光伏發(fā)電技術(shù)研究進(jìn)展

田 磊

（吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 吉林 132021）

光伏發(fā)電技術(shù)隨著近年來(lái)硅光電池光電轉(zhuǎn)化率的提升，也得到了更為廣闊的應(yīng)用。我國(guó)目前仍有部分偏遠(yuǎn)地區(qū)處在缺電甚至無(wú)電狀態(tài)，再加上我國(guó)的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，光伏發(fā)電也將迎來(lái)更好的發(fā)展。

1 光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)

太陽(yáng)能發(fā)電是當(dāng)今最為綠色環(huán)保的清潔發(fā)電技術(shù)，跟火力發(fā)電相比，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)是利用硅光電池板的光生電子原理，直接將光子轉(zhuǎn)換成電子的技術(shù)，沒(méi)有任何間接過(guò)程，發(fā)電過(guò)程簡(jiǎn)單。太陽(yáng)能是可再生能源，源源不斷的從太陽(yáng)照射到地球表面。并網(wǎng)方式豐富多樣，有分散式、集中式、風(fēng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)等多種形式，可以有效利用空間，最大化實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能源利用率。通過(guò)設(shè)定太陽(yáng)能電池板的角度，主動(dòng)尋光式太陽(yáng)能發(fā)電更是最大限度利用了太陽(yáng)能源。

2 光伏發(fā)電技術(shù)

（1）太陽(yáng)能電池技術(shù)。光伏電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部件，目前最核心的研發(fā)內(nèi)容就是提高光電轉(zhuǎn)化效率、降低生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)的硅光電池成本較高，薄膜電池有效降低了生產(chǎn)成本，薄膜電池也是未來(lái)研究的發(fā)展趨勢(shì)。

（2）聚光發(fā)電技術(shù)。太陽(yáng)光如何有效利用是解決能源轉(zhuǎn)化率最亟待解決的問(wèn)題，由于太陽(yáng)光分散，而且太陽(yáng)位置時(shí)刻在發(fā)生變化，使得照射在光伏電池板上的陽(yáng)光不是最大化利用，目前有學(xué)者通過(guò)具有透鏡的集光器將太陽(yáng)光聚集到焦點(diǎn)，提高太陽(yáng)光利用率，增加光電轉(zhuǎn)化率，也是未來(lái)研究發(fā)展趨勢(shì)。

（3）主動(dòng)尋光技術(shù)。太陽(yáng)位置的變換，使得太陽(yáng)能利用率不高，目前，有學(xué)者利用光敏傳感器陣列技術(shù)，根據(jù)檢測(cè)太陽(yáng)位置，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)光伏面板角度，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化利用率提高。目前尋光主要分為兩種：第一、根據(jù)當(dāng)?shù)靥?yáng)角度數(shù)據(jù)，設(shè)定程序，按照時(shí)間調(diào)節(jié)光伏面板位置，保證最理想太陽(yáng)入射角度；第二、利用光敏傳感器陣列，主動(dòng)跟蹤太陽(yáng)位置，由光敏傳感器反饋數(shù)據(jù)給控制器，控制器輸出電信號(hào)給執(zhí)行電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)，保證太陽(yáng)光與光伏面板角度最佳，發(fā)電效率最高。

3 光伏發(fā)電并網(wǎng)

分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的主要組成部分有光伏發(fā)電面板、配電網(wǎng)和光伏逆變器組成。硅光電池板通過(guò)太陽(yáng)光照射，光伏效應(yīng)將光子裝換成電子，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，但此時(shí)是直流電能，需要通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)化成為交流電能，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)電壓同相位同頻率，最終實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

4 儲(chǔ)能技術(shù)

電力的儲(chǔ)存技術(shù)主要有機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能等方式，太陽(yáng)能發(fā)電最常利用的儲(chǔ)能技術(shù)主要是電化學(xué)儲(chǔ)能。目前太陽(yáng)能發(fā)電常用的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)主要包括：鉛酸蓄電池、鈉硫電池、鋰離子電池、高鐵酸鹽電池等化學(xué)電池。

鉛酸蓄電池的電極主要由鉛及其氧化物制成。存在著體積大、維護(hù)復(fù)雜的缺點(diǎn)。鉛酸蓄電池的電極總反應(yīng)方程式如下：

PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O

鋰離子電池被認(rèn)為是21世紀(jì)的綠色環(huán)保電源，具有容量大、體積小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電力、汽車(chē)及電子產(chǎn)品行業(yè)，如特斯拉設(shè)計(jì)的充電電池。王東、吳照金研究發(fā)現(xiàn)用Cu摻雜鋰離子電池正極材料后，電池放電容量隨摻雜量的增加而降低，但是電池有很好的容量保持率。

高鐵酸鹽電池有著能量密度大、重量輕、壽命長(zhǎng)、無(wú)污染等特點(diǎn)。目前研究者一般通過(guò)改變陽(yáng)極材料、向電解液中增加添加劑、改變電解液濃度、改變電流密度等方法提高高鐵酸鹽電池的性能。

5 發(fā)展和展望

通過(guò)對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)、光伏發(fā)電并網(wǎng)、儲(chǔ)能技術(shù)、光伏發(fā)電優(yōu)缺點(diǎn)的分析研究，筆者發(fā)現(xiàn)光伏發(fā)電技術(shù)被認(rèn)為是當(dāng)前最為綠色環(huán)保的發(fā)電技術(shù)，無(wú)污染、利用一次能源等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的發(fā)展前景，光伏發(fā)電將更好地為人們的生活服務(wù)，具有重要的研究意義。

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