太阳能光伏发电技术现状与发展探讨

王鹏

摘要：随着全球环境的恶化和化石燃料的枯竭，世界各国均将目光转向能源转型方面，而在能源转型的道路上，新能源被认为是能源转型的重要方向。太阳能发电作为新能源发电的重要内容之一，具有得天独厚的优势，被认为是21世纪最具发展潜能的发电技术之一。太阳能资源无处不在，可以直接免费获取，通过太阳能电池，获取太阳光照转化为电能就是太阳能发电的过程。

关键词：太阳能;光伏;发电技术;现状;发展

1我国光伏发电产业的现状

太阳能作为世界上最丰富的可再生资源，其分布广泛、没有污染，是一种理想的能源。光伏发电相对于传统发电是一种新的发电形式，对环境不会造成任何污染。光伏发电是依据光生伏特的发电原理，通过光电转换的方式将丰富的太阳能转化为光能，通常系统主要由太阳光伏组件、汇流箱、逆变器、变压器及配电设备构成，同时再加上监控系统、有功无功控制系统、功率预测系统、五防系统及无功补偿装置等辅助系统与设备，组成一套完整的光伏发电系统。我国的光伏发电网系统分为分布式和集中式2种，其中分布式的电网在城市屋顶上应用较多，形成光伏建筑一体化，而且该种系统形式占地面积少，安装较灵活，投资成本较低。该种方式电网的安装不需要考虑到负载性能，所以会降低系统成本。集中式的光伏电网系统是一种大型的光伏并网电站，通常在戈壁中使用的比较多，能有效输出电能，该种发电形式一般都是企业出资建设，而且建设的成本较高。我国太阳能光伏发电方面在不断发展，与此同时，我国重点发展太阳能热利用及与其相关的一些新能源产业，而且我国在新能源产业发展中的一些政策较好，所以光伏发电的道路越来越广阔。目前，我国光伏发电水平与国外发达国家相比，已经处于一个高速发展阶段，但也存在一定劣势，就是在电网发电占比中，光伏发电依旧是占比较小的一种发电形式。

2太阳能光伏发电技术的应用

2.1独立光伏发电系统

目前，太阳能光伏发电已经成为了新能源中的“头号马车”，带动了许多新能源领域及企业的发展，据实际统计情况来看，太阳能光伏发电技术已被应用到建筑、军事等领域。独立光伏发电系统是太阳能光伏发电技术实际应用设施中最基础、最广泛的，如通信基站、边远农村、边防哨所等。

2.2并网光伏发电系统

并网光伏发电系统是常规发电系统与太阳能光伏发电系统的结合体。通过应用太阳能发电系统进行光电转换，在发电完成后把电力输送至逆变器将直流电转变为交流电，最后再将电流、电压等完全转变为普通电力标准后并入常规配电网。在应用并网光伏发电系统后，较大程度地缓解了各地区的局部电力能源紧张情况，大大提高了供电稳定性。

2.3混合光伏发电系统

所谓“混合光伏和风力发电系统”，是指将几种不同的风力发电模式全部引入并融合到光伏和风力发电系统中使用，并且以这些模式作为风力负载，使得电力的供应更加安全稳定。混合光伏发电系统能够在实际使用中将各种不同发电技术所具备的优势进行有效的综合应用，比如光伏系统可以不用过多地进行维修，但大部分依赖于天气因素，存在运行稳定性差等问题;在冬天日照较差且风力较大的地区，存在稳定性较差的问题。针对此，可以将光伏发电系统和风力发电系统加以组合，混合发电，这就不用过多依赖天气，从而实现对负载缺电率的有效控制。

2.4光伏建筑一体化

早在20世纪90年代，就提出光伏发电与建筑物集成化概念，当前在世界范围光伏发电方面研究重视度越来越高。将光伏发电与建筑物相结合具体有两种不同形式，一种是对光伏器件和建筑物集成化发展，利用光伏电池板替代普通玻璃幕墙，直接吸收太阳能，通过这一方式，不仅可以作为建材使用，同时还能够有效供电，控制光伏发电成本;另一种是在建筑屋顶按照平板光伏器件，将光伏与电网并联提供电力供应，形成联网光伏系统。当前市场上出现有彩色光伏模块，以此代替墙体外饰材料，能够在发挥发电作用的同时提高建筑外观美观性。

2.5发电监控系统设计中的运用

光伏发电监控系统的优劣能够在一定程度上决定整个系统是否能够安全运行，保障生产电能的质量。通过对系统总功能的分析，能够使通信功能在接收监控器采集的时候进行实时记录，实现对各个参数的实际控制;数据的处理记录功能则能够对必要的实时数据或历史数据进行计算处理;安全监控功能则能够通过收集到的数据进行监控，若是在实际运行的时候出现了意外，则能够及时发现和维护，记录相关的信息数据供工作人员进行数据分析;报表功能，则是通过报表的形式保存主要的设备运行信息，减少了人工劳动力的投入，解决了出錯率较大的问题。

3太阳能光伏发电前景与展望

在发展模式上，从集中式和分布式的格局来看，分布式光伏的增长速度远超集中式光伏增长速度。另外，由于分布式光伏具备规模小、开发建设手续少、周期短、就地消纳能力强、无需大规模外部输送的特点，加上国家对分布式光伏建设的大力支持，使得新增光伏发电主要集中在分布式光伏上。在消纳吸收方面，国家能源局公开发布《关于实行可再生能源电力配额制的通知》，首次提出将自2019年1月1日起正式进行配额考核。该通知指出，承担配额义务的市场主体为配售电企业和电力用户。其配额完成量主要有三种方式：从区域内或区域外电网企业和发电企业购入的可再生能源电量、自发自用的可再生能源电量、从其他配额义务主体购买的配额完成量或购买绿证折算的配额完成量。配额制的实施，将加速可再生能源市场化进程，为光伏等可再生能源消纳提供强有力的保障。在成本控制方面，技术进步、市场规模扩大，极大促进了在光伏电池、组件成本不断下降，让光伏愈加趋近平价上网的目标。同时，通过2017年光伏发电领跑基地的建设，进行试点示范，不断降低光伏发电的技术和非技术成本。

结语

全球各地都面临着严重的资源枯竭问题，因此，开发新型的可再生的洁净能源的想法也受到了越来越多的重视和关注。太阳能作为最原始的、取之不竭的能源，可以说是一个巨大的天然的能源宝藏。如何利用和加强现有技术，对其进行开发使用，是值得人类长期去探讨和研究的话题。无论是材料的选择、太阳能的收集方式，还是能源转换的效率都应该不断地探索更新，以谋求更好的发展，使太阳能在未来的经济社会发展中发挥更大的功用。

参考文献

[1]旦望云.家用太阳能光伏发电并网技术研究[J].电子制作，2020（24）：14-15，82.