新能源光伏发电技术应用研究

程梓筠

中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051

0 引言

当前，我国社会经济高速发展，人口数量不断增多，使得电能使用量不断增多，而能源供应已难以满足这一需求。同时，传统发电模式会造成一定的环境污染，以及大量能源消耗，这背离了我国提倡的节能环保、可持续发展的理念。基于此，我国开始建设新能源光伏发电站，这是一种全新、清洁、可持续利用的发电模式，所用发电系统具备清洁无污染的优势，既能够满足当前社会发展对能源的需求，又能够实现对环境的保护，从而促进电力的可持续发展。

1 光伏发电技术概述

光伏发电作为一种新型半导体，可将光能转化成电能，即可借助新型半导体来吸收太阳光照，先是将光能转化成离子状态，然后获得自由带电离子，最后产生电流，这一过程实现了将太阳能转化成电能。太阳能光伏发电与传统的风力发电、水力发电等发电方法不同，这一发电方式具有高效的转换率，且在实际运用过程中无须使用机械部件，也无须消耗燃料，具备清洁、无污染的优点。同时，太阳能资源属于可再生资源，可在极大程度上缓解我国能源的压力，也较好地适应了当前我国提倡的环保科学发展理念，故而我国一直高度重视新能源光伏发电技术的研发与应用[1]。

关于新能源光伏发电技术的应用，不仅对国家建设起着重要作用，还在社会上发挥着一定的商业价值，且该技术在未来依然具备极大的研发潜力。光伏发电系统主要是以光—热—电、光—电形式来实现电能的转变，其中前者主要是借助太阳光照辐射获取到的热量进行发电，一般是结合太阳能集热器获取的热量，使之转化为工质的蒸汽，再利用汽轮机发电；后者主要是借助光伏效应来将太阳辐射转化为电能，这一过程中，太阳能电池是实现这一转化的基本设备。如今，我国太阳能方阵主要由诸多的电池排列而成，具备很大的输出功率，从而能够更加高效高质地实现光伏发电。

2 新能源光伏发电技术应用实践

2.1 集中式新能源光伏发电站

集中式光伏发电可在公用电网中直接引入光电，然后对光电进行统一分配，实现向用户供电。这一过程就是单向的能量交换，向大电网开展电力输出，电压在10 kV。同时，集中式光伏发电系统的构成部分包括光电模块、光电交换站等，主要建设在广阔的农田或是沙漠区域，这些地方拥有丰富的太阳能资源，可建设大型光伏发电站，且与高压输电系统相连，可实现长途电力供电[2]。在具体实践过程中，相关人员可对荒地和沙漠地带进行充分利用，不仅要建设太阳能发电站，还需对太阳能发电系统进行不断完善。当前我国西北部地区已建成大量的太阳能发电站，为当地的社会经济发展提供了助力。

2.2 分布式新能源光伏发电站

针对分布式光伏发电站，主要是将光伏发电的能力直接输送至电力负载，若发电量比较少或是比较多，将会由大电网进行控制，这一过程是双向的。这种发电方式涉及太阳能电池、电路、逆变器、电网接口、保护设备等组件部分，其中太阳能电池是构成光电系统的关键，可实现太阳能向电能的转变，逆变器可实现恒定电流向交流电的转变。因为太阳能电池模块主要是可以形成恒定电流，所以在具体应用中电流主要为交流电，且太阳能电池模块能够将恒定电流转变成交流电，还能够与国家电网相连。

当前分布式新能源光伏发电站主要应用于建筑领域，即太阳能发电系统与建筑大楼的结合，因此产生的电能应在建筑周围配置使用，操作与运用大多是自产自销。同时，分布式太阳能发电站也可建设在特定区域内。针对一体化的太阳能发电建筑，通常是在某一建筑上建造太阳能发电系统，与太阳能发电站相连。在太阳能电池模块安装过程中，能够直接使用该设备，无须使用大量的太阳能电池，该装置也可应用到彩色钢铁屋顶等建筑之中，但若应用到水泥建筑屋顶，必须对其进行合理的重量设置。此外，在太阳能光伏模块安装过程中，需要用到水泥条等辅助工具。新能源光伏发电站的应用效果显著，既能够推动中国环保事业的发展，且一些无噪声公害的屋顶型发电站或是车顶型发电方式，可较好地解决区域内电力供应不足的问题，降低能源消耗。

3 建设新能源光伏发电站的管理要点

为了确保新能源光伏发电站在实践应用中充分发挥其优势和价值，相关部门必须做好新能源光伏发电站建设的管理工作。

第一，严格把控材料、设备质量。在项目建设前的准备阶段，必须严格管控材料、设备的供应商，确保各种物料质量符合相关项目建设要求和规范。同时，采购工程师应加强与项目建设负责人的沟通合作，按照相关规范和要求来对物料进行严格检验，只有质量合格的物料，才能够入库，否则应尽快进行清退处理。

第二，加强建设人员的培训教育。在新能源光伏发电站建设过程中，相关部门必须提前组织全体参与建设的人员进行培训教育，使之能够掌握发电站建设的相关理论知识与技术知识，并掌握项目建设过程中可能出现的质量通病及相关预防措施等。同时，针对技术难度系统较大、危险性较强的工种，必须安排具备相关资格证书、经验丰富的人员负责，从而有效保障发电站的建设质量[3]。

第三，加大对电网的管控力度。当光伏电源并网后，因为光伏电源极易受到各种因素的影响，所以相关管控人员必须高度重视对发电站所在区域内光照强度等各种信息数据的收集、整理，再借助计算机软件构建一个光伏发电功率数学模型，对比该发电站既往的发电数据，明确其运行发电的规律特征，从而切实提高光功率预测精准度。同时，相关人员应深入研究和分析电网系统各设备的既往运行数据，明确最佳的光伏电源安装位置，从而尽量降低外界因素对光伏电源的影响，有效提高光伏电源并网后的可靠性和安全性。

第四，做好光伏新能源装置的安装维护工作。在光伏新能源装置安装过程中，相关人员需要对安装现场的环境空间大小、光照效果等进行严格检查，保障整个安装过程的可靠性和安全性。同时，需要确保新能源光伏装置具备良好的基础性能、完整的外观，并且安装质量符合相关规范和要求。另外，需要立足于装置安装的相关要求和安装现场环境来严格控制安装流程，保障安装质量合格，且保障其应用性能得到全面发挥，从而确保获得较为理想的电气节能效果。

第五，科学规划设计光伏用电网络。针对新能源光伏发电站的建设，需要以节能效果控制作为出发点，对光伏用电网络进行科学有效地规划设计，以此来确保光伏新能源具备较优的电能应用效率，还能够为居民提供更加稳定和安全的电力。在具体实施过程中，设计人员应落实好电压设计、供电数量设计控制、供电范围规范设计等，避免由于规划范围过大而导致用户数量过多引起供电效能的降低，引发供电事故、电网波动等问题。

4 新能源光伏发电技术的发展前景

尽管当前我国新能源光伏发电技术取得了极大的进步，但是相比于发达国家，依然存在并网发电、逆变、安全等方面的难题，需要进一步的研究和探索，找出解决这些难题的办法，不断提高我国新能源光伏发电技术的应用水平。并网发电方面的难题主要是由于目前太阳能光伏发电预测精确度较低，很难确保光伏发电站能源供应的稳定性。针对这一问题的处理，可尝试将风能发电和光伏发电相结合，以实现电力生产的平衡；安装无功补偿装置，以降低光伏发电站对公共电网的影响；接入公共电网，以确保光伏发电系统的可靠性和稳定性。逆变方面的难题主要是逆变器可将直流电转化成交流电，向用户提供与电网相一致的频率和电压，而设备在逆变过程中往往会形成电压脉冲，这需要运用滤波器来处理这一问题。关于安全方面的难题，尽管当前我国光伏发电网络中已采取全方位的保护措施，然而一旦发电站脱离电网，光伏发电系统往往会出现孤岛效应，从而引发设备故障，严重时危及相关人员的生命安全。针对这一问题的处理，需利用主动移频技术来对电源故障、电压等进行有效检测，找出潜在的安全问题并进行处理。

5 结束语

综上所述，面对日益增长的用电量需求，我国相关部门必须紧跟时代发展的步伐，积极研发和应用先进的发电技术，尤其是新能源光伏发电技术。该技术具备清洁无污染、可持续性发展等优势，通过建设新能源光伏发电站，既能够解决区域内供电不足的问题，还可以实现对环境的保护。但是，该技术在实践应用中仍然存在一些不足，需要进一步改进和完善，从而为用户提供更加优质、稳定的供电服务。