聚光太陽(yáng)能光伏發(fā)電效率的研究

張永興

摘要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們?nèi)祟?lèi)賴以生存的環(huán)境日益面臨著巨大的挑戰(zhàn)，大力發(fā)展新能源已經(jīng)成為了一種新的趨勢(shì)。而太陽(yáng)能則是符合人類(lèi)的需求的一種新能源。但是，由于太陽(yáng)能的分布并不是非常的均勻，輻射的時(shí)間也會(huì)隨著日照方位和天氣變化而影響。因此，如何有效的利用太陽(yáng)能資源成為了首要解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：聚光太陽(yáng)能 光伏發(fā)電 研究應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào) ：TK511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ：A

太陽(yáng)能已經(jīng)成為了中國(guó)21世紀(jì)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和建設(shè)小康社會(huì)最刻不容緩的主要任務(wù)和戰(zhàn)略目標(biāo)。太陽(yáng)能能源豐富，不受地域條件，和其他方面的限制，可以免費(fèi)獲取，人類(lèi)均可以利用和開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，造福于國(guó)家和社會(huì)。但是由于太陽(yáng)能的能量密度低，能量分散，利用率卻不是非常的高，本文介紹了一種太陽(yáng)能聚光伏跟蹤系統(tǒng)的方案。

一.我國(guó)太陽(yáng)能資源的現(xiàn)狀分析

中國(guó)幅員遼闊，具有豐富的土地和資源，其中太陽(yáng)能資源更加是非常的充足，據(jù)估算，我國(guó)每年的陸地表面接收的太陽(yáng)能能量達(dá)到了10億立方米，從分布的地域來(lái)看，青藏高原等海拔高度比較高的地方，輻射量是最大的。這些地方大氣輕薄，透明度良好，緯度低，日照時(shí)間比較長(zhǎng)。太陽(yáng)能主要利用包括了三大領(lǐng)域：光電轉(zhuǎn)化技術(shù)，光化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)，和儲(chǔ)能技術(shù)。

二.光伏發(fā)電的基本概念和分類(lèi)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)光輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電系統(tǒng)，利用的是光生伏打的效應(yīng)。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以分為獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，兩個(gè)都是具有各自的優(yōu)勢(shì)和用途。

獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是指太陽(yáng)能光伏發(fā)電不與電網(wǎng)連接的發(fā)電方式，主要是用于民用范圍比較遠(yuǎn)的地區(qū)，比如家庭系統(tǒng)，村級(jí)太陽(yáng)能光伏電站。工業(yè)范圍內(nèi)主要用于電訊，衛(wèi)星廣播系統(tǒng)，小型風(fēng)力發(fā)電。

并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是指太陽(yáng)能光伏發(fā)電與國(guó)家電網(wǎng)連接的發(fā)電方式，最典型的特征是不需要蓄電池，主要用于商業(yè)用途：企業(yè)，政府大樓等。工業(yè)領(lǐng)域有太陽(yáng)能光伏發(fā)電場(chǎng)。

三.光伏發(fā)電的系統(tǒng)主要組成部分

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組，太陽(yáng)能控制器，蓄電池組成。輸出電源交流為220v或者是110v。還需要配置逆變器。各部分的作用：

（一） 太陽(yáng)能電池板

太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，也是價(jià)值最高的部分。其作用是太陽(yáng)能輻射能量轉(zhuǎn)化成電能，或者是送往貯蓄板中貯蓄起來(lái)。太陽(yáng)能電池板的成本和質(zhì)量直接關(guān)系到發(fā)電系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。

（二） 太陽(yáng)能控制器

太陽(yáng)能控制器的主要作用控制整個(gè)系統(tǒng)的工作，并且對(duì)蓄電池起到良好的保護(hù)作用，過(guò)放電保護(hù)作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還具有溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋?/p>

（三） 蓄電池

蓄電池一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鋰電池。其作用是在光照的時(shí)候?qū)⑻?yáng)能電池板所發(fā)出的點(diǎn)存儲(chǔ)起來(lái)，到需要的時(shí)候選擇釋放出來(lái)。

四.光伏系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈

（一）關(guān)鍵技術(shù)

我國(guó)的并網(wǎng)光伏電起步時(shí)間是比較晚，近年來(lái)，發(fā)展速度是非常快，相關(guān)的部門(mén)開(kāi)展了一系列有關(guān)的研究和工作，且取得了一定的成果和進(jìn)展。這些進(jìn)展都表明了我們已經(jīng)初步掌握了并網(wǎng)光伏電發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。包括了cvtpwm最大功率跟蹤控制技術(shù)，并網(wǎng)逆變技術(shù)，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和傳輸技術(shù)，具有了良好的能力。

（二）光伏產(chǎn)業(yè)鏈

光伏產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粭l垂直鏈，目前掌握的上游企業(yè)的利潤(rùn)比較高，下游企業(yè)利潤(rùn)比較低。如下圖所示。

光伏電池的制備工藝過(guò)程非常的復(fù)雜，晶體硅電池增長(zhǎng)的速度迅猛，要靈力多達(dá)五個(gè)階段來(lái)完成。國(guó)際上主流的技術(shù)主要存在著西門(mén)子法，流化床法和冶金法，不同的提煉技術(shù)的成本與提煉效率是正關(guān)系。多晶硅的提煉純技術(shù)是制約光伏產(chǎn)業(yè)中最大的瓶頸。一方面是工藝成本技術(shù)，另一方面是生產(chǎn)多晶硅流程消耗的環(huán)境污染成本。

據(jù)權(quán)威產(chǎn)值分析，多晶硅提煉環(huán)節(jié)占據(jù)光伏產(chǎn)業(yè)的比重達(dá)到了一般以上，技術(shù)決定了價(jià)值是沒(méi)有錯(cuò)的。而世界范圍內(nèi)多晶硅產(chǎn)能擴(kuò)充能力來(lái)源于此。多晶硅和硅片切割環(huán)節(jié)仍然是價(jià)值鏈中最重要的領(lǐng)域之一。

結(jié)語(yǔ)：

太陽(yáng)能作為一種永不枯竭，可再生的能源受到了廣泛的推廣，我們要使得系統(tǒng)能夠輸出最大的電能，除了要研制價(jià)格低廉，能量轉(zhuǎn)換率高的光電材料之外，還要科學(xué)實(shí)現(xiàn)控制。這些控制方法不僅包括了光伏自動(dòng)跟蹤技術(shù)和最大功率控制技術(shù)。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜但是有科學(xué)邏輯，幫助了我們解決了生活中的各個(gè)難題，成為一種新型的產(chǎn)業(yè)，影響著我們的生活和社會(huì)的方方面面。利用好可再生能夠是有助于造福人類(lèi)，造福于世界，生活會(huì)變得更加的美好，和諧，和幸福。

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