太阳能光伏发电设备技术应用综述

太阳能光伏发电设备技术应用综述

张熙郝晓波

保定天威英利新能源有限公司河北保定071000

摘要：随着发电技术的不断进步，在太阳能发电技术的运用上，通过太阳电池的发电原理，其中就是光生伏特效应的运用。并且，光伏发电具有一定的优势，资源可再生，而且经济又环保，成为了一种新型的发电技术。本文旨在从太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势进行分析，概述光伏发电系统组成及各部分功能，进而探讨光伏发电系统的应用，更好的推动社会经济的快速发展。

关键词：太阳能；光伏发电技术；应用；系统组成

从目前的发电技术来看，光伏发电具有很大的资源优势，尤其是光伏电池通过太阳电池方阵、蓄电池组、控制器等多个组成部分的功能发挥，取得了更好的发展前景，光伏发电技术在通信、工业、光伏建筑一体化等多个领域得到了广泛的技术运用和推广，取得了更好的成效。

1太阳能光伏发电现状

能源是人类社会存在与发展的重要物质基础。目前世界能源结构是以煤炭、石油、天然气等化石能源为主体的结构。而化石能源是不可再生的资源，大量消耗终将枯竭，并且生产和消费的过程中有大量污染物排放，破坏生态环境。为保证人类稳定、持久的能源供应，必须优化现存的以资源有限、不可再生的化石能源为主体的能源结构，建立资源无限、可以再生、多样化的新能源结构，走经济社会可持续发展之路。为保护人类赖以生存的地球生态环境，必须采取措施减少化石能源的耗用，大力开发利用清洁、干净的新能源和可再生能源，走与生态环境和谐的绿色能源之路。可再生能源，包括太阳能、风能、植物生能源、水能、地热能、海洋能、是广泛存在、用之不竭、可以自由素取、最终可依赖的初级能源。直至近二三百年化石能源得以大规模开发使用之前它一直是人类赖以生存与发展的能源来源。近年来，可再生能源的开发利用得到了日益增强的重视与支持，取得了一些重要进展，大大增强了人类在化石能源衰竭后仍能依赖可再生能源可持续发展的信心。太阳能利用主要有光热利用、光伏利用和光化学利用这三种主要形式。我国低温光热利用已经具有可观的规模，它成本低、使用方便、安全可靠，已经为全国广大人民所接受。

2太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势

2.1基本原理的整体概述

从太阳能光伏发电的技术要点来看，是一种利用太阳能的重要资源手段，其中，最主要的就是讲光能转换为电能发电的一种模式，这种技术具有环保、经济的良好优势，发展前景被看好。其中，最主要的运作原理就是通过调养电池作为半导体的光伏效应。就是当太阳光照射到太阳电池的时候，太阳电池就会吸收光能，通过对光能的不断吸收，进而产生“光生电子―空穴”对。此外，在电池闪电场的影响下，光生电子和空穴就会被分离，就会产生相应的电压，形成一种动能，起到发电的效果。

2.2主要优势的全面把握

从整体优势的现实来看，光伏发电是一种相对先进的发电方式，可以直接从光电子转换到电子，减少了中间环节以及机械运动的过程，发电形式具有简便的特点；还具有资源的无限与分布特性，太阳能的辐射作为一种可再生资源，具有环保清洁的效果，阳光普照大地，这种能源随处随时可见，不受其他因素的影响，是一种共享资源；在发电模块的见早上，具有很好的维护特性。太阳能光伏发电具有模块化的结构有事，规模可大可小，容易安装建造，拆卸也相对简易，并且可以扩大发电容量，维护成本相对较低，具有诸多的优势和特点，是一种新型的资源利用模式。

3分析光伏发电系统组成及各部分的整体功能

3.1太阳电池组件及方阵的功能发挥

从太阳能光伏发电的整体形势来看，是一种将太阳电池辐射直接转换为电能的发电系统，其中，太阳电池组件以及方阵是必不可少的重要环节。太阳电池的单体作为一项光电转换的最小单元格，尺寸有严格的要求，一般都在4-200cm2等，能承受的单体电压大约在0.5v，工作的整体电流也约在20-25mA，尤其是不能作为一种单独的电源来使用。但是，通过将太阳电池组件单体进行串联之后，就可以形成更大的功率，尤其是在作为单独的电源使用上具有很大的作用，其中，太阳电池组件再经过串并联并安装在支架上，就构成了太阳电池方阵，可以满足负载所要求的输出功率，为发电过程的节能以及过程实现提供更好的平台。

3.2储能蓄电池的功能运用

在太阳能光伏发电技术的运行上，储能蓄电池的作用也是完善发电技术的一个关键点，因此，要从多方面强化对储能蓄电池的了解。蓄电池作为光伏发电站的储能装置，能将太阳电池组件以及方阵中吸收太阳辐射，并且将吸收的直流电转换为化学能储藏起来，尤其是在独立运行的光伏发电系统中，就应该要配备储能蓄电池，更好的储藏电量，实现调节电能的效果。当外电路接通两极时，氧化还原反应就在电极上进行，电极上的活性物质就分别被氧化还原了，从而释放出电能，这一过程称为放电过程。放电之后，若有反方向电流流入电池时，就可以使两极活性物质回复到原来的化学状态，这一过程称为充电过程。

3.3充放电控制器的技术功能

在太阳能光伏发电中，蓄电池的整体运用，尤其是铅酸蓄电池的使用过程中，在放电的过程中药加以严格的控制，不能频繁的充电或者放电，会影响蓄电池的整体寿命。因此，要加强充放电控制的技术运用，通过一套系统来防治蓄电池的过度放电等，通过控制器的运用，检测蓄电池的电压与荷电来判断蓄电池是否达到临界点，并发出相应的控制指令。从目前的控制器技术运用来看，用户对系统运行的状态以及各方面的要求越来越高，安全性管理也逐渐加大，系统的安全性管理也逐渐增强。

3.4直流―交流逆变器的整体运用

太阳电池在阳光照射下产生直流电，然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。例如，荧光灯、电视机、电冰箱、电风扇等均不能直接用直流电源供电，绝大多数动力机械也是如此。此外，当供电系统需要升高电压或降低电压时，交流系统只需加一个变压器即可，而在直流系统中升降压技术与装置则要复杂得多。因此，除特殊用户外，在光伏发电系统中都需要配备逆变器。逆变器还具备自动调压或手动调压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。另外，光伏发电系统若要实现并网运行，则输出必须为交流。因此，逆变器已成为光伏发电系统中不可缺少的重要设备。

4探讨太阳能光伏发电技术及应用

4.1不同领域的运用

在当前的太阳能光伏发电技术的应用上，主要运用于不同的领域，目前主要在通信和工业应用、农村和边远地区应用、太阳能商品、光伏建筑一体化、大型荒漠光伏电站等，能实现农村程控电话系统、部队通信系统、铁路和公路信号系统、小型风光互补发电系统、太阳能庭院灯等不同的发展领域，为节约能源、发展新型产业提供更大的便利。

4.2太阳能光伏发电技术的前景

这种技术具有很多的优势和特点，能源清洁环保，对环境的破坏很少，并且能发挥出很大的作用，尤其是在太阳能丰富的地区，这种发电技术使用推动经济社会发展的重要指示，目前这种发电站的建造数目逐年增加，显示出更大的发展空间。从目前的发展来看，这种技术的运用潜力相当巨大。

5结语

作为一种新型能源使用技术，光伏发电的整体效能已然显露出来，通过对发电原理以及各种设备的全面掌握，探索太阳能光伏电池发电的有效模式，对于经济社会的发展能起到良好的推动作用。

参考文献：

[1]高虎等.可再生能源科技与产业发展知识读本[M].北京：化学工业出版社，2015.4.

[2]殷志强等.中国可再生能源发展战略研究丛书--太阳能卷[M].北京：中国电力出版社，2014.11.