太阳能光伏发电技术的应用方式及发展前景

太阳能光伏发电技术的应用方式及发展前景

高宝睿刘洋刘文郭俊杰兰碧玮

（国网朔州供电公司山西朔州036002）

摘要：随着我国社会经济的飞速发展，人们对能源的需求量也逐渐的增加，但是能源是不可再生资源，这就造成能源对经济发展的阻碍越来越大。近年来随着绿色经济和可持续发展的理念深入人心，新能源的开发已经成为了目前弥补能源市场缺失最重要的措施。其中太阳能光伏发电技术就是其中重要的一个，本文就针对太阳能光伏发电技术的应用及发展前景进行探讨。

关键词：太阳能；光伏；发电；技术

近年来，世界各国社会经济的发展，很大程度上都是由于能源的支持，也因此，全球的常规能源都出现了很大的使用危机，并且造成了生态环境的严重破坏。在此背景下，全球都在注重对可再生能源的开发和研究，旨在创造出对生态环境无危害，能够满足社会经济可持续发展需要的能源。太阳能光伏发电作为自然资源，具备以上提到的所有条件。太阳能在地球表面的辐射能非常巨大，经研究数据显示，每天的辐射能都等同于2.5亿桶石油，并且太阳能取之不尽用之不竭。因此，全球能源使用行业都对太阳能进行研究，太阳能使用技术在世界上发展非常迅速，并且也创造了很大的成就，逐渐成为全球一大新兴产业。

1、太阳能光伏发电技术简介

1.1国内太阳能光伏发电的发展现状

目前我国利用太阳能光伏发电项目已建成投产，而且国家也采取了相关的财政补助政策，这对于太阳能光伏发电的建设起到极为重要的作用，特别是2013年敦煌10MW光伏项目建设，这对于我国光电和大规模光伏电站的建设起到了极大的推动作用，而且随着各项目的建设和投产，我国光伏发电的装机总量将不断增加，相信到2020年将能够达到2000万千瓦。

1.2太阳能光伏发电的基本原理

太阳能光伏发电的原理简单来讲就是光生伏特效应，太阳能电池在这个过程中起到了重要的能量转化作用。具体而言，当太阳光线接触到太阳能电池时，其中的光能会被电池所吸收，进而形成光生电子，而在内建电场的控制之下，光生电子会与空穴发生隔离反应，这种反应产生的异号电荷在经过一段时间的累之后会汇聚形成光生电压，这就是所谓的光生伏特效应。另外，在内建电场中，一旦接上负载就可以使光生电源流出，从而实现功率的输出与利用，完成从太阳能转化成为电能的最终目的。

1.3太阳能光伏发电的优缺点

太阳能光伏发电与常规的发电系统相比具有较为明显的优点，由于其是利用太阳能来进行发电，不仅安全可靠，而且无污染，没有噪音产生，同时太阳能资源也不会存在枯竭的危险。利用太阳能进行发电不用受到资源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同时也不需要架设输电线路，能源质量较高，而且易于建设，可以在较短时间内即可获取到能源，使用者对太阳能光伏发电更易于接受。但利用太阳能光伏发电也有其自身的缺点，由于太阳能会受到四季变化及天气等气象条件的影响，而且由于太阳照射能源分布密度较小，所以利用太阳能进行发电时还需要占用较大的空间面积。

2、太阳能光伏发电技术的应用

2.1在通信领域和工业方面的应用

当前我国的太阳能光伏发电技术应用比较广泛，特别是在通信领域和工业领域使用更是普遍，由于通信领域和工业领域使用分散、电量比较大，且经济性较强，因此太阳能光伏发电技术应用范围广。其应用主要有微波中继站、光缆通信系统、卫星通信和卫星电视接收系统、农村程控电话系统、部队通信系统、铁路和公路信号系统、灯塔和航标灯电源、气象和地震台站、水文观测系统、水闸阴极保护和石油管道阴极保护等。这些应用大大推动了通信行业和工业方面的发展。

2.2在农村和边远地区的应用

近年来，由于新农村的不断扩建和农村经济的快速发展，特别是村级扶贫电站等对于电力的需求越来越大。但是由于农村的交通和技术发展还不完善，其电能资源的供应远远不能跟上农村发展的步伐。

2.3太阳能在商品上的应用

随着太阳能发电技术的不断发展成熟，其应用范围越来越广，特别是商品的应用，大大提高了太阳能发电的经济效益，为太阳能发电技术的发展提供了源源不断的动力，目前我国最常见的太阳能技术主要应用在照明设备，如路灯，庭院灯，草坪灯。交通设备，如电动汽车，电动车;游艇，还有一些日常使用物品，如，太阳能钟表;太阳能手表和太阳能玩具。这些商品都是日常使用的生活必需品，太阳能的使用大大增强了其经济效益。

2.4光伏建筑一体化

光伏建筑一体化即BIPV，将太阳能光伏发电与建筑物相结合，充分利用建筑屋顶的闲置空间，在房顶安装太阳能发电模块，通过太阳能发电满足建筑物内的生产生活用电，大大节约电能并弥补了电力使用不足。这种BIPV模式还可以与建筑物的幕墙结合，获取更多的空闲位置进行太阳能光伏发电电池的安装，获取更多的阳光，转化更多的电力。但是目前我国的BIPV技术主要集中在屋顶上，且应用技术发展比较快，技术较成熟，但是其建设成本较高，但是我国对于新能源的开发和使用具有财政支持，其应用大幅扩大。

3、太阳能光伏行业发展存在的问题

（1）产能相对过剩。近年来，多硅产业被我国归为产能过剩的行列，究其根本是为了促进多硅行业的合理竞争，实现发展可持续。政府利用看得见的手对多硅市场进行调控可以有效避免产量过多造成浪费。全国范围内大部分的地区开始着眼于绿色能源的开发利用，合理规划研发场所。以此避免几年前由于企业间的恶性竞争和过度生产而造成的多硅产业产能过剩的情况再次发生。（2）市场和原料在国外。与部分国外市场相比，我国的市场较为狭小且发展较慢。我国生产的太阳能电池九成以上销往海外，用于国内使用的电池数量极少。多晶硅是光伏生产的重要原材料，我国的多晶硅受到技术以及产权等多方面的限制，在品质远低于美日等发达国家。因而我国光伏生产所需的多晶硅近八成依赖进口，然而所生产的绝大多数光伏产品又销往国外，两头在外，这就造成了我国光伏行业受制于人的尴尬局面。与此同时，发展光伏行业在一定程度上对我国的环境造成污染，且耗费了较多的能源和人物力，因此大部分人对光伏行业的发展并没有信心。（3）综合能耗较大。虽然光伏发电是绿色节能的发电方式，可是其主要原料之一的多硅在提炼时所要消耗的电量极大，这使得采用光伏发电有些得不偿失。由于我国光伏产业起步较晚，各项技术同国际先进水平相比还有一段比较大的差距，提炼多硅的耗电量则是海外领先技术的一倍左右。除了提炼多硅，光伏电池在其余生产环节的耗电量也较大。

4、太阳能光伏并网发电的应用前景

目前在太阳能光伏并网发电的应用，通常是通过建立集中式大型并网光伏电站及一些分散式小型并网光伏系统来实现光网光伏发电，但由于大型并网电站的建设不仅周期较长，而且投资较大，并不是一朝一夕可以实现的目的，而利用光伏建筑一体化发电系统，不仅投资小，而且不需要占有多大的面积，建设周期较短，所以已成为当前光伏发电的主流趋势。近年来，我国太阳能光伏发电行业得以快速的发展，无论是太阳能电池的产量还是太阳能光伏发电装机容量都得以不断增加，相信在不久的将来，太阳能光伏发电将取代常规的发电系统，成为能源的主体。

5、结束语

太阳能光伏发电是一种清洁环保、用之不尽的理想能源，随着光伏发电产业化进程和技术的发展，其效率、性价比都大幅提高，在各个领域都得到应用，推动了我国“绿色电力工程的快速发展。

参考文献

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[3]张兴然.太阳能光伏发电技术研究[J].天津工程师范学院学报,2015.

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