光伏发电发展趋势探究

周雯(湖北水利水电职业技术学院，湖北 武汉 430070)

0 引言

太阳能是具有非常高应用价值的能源，不仅绿色环保、并且太阳能还是一种可再生的能源。通过对太阳能的开发和利用，我国的光伏发电技术逐渐被普及应用，迎来了全新的机遇和挑战。光伏产业市场随着现代化社会经济的快速发展，正在进行积极的革新，从市场、技术、设备等方面强化自身的综合实力，在国际市场中提高竞争力，促进我国太阳能光伏产业未来的进一步发展，为我国的综合国力建设夯实基础。

1 太阳能光伏发电的原理和优势

1.1 太阳能光伏发电的原理分析

太阳能光伏发电技术作为可再生技术的一种，具有非常大的潜力，太阳能光伏发电是在太阳能电池中储存太阳能辐射光能后，产生电能。在太阳能光伏发电技术中，应用到的原理主要是半导体光伏发电光能原理，通过聚集太阳能辐射光到太阳电池中形成电能。具体的太阳能辐射光转换为电能的过程是太阳能电池中存在电场，而在光能中存在“光生电子-空穴”，在电子和空穴之间形成了互相分析作用，最终有电荷形成在电池的两侧出现电压。太阳能光伏发电技术中，最为典型的应用就是太阳能光伏发电系统，该系统由多个部分组成，包括电缆、蓄电池组、交直流逆变器、光伏电池组、光伏系统电池控制器等，每个不同的组成部分都发挥着不同的功能作用[1]。在这其中，发电系统的核心部件是太阳能光伏电池组，它是由一系列各种材料的太阳能电池排列组合形成的，主要负责能量转换。太阳能电池使用材料各有不同，常常是以以下四类为主，分别是聚合物光伏电池、化合物光伏电池、硅基光伏电池和纳米晶光伏组件。其中纳米晶光伏组件和聚合物光伏电池中，起作用的主要材料是成本较低的聚合物光敏活性层和纳米染料增感材料，目前此两种材料的能量转换效率并不高，无法保证良好的稳定性，因此仍旧处于探究初期阶段[2]。

1.2 太阳能光伏发电技术的特点

光伏产业是一种绿色、环保的能源产业，受到了国家和社会的高度重视和支持，其中遵循着绿色、环保理论，被称作是战略性朝阳产业。在各国政府积极开发和应用的清洁型能源中，其中就包括太阳能，太阳能在减少温室气体排放等各个方面，发挥出了关键的作用，为了保证长期的能源供应，各国政府大力开发包括太阳能在内的各个可再生能源，保持稳定的能源供应。尤其是在目前我国的矿物能源日益紧缺的形势下，包括石油、煤炭等在内的资源正在逐渐减少，国家只有不断开发和加强对太阳能等可再生能源的充分利用，才能够保证未来长期的能源供应效果。部分发达国家逐渐制定和开始推广太阳能屋顶计划、大型国家光伏发展计划等，推动绿色环保可再生能源的充分利用，促进光伏发电产业的发展。在太阳能光伏发电系统中主要应用到两个关键的核心技术，分别是大功率点追踪技术和孤岛检测技术，这两项技术都是在控制器设计中完成的。大功率点追踪技术和孤岛检测技术中的不同方法具有不同的优缺点，需要控制器设计人员结合实际的具体情况选择合适的应用技术进行设计[3]。最大功率点追踪技术是用来实施对光伏电池组件的控制，保证光伏电池组件能够以最大的功率输出其所吸收的能量。通常情况下，针对最大功率点的追踪算法主要分为恒定电压法、扰动观测法、电导增量法三种。以恒定电压法为例，主要是通过稳压控制使光伏系统的电压在最大功率点上固定，这样的算法具有控制简单的优点，但是在追踪效果方面却不太理想，并且很容易被环境所影响，因此恒定电压法被单独使用的机会并不多。

2 大力推广和发展光伏发电的重要意义

2.1 有利于贯彻精准扶贫战略

太阳能光伏发电主要是应用太阳能作为发电的原料，不仅具有清洁、绿色、环保的特点，并且太阳能光伏发电带来的收益相对比较稳定。将光伏扶贫工程建设和开发在具备丰富太阳能资源的地区，刚好与我国的低碳能源开发策略和精准扶贫战略相互契合。太阳能光伏发电被全面推广和应用到我国的光伏发电市场中，为我国的部分贫困地区发展增加了收入、推动了该地区内的经济发展建设。国内的电力企业应针对部分贫困、偏远地区，加强电网建设、不断完善电网设施，利用太阳能光伏发电技术为贯彻精准扶贫战略提供支持，促进光伏扶贫计划的开展和实施[4]。

2.2 有利于促进电力企业未来的可持续发展

在传统的发电企业生产和运行过程中，生产电能通常是采取火力发电的方式，在生产电能时对空气会形成严重的污染，形成大量的有毒气体和二氧化碳气体，增加了温室效应等问题的严重程度。另外，生产电能的过程中采用火力发电的方式需要应用到的发电原料是不可再生资源，随着火力发电原料的日益消耗，这种能源也逐渐出现了供应不足的局面。在发电生产过程中使用太阳能，消除了环境污染问题，降低了对不可再生火力发电原料的消耗，有效避免了发电企业在生产电能过程中对环境造成的污染，对电力企业未来的可持续发展起着重要的推动作用。

3 光伏发电技术的发展趋势和前景展望

3.1 太阳能光伏电池的发展前景

太阳能光伏电池未来的应用中，主要以染料敏化太阳电池、高效低价硅丝光电池、太阳能炼硅技术、高效聚光硅基电池为主。染料敏化太阳能电池是由多层结构组成，通过类似光合作用的过程形成太阳能电池，转换效率也比较理想。硅金属丝太阳能电池能够大范围吸收太阳能光谱，借助硅丝自身的结构特点，节省了高纯度硅的消耗量，高效低价硅丝光电池的转换效率较高、成本低廉。太阳能炼硅技术借助太阳能炉应用，在直径为2.6cm左右的球体范围内聚集一万倍以上的太阳光，得到充足的能量进行高纯度硅冶炼，该技术大大提高了光电池的电力，以此技术为基础的高效聚光硅基电池电池的转换效率较高。以上各项技术手段是太阳能电池未来的应用趋势，目前需要持续不断的探究和发展[5]。

3.2 太阳能光伏发电技术的应用前景

太阳能光伏发电技术在未来的应用和发展中，通过对可再生能源的充分利用，大大降低了对环境的污染和对化石能源的消耗，体现了我国建设所遵循的可持续发展理念。太阳能光伏发电技术的应用前景体现在分布式光伏电站的推广应用、光伏建筑一体化应用、混合式光伏发电系统设计、太阳能商品四个方面。光伏发电站的推广使用结合社会用电的需求最大限度的丰富了发电的类型，将独立的发电系统设立在偏远地区，降低了发电成本，解决了电网延伸不足的问题。光伏建筑一体化指的是将光伏发电技术和建筑结合在一起，不仅体现了清洁环保的设计理念，当供电系统发生故障无法正常运行时，光伏建筑内的供电将会不受到异常故障的影响，例如太阳能光伏屋顶、墙壁、窗户的设计就是该应用下的重要产物。混合式光伏发电系统是一项组合设计，结合了光伏发电系统和其它发电系统，将多种发电系统的优势结合在一起，把单个发电系统中的缺点规避和消除。太阳能商品应用广泛，形式多样，设计简单，为人们的生活体验带来全新的改变[6]。

4 太阳能光伏发电技术发展过程中存在的问题

4.1 技术资金等条件限制

现阶段的太阳能光伏发电技术正在进行不断的更新和创新，针对传统的光伏发电技术中存在的不足缺陷展开了全面的突破，是当前时代较为先进的一种发电手段，发展前景一片大好。但是目前在太阳能光伏发电技术的发展进程中，其优势特征被限制在一定的框架内，无法充分发挥出其重要的价值，间接影响着我国的电力行业发展。太阳能光伏发电技术不仅仅需要从技术和理念方面着手更新和创新，更需要行业内的工作人员具备长远的发展眼光，根据目前的太阳能光伏发电技术发展情况来看，关于先进技术的引进、资金支持方面存在严重的不足，无法切实有效的将太阳能光伏发电技术的发展优势发挥到社会生产的各个行业领域中，太阳能光伏发电技术的未来发展缺少切实的推动力。

4.2 多方阻碍因素

太阳能光伏发电技术推动了我国电力产业的长足发展，是电力行业运行和发展的关键基础技术手段。从市场视角出发，若是要在市场上提高太阳能光伏发电技术的综合竞争实力，需要将这一发电技术手段从各个角度普及推广和应用，发挥出其关键的作用。但是就目前的太阳能光伏发电技术发展现状来看，由于行业内涉及到的部门和人员较多、组成复杂，常常覆盖了广泛的范围，并且需要投入其中的资金数额较大，以上均是限制了太阳能光伏发电技术发展的阻碍性因素，只有将多方阻碍因素各个击破，才能够促进太阳能光伏发电技术未来的可持续发展。

5 太阳能光伏发电技术的发展优化策略分析

发展太阳能光伏发电技术应从意识层面首先将技术作为行业发展的核心，结合社会和市场的实际发展需求，对太阳能光伏发电技术的各个环节进行积极的革新，为后期的良好发展夯实基础。与政府部门加强沟通和交流，消除市场上的阻碍性因素和干预作用，发挥出太阳能光伏发电技术的优势。构建和完善系统的智能化发电技术，弥补传统技术中的缺陷和不足，制定切实有效的制度规章，在已有的技术手段之上不断拓展。加强资金引入，合力把控计划环节和决策环节，根据相关规章法律落实太阳能光伏发电技术的各个项目内容。

6 结语

综上所述，太阳能光伏发电技术应用是目前我国社会经济发展中，不可或缺的重要技术手段，光伏发电技术推动了我国现代化社会的建设，为我国社会人们的生产生活提供保障。应用太阳能光伏发电技术不仅缓解了能源短缺的现状，针对偏远地区存在的电能供应不足问题，太阳能光伏发电技术更是发挥了自身的优势作用，给我国社会人们的生活带来了全新的改变。未来太阳能光伏发电技术将会持续突破、拥抱广阔的发展前景。