太阳能光伏发电技术及其应用俞诗园

太阳能光伏发电技术及其应用俞诗园

俞诗园

（中国石化集团新星石油有限责任公司北京市海淀区100083）

摘要：伴随着城市现代化建设的不断加速，能源危机和环境污染的问题以及逐渐成为一个全球化的问题。太阳是我们生活中最为常见的物质，它的能量是一种对环境污染几乎为零的可再生能源，应用前景十分广阔。在目前的可持续发展的问题下，能源问题是一个大问题。本文对太阳能光伏发电的原理以及应用方向进行分析，希望可以推动未来太阳能光伏发电的前进与发展。

关键词：太阳能；光伏发电技术；应用研究

Abstract：withthedevelopmentofmodernindustrializationinrecentyears，theworldhasfacedseriousenergycrisisandenvironmentalpollution.Solarenergyasakindofdyecleanpollution-freerenewableenergy，hasaverybroadapplicationprospects，becauseitcanbesustainableuse，soforalongtimethesolarphotovoltaicpowergenerationtechnologyreceivedtheattentionofscientists.TheenergyproblemisveryimportantinChina'ssustainabledevelopment.Inthispaper，theprincipleandapplicationdirectionofsolarphotovoltaicpowergenerationareanalyzed，andthepurposeistohopethatsolarpvpowergenerationhasbetterapplicationinthefuture.

1.前言

21世纪以来，人们在环境以及资源的问题上正处于一个极其困难的时期。传统的能源结构被改变，寻找新型能源从而真正实现可持续的发展，这已经是各个国家的必经之路了。而太阳能是一种非常理想的清洁能源，它的优势和特点直接导致了在发电领域的推广使用。接着就对太阳能光伏发电原理以及问题进行了相关的分析和探讨。

2.太阳能光伏发电原理

太阳能光伏发电是将太阳能与电能之间进行合理转换，太阳能电池的另一种叫法做光伏电池。太阳能电池的发电原理是在工作的情况下，电池一般会产生电子和空穴，在太阳能电池场的作用下二者会进行分离，一般电池的两端会产生较大的负压。此时电池内部的两侧接上负载之后，就逐渐会有电流产生，在这样的情况下会产生持续的电压。这就是太阳能光伏发电的原理。太阳能将光能转化为电能的原理如下。

首先，太阳能电池一般会吸收光子，半导体内一般会出现生载流子。其中电子与空穴的两极电子是相反的，半导体中存在的电子场一般会将正电荷与负电荷进行一个区分。分离之后，两者就在正极和负极进行安置后，形成电能。[1]

太阳能电池是太阳光伏发电中的重要组成部分，一般是不需要额外的电源的，所以通过串联或者并联的方式将若干太阳能电池进行连接，组成太阳能电池阵列。这种大规模的组件会解决很多问题，不但提高了光电的转换效率，降低了成本，还会使产生的电能大大增大，为环境带来更好的保护。通常情况下，光伏电池的基础材料是以硅片为主，而发展已经比较成熟，但是成本比较高，而基于薄膜基础的光伏电池通常采用非常薄的光电材料，大幅降低了半导体材料的消耗，也有助于实现大规模的生产，从而降低生产的成本。近些年来，随着科技的不断发展和进步，新结构的太阳能电池不断在创新着。[2]这使得太阳能光伏发电的规模和效率大大提高，为我国能源的节约和环境的保护带来更好的帮助。

在介绍太阳能电池光伏发电中的性质后，许多人应该对太阳能光伏发电的原理有一个透彻的了解。值得注意的是光伏阵列最大功率点跟踪技术，它是太阳能光伏发电技术的关键部分。光伏阵列在强度变化不变的情况下，可以在不同电压下工作。光伏阵列输出的最大功率称为最大功率点，光伏矩阵的最大功率点大于工作电压，此时的系统是不稳定的，光伏发电系统最大功率点电压低于工作电压时，系统比较稳定。因此，为了提高系统的效率，可以根据实际情况调整光伏阵列的工作，不断优化最大输出功率，提高整个发电系统的效率。[3]。

3.发电技术的应用

太阳作为人类生存最重要的东西之一，其发挥的作用十分强大。他不仅调节着一年四季的气候变化，还控制着早晚的作息时间。太阳的奇妙之处就在于它的规律会造福于人，所以说大自然是十分奇妙的。而随着城市化建设，工业化建设的不断发展。环境问题变得十分严峻，大自然已经被我们伤害得面目全非，现如今还应利用太阳的能量作为解决环境问题的手段。太阳能是一种可再生的环保能源，利用太阳能来发电是人们智慧的结晶，并且随着科技的发展，太阳能的应用越来越广泛。人们已经离不开太阳这一提供能源的大火球，太阳能不仅仅可以对水进行加热，其在光伏发电技术领域也发展十分迅速，并且已经逐渐在现实当中得以应用。

太阳能光伏发电使用的范围是十分广泛的，下面就对一些较为常见的应用进行了合理分析。应用比较广泛的就是光伏电站，我国是工业大国，也是用电的大国。所以电能的供应一定要达到人们所需求的量。利用太阳能光伏电站提供的电能，可以有效的缓解不可再生能源供电的压力，为我国的环境带来一定的保护。光伏电站一般需要的面积是比较大的，所以在选择面积的过程中，光伏电站一般需要建设在太阳能资源较为丰富的地域进行。在我国多数光伏电站都处于西部地区，因为在西部，资源往往是比价充分的，而且在西部城市设备较少、人口也不多，所以所产生的电力远高于消耗数量，在能源运输的过程中会产生较多的损耗。土地建设费用在前期的建设过程中也占到了很大的比重，而且因为太阳能资源的连续性存在缺陷，光伏电站在建成之后就无法成为备用电源。发电随机性使电网对电力的调配难度大大提高。尤其是沙漠地区，应用的前景十分广泛。因为该地区不但面积广阔，太阳能资源也比较丰富。所以在沙漠地区进行太阳能光伏电站的建设，是目前的战略发展规划之一。[4]

光伏建筑是目前光伏发电技术之一。在我国一些大城市中，工业发展的比较迅速，经济的快速发展导致了土地的相对欠缺，传统的发电方式已经不适应目前的发展情况了。随着环境的不断恶化，这就不对吧要求我们急需去寻求新的发电方案，所以在建筑上安装光伏电池成为了有效的解决方案之一。光伏建筑，可以大大缩短发电设备和用户之间的距离，很大程度上降低了运输过程中的电能损耗，还节约了长距离传输路线的成本，所以光伏建筑是日后城市再生资源发展的实际方向。光伏建筑一体化是通过将光伏发电系统，建筑幕墙等结构构建成一个整体，具备维护功能的同时，也可以为发电提供能源，相信在未来这将会是一个很好的选择。[5]

太阳能光伏发电技术还会在偏远农村地区当中得到应用。因为针对某些偏远农村地区，科技不是特别的发达，目前我国一些偏远乡村的经济环境特别落后，无论国家怎样扶持其发展，因为其特定的自然环境和地势地貌无法有效的快速发展。所以就要满足农户最基本的衣食住行和供电的要求，为了给偏远乡村的农户们带来光明，十分有必要在乡村建立小型光伏发电厂。有效解决偏远地区农户用电问题，还会解决大量线缆铺设以及电路传送的成本，避免的电能损耗，还会对偏远农村地区的发展带来更好的帮助，为该地区的农户带来光明，提高人们的生活质量。以上就是对太阳能光伏发电技术具体应用的一部分分析。在日常生活当中，太阳能光伏发电技术应用还有很多，本文就不一一进行介绍。总而言之，就是希望大家能够对光伏发电技术和应用有一定的了解，因为太阳能光伏发电技术在未来的前景十分光明。[6]

4.结束语

在现代工业化进程不断的发展之下，只有大力发展太阳能，发展太阳能光伏发电技术，才会对未来的环境带来更好的保护。在我国，太阳能应用已经慢慢的得到普及。科学家们一定要积极的进行研究，把更加优秀的太阳能光伏技术带到现实中来，对我国的环境保护，资源的节约开采带来更好的帮助。从而提高人们的生活水平，还会使我国的发展更加迅速。

参考文献：

［1］肖志刚，蒋瑶，尹绍全，等.“太阳能光伏发电技术及应用[J].乐山师范学院学报，2016，28（11）：61-64.

［2］李宏毅，李加季.太阳能光伏发电技术及应用（3）[J].建筑创作，2003（Z1）：142-146.

［3］党理.太阳能光伏发电技术及应用探讨[J].工业b，2015（60）：00167-00167.

［4］庄晓武.太阳能光伏发电技术及应用探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2015（23）.

［5］陈蕊，戴星航，张树桐.太阳能光伏发电技术及应用[J].华东科技：学术版，2015（10）：6-6.

［6］钟玲玲，赖国胜.太阳能光伏发电技术及应用探讨[J].智富时代，2015（3X）.