太阳能光伏发电技术应用分析

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摘要：在简述太阳能发电技术发展历程及分类的基础上，重点介绍了太阳能光伏发电技术及在实际中的应用，提出应大力发展太阳能光伏发电技术，进一步解决我国能源短缺问题。

关键词：太阳能；光伏发电技术；实际应用

能源可分为可再生、不可再生两种，在过去多年的发展中，工业领域对石油、煤炭、金属等不可再生资源的应用量较大，不仅对自然环境造成了影响，而且不利于构建良好的生态环境。随着现代科学技术的发展，太阳能、风能、地热能等清洁资源逐渐冲击了能源领域，与传统能源相比，太阳能、风能等属于清洁能源，卫生程度极高，不会对环境造成污染，未来发展前景良好。如今太阳能光伏发电技术愈加成熟，且不再局限于某一单独类型，而是更加多样化、实用化。

1太阳能发电技术

在当前各领域的发展过程中，电力是主要能源，但多数用来发电的原料为煤炭。随着时代的发展，太阳能光伏发电技术的应用范围越来越广。太阳能发电技术的初次应用时间为1839年，发现了可用于太阳能发电技术的“光伏效应”，随着时间的推移，1954年后光电转换效率已有了明显提升，极大地促进了新能源领域的进步。到目前为止，太阳能发电技术已较为完善。一般情况下，光伏发电设备主要包括电池板、控制器、电能存储转换结构等，同时也有着多样化光伏发电技术，如太阳能电池技术、聚光光伏技术、孤岛效应检测技术等［1］。

2太阳能光伏发电技术

2.1太阳能电池技术

太阳能光伏发电技术最主要的是通过光伏效应将光能转换为电能，供各用电设备使用，若电能较多，还能将其储存。在多样化太阳能光伏发电中，太阳能电池技术应用最为广泛。到目前为止，对太阳能电池技术的研究依然在继续深入，已经出现了许多的新概念、新结构电池，并进一步提高了光电转换效率，有关资料显示最高的光电转换效率已高达93%［2］。但太阳能电池技术也存在着一定的不足，首先是生产成本相对较高。由于光能转换为电能的过程比较特殊，需使用硅作为电池原料，但硅的成本较高，因此存在着成本问题。同时，硅虽然能够较大程度地存储电能，但在光电转换效率方面也有所不足。相信随着技术的进步，能够逐步克服以上难关，降低太阳能电池成本。

2.2光伏阵列最大功率跟踪技术

在太阳能光伏发电的过程中，必须要进一步提高光电转换效率才能够有效提升对太阳能的利用率。从研究结果来看，光伏发电过程中，光电转换效率与太阳能辐射程度、温度等多种客观因素有关，同时其发电功率具有非线性的特点，以上问题给太阳能高效率光电转化形成了较大的阻碍［3］。为解决持续性高功率太阳能发电问题，当前已出现了光伏阵列最大功率跟踪技术，通过使用敏感性较强的信息化技术控制光伏阵列，实时监控光伏发电情况，若其发电功率开始下降，会动态化调整光伏电池阵列输出功率，保持整体阵列持续性高功率运转。

2.3聚光光伏技术

太阳光照射至地面后，分散性较强，无法直接利用，想要开展有效的太阳能光伏发电，就必须提高太阳能照射密度。聚光光伏技术与常规太阳能发电技术相似性较高，与之不同的是增加了对聚光器的使用，即在太阳能面板面积较小的电池上安装价格比较低廉的聚光器，以提升太阳能密度，进而实现更加高效化的光电转换效率。据实际分析来看，聚光光伏技术已经得到了较大范围的应用，同时聚光器也得到了更加先进的发展，可通过热光伏、全息、反射、折射等多种照射方式进行聚光。

2.4孤岛效应检测技术

当前比较具有代表性的太阳能光伏发电除太阳能电池技术、光伏阵列最大功率跟踪技术、聚光光伏技术外，孤岛效应检测技术也有着较高的应用范围。相比其他太阳能光伏发电技术，孤岛效应检测技术更偏向于针对性、个体性的设备，能够提高安全性。如在太阳能光伏发电的实际应用过程中，因客观因素、设备因素或其他等因素的影响，可能会导致电网出现供电故障，进而造成电力中断，影响区域性供电［4］。孤岛效应检测技术中应用了较为先进的信息化技术，可在出现电力中断的情况下依然保持电力输出，更多地是起到备用能源的作用。孤岛效应检测技术中关键技术是对“孤岛效应”的检测，一般常用频率移项法、频率偏移法等，据实际应用情况来看，能够最大限度地保护用户设备，降低更大故障发生的可能性。

3太阳能光伏发电技术的实际应用

3.1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。上述区域由于地处较为偏远的地区，常规过程中，由于配电线路架设难度较大，因此将独立光伏发电系统应用于其中，能够作为比较便携式的移动电源，且具有发电、储电功用，同时耐用性、便捷性更优。

3.2混合光伏发电系统

太阳能光伏发电虽然是实用性较强的清洁能源，但在应用太阳能光伏发电系统前，必须要根据发电区域实际地理情况判定是否适宜建设太阳能光伏发电系统。太阳能光伏发电对太阳光照射时间、海拔高度等方面的要求较高，当然，若未能够严格满足以上条件，可适当使用混合光伏发电系统［5］。所谓混合光伏发电系统，是指该系统并非完全依靠太阳能发电，而是可以结合风能、水能等其他清洁能源发电方法的混合发电系统，有较高的应用价值。但混合光伏发电系统对维修养护的要求较高。

3.3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。

3.4光伏建筑一体化

太阳能光伏发电系统还可应用于建筑领域，这一概念在20世纪90年代被提出。当前我国建筑领域发展较为迅速，建筑项目数量也在不断增加，对电力能源的需求越来越高，但若是真正应用光伏建筑，将发电材料作为建材使用，就能在白天吸收太阳能后转换为电能储存。另外，还可使用光伏发电与常规电网系统进行并网，将其作为建筑外墙材料来提升美观性。

3.5光伏发电与LED照明相结合

太阳能光伏发电还能够与LED照明相结合应用。LED是当前应用频率较高的一种照明设备类型，具有能耗低的特点，而太阳能光伏发电对提高环境保护也有着较大的优势，将光伏发电与LED照明结合应用，能够大大节省电缆材料，同时便捷性更高，受客观因素的影响较低，一般情况下多用于路灯。

4结语

太阳能光伏发电是清洁能源技术的一种，本文主要介绍了太阳能电池技术、光伏阵列最大功率跟踪技术、聚光光伏技术、孤岛效应检测技术等太阳能光伏发电技术及其实际应用，希望我国在清洁能源方面的发展能够更上一层楼。

参考文献

［1］李娟，丁蕾，王娅.太阳能光伏发电技术在绿色建筑中的应用分析［J］.沈阳工程学院学报（自然科学版），2018，14（1）：1-4；22.

［2］李伟.太阳能光伏发电技术应用现状及未来发展趋势研究［J］.江苏科技信息，2018，35（24）：54-56.

［3］付金江.试论太阳能光伏发电技术在农村建筑工程中推广运用［J］.低碳世界，2016（3）：114-115.

［4］张云天.面向大城市居民小区的太阳能光伏发电技术的应用分析［J］.科技资讯，2016，14（20）：22-23；25.

［5］刘学贤，孙少越.太阳能光伏发电技术及在农村地区住宅建筑上的应用［J］.青岛理工大学学报，2014，35（5）：37-41.

作者：韩小亮 单位：山西和泰房地产开发有限公司