对于太阳能光伏发电技术探讨

张振衡+++杜玉++刘鹏++陈俊玉

【摘要】：太阳能是人类取之不尽的可再生能源，具有清洁性、安全性、广泛性及长寿命等特点。光伏发电正是基于太阳能的新型发电技术，它主要是通过半导体界面的光生伏特效应，把光能转变为电能。近年来，我国光伏产业发展迅速，光伏发电站数量正变得愈来愈多，光伏发电站在电力系统当中的地位正在不断提升。基于此，文章对光伏发电相关技术进行了综合性阐述，并提出了一系列观点，以供参考。

【关键词】：太阳能光伏发电；技术分析；技术要点

1、太阳能光伏发电的原理及优点概述

1.1太阳能光伏发电原理分析

当前，太阳能光伏发电技术已成为最有潜力的可再生技术之一，其主要是通过将太阳能辐射光能储存到太阳能电池中，从而产生电能。该技术中利用了半导体光伏发电光能的原理，在太阳电池中聚集来自于太阳能辐射的光，将其转换为电能，具体过程为：太阳能电池中有电场的存在，而光能中“光生电子-空穴”的存在，因此使得电子和空穴相互分析，在电池的两侧产生电荷，进行出现电压。

1.2太阳能光伏发电体的优势

（1）高效、节能、清洁

太阳能光伏发电与其他的电力系统发电相比，其产生电能的过程更为简单，其主要是通过将太阳光能中的光子转变为电子，进行产生电能，太阳能光伏发电具有效率高、简单便捷的特点，同时在节能环保方面也有所突破。

（2）储备丰富、分布范围广

太阳能的使用，不仅能够保护环境，同时还能杜绝资源浪费，同时由于太阳光分布范围较为广泛，因此对其进行开发和利用是十分便捷的。太阳能光伏发电系统在运行的过程中，主要由太阳电池组件、蓄能蓄电池、直交流逆变器等部分组成。对于太阳能光伏发电而言，太阳电池组件是最重要的部件，其承担着将光能转换为电能的重要作用。

2、光伏发电概述

光伏发电的主要原理为半导体的光电效应。当光子照射于金属上时，其能量会被金属当中的电子吸收。当电子所吸收的能量足够大时，可有效克服金属内部引力，并从金属表面脱离出来成为光电子，此时半导体与金属结合的不同部位便会产生电位差，便会形成电压。也就是说，光伏发电是光子转变为电子、光能量转变为电能量的过程。从电力生产发展趋势来看，推广光伏发电具有其必然性。我国是一个典型的能源生产大国，但同时也是能源消耗大国，人均能源占有率远低于世界平均水准。同时，在能源消费结构上，我国与其他发达国家相比存在较大的差异，调整空间巨大。在这种背景下，国家对优化能源消费结构愈来愈重视，于“十二五”期间提出了能源结构调整目标，其重点在于非石化能源比重增加及碳减排两个目标，从而形成低排放、低污染、低能耗的新型经济形态。在这种背景下，生物质能、风能及太阳能等可再生资源得到了广泛关注。其中太阳能是常见能源中一次性转换效率最高的能源，优势十分明显，是未来能源发展的重要方向。正是基于太阳能的这种特性，光伏发电有了巨大的发展空间，并逐步得到推广，部分地区已经构建成了较为成熟的光伏发电站。

3、对于太阳能光伏发电技术探讨

3.1最大功率点跟踪技术

通过运用最大功率点跟踪技术，可明确光伏并网发电系统所在的环境，分析环境中的温度、光照等对并网造成的影响，并且还可绘制光伏并网发电系统的特性曲线，然后在依据曲线的变化状况，对并网光伏发电的最大功率点进行相应的跟踪。同时，最大功率点跟踪技术与光伏并网发电系统自身的运行效率之间存在直接的关联，例如常用的两种跟踪方法：（1）扰动观察法，在光伏并网发电时，通过设计小型扰动，可比对扰动前后的并网情况，获得最大功率点位置，并网扰动方式可控制输出电压，利用电压差，还可形成扰动，以跟踪功率状态。（2）电导增量法，瞬间电导数据与变化量是此类方法运用的决定性因素，其能够通过分析光伏列阵的曲线变化情况，获得曲线的单峰值，并由此判断出光伏并网是否处于最大值发电状态。

3.2升压系统

光伏发电并网技术，通过太阳能转化的交流电，额定电压是380V，经过升压系统处理后，才能并入到电网内。升压系统是光伏发电并网的重要组成，其在应用的过程中，要配置升压变压器，按照光伏发电并网系统的实际发电量，选择可用的升压变压器，例如：箱型干式变压器，确保升壓系统的稳定性[2]。在光伏发电并网技术中，升压变电站，更为两层结构，上层是逆变室，监控逆变器的安全运行，下层是配电室，为升压系统提供电能支持，升压变电站中，科学的配置高、低压进线柜，引入计算机监控系统，实时监督升压变电站的工作情况，升压变电站的监控，与逆变室监测同步，维护太阳能光伏发电并网技术的工作效率。

3.3聚光光伏技术

太阳的光能经过路径出现损耗，因此地面上太阳光能中的能量十分有限，而聚光光伏技术的产生，不仅能够减少路径对太阳光能的损耗，同时还能进一步增加太阳能的使用效率。其主要的工作原理是使用面积较小的高性能聚光电池来聚集太阳光，这样能够在提高太阳光辐照密度的同时，有效的减少生产的成本。聚光器在聚光光伏系统中非常重要。其中热光伏聚光器主要是通过辐射器来加入太阳能，从而获得成光热能，再利用辐射器将成光热能发射到太阳能电池中，进而转化为光电。

3.4并网逆变器控制技术

并网逆变器可确保光伏并网发电系统的灵活性，进而使得工程的多样化需求得以满足，为太阳能始终处于最佳的转换状态提供保障。同时，逆变器还可控制光伏并网发电系统的工作模式，为电流提供直接或间接控制的方法。近年来，随着科学的迅速发展，间接与直接控制不断融合发展，较好的发挥了间接、直接电流的控制效果，弥补了双方的缺陷，融合之后的并网逆变器控制能够实时跟踪电流变化情况，以保证电流的稳定性。

结束语

当前，为了让太阳能光伏发电技术能够得到良好的发展，政府应当出台一系列的政策法规来对太阳能光伏发电技术的发展进行规范和完善，从而确保其能够将可持续发展的作用真正的发展出来。相信在不久之后，太阳能光伏发电技术将成为绿色工程中至关重要的部分。

【参考文献】

[1]孙勇.我国太阳能光伏发电技术应用综述[J].科技创新与应用报，2014（27）：88.

[2]周翔.光伏发电技术发展趋势及其应用研究[J].河南科技，2010（20）：1-2.endprint