光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用研究

馬榮

摘 要：太陽能資源屬于分布最廣泛的可再生資源，隨著最近幾年社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，新能源產(chǎn)業(yè)不斷壯大，太陽能光伏發(fā)電便是其中一種，為電力事業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。本文對(duì)此做了深入研究，首先詳細(xì)分析了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)，其次介紹了其目前應(yīng)用背景，最后對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用做了深入探討。

關(guān)鍵詞：太陽能 光伏發(fā)電技術(shù) 環(huán)保節(jié)能 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（c）-0090-02

我國雖然地大物博資源豐富，但隨著能源的不斷開采，石油、煤炭等不可再生資源終究是要逐漸枯竭的，在這種社會(huì)背景下，新能源的開發(fā)和利用得到了來自社會(huì)各界的高度重視，提高新能源利用效率是在解決能源緊缺問題的同時(shí)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)環(huán)保建設(shè)的重要途徑，也是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢。對(duì)于所有新能源來說，太陽能是儲(chǔ)存量最高、分布最廣的，具有很大的開發(fā)潛力，光伏發(fā)電是目前所有太陽能產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種，不僅響應(yīng)了國家環(huán)保政策，同時(shí)也為電力事業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，是我國實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要條件。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成，分別是蓄電池、光伏電池組件、控制器、逆變器。

1.1 太陽能光伏電池組件

太陽能光伏電池組件由太陽能電池片經(jīng)串并組合，然后采用太陽能專用鋼化玻璃和密封材料層壓而成，這種玻璃具有較強(qiáng)的透光性，強(qiáng)度高、性能好；密封材料主要的作用是抗紫外線輻射。電池組件對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)來說屬于核心器件，發(fā)揮著重要作用，從目前的情況來看，比較常用的光伏電池主要有三種，分別是多晶硅電池、單晶硅電池以及非晶硅電池[1]。

1.2 蓄電池

對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)來說蓄電池的主要任務(wù)是儲(chǔ)能，將由太陽能轉(zhuǎn)化成的直流電能變成化學(xué)能，同時(shí)也可以大量儲(chǔ)存，以供負(fù)載應(yīng)用。從本質(zhì)上來講太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量穩(wěn)定性較差，經(jīng)常由于能量不足而影響工作，因此配備蓄電池可以說是保證負(fù)載正常工作的重要條件。蓄電池容量通常需要保持在一個(gè)穩(wěn)定的水平，不宜過大也不宜過小，小則無法滿足正常應(yīng)用，大則會(huì)導(dǎo)致電池虧電，以至于縮短使用壽命。

1.3 控制器

控制器的應(yīng)用對(duì)于蓄電池來說有著重要作用，可以在很大程度上確保蓄電池工作的安全性和可靠性，在高效工作的同時(shí)延長使用壽命。蓄電池在工作過程中，控制器的主要作用是控制其充放電，有效避免電池出現(xiàn)過充電和過放電問題，同時(shí)也能按照負(fù)載的電源需求對(duì)蓄電池的負(fù)載輸出電能進(jìn)行嚴(yán)格的控制。對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)來說控制器屬于核心部分，重要意義不容忽視，除了限制電池的充放電之外還能夠有效降低短路、雷擊等造成的系統(tǒng)損壞，同時(shí)也具有一定的溫度補(bǔ)償功能[2-3]。

1.4 逆變器

逆變器通?？梢苑譃閮煞N類型，一種是自激式振蕩逆變器，另一種是他激式振蕩逆變器，此外也可以按照波形的不同將其分為方波逆變器和正弦波逆變器。逆變器的主要作用就是通過濾波、調(diào)制、升壓等一系列措施將蓄電池輸出的直流電轉(zhuǎn)變成正弦波交流電流，以便可以和系統(tǒng)的照明負(fù)載頻率以及額定電壓所匹配，從而保證用戶的正常使用。逆變器與控制器同樣具有保護(hù)作用，但是相較于控制器要多出欠壓保護(hù)、過流保護(hù)等幾種功能。

2 光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用背景

當(dāng)前能源消耗愈發(fā)嚴(yán)重，石油、煤礦等不可再生資源逐漸走向枯竭，加強(qiáng)環(huán)保工程建設(shè)的同時(shí)保證經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展是我國目前的重要任務(wù)?？稍偕Y源的應(yīng)用得到了社會(huì)各界的高度重視，將得到更廣泛的開發(fā)逐漸代替不可再生資源。所有的可再生能源中太陽能的開發(fā)潛力是最大的一個(gè)，尤其是最近幾年以來，新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，為國家電網(wǎng)建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)，太陽能光伏發(fā)電秉著自身環(huán)保、節(jié)能、高效等先天優(yōu)勢已經(jīng)成為電力事業(yè)發(fā)展中的重要組成部分。按照目前這種發(fā)展趨勢來看，不久的將來還會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

3 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 建立獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的建立具有很高的要求，位置通常選在類似海島、邊防哨所等距離電網(wǎng)較遠(yuǎn)的偏遠(yuǎn)隔離地區(qū)，主要是由于不會(huì)與公共電網(wǎng)相互連接。由于太陽能發(fā)電通常是在白天，但是用電時(shí)間卻是24小時(shí)，因此獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中必須要配置儲(chǔ)能原件。但是由于地理位置偏遠(yuǎn)，自然環(huán)境比較惡劣，因此供電可靠性較差，然而僅僅如此對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)來說仍然有著不容忽視的重要意義。

3.2 光伏建筑一體化應(yīng)用

光伏建筑的一體化應(yīng)用具體主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）將光伏器件安裝在建筑屋頂，將光伏列陣和電網(wǎng)并聯(lián)在一起，并以此打造出光伏建筑一體化系統(tǒng)。

（2）將光伏電池板安裝在建筑屋頂，同時(shí)將建筑物原有的幕墻換成光伏玻璃幕墻，這樣可以有效保證吸收更多的太陽能，不僅保證了光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作效率，同時(shí)也能有效控制發(fā)電成本。除此之外，在建筑物墻體裝飾材料方面也有了一定的改變，利用彩色光伏模塊代替了原有的普通材料，在實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的同時(shí)也提高了建筑物的美觀性，極具應(yīng)用價(jià)值。

3.3 混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)建

混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)中綜合了很多種不同的發(fā)電方式，屬于一種新型綜合性光伏發(fā)電系統(tǒng)，構(gòu)建這種發(fā)電系統(tǒng)的主要目標(biāo)就是為了集中不同發(fā)電模式的優(yōu)勢并將其充分發(fā)揮出來，有效彌補(bǔ)了彼此之間存在的不足，揚(yáng)長避短，在很大程度上提高了電能的利用效率。例如光伏發(fā)電的穩(wěn)定性較差，容易受到氣候條件變化的影響，對(duì)此，如果在風(fēng)力較大的地區(qū)，就可以應(yīng)用光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電結(jié)合的方式，有效降低了大風(fēng)天氣的不良影響。

3.4 光伏發(fā)電技術(shù)在LED照明中的應(yīng)用

LED主要是由半導(dǎo)體材料制作而成的，將光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用在LED中可以輕松實(shí)現(xiàn)電能與光能之間的轉(zhuǎn)化。這種半導(dǎo)體照明技術(shù)相較于傳統(tǒng)照明技術(shù)來說占據(jù)很大優(yōu)勢，不僅保證了照明時(shí)間，還具有一定的節(jié)能環(huán)保作用，后期維護(hù)十分容易。光伏發(fā)電技術(shù)在LED照明系統(tǒng)中的應(yīng)用將“光生伏特”原理充分顯現(xiàn)了出來，整個(gè)過程中實(shí)現(xiàn)了光能到電能再到光能的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)工作效率。

3.5 光伏發(fā)電技術(shù)在農(nóng)業(yè)大棚中的應(yīng)用

隨著光伏發(fā)電技術(shù)的逐漸普及，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也有了一定的應(yīng)用。農(nóng)業(yè)大棚光伏指的是將光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用到了大棚的智能溫控系統(tǒng)中，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)大棚的現(xiàn)代化和智能化。將光伏組件安裝在了大棚的鋼制骨架上，有效提高了植物補(bǔ)光效率，同時(shí)也對(duì)大棚內(nèi)部溫度進(jìn)行了合理控制，在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)也為植物生長提供了良好的環(huán)境。

4 結(jié)語

總而言之，太陽能作為開發(fā)潛力最大的新能源在未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中還會(huì)不斷進(jìn)步，而太陽能光伏發(fā)電技術(shù)也會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用，各行各業(yè)都將會(huì)有所滲透，在這種社會(huì)大環(huán)境下，相關(guān)部門也要予以高度重視，確保光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的合理性，充分發(fā)揮其具備的優(yōu)勢，從而為我國的環(huán)保工程建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供有力的條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 張立文，張聚偉，田葳，等.太陽能光伏發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2010（3）：4-8.

[2] 李蔚.太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用方式及發(fā)展前景[J].智能建筑電氣技術(shù)，2011（2）：22-24.

[3] 中國能源研究會(huì).關(guān)于中國能源戰(zhàn)略及“十二五”能源規(guī)劃的建議[J].山西能源與節(jié)能，2010（6）：15-18.endprint