光伏發(fā)電技術(shù)與水上光伏研究

曲晟霆

摘 要：在科技日益發(fā)展的今天，我國已經(jīng)大力發(fā)展太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與水上光伏，并取得了一定的成效。文章主要針對光伏發(fā)電技術(shù)與水上光伏展開深入剖析，旨在通過對這兩項技術(shù)的研究，我國能夠最大限度的節(jié)約電能源，從而推動我國社會能夠更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電技術(shù)；太陽能；水上光伏

由于地球上人口數(shù)量的不斷增加，人類對資源需求量隨之上升，這給全球資源帶來了極大壓力，資源浪費現(xiàn)象的不斷出現(xiàn)，導(dǎo)致自然災(zāi)害問題頻發(fā)。而為了能夠有效的緩解這一問題，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與水上光伏發(fā)電技術(shù)被廣泛應(yīng)用。水上光伏主要指水上太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要通過若干陣列排布的太陽電池組件以及浮于水面的水上光伏陣列支架等部分組成。該技術(shù)的應(yīng)用，在節(jié)省電能源方面有著積極意義。

1 光伏發(fā)電技術(shù)內(nèi)涵

光伏發(fā)電主要依據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，通過太陽電池的應(yīng)用，將太陽光能直接的轉(zhuǎn)化為一定的電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)不僅能夠獨立的應(yīng)用，還能夠并網(wǎng)發(fā)電，并且通過太陽電池板、控制器以及逆變器三個部分所構(gòu)成，而這三個部分的構(gòu)成主要由電子元器件所構(gòu)成，與機械部件之間沒有任何關(guān)聯(lián)。

光伏發(fā)電主要通過半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)，直接的對光能進行轉(zhuǎn)變，是一種將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)。而作為該種技術(shù)的關(guān)鍵元件，太陽能電池在其中發(fā)揮這極為重要的作用[1]。太陽能電池在串聯(lián)以后進行封裝保護，使其能夠形成較大面積的太陽電池組件，之后與功率控制器相結(jié)合所形成的部件，便成為光伏發(fā)電的重要裝置。

2 我國發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)的必要性與環(huán)保意義探究

2.1 我國發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)的必要性

由于我國是一個能源生產(chǎn)與消費大國，我國每年的能源消耗量極高。導(dǎo)致出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因在于，我國的能源開采技術(shù)較為落后，能源得不到有效的利用，傳統(tǒng)高能耗產(chǎn)業(yè)比重較大等等，導(dǎo)致我國能源消耗增長速度不斷加快。尤其我國電能源的消耗量與消耗速度都在首位，為此，需充分的開發(fā)煤電、水電以及核電，可盡管如此，我國在電力供需方面仍存在較大的缺口，該缺口便需要可再生能源發(fā)電進行補充。這便推動了太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，在未來該種技術(shù)將會在新能源供應(yīng)方面占據(jù)著極為重要的位置。

在不久的將來，太陽能發(fā)電將會在世界能源消費中占據(jù)著首席位置，該技術(shù)的發(fā)展不僅會替代部分常規(guī)能源的使用，同時還會成為供應(yīng)世界能源的主體所在。預(yù)計到了2030年，可再生能源的消耗將會占據(jù)總能源消耗量的30%以上，而此時太陽能光伏發(fā)電將會在世界總電力供應(yīng)中的比例遠遠超過10%，并且該比例會隨著時間的不斷推移而增加，甚至在21世紀(jì)末，太陽能光伏發(fā)電將會達到60%以上，在未來十年的發(fā)展中，我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)將會發(fā)展到另一個階段[2]，其地位也日益凸顯。

2.2 太陽能光伏發(fā)電的環(huán)保意義

太陽能光伏發(fā)期間與燃料能源之間存在著極大的差別，太陽能光伏發(fā)電有較少的二氧化碳排放出來。而二氧化碳是溫室氣體的最為主要氣體。太陽能電池板能夠循環(huán)的使用，同時其系統(tǒng)材料也能夠被有效的利用起來，這都能夠進一步的降低光伏能源的投入。而光伏發(fā)電技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能夠有效的緩解氣候變化等問題。

3 水上光伏的優(yōu)點研究

水上光伏發(fā)電站的組成部分主要包括兩方面，一方面是光伏，另一方面是水面模式。其中水面的利用在當(dāng)前主要有水塘、小型湖泊等。水面光伏發(fā)電站的硬件組成部分主要有：光伏面板、逆變設(shè)備以及變壓器、集電線路等。這些部分的存在，共同構(gòu)成了水上光伏發(fā)電站，并且通過水上光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，有效的緩解了我國能源危機問題，在帶動我國社會更好發(fā)展方面有著積極意義。

水上光伏擁有較多的優(yōu)點，具體而言主要表現(xiàn)在以下幾點，即：

第一，水上光伏能夠極大程度的節(jié)約土地資源，不會給水生態(tài)環(huán)境帶來過大的影響。水上光伏發(fā)電工程不需要有支架基礎(chǔ)，更不需要開挖電纜溝，更加沒有場內(nèi)道路的施工，這在極大程度上減少了對地面的開挖，這在保護水土方面有著積極意義；第二，水上光伏擁有較高的發(fā)電效率。水面地勢較為開闊，這便能夠有效的避免陰影給光伏組件效率發(fā)揮帶來制約，同時通過太陽能的照射，其照射面積往往較為均勻，并且光照的時間較長[3]。這與張云天在《面向大城市居民小區(qū)的太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用分析》一文中的觀點有著相似之處。而水能夠冷卻太陽能電池，在抑制組件表明溫度上升方面有著積極意義。有測算表明，如果電池板的溫度降低1℃，那么其輸出功率極有能能增加0.5%，這便能夠獲得比相同地面或者屋頂電站高的發(fā)電量，夏季高溫的時候，水上光伏和地面、屋頂太陽能電池板相比，能夠大幅度的降低發(fā)電損失量；第三，通過組件的覆蓋，能夠大幅度的減少水面蒸發(fā)量，這便能夠達到節(jié)約水資源的目標(biāo)；第四，太陽能光伏遮擋板，陽光一部分能夠射到水面，這便能夠減少光合作用的出現(xiàn)，這在抑制藻類繁殖方面有著積極作用；第五，水上光伏存在一定的成本優(yōu)勢。水面浮動式光伏存在著整體性的特征，這給太陽能跟蹤系統(tǒng)的安裝與運行創(chuàng)造了便利的條件，同時也能夠大幅度的減少地面光伏電站安裝電池板方面的費用；第六，水上光伏的組件清理較為方便快捷。在選擇水上光伏發(fā)電材料的過程中，必須確保所選材料的質(zhì)量能夠達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求，與地面光伏相比，清潔期間往往不會給組件發(fā)電效率帶來較大程度的損害[4]；第七，不受土地的限制。水上光伏技術(shù)適合應(yīng)用在土地資源有限、土地開發(fā)難度大等地區(qū)。水上光伏項目的發(fā)展已經(jīng)成為未來的重要發(fā)展趨勢，這給光伏發(fā)電的應(yīng)用與發(fā)展創(chuàng)造了更好的條件。

在建設(shè)水上光伏發(fā)電站期間，相關(guān)工作人員需選擇合適的地址進行建設(shè)，例如選擇具有面積廣闊、徑流穩(wěn)定、風(fēng)速遞以及光照條件好等特點的地區(qū)，該種區(qū)域能夠?qū)⑺瞎夥l(fā)電的作業(yè)工充分發(fā)揮出來；與此同時，由于水上存在較多的不確定性因素，這便要求相關(guān)單位安排工作人員加強監(jiān)控力度，通過對該系統(tǒng)水質(zhì)量、對動植物影響的監(jiān)測，來實現(xiàn)水上光伏發(fā)電目標(biāo)。

4 結(jié)束語

如今，光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用能夠有效緩解我國能源危機問題，并且隨著光伏發(fā)電技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其特殊優(yōu)勢也逐漸的體現(xiàn)出來。與此同時，水上光伏發(fā)電也隨之發(fā)展起來，其發(fā)展速度也逐漸的提升，其原因在于，水上光伏發(fā)電擁有較多方面的優(yōu)勢，如能夠節(jié)約土地資源、發(fā)電效率高以及能夠減少水量蒸發(fā)等等。太陽能光伏發(fā)電與水上光伏發(fā)電擁有較好的發(fā)展前景，并且在未來發(fā)展趨勢會越來越好。太陽能光伏與水上光伏發(fā)電技術(shù)擁有一定的社會與環(huán)境保護意義，從而使得我國能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保型與經(jīng)濟型的社會。

參考文獻

[1]胡俊鵬.光伏發(fā)電技術(shù)在變電站中的應(yīng)用研究[D].山東大學(xué)，2013（45）：89-102.

[2]王磊.光伏發(fā)電技術(shù)在公共建筑供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].桂林理工大學(xué)，2013（12）：23-56.

[3]張云天.面向大城市居民小區(qū)的太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用分析[J].科技資訊，2016，14（20）：22-23.

[4]張悅，梁雙.光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用與經(jīng)濟性分析[J].現(xiàn)代商業(yè)，2009（36）：82-84.