太陽能光伏發電技術應用分析

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摘要：在簡述太陽能發電技術發展歷程及分類的基礎上，重點介紹了太陽能光伏發電技術及在實際中的應用，提出應大力發展太陽能光伏發電技術，進一步解決我國能源短缺問題。

關鍵詞：太陽能；光伏發電技術；實際應用

能源可分為可再生、不可再生兩種，在過去多年的發展中，工業領域對石油、煤炭、金屬等不可再生資源的應用量較大，不僅對自然環境造成了影響，而且不利于構建良好的生態環境。隨著現代科學技術的發展，太陽能、風能、地熱能等清潔資源逐漸沖擊了能源領域，與傳統能源相比，太陽能、風能等屬于清潔能源，衛生程度極高，不會對環境造成污染，未來發展前景良好。如今太陽能光伏發電技術愈加成熟，且不再局限于某一單獨類型，而是更加多樣化、實用化。

1太陽能發電技術

在當前各領域的發展過程中，電力是主要能源，但多數用來發電的原料為煤炭。隨著時代的發展，太陽能光伏發電技術的應用范圍越來越廣。太陽能發電技術的初次應用時間為1839年，發現了可用于太陽能發電技術的“光伏效應”，隨著時間的推移，1954年后光電轉換效率已有了明顯提升，極大地促進了新能源領域的進步。到目前為止，太陽能發電技術已較為完善。一般情況下，光伏發電設備主要包括電池板、控制器、電能存儲轉換結構等，同時也有著多樣化光伏發電技術，如太陽能電池技術、聚光光伏技術、孤島效應檢測技術等［1］。

2太陽能光伏發電技術

2.1太陽能電池技術

太陽能光伏發電技術最主要的是通過光伏效應將光能轉換為電能，供各用電設備使用，若電能較多，還能將其儲存。在多樣化太陽能光伏發電中，太陽能電池技術應用最為廣泛。到目前為止，對太陽能電池技術的研究依然在繼續深入，已經出現了許多的新概念、新結構電池，并進一步提高了光電轉換效率，有關資料顯示最高的光電轉換效率已高達93%［2］。但太陽能電池技術也存在著一定的不足，首先是生產成本相對較高。由于光能轉換為電能的過程比較特殊，需使用硅作為電池原料，但硅的成本較高，因此存在著成本問題。同時，硅雖然能夠較大程度地存儲電能，但在光電轉換效率方面也有所不足。相信隨著技術的進步，能夠逐步克服以上難關，降低太陽能電池成本。

2.2光伏陣列最大功率跟蹤技術

在太陽能光伏發電的過程中，必須要進一步提高光電轉換效率才能夠有效提升對太陽能的利用率。從研究結果來看，光伏發電過程中，光電轉換效率與太陽能輻射程度、溫度等多種客觀因素有關，同時其發電功率具有非線性的特點，以上問題給太陽能高效率光電轉化形成了較大的阻礙［3］。為解決持續性高功率太陽能發電問題，當前已出現了光伏陣列最大功率跟蹤技術，通過使用敏感性較強的信息化技術控制光伏陣列，實時監控光伏發電情況，若其發電功率開始下降，會動態化調整光伏電池陣列輸出功率，保持整體陣列持續性高功率運轉。

2.3聚光光伏技術

太陽光照射至地面后，分散性較強，無法直接利用，想要開展有效的太陽能光伏發電，就必須提高太陽能照射密度。聚光光伏技術與常規太陽能發電技術相似性較高，與之不同的是增加了對聚光器的使用，即在太陽能面板面積較小的電池上安裝價格比較低廉的聚光器，以提升太陽能密度，進而實現更加高效化的光電轉換效率。據實際分析來看，聚光光伏技術已經得到了較大范圍的應用，同時聚光器也得到了更加先進的發展，可通過熱光伏、全息、反射、折射等多種照射方式進行聚光。

2.4孤島效應檢測技術

當前比較具有代表性的太陽能光伏發電除太陽能電池技術、光伏陣列最大功率跟蹤技術、聚光光伏技術外，孤島效應檢測技術也有著較高的應用范圍。相比其他太陽能光伏發電技術，孤島效應檢測技術更偏向于針對性、個體性的設備，能夠提高安全性。如在太陽能光伏發電的實際應用過程中，因客觀因素、設備因素或其他等因素的影響，可能會導致電網出現供電故障，進而造成電力中斷，影響區域性供電［4］。孤島效應檢測技術中應用了較為先進的信息化技術，可在出現電力中斷的情況下依然保持電力輸出，更多地是起到備用能源的作用。孤島效應檢測技術中關鍵技術是對“孤島效應”的檢測，一般常用頻率移項法、頻率偏移法等，據實際應用情況來看，能夠最大限度地保護用戶設備，降低更大故障發生的可能性。

3太陽能光伏發電技術的實際應用

3.1獨立光伏發電系統

目前，太陽能光伏發電已經成為了新能源中的“頭號馬車”，帶動了許多新能源領域及企業的發展，據實際統計情況來看，太陽能光伏發電技術已被應用到建筑、軍事等領域。獨立光伏發電系統是太陽能光伏發電技術實際應用設施中最基礎、最廣泛的，如通信基站、邊遠農村、邊防哨所等。上述區域由于地處較為偏遠的地區，常規過程中，由于配電線路架設難度較大，因此將獨立光伏發電系統應用于其中，能夠作為比較便攜式的移動電源，且具有發電、儲電功用，同時耐用性、便捷性更優。

3.2混合光伏發電系統

太陽能光伏發電雖然是實用性較強的清潔能源，但在應用太陽能光伏發電系統前，必須要根據發電區域實際地理情況判定是否適宜建設太陽能光伏發電系統。太陽能光伏發電對太陽光照射時間、海拔高度等方面的要求較高，當然，若未能夠嚴格滿足以上條件，可適當使用混合光伏發電系統［5］。所謂混合光伏發電系統，是指該系統并非完全依靠太陽能發電，而是可以結合風能、水能等其他清潔能源發電方法的混合發電系統，有較高的應用價值。但混合光伏發電系統對維修養護的要求較高。

3.3并網光伏發電系統

并網光伏發電系統是常規發電系統與太陽能光伏發電系統的結合體。通過應用太陽能發電系統進行光電轉換，在發電完成后把電力輸送至逆變器將直流電轉變為交流電，最后再將電流、電壓等完全轉變為普通電力標準后并入常規配電網。在應用并網光伏發電系統后，較大程度地緩解了各地區的局部電力能源緊張情況，大大提高了供電穩定性。

3.4光伏建筑一體化

太陽能光伏發電系統還可應用于建筑領域，這一概念在20世紀90年代被提出。當前我國建筑領域發展較為迅速，建筑項目數量也在不斷增加，對電力能源的需求越來越高，但若是真正應用光伏建筑，將發電材料作為建材使用，就能在白天吸收太陽能后轉換為電能儲存。另外，還可使用光伏發電與常規電網系統進行并網，將其作為建筑外墻材料來提升美觀性。

3.5光伏發電與LED照明相結合

太陽能光伏發電還能夠與LED照明相結合應用。LED是當前應用頻率較高的一種照明設備類型，具有能耗低的特點，而太陽能光伏發電對提高環境保護也有著較大的優勢，將光伏發電與LED照明結合應用，能夠大大節省電纜材料，同時便捷性更高，受客觀因素的影響較低，一般情況下多用于路燈。

4結語

太陽能光伏發電是清潔能源技術的一種，本文主要介紹了太陽能電池技術、光伏陣列最大功率跟蹤技術、聚光光伏技術、孤島效應檢測技術等太陽能光伏發電技術及其實際應用，希望我國在清潔能源方面的發展能夠更上一層樓。

參考文獻

［1］李娟，丁蕾，王婭.太陽能光伏發電技術在綠色建筑中的應用分析［J］.沈陽工程學院學報（自然科學版），2018，14（1）：1-4；22.

［2］李偉.太陽能光伏發電技術應用現狀及未來發展趨勢研究［J］.江蘇科技信息，2018，35（24）：54-56.

［3］付金江.試論太陽能光伏發電技術在農村建筑工程中推廣運用［J］.低碳世界，2016（3）：114-115.

［4］張云天.面向大城市居民小區的太陽能光伏發電技術的應用分析［J］.科技資訊，2016，14（20）：22-23；25.

［5］劉學賢，孫少越.太陽能光伏發電技術及在農村地區住宅建筑上的應用［J］.青島理工大學學報，2014，35（5）：37-41.

作者：韓小亮 單位：山西和泰房地產開發有限公司