太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用模式探究

張源+張凱

【摘要】：隨著我國能源使用需求的不斷增加，對于太陽能的使用也在逐漸的增加。世界能源的緊張和大氣的污染的日益嚴重，光伏發(fā)電產(chǎn)品技術(shù)的應(yīng)用得到了發(fā)展，在全國得到了推廣，特別是LED路燈近年的長足發(fā)展，使用太陽能LED路燈已進入了城市及鄉(xiāng)村照明領(lǐng)域，LED作為節(jié)能型光源與傳統(tǒng)光源相比具有直流低電壓的特點，耗電量少，抗振動，拓展性能強。我國幅遼廣闊，有著豐富的的太陽能資源。

【關(guān)鍵字】：太陽能；光伏發(fā)電；應(yīng)用；探究

引言

能源短缺是當今世界能源的主要問題，隨著化石能源的不斷消耗，能源短缺問題日益嚴重，且因化石燃料的燃燒利用效率較低，對大氣的污染影響極其嚴重，全球氣候變暖、霧霾、冰川融化等近幾年熱度很高的話題都與化石能源的利用密不可分，鑒于此，可再生替代能源的應(yīng)用研究引起了人們的高度重視并取得了重大突破，目前可再生利用能源包括風(fēng)能、水能、潮汐能、太陽能、核能等，其中太陽能以其資源豐富、清潔無污染、能量高、不受地域限制等優(yōu)勢為大眾所廣泛研究應(yīng)用，特別是在發(fā)電領(lǐng)域嶄露頭角。

1、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的原理及系統(tǒng)構(gòu)成

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是光伏發(fā)電技術(shù)的典型應(yīng)用，該系統(tǒng)主要是由光伏電池組、光伏系統(tǒng)電池控制器、交直流逆變器、蓄電池組、電纜等部分組成，各部分均承擔(dān)著不同的功能。太陽能光伏電池組主管轉(zhuǎn)換能量，它是發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，由一系列的太陽能電池排列組合而成，這些太陽能電池根據(jù)使用材料的不同，通?？煞譃楣杌夥姵亍⒒衔锕夥姵?、聚合物光伏電池以及納米晶光伏組件四類。

2、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)

2.1 太陽能電池技術(shù)

太陽能發(fā)電中所使用的光伏電池，是整個太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的最主要的部件，也是最核心的零件。其大致的規(guī)模和應(yīng)用的過程中，主要就是需要解決整個發(fā)電工作下的兩大難題：第一，提高光能向電能轉(zhuǎn)化的效率和速度；第二，降低整個生產(chǎn)過程中的成本。在太陽能發(fā)電的過程中，一般情況下是以硅片作為整個發(fā)電工作的基礎(chǔ)，這也是第一代的光能電池，在這一技術(shù)逐漸發(fā)展成熟之后，其成本卻處于居高不下的位置，所以第二代的光伏電池被發(fā)展出來，這種很薄的光電能材料被稱作為薄膜技術(shù)，在硅膠材料的地面上，進行太陽能向電能的轉(zhuǎn)化，這也在很大程度上降低了光伏電池使用過程中的成本。

2.2屋頂分布式光伏發(fā)電

屋頂分布式光伏發(fā)電是指光伏系統(tǒng)與建筑屋面相結(jié)合，實現(xiàn)光伏建筑一體化的新型發(fā)電形式。光伏組件既是發(fā)電裝置的部件又可以作為屋頂結(jié)構(gòu)，不僅可以節(jié)約材料，降低建筑成本，還為光伏發(fā)電提供安裝場地，集環(huán)保、節(jié)能、發(fā)電于一體。這種發(fā)電模式主要適于在城市的工業(yè)區(qū)、公共設(shè)施、生活小區(qū)以及農(nóng)村等有大面積屋頂?shù)膱鏊?。首先在學(xué)校、醫(yī)院等公建屋頂建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)，推動企業(yè)和有條件的城市商品住宅小區(qū)、經(jīng)濟適用房小區(qū)建設(shè)屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)。同時還可以在諸如路燈、停車棚等閑置的建筑上，適當布局一些光伏發(fā)電裝置。其次，可以在新農(nóng)村屋頂安裝家用光伏發(fā)電裝置，不僅充分利用了大屋面積頂，而且方便系統(tǒng)的檢查和維護。

2.3農(nóng)光互補、漁光互補光伏發(fā)電

農(nóng)光互補是利用太陽能光伏發(fā)電無綠色、環(huán)保、節(jié)能等特點，與農(nóng)業(yè)種植大棚和養(yǎng)殖大棚有機結(jié)合，即在大棚向陽面上安裝太陽能光伏發(fā)電裝置，實現(xiàn)養(yǎng)種植等農(nóng)業(yè)與發(fā)電于一體。它既具有發(fā)電能力，又能為經(jīng)濟附加值很高的像菌類、大棚蔬菜、大棚瓜果及畜牧養(yǎng)殖提供適宜的生長環(huán)境，因此可以創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益和社會效益。漁光互補是在池塘、河流、水庫等水面上安裝太陽能光發(fā)電裝置，在上面發(fā)電下面養(yǎng)魚，實現(xiàn)漁業(yè)與發(fā)電于一體的發(fā)電模式。

2.4聚光光伏技術(shù)

在太陽能把光能轉(zhuǎn)化成電能的過程中，首先齊聚光的技術(shù)能夠直接打到地面，這樣的情況下，太陽能的密度相對來說比較低，其發(fā)電的最高峰值也不會超過1kW/m2，所以在整體工作開展的過程中，為了能夠有效地提高太陽能在使用過程中的效率，也可以使用聚光的技術(shù)。聚光的技術(shù)主要就是把光伏進行聚集，以此讓太陽能集中在某一個區(qū)域，保證這一區(qū)域能夠在輸電的過程中達到最高的峰值，這樣的工作方式一方面能夠把太陽光聚到面積很小的電池上，能夠提高太陽能輻射和照耀的密度；另一方面也能夠在比較便宜的聚光器使用過程中，達到最大的電量以此減少整個電腦生產(chǎn)的成本。

3、太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用模式的探究

3.1獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)

在太陽能發(fā)電的電廠之中，獨立的光伏發(fā)電系統(tǒng)是不會和整個電場中的公共電腦系統(tǒng)進行連接的，這屬于一種孤立的運行的發(fā)電系統(tǒng)。所以在建設(shè)的過程中，這種系統(tǒng)也是遠離整體的公共電網(wǎng)，在郊區(qū)或者野外進行移動式手電方法，這也會使用到便攜式的電源，例如：在公共電網(wǎng)比較難以覆蓋到的邊遠山區(qū)和海邊，都會使用到這一發(fā)電設(shè)備，由于太陽能所具有的發(fā)電特點就是白天發(fā)電，而復(fù)合電的用電一般是全天候的，也就是說夜間也會使用電能。所以在獨立的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，還需要擁有儲存能源的硬件設(shè)施，這也是一個必不可少的設(shè)備。

3.2光伏新能源在電網(wǎng)建設(shè)中的可持續(xù)發(fā)展

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展與提升，能源的消耗也在逐年漸增，這也就使得我國能源出現(xiàn)了匱乏，隨著時間的推移，我國經(jīng)濟在可持續(xù)發(fā)展的過程中也受到了一定的限制。這也就導(dǎo)致我國在能源供應(yīng)的方式上需要加速改革，而光伏新能源則需要加大其利用率的應(yīng)用，即通過借助電網(wǎng)分散面積廣的特點進行最大利用率的應(yīng)用。實際生活中，每到炎熱的夏天，空調(diào)的大規(guī)模用電就是一個十分突出的難題，對于可持續(xù)電網(wǎng)而言。通過以太陽能光伏發(fā)電為主，在用電高峰期時其他再生能源發(fā)電為輔，最后以傳統(tǒng)火力發(fā)電為必要時的補給，通過這樣的安排和配合來實現(xiàn)電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展建設(shè)。

結(jié)語

我國太陽能光伏應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，應(yīng)用模式具有多樣化特點。在國家政策的引導(dǎo)和市場的主導(dǎo)下，充分利用區(qū)域優(yōu)勢，全面推動我國光伏應(yīng)用市場，以促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。在資源條件好的西部地區(qū)，重點發(fā)展集中式發(fā)電。在具備場址、資源、就近接入、就地消納等建設(shè)條件的地區(qū)推動分布式發(fā)電系統(tǒng)的全面開放建設(shè)，重點在中東部地區(qū)發(fā)展分布式發(fā)電。結(jié)合光伏扶貧工程和扶貧養(yǎng)老等多種新模式，發(fā)展智能微電網(wǎng)技術(shù)在分布式發(fā)電中的應(yīng)用，形成多元化的分布式光伏利用市場。

【參考文獻】：

[1]楊永蓮.對中國光伏產(chǎn)業(yè)“雙反”問題原因及對策分析---基于歐盟的對華反傾銷、反補貼調(diào)查[J].經(jīng)營管理者，2013，11：23-23.endprint