太陽能光伏技術(shù)與應用研究

袁鵬

摘要：隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，使得我國新能源技術(shù)得到廣泛的推廣。近代以來，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)逐步的傳入我國，從而促進了我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變革，進一步促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)作為一項綠色能源技術(shù)，已經(jīng)在我國的許多領(lǐng)域得到了廣泛的使用，并且該項技術(shù)借助國家的政策逐漸的趨于完善。本文對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)及其應用進行探討。

關(guān)鍵詞：太陽能;光伏發(fā)電技術(shù);應用

隨著當前全球經(jīng)濟的發(fā)展，人口數(shù)量不斷增加，能源日益減少與社會發(fā)展的矛盾日益突出，在這種背景下，很多國家開始研究可再生能源，太陽能由于其自身的特點，受到了研究人員的關(guān)注。太陽能利用成本比較低，不會產(chǎn)生二次污染，可以實現(xiàn)持續(xù)利用，屬于一種可再生能源。因此，本文主要針對太陽能光伏發(fā)電控制技術(shù)進行分析和論述。

一、光伏發(fā)電

所謂的光伏發(fā)電指的是由太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能形式，利用半導體及相關(guān)的電子設備組件，太陽能電池，布置成一定規(guī)模的發(fā)電系統(tǒng)，這個系統(tǒng)將太陽能光伏轉(zhuǎn)換成直流電，并且利用能量逆變器對太陽能所轉(zhuǎn)化成的電流進行轉(zhuǎn)變，成為人們所需要的電能。太陽能光伏發(fā)電后，給我們供應了源源不斷的電能。由于本身就非常的環(huán)保，它的利用的效率非常的高，投入的成本相對來說很低，獲得的效益很高，建設光伏發(fā)電的設備的外觀也美觀實用，可以與建筑物融為一個整體，所以光伏發(fā)電具有很強的優(yōu)勢。為了更好地利用光伏發(fā)電，我們投入了大量的人力物力對光伏發(fā)電進行研究，在以往的案例中總結(jié)經(jīng)驗，不斷的創(chuàng)新，利用先進的發(fā)電設備，完善其性能，擴大電光伏發(fā)電的規(guī)模。光伏發(fā)電在我國的發(fā)展前景會越來越好，在使用規(guī)模和使用程度上都會成為最主要的發(fā)電方式之一。

二、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)

1.太陽能電池技術(shù)

在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池屬于最為核心部件，當前光伏電池的大范圍使用還存在有兩個方面問題：第一，生產(chǎn)成本問題;第二，光電轉(zhuǎn)換效率問題。第一代光伏電池以硅片為基礎，雖然其技術(shù)發(fā)展成熟，但是存在有非常高成本。第二代光伏電池以薄膜技術(shù)為基礎，光電材料薄，半導體材料消耗有明顯減少，能夠滿足自動化和批量化生產(chǎn)需要。當前還出現(xiàn)一些新結(jié)構(gòu)、新概念電池，研究人員工作重點向著薄膜制造技術(shù)為基礎的太陽能電池方面發(fā)展，理論光電轉(zhuǎn)換效率高達93%，比如納米結(jié)構(gòu)電池等，正在積極向著降低生產(chǎn)成本以及提高光電轉(zhuǎn)換效率方面發(fā)展。

2.聚光光伏技術(shù)

地表太陽能密度低，為了提高太陽能利用有效性，聚光光伏技術(shù)可發(fā)揮重要價值，該技術(shù)的使用不僅可實現(xiàn)對太陽光的聚集，集中在較小面積的聚光電池上，確保太陽光有足夠的輻射能量密度，同時，還能夠使用低廉聚光器取代太陽電池，實現(xiàn)對整個光伏發(fā)電系統(tǒng)成本的有效控制。在聚光光伏系統(tǒng)中，聚光器屬于主要組成結(jié)構(gòu)，根據(jù)光學原理的不同，可以將其分為折射、反射、熱光伏、全息等不同類型聚光器。熱光伏聚光器主要是利用太陽對輻射器加熱，完成光電轉(zhuǎn)換。

3.光伏陣列最大功率跟蹤技術(shù)

有專家研究光伏陣列輸出功率，發(fā)現(xiàn)其存在非線性特點，會因為太陽輻射以及溫度等因素影響。為了確保供電系統(tǒng)中太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換能力得到充分全面發(fā)揮，必須要注意對光伏電池陣列工作點的控制，實現(xiàn)功率輸出最大化。

最大功率跟蹤是一個動態(tài)性過程，通過檢測光伏電池陣列的輸出電壓和電流，能夠明確光伏電池陣列輸出功率，與之前存儲的功率對比，將光伏電池陣列動態(tài)控制在最大功率點。

三、論述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在各個領(lǐng)域中的應用

1.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在建筑領(lǐng)域中的應用分析

隨著現(xiàn)代化科技的不斷完善，在工程建筑方面提出了太陽能屋頂計劃改造技術(shù)，主要是將建筑物的頂面安裝太陽能電池板，從而借助相應的設備組建一個公共的電網(wǎng)，能夠有效地為該區(qū)域提供電能。所建造用戶并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，能夠有效地為該區(qū)域的居民提供電能，進一步保證了整個電能過程具有較高的安全性和環(huán)保性。另外，科學有效地實現(xiàn)光伏建筑一體化技術(shù)，通過建筑材料和光伏系統(tǒng)相互融合，從而有效地控制光伏發(fā)電的資金投入，進一步方便了光伏發(fā)電技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)和居民日常生活中的應用。

2.混合光伏發(fā)電系統(tǒng)

混合光伏發(fā)電系統(tǒng)指的是在光伏發(fā)電系統(tǒng)中引入幾種不同發(fā)電方式，以此為負載提供穩(wěn)定電力供應?；旌瞎夥l(fā)電系統(tǒng)在實際應用中能夠綜合利用不同發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢，比如光伏系統(tǒng)不需要較多維護，但是在天氣方面有非常大依賴性，穩(wěn)定性差。冬天日照差同時存在較大風力地區(qū)，可選擇光伏發(fā)電系統(tǒng)與風力發(fā)電系統(tǒng)組成混合發(fā)電系統(tǒng)，不需要過多依賴天氣，能夠使負載缺電率得到有效控制。

3.獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的建立

獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的建立，其產(chǎn)生的電力不用和大型的電網(wǎng)相連，一般建立在比較偏遠的地區(qū)，這樣可以符合其要求的面積比較大的特點，還不會對人們的生活造成不便。獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是應用在邊防的通信和用電，這種系統(tǒng)的配置上需要一定的儲備設備，因為在光伏發(fā)電中需要的是太陽能，而夜晚中就沒有太陽能，在白天收集太陽能并有效的儲存上，在夜間將這些儲備作為備用能源加以利用，保證無論是白天還是夜晚都有足夠的能源可以利用，保證有充分的電能可以使用。但是在獨立光伏發(fā)電中有一定的缺陷，因為光伏發(fā)電會受到自然環(huán)境的影響，不能夠保證發(fā)電的穩(wěn)定性，如果在陰天或者是氣候惡劣的情況下就不能夠很好的使用，這樣會使發(fā)電系統(tǒng)不能很好的使用。因此，這種發(fā)電系統(tǒng)在偏遠的地區(qū)可以使用，有著重要的價值和意義，在城市環(huán)境中還不能很好的使用，有著一定的局限性。

4.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在農(nóng)村地區(qū)中的應用分析

由于社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，使得農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展和城市地區(qū)的發(fā)展差距在逐步的加大。雖然現(xiàn)在國家已經(jīng)出臺了相關(guān)的扶持政策，但是農(nóng)村相對于城市的發(fā)展依舊較為落后。主要突出的領(lǐng)域是電力資源的建設和制造。在農(nóng)村地區(qū)的用電能夠保證居民生活，但是在一定層次上具有相應的限制因素，從而限制了電力資源的發(fā)展。為此，可以利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，在農(nóng)村地區(qū)的電力資源建設。因為在農(nóng)村地區(qū)的廣闊，建立光伏電力發(fā)電系統(tǒng)能夠有利于吸收太陽能資源，從而保證了為農(nóng)村地區(qū)提供電力資源。目前在農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)建造了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，比如小型風電發(fā)電系統(tǒng)、獨立光伏電站等等。

結(jié)束語：

總而言之，煤炭資源不斷枯竭，可再生能源成為重要的開發(fā)項目，其主要就是保證可再生以及無污染，太陽能可以有效的滿足以上諸多需求，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展前景十分廣闊，設計人員需要針對現(xiàn)有技術(shù)，加強系統(tǒng)控制，不斷完善當前光伏技術(shù)，發(fā)揮光伏技術(shù)的重要作用，滿足社會經(jīng)濟的發(fā)展，不斷節(jié)約現(xiàn)有能源和資源，推動社會的良性發(fā)展。

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