太阳能光伏技术与应用研究

袁鹏

摘要：随着现代科学技术的不断发展，使得我国新能源技术得到广泛的推广。近代以来，太阳能光伏发电系统逐步的传入我国，从而促进了我国的产业结构变革，进一步促进产业发展。太阳能光伏发电技术作为一项绿色能源技术，已经在我国的许多领域得到了广泛的使用，并且该项技术借助国家的政策逐渐的趋于完善。本文对太阳能光伏发电技术及其应用进行探讨。

关键词：太阳能;光伏发电技术;应用

随着当前全球经济的发展，人口数量不断增加，能源日益减少与社会发展的矛盾日益突出，在这种背景下，很多国家开始研究可再生能源，太阳能由于其自身的特点，受到了研究人员的关注。太阳能利用成本比较低，不会产生二次污染，可以实现持续利用，属于一种可再生能源。因此，本文主要针对太阳能光伏发电控制技术进行分析和论述。

一、光伏发电

所谓的光伏发电指的是由太阳能直接转化为电能形式，利用半导体及相关的电子设备组件，太阳能电池，布置成一定规模的发电系统，这个系统将太阳能光伏转换成直流电，并且利用能量逆变器对太阳能所转化成的电流进行转变，成为人们所需要的电能。太阳能光伏发电后，给我们供应了源源不断的电能。由于本身就非常的环保，它的利用的效率非常的高，投入的成本相对来说很低，获得的效益很高，建设光伏发电的设备的外观也美观实用，可以与建筑物融为一个整体，所以光伏发电具有很强的优势。为了更好地利用光伏发电，我们投入了大量的人力物力对光伏发电进行研究，在以往的案例中总结经验，不断的创新，利用先进的发电设备，完善其性能，扩大电光伏发电的规模。光伏发电在我国的发展前景会越来越好，在使用规模和使用程度上都会成为最主要的发电方式之一。

二、太阳能光伏发电技术

1.太阳能电池技术

在太阳能光伏发电系统中，光伏电池属于最为核心部件，当前光伏电池的大范围使用还存在有两个方面问题：第一，生产成本问题;第二，光电转换效率问题。第一代光伏电池以硅片为基础，虽然其技术发展成熟，但是存在有非常高成本。第二代光伏电池以薄膜技术为基础，光电材料薄，半导体材料消耗有明顯减少，能够满足自动化和批量化生产需要。当前还出现一些新结构、新概念电池，研究人员工作重点向着薄膜制造技术为基础的太阳能电池方面发展，理论光电转换效率高达93%，比如纳米结构电池等，正在积极向着降低生产成本以及提高光电转换效率方面发展。

2.聚光光伏技术

地表太阳能密度低，为了提高太阳能利用有效性，聚光光伏技术可发挥重要价值，该技术的使用不仅可实现对太阳光的聚集，集中在较小面积的聚光电池上，确保太阳光有足够的辐射能量密度，同时，还能够使用低廉聚光器取代太阳电池，实现对整个光伏发电系统成本的有效控制。在聚光光伏系统中，聚光器属于主要组成结构，根据光学原理的不同，可以将其分为折射、反射、热光伏、全息等不同类型聚光器。热光伏聚光器主要是利用太阳对辐射器加热，完成光电转换。

3.光伏阵列最大功率跟踪技术

有专家研究光伏阵列输出功率，发现其存在非线性特点，会因为太阳辐射以及温度等因素影响。为了确保供电系统中太阳能电池的光电转换能力得到充分全面发挥，必须要注意对光伏电池阵列工作点的控制，实现功率输出最大化。

最大功率跟踪是一个动态性过程，通过检测光伏电池阵列的输出电压和电流，能够明确光伏电池阵列输出功率，与之前存储的功率对比，将光伏电池阵列动态控制在最大功率点。

三、论述太阳能光伏发电系统在各个领域中的应用

1.太阳能光伏发电系统在建筑领域中的应用分析

随着现代化科技的不断完善，在工程建筑方面提出了太阳能屋顶计划改造技术，主要是将建筑物的顶面安装太阳能电池板，从而借助相应的设备组建一个公共的电网，能够有效地为该区域提供电能。所建造用户并网光伏系统，能够有效地为该区域的居民提供电能，进一步保证了整个电能过程具有较高的安全性和环保性。另外，科学有效地实现光伏建筑一体化技术，通过建筑材料和光伏系统相互融合，从而有效地控制光伏发电的资金投入，进一步方便了光伏发电技术在企业生产和居民日常生活中的应用。

2.混合光伏发电系统

混合光伏发电系统指的是在光伏发电系统中引入几种不同发电方式，以此为负载提供稳定电力供应。混合光伏发电系统在实际应用中能够综合利用不同发电技术优势，比如光伏系统不需要较多维护，但是在天气方面有非常大依赖性，稳定性差。冬天日照差同时存在较大风力地区，可选择光伏发电系统与风力发电系统组成混合发电系统，不需要过多依赖天气，能够使负载缺电率得到有效控制。

3.独立光伏发电系统的建立

独立光伏发电系统的建立，其产生的电力不用和大型的电网相连，一般建立在比较偏远的地区，这样可以符合其要求的面积比较大的特点，还不会对人们的生活造成不便。独立光伏发电系统主要是应用在边防的通信和用电，这种系统的配置上需要一定的储备设备，因为在光伏发电中需要的是太阳能，而夜晚中就没有太阳能，在白天收集太阳能并有效的储存上，在夜间将这些储备作为备用能源加以利用，保证无论是白天还是夜晚都有足够的能源可以利用，保证有充分的电能可以使用。但是在独立光伏发电中有一定的缺陷，因为光伏发电会受到自然环境的影响，不能够保证发电的稳定性，如果在阴天或者是气候恶劣的情况下就不能够很好的使用，这样会使发电系统不能很好的使用。因此，这种发电系统在偏远的地区可以使用，有着重要的价值和意义，在城市环境中还不能很好的使用，有着一定的局限性。

4.太阳能光伏发电系统在农村地区中的应用分析

由于社会经济的不断发展，使得农村地区的发展和城市地区的发展差距在逐步的加大。虽然现在国家已经出台了相关的扶持政策，但是农村相对于城市的发展依旧较为落后。主要突出的领域是电力资源的建设和制造。在农村地区的用电能够保证居民生活，但是在一定层次上具有相应的限制因素，从而限制了电力资源的发展。为此，可以利用太阳能光伏发电技术，在农村地区的电力资源建设。因为在农村地区的广阔，建立光伏电力发电系统能够有利于吸收太阳能资源，从而保证了为农村地区提供电力资源。目前在农村地区已经建造了太阳能光伏发电系统，比如小型风电发电系统、独立光伏电站等等。

结束语：

总而言之，煤炭资源不断枯竭，可再生能源成为重要的开发项目，其主要就是保证可再生以及无污染，太阳能可以有效的满足以上诸多需求，太阳能光伏发电技术发展前景十分广阔，设计人员需要针对现有技术，加强系统控制，不断完善当前光伏技术，发挥光伏技术的重要作用，满足社会经济的发展，不断节约现有能源和资源，推动社会的良性发展。

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