太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用分析

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摘要：在簡(jiǎn)述太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)發(fā)展歷程及分類(lèi)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)及在實(shí)際中的應(yīng)用，提出應(yīng)大力發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，進(jìn)一步解決我國(guó)能源短缺問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；光伏發(fā)電技術(shù)；實(shí)際應(yīng)用

能源可分為可再生、不可再生兩種，在過(guò)去多年的發(fā)展中，工業(yè)領(lǐng)域?qū)κ汀⒚禾?、金屬等不可再生資源的應(yīng)用量較大，不僅對(duì)自然環(huán)境造成了影響，而且不利于構(gòu)建良好的生態(tài)環(huán)境。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵸Y源逐漸沖擊了能源領(lǐng)域，與傳統(tǒng)能源相比，太陽(yáng)能、風(fēng)能等屬于清潔能源，衛(wèi)生程度極高，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，未來(lái)發(fā)展前景良好。如今太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)愈加成熟，且不再局限于某一單獨(dú)類(lèi)型，而是更加多樣化、實(shí)用化。

1太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)

在當(dāng)前各領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程中，電力是主要能源，但多數(shù)用來(lái)發(fā)電的原料為煤炭。隨著時(shí)代的發(fā)展，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的初次應(yīng)用時(shí)間為1839年，發(fā)現(xiàn)了可用于太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的“光伏效應(yīng)”，隨著時(shí)間的推移，1954年后光電轉(zhuǎn)換效率已有了明顯提升，極大地促進(jìn)了新能源領(lǐng)域的進(jìn)步。到目前為止，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)已較為完善。一般情況下，光伏發(fā)電設(shè)備主要包括電池板、控制器、電能存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)等，同時(shí)也有著多樣化光伏發(fā)電技術(shù)，如太陽(yáng)能電池技術(shù)、聚光光伏技術(shù)、孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)等［1］。

2太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)

2.1太陽(yáng)能電池技術(shù)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)最主要的是通過(guò)光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，供各用電設(shè)備使用，若電能較多，還能將其儲(chǔ)存。在多樣化太陽(yáng)能光伏發(fā)電中，太陽(yáng)能電池技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。到目前為止，對(duì)太陽(yáng)能電池技術(shù)的研究依然在繼續(xù)深入，已經(jīng)出現(xiàn)了許多的新概念、新結(jié)構(gòu)電池，并進(jìn)一步提高了光電轉(zhuǎn)換效率，有關(guān)資料顯示最高的光電轉(zhuǎn)換效率已高達(dá)93%［2］。但太陽(yáng)能電池技術(shù)也存在著一定的不足，首先是生產(chǎn)成本相對(duì)較高。由于光能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)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(wèn)題。同時(shí)，硅雖然能夠較大程度地存儲(chǔ)電能，但在光電轉(zhuǎn)換效率方面也有所不足。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，能夠逐步克服以上難關(guān)，降低太陽(yáng)能電池成本。

2.2光伏陣列最大功率跟蹤技術(shù)

在太陽(yáng)能光伏發(fā)電的過(guò)程中，必須要進(jìn)一步提高光電轉(zhuǎn)換效率才能夠有效提升對(duì)太陽(yáng)能的利用率。從研究結(jié)果來(lái)看，光伏發(fā)電過(guò)程中，光電轉(zhuǎn)換效率與太陽(yáng)能輻射程度、溫度等多種客觀因素有關(guān)，同時(shí)其發(fā)電功率具有非線性的特點(diǎn)，以上問(wèn)題給太陽(yáng)能高效率光電轉(zhuǎn)化形成了較大的阻礙［3］。為解決持續(xù)性高功率太陽(yáng)能發(fā)電問(wèn)題，當(dāng)前已出現(xiàn)了光伏陣列最大功率跟蹤技術(shù)，通過(guò)使用敏感性較強(qiáng)的信息化技術(shù)控制光伏陣列，實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏發(fā)電情況，若其發(fā)電功率開(kāi)始下降，會(huì)動(dòng)態(tài)化調(diào)整光伏電池陣列輸出功率，保持整體陣列持續(xù)性高功率運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3聚光光伏技術(shù)

太陽(yáng)光照射至地面后，分散性較強(qiáng)，無(wú)法直接利用，想要開(kāi)展有效的太陽(yáng)能光伏發(fā)電，就必須提高太陽(yáng)能照射密度。聚光光伏技術(shù)與常規(guī)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)相似性較高，與之不同的是增加了對(duì)聚光器的使用，即在太陽(yáng)能面板面積較小的電池上安裝價(jià)格比較低廉的聚光器，以提升太陽(yáng)能密度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更加高效化的光電轉(zhuǎn)換效率。據(jù)實(shí)際分析來(lái)看，聚光光伏技術(shù)已經(jīng)得到了較大范圍的應(yīng)用，同時(shí)聚光器也得到了更加先進(jìn)的發(fā)展，可通過(guò)熱光伏、全息、反射、折射等多種照射方式進(jìn)行聚光。

2.4孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)

當(dāng)前比較具有代表性的太陽(yáng)能光伏發(fā)電除太陽(yáng)能電池技術(shù)、光伏陣列最大功率跟蹤技術(shù)、聚光光伏技術(shù)外，孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)也有著較高的應(yīng)用范圍。相比其他太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)更偏向于針對(duì)性、個(gè)體性的設(shè)備，能夠提高安全性。如在太陽(yáng)能光伏發(fā)電的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，因客觀因素、設(shè)備因素或其他等因素的影響，可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)供電故障，進(jìn)而造成電力中斷，影響區(qū)域性供電［4］。孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用了較為先進(jìn)的信息化技術(shù)，可在出現(xiàn)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(yīng)檢測(cè)技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)“孤島效應(yīng)”的檢測(cè)，一般常用頻率移項(xiàng)法、頻率偏移法等，據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，能夠最大限度地保護(hù)用戶(hù)設(shè)備，降低更大故障發(fā)生的可能性。

3太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)

目前，太陽(yáng)能光伏發(fā)電已經(jīng)成為了新能源中的“頭號(hào)馬車(chē)”，帶動(dòng)了許多新能源領(lǐng)域及企業(yè)的發(fā)展，據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)已被應(yīng)用到建筑、軍事等領(lǐng)域。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)實(shí)際應(yīng)用設(shè)施中最基礎(chǔ)、最廣泛的，如通信基站、邊遠(yuǎn)農(nóng)村、邊防哨所等。上述區(qū)域由于地處較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，常規(guī)過(guò)程中，由于配電線路架設(shè)難度較大，因此將獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于其中，能夠作為比較便攜式的移動(dòng)電源，且具有發(fā)電、儲(chǔ)電功用，同時(shí)耐用性、便捷性更優(yōu)。

3.2混合光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電雖然是實(shí)用性較強(qiáng)的清潔能源，但在應(yīng)用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)前，必須要根據(jù)發(fā)電區(qū)域?qū)嶋H地理情況判定是否適宜建設(shè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電對(duì)太陽(yáng)光照射時(shí)間、海拔高度等方面的要求較高，當(dāng)然，若未能夠嚴(yán)格滿(mǎn)足以上條件，可適當(dāng)使用混合光伏發(fā)電系統(tǒng)［5］。所謂混合光伏發(fā)電系統(tǒng)，是指該系統(tǒng)并非完全依靠太陽(yáng)能發(fā)電，而是可以結(jié)合風(fēng)能、水能等其他清潔能源發(fā)電方法的混合發(fā)電系統(tǒng)，有較高的應(yīng)用價(jià)值。但混合光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)維修養(yǎng)護(hù)的要求較高。

3.3并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)與太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)合體。通過(guò)應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，在發(fā)電完成后把電力輸送至逆變器將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡詈笤賹㈦娏?、電壓等完全轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀娏?biāo)準(zhǔn)后并入常規(guī)配電網(wǎng)。在應(yīng)用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)后，較大程度地緩解了各地區(qū)的局部電力能源緊張情況，大大提高了供電穩(wěn)定性。

3.4光伏建筑一體化

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)還可應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，這一概念在20世紀(jì)90年代被提出。當(dāng)前我國(guó)建筑領(lǐng)域發(fā)展較為迅速，建筑項(xiàng)目數(shù)量也在不斷增加，對(duì)電力能源的需求越來(lái)越高，但若是真正應(yīng)用光伏建筑，將發(fā)電材料作為建材使用，就能在白天吸收太陽(yáng)能后轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存。另外，還可使用光伏發(fā)電與常規(guī)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)，將其作為建筑外墻材料來(lái)提升美觀性。

3.5光伏發(fā)電與LED照明相結(jié)合

太陽(yáng)能光伏發(fā)電還能夠與LED照明相結(jié)合應(yīng)用。LED是當(dāng)前應(yīng)用頻率較高的一種照明設(shè)備類(lèi)型，具有能耗低的特點(diǎn)，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電對(duì)提高環(huán)境保護(hù)也有著較大的優(yōu)勢(shì)，將光伏發(fā)電與LED照明結(jié)合應(yīng)用，能夠大大節(jié)省電纜材料，同時(shí)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(jié)語(yǔ)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電是清潔能源技術(shù)的一種，本文主要介紹了太陽(yáng)能電池技術(shù)、光伏陣列最大功率跟蹤技術(shù)、聚光光伏技術(shù)、孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)等太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)及其實(shí)際應(yīng)用，希望我國(guó)在清潔能源方面的發(fā)展能夠更上一層樓。

參考文獻(xiàn)

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［5］劉學(xué)賢，孫少越.太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)及在農(nóng)村地區(qū)住宅建筑上的應(yīng)用［J］.青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，35（5）：37-41.

作者：韓小亮 單位：山西和泰房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司