關(guān)于機(jī)電系統(tǒng)太陽(yáng)能供電應(yīng)用的研究

尚明飛

摘 要 隨著當(dāng)今社會(huì)對(duì)新能源需求的增加，開(kāi)發(fā)新能源成為各個(gè)國(guó)家的共同任務(wù)。新能源的開(kāi)發(fā)屬于技術(shù)領(lǐng)域范疇，太陽(yáng)能屬于新能源，具有干凈、對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)破壞等優(yōu)勢(shì)。本文主要以國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)和利用現(xiàn)狀作為出發(fā)點(diǎn)，分析了機(jī)電系統(tǒng)太陽(yáng)能供電技術(shù)特點(diǎn)和新能源開(kāi)發(fā)應(yīng)用與效益，以期為促進(jìn)太陽(yáng)能供電的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供一些參考和意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞 太陽(yáng)能；機(jī)電系統(tǒng)；應(yīng)用

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和能源需求的增加，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用新能源成為世界各國(guó)關(guān)注的共同話題。現(xiàn)階段，太陽(yáng)能作為一種新能源，與其他能源相比，具有顯著優(yōu)勢(shì)，各國(guó)政府將太陽(yáng)能資源利用作為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的主要內(nèi)容。隨著太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域和規(guī)模的擴(kuò)大，太陽(yáng)能電池年銷售量逐年增加、電池轉(zhuǎn)換效率不斷提高。但是受各種因素的限制和約束，我國(guó)太陽(yáng)能事業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后。這就需要國(guó)家結(jié)合太陽(yáng)能實(shí)況，采取有效解決措施，促進(jìn)太陽(yáng)能事業(yè)的發(fā)展。

1 國(guó)內(nèi)國(guó)外太陽(yáng)能利用現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外現(xiàn)狀

國(guó)際光伏發(fā)電方向正在逐步發(fā)生改變，由邊遠(yuǎn)農(nóng)村向城鄉(xiāng)結(jié)合、特殊應(yīng)用向建筑結(jié)合等方向轉(zhuǎn)變。未來(lái)光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)是開(kāi)發(fā)和研究更多的替代能源，代替補(bǔ)充能源。目前，隨著國(guó)際市場(chǎng)需求的增加，世界太陽(yáng)能電池年銷售量逐年增加、電池轉(zhuǎn)換效率不斷提高，使得系統(tǒng)造價(jià)降低4美元/鋒瓦；發(fā)電成本降低25美元/度電。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，太陽(yáng)能的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大。就美國(guó)太陽(yáng)能熱水器年銷售額而言，大約在10億以上。太陽(yáng)能熱發(fā)電的成就不只是體現(xiàn)在銷售額方面，還表現(xiàn)在技術(shù)方面。目前，正在運(yùn)行或者建設(shè)的大型太陽(yáng)能發(fā)電站已超過(guò)10座。

1.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

相較于國(guó)外而言，我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)還處于發(fā)展的初級(jí)階段，發(fā)電起步時(shí)間相對(duì)較晚。且受太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備高成本的限制，我國(guó)城市建筑太陽(yáng)能發(fā)電速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上國(guó)外國(guó)家。假設(shè)一戶普通家庭，配備一套功率為三千瓦的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。預(yù)計(jì)該用戶一年的發(fā)電量為3000千瓦，投資成本為10萬(wàn)元左右。假設(shè)該發(fā)電系統(tǒng)的使用壽命為十年或者二十年，折算為成本1.5-3元/每千瓦[1]。

2 機(jī)電系統(tǒng)太陽(yáng)能供電技術(shù)特點(diǎn)

設(shè)計(jì)采用一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)與凈水系統(tǒng)相結(jié)合的新型太陽(yáng)能供電應(yīng)用方式。將小型水泵安裝在凈水系統(tǒng)和熱水循環(huán)系統(tǒng)，用作動(dòng)力源。在缺乏電力的情況下，一般選擇用柴油發(fā)電機(jī)代替太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，從而作為發(fā)電替用品。但是使用柴油發(fā)電機(jī)具有明顯的缺點(diǎn)，即電壓不穩(wěn)定。為有效解決這一缺陷問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)提高用電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要改變用電系統(tǒng)的水泵，將水泵改為直流水泵。這樣既可以實(shí)現(xiàn)一塊太陽(yáng)能電池板供電，又可以大大提高電壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

即發(fā)即用系統(tǒng)的組成要素較多，主要包括線路配件、支架等。整個(gè)系統(tǒng)不需要手動(dòng)操作即可自動(dòng)運(yùn)行，且操作簡(jiǎn)單、使用安全、可靈活調(diào)整用水量。無(wú)論是系統(tǒng)的安裝還是安裝場(chǎng)地的選擇，都可以依據(jù)用戶自身的需求進(jìn)行靈活安排和自由組合。該種技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)在于取消了傳統(tǒng)太陽(yáng)能發(fā)電控制器，且成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)生故障的頻率小、經(jīng)濟(jì)使用價(jià)值高。除此之外，即發(fā)即用供電系統(tǒng)能夠?qū)⒐鉄崤c電結(jié)合起來(lái)，太陽(yáng)能是主要能量來(lái)源，不受建筑形式的限制和影響，能夠與各種形式的建筑相結(jié)合[2]。

3 新能源開(kāi)發(fā)應(yīng)用與效益分析

目前，我國(guó)太陽(yáng)能、風(fēng)能等資源的開(kāi)發(fā)腳步逐漸加快，且成績(jī)顯著。由于我國(guó)國(guó)土幅員遼闊，為風(fēng)電基地的建設(shè)創(chuàng)設(shè)了良好的環(huán)境。我國(guó)風(fēng)電基地開(kāi)發(fā)和建設(shè)數(shù)量較多，且分布較為集中。主要集中于河西走廊一帶，由此可知我國(guó)政府對(duì)新能源的重視，并制定了相關(guān)政策、加大了對(duì)風(fēng)電基地建設(shè)和新能源開(kāi)發(fā)的資金投入力度。目前，光伏太陽(yáng)能發(fā)電是我國(guó)可供開(kāi)發(fā)的一種新能源。在人類居住的地球上，太陽(yáng)照射的地方就可以建設(shè)新能源基地。

新能源的開(kāi)發(fā)和建設(shè)應(yīng)滿足兩個(gè)條件。分別為能源不會(huì)枯竭、能源是干凈安全的。目前，開(kāi)發(fā)的新能源包括太陽(yáng)能和燃料電池。其中，最為理想的新能源為太陽(yáng)能，也是一種相對(duì)而言較為干凈安全的能源。相較于其他電源發(fā)電原理而言，太陽(yáng)能具有諸多優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。具體表現(xiàn)為：其一，無(wú)枯竭危險(xiǎn)。其二，絕對(duì)干凈。對(duì)人類賴以生存的環(huán)境不會(huì)造成破壞和威脅。其三，不受地域限制。其四，能源質(zhì)量高。其五，大眾接受程度高。其六，獲取時(shí)間短[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

相較于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電起步時(shí)間相對(duì)較晚，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)還處于發(fā)展的初級(jí)階段。這就需要我國(guó)結(jié)合國(guó)外國(guó)家太陽(yáng)能利用經(jīng)驗(yàn)，分析機(jī)電系統(tǒng)太陽(yáng)能供電技術(shù)特點(diǎn)、太陽(yáng)能應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并采取積極有效的措、制定相關(guān)政策，加大對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電基地建設(shè)和新能源開(kāi)發(fā)的資金投入力度，進(jìn)而加強(qiáng)太陽(yáng)能的普及性和應(yīng)用性，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)太陽(yáng)能事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 張小章，王飛.太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2013：49-51.

[2] 王文文，王斯成.太陽(yáng)能光伏發(fā)電實(shí)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014：44-45.

[3] 胡之含.太陽(yáng)能發(fā)電實(shí)用技術(shù)和太陽(yáng)能優(yōu)勢(shì)分析[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015：29-33.