太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)可靠性分析

閆鳳超

摘要：本文首先分析了太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，接著分析了光伏發(fā)電設(shè)備的可靠性。希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能;光伏發(fā)電系統(tǒng);可靠性分析

引言：

能源可分為可再生、不可再生兩種，在過去多年的發(fā)展中，工業(yè)領(lǐng)域?qū)κ?、煤炭、金屬等不可再生資源的應(yīng)用量較大，不僅對(duì)自然環(huán)境造成了影響，而且不利于構(gòu)建良好的生態(tài)環(huán)境。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵸Y源逐漸沖擊了能源領(lǐng)域，與傳統(tǒng)能源相比，太陽(yáng)能、風(fēng)能等屬于清潔能源，衛(wèi)生程度極高，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，未來發(fā)展前景良好。如今太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)愈加成熟，且不再局限于某一單獨(dú)類型，而是更加多樣化、實(shí)用化。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電廣泛指代的是太陽(yáng)能發(fā)電的形式。這是一種光電能源形式之間的直接轉(zhuǎn)換。這一光電轉(zhuǎn)換過程，充分利用到了半導(dǎo)體材料的光伏特性。將獲取到的光能經(jīng)過物理變化直接輸出為電能，這是一種近年來廣泛普及的新型應(yīng)用技術(shù)。光伏發(fā)電具有的主要特點(diǎn)如下。首先，光伏發(fā)電系統(tǒng)具備良好的環(huán)境友好特性，在其建設(shè)和使用過程中不會(huì)產(chǎn)生廢水廢氣等對(duì)環(huán)境造成污染的物質(zhì)。其次，光伏發(fā)電裝置不包含任何齒輪、傳動(dòng)等能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械裝置，在工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生噪音，這也使得其能廣泛的在居民區(qū)、商業(yè)區(qū)和工廠等區(qū)域進(jìn)行設(shè)置。在建設(shè)規(guī)模方面，光伏發(fā)電系統(tǒng)憑借其高度一體化的裝置結(jié)構(gòu)，占地面積普遍較小，安裝、維護(hù)和保養(yǎng)起來也相對(duì)容易，同時(shí)維修保養(yǎng)的費(fèi)用也比較低。再次，光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)于工作環(huán)境的限制和要求較小，只要有陽(yáng)光，就能快速啟動(dòng)進(jìn)入發(fā)電工作狀態(tài)。最后，光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的能源支持類型簡(jiǎn)單，一般采用電池供電，無(wú)需額外能源消耗，電池的使用壽命很長(zhǎng)。

2 太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)

目前，太陽(yáng)能光伏發(fā)電已經(jīng)成為了新能源中的“頭號(hào)馬車”，帶動(dòng)了許多新能源領(lǐng)域及企業(yè)的發(fā)展，據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)情況來看，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)已被應(yīng)用到建筑、軍事等領(lǐng)域。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)實(shí)際應(yīng)用設(shè)施中最基礎(chǔ)、最廣泛的，如通信基站、邊遠(yuǎn)農(nóng)村、邊防哨所等。上述區(qū)域由于地處較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，常規(guī)過程中，由于配電線路架設(shè)難度較大，因此將獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于其中，能夠作為比較便攜式的移動(dòng)電源，且具有發(fā)電、儲(chǔ)電功用，同時(shí)耐用性、便捷性更優(yōu)。

2.2 混合光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電雖然是實(shí)用性較強(qiáng)的清潔能源，但在應(yīng)用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)前，必須要根據(jù)發(fā)電區(qū)域?qū)嶋H地理情況判定是否適宜建設(shè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電對(duì)太陽(yáng)光照射時(shí)間、海拔高度等方面的要求較高，當(dāng)然，若未能夠嚴(yán)格滿足以上條件，可適當(dāng)使用混合光伏發(fā)電系統(tǒng)。所謂混合光伏發(fā)電系統(tǒng)，是指該系統(tǒng)并非完全依靠太陽(yáng)能發(fā)電，而是可以結(jié)合風(fēng)能、水能等其他清潔能源發(fā)電方法的混合發(fā)電系統(tǒng)，有較高的應(yīng)用價(jià)值。但混合光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)維修養(yǎng)護(hù)的要求較高。

2.3 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)與太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)合體。通過應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，在發(fā)電完成后把電力輸送至逆變器將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡詈笤賹㈦娏?、電壓等完全轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀娏?biāo)準(zhǔn)后并入常規(guī)配電網(wǎng)。在應(yīng)用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)后，較大程度地緩解了各地區(qū)的局部電力能源緊張情況，大大提高了供電穩(wěn)定性。

2.4 光伏建筑一體化

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)還可應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，這一概念在20世紀(jì)90年代被提出。當(dāng)前我國(guó)建筑領(lǐng)域發(fā)展較為迅速，建筑項(xiàng)目數(shù)量也在不斷增加，對(duì)電力能源的需求越來越高，但若是真正應(yīng)用光伏建筑，將發(fā)電材料作為建材使用，就能在白天吸收太陽(yáng)能后轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存。另外，還可使用光伏發(fā)電與常規(guī)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)，將其作為建筑外墻材料來提升美觀性。

2.5 光伏發(fā)電與LED照明相結(jié)合

太陽(yáng)能光伏發(fā)電還能夠與LED照明相結(jié)合應(yīng)用。LED是當(dāng)前應(yīng)用頻率較高的一種照明設(shè)備類型，具有能耗低的特點(diǎn)，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電對(duì)提高環(huán)境保護(hù)也有著較大的優(yōu)勢(shì)，將光伏發(fā)電與LED照明結(jié)合應(yīng)用，能夠大大節(jié)省電纜材料，同時(shí)便捷性更高，受客觀因素的影響較低，一般情況下多用于路燈。

3 光伏發(fā)電設(shè)備的可靠性

3.1 建立獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電技術(shù)是在傳統(tǒng)能源告急的社會(huì)背景下產(chǎn)生的，其應(yīng)用前景非常廣泛，隨著石油、煤礦等不可再生資源逐漸枯竭，可再生資源應(yīng)用受到全社會(huì)的重視，太陽(yáng)能開發(fā)潛力巨大，在新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展與建設(shè)上，發(fā)揮了重要的作用，在國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)中，太陽(yáng)能的并網(wǎng)，全面實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能、高效的能源供應(yīng)。為了全面推進(jìn)太陽(yáng)能能源建設(shè)，需要在光伏發(fā)電系統(tǒng)上建立起更加完善的模式，不斷推動(dòng)太陽(yáng)能建設(shè)，實(shí)現(xiàn)良好持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)。隨著能源建設(shè)發(fā)展，對(duì)太陽(yáng)能開發(fā)與利用的要求也越來越高，為了保證太陽(yáng)能的充分利用，對(duì)位置選擇時(shí)，通常選在海島、邊防哨所等距離電網(wǎng)較遠(yuǎn)的偏遠(yuǎn)隔離地區(qū)，這樣通過與公共電網(wǎng)相互連接，產(chǎn)生巨大的能源供給，保證了有效利用。太陽(yáng)能發(fā)電一般為白天發(fā)電，而現(xiàn)實(shí)生活工作中對(duì)電能的需求則是24 小時(shí)不間斷，為了確保用電時(shí)間，則需要在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中配置儲(chǔ)能原件，保證能源源源不斷的供應(yīng)。

3.2 提升日常維護(hù)的工作水平

光電系統(tǒng)在安裝完成后，溫度和光資源就難以改變。因此，日常的維修和保養(yǎng)工作顯得尤為重要，可通過以下幾點(diǎn)提升日常的維護(hù)工作水平。

（1）確保光伏陣列表面的清潔度。在日常的維護(hù)中，應(yīng)定期對(duì)光伏陣列的表面進(jìn)行清洗，并檢查光伏陣列電路情況，對(duì)受損電路進(jìn)行修復(fù)，從而保證光伏陣列運(yùn)行的穩(wěn)定。（2）注重電池的保證。根據(jù)電池使用的規(guī)定，電池在運(yùn)行時(shí)，必須保證溫度處于恒溫狀態(tài)，如夏季注意通風(fēng)，冬季注意保暖。同時(shí)還要保證電池始終處于滿電的狀態(tài)。（3）著重流程和規(guī)范。在檢修、停機(jī)、開機(jī)工作時(shí)，需要嚴(yán)格按照相關(guān)的流程進(jìn)行，確保操作的規(guī)范性，避免人為破壞。（4）建立相應(yīng)的制度和標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前我國(guó)光電系統(tǒng)的可靠性標(biāo)準(zhǔn)還處于探索階段，筆者建議，我國(guó)行業(yè)內(nèi)的專家應(yīng)共同努力，制訂完整的可靠性標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)制度，為光電事業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)：

太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)是提供電力能源的一項(xiàng)重要技術(shù)，在不斷的發(fā)展過程中承擔(dān)著越來越重要的責(zé)任。只有不斷完善該技術(shù)應(yīng)用，才能真正實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型社會(huì)。

參考文獻(xiàn)

[1]伍天賜.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的控制技術(shù)研究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）.2019（07）

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