新能源光伏发电技术应用的思考

2021-08-23宦兴胜

魅力中国 2021年24期

宦兴胜

（青海黄河光伏维检有限公司，青海海南州 813000）

引言

在我国大力推行可持续发展战略计划的背景下，这些传统能源发电发生已经不再适用，与我国的发展目标相悖，这时太阳能、风能等清洁能源逐渐走进人们的视野，其应用成效得到社会各界的广泛关注，也是社会发展的核心动力。如今，太阳能光伏并网发电技术已经趋于成熟化，不仅可以保证经济目标高效实现，而且对于我国经济发展也起到，促进作用，与此同时，也最大限度的满足社会能源消耗需求，因此，如何提升太阳能光伏发电技术水平成为重点研究课题，需要相关技术人员掌握太阳能光伏并网发电系统的整体概况及优势，熟知其关键技术的具体应用，促进太阳能光伏发电施工技术的发展，为社会持续稳定发展提供技术支撑。

一、光伏发电系统

光伏发电系统是由数量众多的电气元件组成部件构成系统，例如：蓄电池组、光伏板、逆变器、充放电控制器、负载、防反充二极管、汇流箱、变压器、UPS 不间断电源等。整个系统基本可以分成三大部分，即：太阳能电池方阵、并网逆变器、控制器。(光伏发电如图1 所示)。光伏发电系统的基本工作原理就是光生伏特效应，通过太阳能电池，转化太阳光能。其中，光生伏特效应就是指太阳能电池被太阳光线照射时，太阳能电池就会吸收太阳光能，继而促使光生电子的形成，光生电子在内建电场的控制作用下便会与空穴产生隔离反应，相应地会产生异号电荷，一段时间后，随着异号电荷的不断积累，产生光生电压。这时，如果负载被接入内建电场中，便会流出光生电源，促使功率应用、输出的实现，最终太阳能转化为电能。在太阳光辐射作用下，太阳能电池方阵能够有效转化太阳能，使其变为直流电，直流电在从并网逆变器中流经以后变为交流电，利用配电箱来实现配电，在公共电网中馈入一部分电能，建筑物中电器通过运用剩余部分电能而正常运行。如果在夜晚或者阴雨天中发生发电量偏少现象时，为保证建筑物中设备的正常用电，可以运用公共电网进行供电。通过运用光伏发电技术，有助于噪声污染问题的有效缓解，有助于空气环境的保护，有助于能源消耗量的降低，同时还具有其他优点，诸如便于安装、能够任意组合电池方阵、便于维护等。因此，条件许可下，在推进“绿色”建筑工程建设时应充分考虑运用光伏发电技术。

图1 光伏发电

二、太阳能光伏发电的环保意义

由于雾霾、沙尘暴等恶劣天气对生态环境产生巨大影响，并且这种现象正在以每日递增的态式发展，因此环境问题受到了全球的重视。但是，很少有国家或公司可以实施快速实用的解决方案，因此需要加大努力来研究和解决这一问题。在发电过程中，会产生二氧化碳甚至有毒的气体，如果将这些气体释放到大气中，将不可避免地对生态环境造成不良影响。例如，温室效应是中国当前关注的一个环境问题。随着温室效应的加剧，所有国家都意识到全球变暖已是必然。但是太阳能发电的使用可以有效缓解这些环境污染问题，也可以实现资源的合理利用，保护生态环境。简而言之，就国家发展或环境保护而言，太阳能发电产业发挥着不可替代的作用。

三、当下我国新能源光伏发电技术的开发利用现状

自党的十九届五中全会胜利召开及“2036 远景目标”的提出以来，生态文明建设被再次抬升到一个新的历史高度，“人与自然和谐共生”的新型环保理念，再次成为指导国家和社会发展的重要指南。有基于此，传统的，对于自然资源的过度开采及对不可再生能源的无度使用的“粗犷式”发展模式必须得到纠正和摒弃。因为历史的经验表明，对于自然资源和不可再生能源的过分攫取，必将对社会的发展带来难以逆转的影响，对国家的经济带来不可估量的损失，还会造成自然资源的枯竭，影响生态环境的和谐。为加快推进我国社会经济的健康发展，实现国家经济可持续发展的目标，就必须摆脱“能源消费大国”的固有印象，转而向“创新驱动”的新型科技发展道路转向。我国海陆面积多达960 万平方公里。幅员辽阔、人口众多，而我国太阳能资源在全世界范围内排行第二，更是为新能源光伏发电技术的开发利用提供了较好的基础支撑。新型节能环保设备的概念已经逐渐被大众所接受，大众对于环保理念的觉悟也在不断提升，这一现象的产生，更是为新能源光伏发电技术的推广，提供了良好的滋生“土壤”。因此，在当下，我国新能源光伏发电技术的开发利用，呈现出“一片光明”的现状。

四、太阳能光伏发电施工关键技术的具体应用

（一）“绿色”建筑中光伏发电技术的运用

1.“绿色”建筑物屋顶设计方面。与“绿色”建筑物的墙壁相比，太阳光与屋顶的接触面积更小一些，同时屋顶对太阳光的吸收率更低一些，在屋顶安装光伏发电设备过程中，需要考虑多个方面，如太阳能电池与太阳光的接触面积，太阳能电池对太阳光的吸收率，雨、雪、大风等自然灾害对光伏机械设备的影响，光伏机械设备的安装角度等，并以此为依据，做好有效的防护对策。对光伏发电系统进行设计过程中，要确保系统的安全性，在出现自然灾害时，不会影响到光伏发电系统，不会产生任何的事故。

2.“绿色”建筑天窗安装方面。在“绿色”建筑的工程建设中，天窗的设计发挥极为重要的作用，建筑物的遮阴效果与光吸收率深受天窗的安装设计合理与否的影响，只有合理安装天窗，才能够充分发挥出光伏发电技术的作用。另外，在设计太阳能电池板过程中，一定要对它的形状、规格进行合理设计，对太阳能电池板的倾斜角度进行分析研究，以促使太阳能电池板对光能进行更好的吸收。

3.“绿色”建筑外墙方面。由于“绿色”建筑物与光的接触面积、光吸收率深受建筑物墙壁的影响，因此一定要合理设计“绿色”建筑物的墙壁。目前，我国不少设计人员常常会将“绿色”建筑物墙壁设计成为玻璃幕墙，这样可以提高建筑物光吸收率，和扩大建筑物光接触面，达到“绿色”建筑物外形美观性和光能吸收率的同步提升。因此，通过给“绿色”建筑外墙披上玻璃幕，能够高效地转换收集到的太阳能，使其变为电能，大大提高资源的利用率。

（二）光伏发电站

目前，太阳能发电厂大致分为分散发电厂和集中式太阳能发电厂两种。分散发电厂是指在恒定电压水平且不超过20000kW 并网的单个发电厂的点存储容量，转换后的电能主要用于变电站地区的太阳能发电设备。集中式太阳能发电厂在电能传输中有很多阶段，设备也更复杂，它通常包括以下步骤：第一，通过转换设备的作用将太阳能转换为电能，第二，转换后的电能通过配电和接收设备输送到逆变器。最后，在逆变器的作用下，直流电在交流变压器箱中流动，并与网络建立连接。为了确保在传输过程中安全使用电能，有必要确保各种太阳能组件的正常运行。

（三）在单体用户中的应用

通常情况下，新能源光伏发电系统在原理上可以应用在各地地区，通过太阳能的利用来为人们提供优质的能源，但小型的电源光伏发电技术当前主要应用在偏远的山区中，该类地区不利于光伏建设电网，应充分发挥出其技术优势来解决该类地区的问题。因此在发展过程中，工作人员应全面的开展创新，结合实际情况来明确新能源光伏发电系统的特点，合理进行应用，立足于实际情况，如在单体户中的应用，常见于家庭中，为单体用户提供优质的能源，保证其正常的工作与生活有序开展。在实际的实践过程中，通常情况下选择并网发电系统来供给电力，电力支持为5KW～9KW，充分发挥出新能源光伏发电系统优势，以促使社会群众的能源需求得到满足，保证日常的生产与工作有序开展。

五、太阳能光伏并网系统的发展前景展望

随着我国科学技术不断取得新突破，使各行各业的发展模式都发生了巨大的变化，同样在光伏并网发电系统方面发挥着重要作用，基于科学技术的发展，已经研制出一些新型技术，但是对于光伏发电并网系统的控制和切换方面仍然比较薄弱，需要继续深入研究，并且作为将来的重点研究方向，推动太阳能光伏并网系统的快速发展。从太阳能光伏并网系统的应用现状来看，若想提升整个系统的运行效率，全面控制光伏发电并网系统进行是首要任务，切实解决系统切换为题，使光伏发电并网得到普及运用，为普通用户提供优质服务。另外，光伏发电并网系统的应用，虽然可以使太阳能发电系统的优势得到充分展现，但是仍然存在价格高、投资大的缺陷，与此同时，发电量也会受到环境因素等方面的影响，也是当下光伏发电系统运行的主要问题，相信在科技不断发展的推动下，将并网发电系统发展为全民的发电系统也是指日可待的，相关研究人员必须给予更高的关注度，不断提升专业知识和操作技能，助力于我国太阳能光伏并网发电系统的进一步提升，不断开拓新领域。