太阳能光伏发电技术及其应用探讨

王美海

（大唐新能源北京公司，北京 102299）

太阳能光伏发电技术及其应用探讨

王美海

（大唐新能源北京公司，北京 102299）

太阳能光伏发电技术属于一种高新技术，不需要任何燃料，并且在整个操作过程中，对于环境不会造成污染，也没有地域的限制。所以近年来这一发电系统被应用在越来越多的企业和工厂之中，也能够看出这一发电方式有着非常重要的市场潜力。文章对太阳能光伏发电技术进行了探讨，并了解到其技术的使用方式以及具体应用情况和发展前景。

太阳能；光伏发电技术；环境污染；资源节约；发电系统

目前我国社会中随着光伏发电的技术逐渐的应用，全球范围内也开始推广这一技术，并且应用在电厂的发电工作中和不断的应用过程中，这一技术的优势也日渐突出，正如人们所期待的光伏发电方式，能够在人口的密集区缓解用电压力情况，也能够减少环境的污染现状。同时为我国资源的节约带来了巨大的好处，所以这一发电方式成为我国电力技术发展过程中最为先进，也最受期待的发电方式之一，本文则针对这一情况展开研究，以期能够为我国电厂的发展带来最大的优势效应。

1 太阳能光伏发电的原理

现阶段，随着我国社会的发展和进步，人们的生活水平在日渐提高，在这样的情况下，科学技术也逐渐发展起来，人们生活中所使用的智能产品越来越多，所有的智能产品都离不开电源，只有电源才能支撑其正常使用。但是这种情况也为人们的生活带来了不便，很多没有发电系统，也没有充电系统，这也给人们的正常生活造成了一定的阻碍。正是由于这种原因，太阳能发电技术被发展出来。太阳能属于我国所有能源中一种可再生的资源，太阳有着自身的干净无污染的优势，所以太阳能光伏发电也引起了人们的高度重视，其发展的市场有着非常广阔的前景，这种发电技术只要在拥有太阳的地方就可以进行发电，其是通过太阳能转化成电能的一种发电形式。

太阳能资源在我国分布得非常广泛，可以说在有日照的地方就能够使用太阳能资源，同时这一资源是可再生的，并且在使用的过程中也不会对社会环境造成污染，这也是太阳能资源的基本优势。所以太阳能资源在被发展出来之后，逐渐被社会公认为理想化替代能源之一，能够有效解决目前我国资源短缺的现状，也能够为发电厂发电工作带来巨大的效益。

在整个电厂技术开展的过程中，太阳能的光伏发电主要利用的就是一种半导体的材料以及光伏的效应，直接把太阳的能量和资源转化成电能的一种发电形式。这种形式能够在根本上利用社会中的可再生资源，也能够把可再生资源逐渐转换成人们日常中生活的电能。实际上太阳能光伏发电这一技术早在1839年期间已经被法国的相关科学家所提出，其首先发现的就是，光照能够使半导体的材料不同的位置之间产生不同的电能差，这种现象在后来被称为光能所产生的附加效应，简称光伏效应。然而在这光伏发电实验的过程中，这一技术一直未能被发展出来，直到1954年才被美国的贝尔实验室研制成功，以此太阳能发电技术诞生。

2 太阳能光伏发电技术

2.1 太阳能电池技术

太阳能发电中所使用的光伏电池，是整个太阳能光伏发电系统中的最主要的部件，也是最核心的零件。其大致的规模和应用的过程中，主要就是需要解决整个发电工作下的两大难题：第一，提高光能向电能转化的效率和速度；第二，降低整个生产过程中的成本。在太阳能发电的过程中，一般情况下是以硅片作为整个发电工作的基础，这也是第一代的光能电池，在这一技术逐渐发展成熟之后，其成本却处于居高不下的位置，所以第二代的光伏电池被发展出来，这种很薄的光电能材料被称作为薄膜技术，在硅胶材料的地面上，进行太阳能向电能的转化，这也在很大程度上降低了光伏电池使用过程中的成本。同时很多研究人员在发展过程中，也逐渐把目光转向了先进薄膜的制造工作中，以此更好地减少开发成本，保证光能发电带给人们最大的经济效益。

2.2 光伏阵列的最大功率跟踪技术

据调查和研究的工作过程中能够发现，经过太阳能的光伏发电，其整个输出的功率特点具有非线性的整体性特征，主要就是在整个发电过程中，由于相关的设备受到太阳辐射的照射以及温度的变化，其整个电脑的荷载情况也会产生不同的变化。而很多电厂为了能够保证太阳能的电池，在整个供电系统中发挥出其应有的能力，也就是光向电能转化的能力，就需要在整体工作的过程中控制好光伏电池的列阵，这样才能够获得最大的功率输出。同时在整个电场中，光能发电获得最大功率的过程中进行跟踪实现，实质上就是一个动态的寻找最优光能的过程。通过对功能电池的列阵，输出的电压和电流进行检测，以此得到目前光伏电能，这样才能够选取最佳的功能，随后再次进行检测和比较，这样周而复始地进行工作，才能够保证整个光能向电能转化的过程中，其功率达到最大化，也能够满足人们的用电需求。

2.3 聚光光伏技术

在太阳能把光能转化成电能的过程中，首先齐聚光的技术能够直接打到地面，这样的情况下，太阳能的密度相对来说比较低，其发电的最高峰值也不会超过1kW/ m2，所以在整体工作开展的过程中，为了能够有效地提高太阳能在使用过程中的效率，也可以使用聚光的技术。聚光的技术主要就是把光伏进行聚集，以此让太阳能集中在某一个区域，保证这一区域能够在输电的过程中达到最高的峰值，这样的工作方式一方面能够把太阳光聚到面积很小的电池上，能够提高太阳能辐射和照耀的密度；另一方面也能够在比较便宜的聚光器使用过程中，达到最大的电量以此减少整个电脑生产的成本。聚光器的光伏系统是其主要的组成部分，还需要根据习惯学的原理进行不同种类的分析，并且在不同的地理环境和电厂发电技术的基础上，选择不同的种类进行工作，这样才能够在降低成本的基础上，有效地提高电厂的发电效率。

3 太阳能光伏发电技术的应用

3.1 独立光伏发电系统

在太阳能发电的电厂之中，独立的光伏发电系统是不会和整个电场中的公共电脑系统进行连接的，这属于一种孤立的运行的发电系统。所以在建设的过程中，这种系统也是远离整体的公共电网，在郊区或者野外进行移动式手电方法，这也会使用到便携式的电源，例如：在公共电网比较难以覆盖到的边远山区和海边，都会使用到这一发电设备，由于太阳能所具有的发电特点就是白天发电，而复合电的用电一般是全天候的，也就是说夜间也会使用电能。所以在独立的光伏发电系统中，还需要拥有储存能源的硬件设施，这也是一个必不可少的设备。尽管在整个供电系统过程中，电能受到气象环境的影响因素很大，供电的稳定性也比较差，但是针对边远地区和没有电的居民来说，这也能够解决其对电力的需求，合理有效地解决电能短缺的问题。

3.2 并网光伏发电系统

在电场中，光伏发电系统中，并网光伏发电系统会和公共的电网相互连接。二者的连接主要就是为了能够共同的承担其整个区域的供电任务，在整个电网使用的过程中，其光伏电池的列阵，所代表的就是直流电，经过逆向的转换器，变成和电网相同频率的交流电，这也是一种最新的发电方式。以电压源或者是电流源的方式进入整个的用电系统，这样的输电方式，其容量可以是非常大的。同时在公共电网中，这种电力发电方式扮演着储备能源的主要环节，也是一个重要的角色，所以整个系统中并不需要其他的储备电池，这也在从根本上减少了电厂电网运行的基本成本，提高了整体运行的效率，也保证了电能使用的稳定性。光伏的并网系统中太阳能的转换效率，也远远高于独立的系统，这也是目前世界上太阳能进行光伏发电技术中最为合理的发展角度。

3.3 混合光伏发电系统

在发电技术的权威数据资料显示，目前太阳能的光伏发电设备销量是整个发电设备销售的1/4，也就是说在整体的发电技术中，越来越多的电厂逐渐向光伏发电方向发展，这样的市场前景不仅能够满足人们用电需求，还能够在根本上缓解我国资源使用的压力现状。所以在太阳能发电技术中，混合光伏发电系统主要就是把一种或者几种发电系统方式，同时引入到光伏的发电系统中，联合使用负载功能的系统，以此达到供电的目的。

在这样的发电方式中，由于综合的电能技术，能够最大程度地承担起人们对电量的需求，所以这种发电方式主要就是综合的利用各种电脑的技术优点，有效地规避每一种技术中所存在的缺点，以此在最优的环境下实现发电工作的一种形式，例如：光伏发电系统的优点就是不需要维护，但是缺点就是由于天气和环境所存在的不稳定性，在冬天日照比较差和风力大的地区，采用光伏和风力混合发电，就能够有效地减少电力系统对气候和环境的依赖，减少电力输出过程中的负载电量，以便于达到最佳的发电效果。

4 结语

太阳能发电这一技术，在我国已经成为发电厂的核心发展技术趋势。在这其中还有值得注意的就是尽管我国太阳能发电技术处于快速的发展阶段，但是和国外的先进技术和先进的发展状态相比较，不管是在生产和材料上还是技术和水平上，整个产业链都有比较突出的问题。所以我国各个电厂在使用太阳能发电的过程中，还需要关注到其中的问题，找到合理的解决对策，有效地把太阳能光伏发电技术应用到整个电厂的发展过程中。只有这样才能够实现人类的可持续发展，也能够有效缓解我国居民的用电压力，合理地利用天然可再生资源，保证我国的发电技术能够向更为尖端的方向发展和进步。

[1]张云天．面向大城市居民小区的太阳能光伏发电技术的应用分析[J]．科技资讯，2016，（20）.

[2]卢建丽，赵迪．浅谈太阳能光伏发电系统在841台应用的可行性[J]．数字传媒研究，2016，（1）.

[3]陈馨．太阳能光伏发电在农村屋顶应用的成本利润分析及风险控制[J]．经营管理者，2015，（27）.

（责任编辑：蒋建华）

TM615

1009-2374（2017）12-0089-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.046

王美海（1973-），男，黑龙江哈尔滨人，大唐新能源北京公司总经理，研究方向：风电、光伏等新能源项目的开发运营。

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