光伏发电在新能源可持续发展中的应用

闫文斌

摘要：据有关数据表明，目前我国建筑物的能源消耗占总体能源消耗的一半以上，建筑物的节能减排已成为我国能源问题中最亟待解决的问题之一。而太阳能以其清洁、高效、可再生等特点成为解决能源紧缺问题的有力抓手。城市的发展，经济的增长，用电量越来越大，现有的公网结构缺点不断显现：运行难、耗资巨大、故障频发，末端用户的用电可靠性不能得到保证，这些问题都对城市的生产、生活产生了巨大影响。光伏发电技术作为分布式、清洁、可再生能源可大大缓解公网压力，并可作为边远地区的电力补充。基于此，文章针对光伏发电在新能源可持续发展中的应用措施进行了分析，以供参考。

关键词：光伏发电;新能源可持续发展;应用措施

1导言

由于光伏发电技术不断革新，光伏产品成本持续降低，平价上网在绝大多数国家指日可待，光伏发电成为各国重要的能源结构改革方向。

2光伏发电系统的组成

第一，太阳能光伏板。在整个光伏发电系统组成中，最核心的元器件就是太阳能的光伏板，它的主要成分是硅，它可以吸收太阳辐射通过光电效应转化为电能。整个发电系统中，光电转换效率的关键就是光伏板的质量。

第二，蓄电池。蓄电池的主要用途是在阳光丰沛时补偿和平抑系统功率的波动，在满足用电要求的前提下把剩余的电能存储起来用于在夜间和阴雨天气时补偿输送回系统负载电路。

第三，PWM控制模块。通过测量系统电路中的电压和电流数据，PWM控制模块可以分析出系统工况的最大功率上限，通过调整开关电源中占空比来生成电流扰动，监测光伏发电系统实时功率的变化来进行功率最高点的跟踪。

第四，单轴跟踪系统。光伏发电跟踪系统主要分为单轴跟踪系统和双轴跟踪系统，考虑到建筑物受光表面的限制和系统结构造价过高等问题，双轴跟踪系统不适合在建筑物屋顶安装，所以建筑中通常采用单轴跟踪系统，其作用主要是利用光敏电阻的感光特性，测量光伏板上下的光强大小，进而通过控制步进电机，调节光伏板的水平角度，确保太阳直射光伏板，提高系统的工作效率。

3现阶段我国光伏产业发展现状

随着全球范围内低碳发展、能源转型的受关注程度不断提升，近年来提出“碳中和”或“零碳”目标的国家数量已经超过100个，各国也陆续出台碳认证机制和碳减排规划，这为我国光伏产业未来发展带来了新的机遇。基于“双碳”目标，未来我国光伏产业的发展速度将进一步提升，相关投融资环境也会随之优化，结合《关于引导加大金融支持力度促进风电和光伏发电等行业有序发展的通知》可以了解到，我国希望通过核发绿证、灵活放贷等方式为光伏产业发展提供支持，产业发展活力在优化的投融资环境支持下得以显著提升。

近年来我国光伏发电补贴标准不断降低，地面集中式光伏已由高补贴时代转入竞价、平价时代。分布式光伏项目补贴在2013年为0.42元/千瓦时，2021年下降至0.03元/千瓦时，这种补贴的降低主要是由于我国光伏产业开始向质量效益型方向发展，国家希望通过低补贴政策实现对企业的倒逼，保证光伏企业能够具备更高的管理能力和技术水平，这关系着平价上网目标能否实现。近年来我国光伏产业政策愈发贴合实际，居民骗补、企业骗补等现象得到严厉打击，这使得投机制企业纷纷撤离光伏产业，产业发展因此受到一定负面影响。为更好地推进光伏产业发展，必须设法建立前瞻、稳定、有效政策，聚焦对国内外经验和教训的总结，设法实现对我国光伏产业有序、健康发展的指导。具体可从完善法律法规入手，关注严格管理和金融支持，同时政策扶持力度需要逐步减退并保证光伏产业研发投入逐年增加，以此保证市场的高效性和稳定性。

4光伏发电在新能源可持续发展中的应用措施

4.1建设光伏电站

近些年来我国大力发展能源产业，光伏电站工程是非常重要的绿色能源工程，国家出台了很多政策措施刺激光伏产业的发展。作为重要的新能源项目，多快好省地建设光伏电站，意义重大，因此必须对光伏电站项目进行科学的项目管理。

当前光伏电站工程设计有两种形式，一种是集中式，另一种是分布式。集中式与分布式光伏电站，其建设周期都非常短，一个装机容量在30MW的集中式光伏电站也只需要6个月的时间即可完成，因为光伏电站建设中最主要的工作是选址，选择光伏发电组件，然后安装组件，调试运行即可。所以光伏电站建设的难度并不大，但是建设过程中需要注意很多的细节，管理的难度较大，若出现质量问题基本没有时间回旋，必须短时间内解决问题。光伏电站的技术难度并不在施工建设方面，而是在光伏组件的生产方面，光伏组件的技术含量高。光伏电站组件的技术成熟度不是很高，包括光伏组件、汇流箱、逆变器等设备目前设计制造都不够成熟，光伏电站组件的质量参差不齐，需要特别注意采购过程中的质量控制。由于光伏电站需要依靠太阳能来转化为电能，因而可能在选址上有所限制，西北、华北地区比较适合采用光伏电站供给电能，光伏电站一般宜设置在地势平坦且开阔的地方，因而通常场站地址多数在偏远地区，尤其是集中式光伏电站，作业面积非常广。

4.2产业智能化转型

为应对我国光伏产业面临的转型挑战，必须设法推动光伏产业的智能化转型，使光伏产业的核心竞争力能够由此提升。作为战略新兴产业，我国光伏产业长期得到各级政府的优惠政策扶持，这虽然为产业发展提供了有力支持，但由于长期严重依赖政府补贴，很多光伏企业存在研发能力不强、发展动力不足、核心竞争力缺乏问题。为保证光伏产业的健康可持续发展，必须设法提升光伏企业的研发能力，保证企业真正拥有核心技术，这关系着企业的生产管理能力及产品质量，因此光伏产业必须设法实现智能化转型。光伏产业智能化转型应聚焦核心技术，包括发电技术、储能技术、电网技术、控制技术，这一过程需得到互联网的支持，并在客户需求导向下，對数据、信息、技术等光伏全产业链资源进行整合，建设互联、互动、开放、共享的绿色能源生态体系，以此满足行业创新发展需要。智能化转型还需要得到数字化革命支持，光伏产业链中数字经济的渗透属于其中关键，具体应涉及产业的生产、设计、服务、销售等领域，大数据、5G、物联网等技术在光伏企业资源优化配置与高效利用方面的价值也需要充分发挥出来。

4.3明确光伏产业的发展

将太阳能光伏发电作为当前新能源转型发展的重点。虽然水电、风电也属于新能源，但现实情况是，我国基本上大部分的水电资源都集中的分布在西南地区。而对西南地区的水电资源进行大规模的开发，存在诸多问题，例如部分属于国际性的河流、长距离输电产生的损耗、潜在的生态保护问题以及高昂的开发成本等;而核电的发展又存在选址安全、未来对于核废料的处置方式、防止自然灾害或爆发战争造成的安全隐患等问题;还有由于我国三级地势阶梯，导致风力资源的分布特点十分明显，大部分的风力发电站主要建设在远离电力负荷中心的西部地区，因此又存在着当地消费不了以及远距离输电损耗严重的问题。但是运用太阳能的光伏发电就可以不受地域、自然资源条件、设备制造材料以及远距离传输损耗的限制。更加安全可靠。因此它是一种具有巨大发展前景的十分理想的清洁能源。

结束语

总之，与传统的不可再生资源发电相比，光伏发电具有不消耗能源的优势，成为实现“碳中和”目标的重要措施。光伏产业的正确引导和制度的有效布局是关键环节，除了解决技术层面和经济发展层面的困难外，还促进了在新能源可持续发展中的应用与发展。

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