希望能为我国太阳能光伏发电技术的发展与进步具有一定的帮助作用。

参考文献：

[1]赵争鸣.太阳能光伏发电技术现状及其发展[J]-《电气应用》-2014（26）

[2]张兴.太阳能光伏并网发电及其逆变控制[J]-《机械工业》-2013（39）