新能源光伏发电技术应用的思考

新能源光伏发电技术应用的思考

张宽

身份证号： 62272719900906**** 新疆阿克苏 843000

摘要:目前，在建筑的供配电设计中加入光伏发电系统需要从建筑的整体结构设计阶段出发，将光伏发电系统设备同建筑结构融为一体。现代的民用建筑引进光伏发电系统设备需要加强太阳能发电的优点，弱化其缺点，参考当地的日照强度分布做好设计。重点注意区域之间的天气差异，日照强度偏差问题，解决因为日照吸收不充足引起的发电不稳定的问题。将光伏发电系统的应用范围延伸，加强太阳能发电的安全长效稳定使用。

关键词：新能源；光伏发电技术；应用领域及方向；探索与思考

引言

自改革开放以来，我国经济实力呈现出稳步提升的状态，由经济基础所支撑的各项产业的发展也呈现出日新月异的状态，这本是可喜的经济成就，对增加我国国力具有积极的促进作用，但回顾我国经济发展传统的道路与模式，对于各种自然资源的开采和不可再生能源的使用，表现出一种“过度攫取”的状态，长期过于片面地追求经济的发展，所带来的直接问题，就是我国日益枯竭的自然资源和不可再生能源。此外，各行各业的企业长期坚持的“粗犷式”的发展模式，更是为自然环境和人文环境的发展来带了一定程度上的影响，有基于此，在当下，我国必须极力避免掉入“粗犷式”发展模式的陷阱，通过多措并举，实现经济发展的可持续性，实现国内经济大循环。

1 光伏发电系统

光伏发电系统是由数量众多的电气元件组成部件构成系统，例如: 蓄电池组、光伏板、逆变器、充放电控制器、负载、防反充二极管、汇流箱、变压器、UPS 不间断电源等。整个系统基本可以分成三大部分，即: 太阳能电池方阵、并网逆变器、控制器。光伏发电系统的基本工作原理就是光生伏特效应，通过太阳能电池，转化太阳光能。其中，光生伏特效应就是指太阳能电池被太阳光线照射时，太阳能电池就会吸收太阳光能，继而促使光生电子的形成，光生电子在内建电场的控制作用下便会与空穴产生隔离反应，相应地会产生异号电荷，一段时间后，随着异号电荷的不断积累，产生光生电压。这时，如果负载被接入内建电场中，便会流出光生电源，促使功率应用、输出的实现，最终太阳能转化为电能。在太阳光辐射作用下，太阳能电池方阵能够有效转化太阳能，使其变为直流电，直流电在从并网逆变器中流经以后变为交流电，利用配电箱来实现配电，在公共电网中馈入一部分电能，建筑物中电器通过运用剩余部分电能而正常运行。如果在夜晚或者阴雨天中发生发电量偏少现象时，为保证建筑物中设备的正常用电，可以运用公共电网进行供电。通过运用光伏发电技术，有助于噪声污染问题的有效缓解，有助于空气环境的保护，有助于能源消耗量的降低，同时还具有其他优点，诸如便于安装、能够任意组合电池方阵、便于维护等。因此，条件许可下，在推进“绿色”建筑工程建设时应充分考虑运用光伏发电技术。

2 新能源光伏发电技术的优势

相关科研部门的研究表明，目前太阳还处于“盛年期”，距离太阳进入“衰竭期”，还有五十万亿年之久，这就说明对于当下的处境而言，太阳能是取之不尽用之不竭的，是可再生能源之一，若是能够实现太阳能的广泛应用，将为人类社会的进步，产生巨大的变革。以当下我国对于太阳能的转换利用的实际情况来看，在太阳能的转换利用的过程中，具有清洁、高效、无其他对大气有害的污染物产生等特性，因而成为开启又一轮能源革命的有效契机。对于新能源光伏发电技术而言，其最大的优势，在于将太阳能转换为电能，在能量转换的过程中，省略了传统发电技术复杂的中间步骤，实现了发电效率的最大化，相较于传统发电技术而言，其发电功率更高、发电速度更快、操作技术也更加简便。与此同时，符合节能环保的新要求，分布广泛、便于开发利用也是新能源光伏发电技术的一大优势之一。尤其是对于我国偏远地区而言，采取传统高电压输送电能的方式，在技术上难度更加大，且会造成电能的浪费，而新能源光伏发电技术，则可以有效缓解偏远地区电能稀缺的问题，还能节约工业资源。因此，相较于传统发电技术而言，新能源光伏发电技术，具有不可替代的优势，是我国未来能源革命的技术方向及指导。

3 新能源光伏发电技术应用

3.1 改善分布式光伏发电的系统的电能质量

分布式光伏发电所输出的电能形式是直流电，但是一般用户端的负载都是使用交流电的。如果想要使用光伏发电系统输出的电能，就要将直流电转换成特定频率的交流电，这样的话就要用到逆变器。但是在并网运行的条件下，逆变器在正常运行的过程中会不可避免的产生谐波以及直流分量，这样会对电网造成污染，使得电网的电能质量降低。尤其是当电网直接与用户侧的负载相连接的时候，即便是微小的谐波和直流分量也会对用户用电端口的负载造成很大的影响，使设备不能正常工作甚至损坏设备。并且当用户负载区域的感性负载数比较多的时候，在接入分布式光伏发电系统后则会出现功率因数 cosφ 比原来降低很多的情况，从而使得电机等感性负载难以正常运行，还会出现发热量大大增加的情况，导致感性负载设备损坏。出现这种情况的原因是因为分布式光伏发电系统基本上只能够输出有功功率，或者电网原有的无功功率补偿装置与现有的光伏发电系统不匹配所导致。所以，如果想要控制分布式光伏发电系统所输出出来的电能的质量，逆变器的输出是关键。

3.2 光伏发电系统的防雷设计

当雷雨天气出现雷电直击的现象的时候会瞬间产生大量的电流，处理这些电流的方式是利用接闪器将多余的电流引入大地。电流流经接地装置呈现半球面形状经引下线和接地体分散的进入地下。远端地同室内直流负荷设备会留有一定的寄生电容，再同工作接地位置相连接的时候，无流远端地同工作接地之间会存在电位差异这是造成差模脉冲电压的原因。当脉冲电压值在设备的容许限度之上时会给设备造成毁灭性的破坏。当雷电产生的巨大电流顺着引下线排入地线进行释放的时候，变压器交流地以及交流重复接地的电压数值也会增长，由此可见单相交流设备中也需要注意对地电压反击的隐患。

3.3 建立智能配电网系统

光伏电站并网给配电网安全运行和电网的调峰带来严峻考验，特别是并网后产生的双向电流，对配电网的规划和运行都会产生不利影响。因此，要加快智能配电网建设，通过配电网自动化的应用，自动计算潮流，自动分析隔离故障，为光伏电站并网创造有利的技术条件和并网环境。

3.4 分布式光伏发电系统的并网控制

对于不带蓄电池的分布式光伏发电系统需要并入电网来保证供电可靠性。而分布式光伏发电系统有多并网逆变器以及多能量来源的特点，所以并网控制方面的影响因素是我们要进行充分考虑的。因为分布式发电系统的能源特点是具有多并网逆变器，其在并网运行中的相互耦合影响机理是在设计的时候需要重点注意的。同时这个也涉及到一些并网协调性能的控制问题，所以也应该重视多个逆变器在独立运行中如何协调控制频率与电压，从而更好地使负荷合理动态地分配。针对上述的并网多能源逆变器的特点，来开展关于独立并网控制模式和协调控制策略的研究。

结束语

新能源光伏发电技术的发展，在我国，是未来发展的方向与趋势，只有上下一心，内外结合，以技术创新驱动新能源光伏发电技术的发展，以舆论引导，提升大众对于新能源光伏发电技术的认知，才能真正实现新能源光伏发电技术的持续深化和进步。

参考文献

[1] 黄晓春.关于新能源光伏发电技术的一些探讨思考[J].百科论坛电子杂志,2019(08):475.

[2] 叶小冬.光伏发电系统在建筑供配电中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市,2021(01): 101-102+109.

作者简介：张宽，男， 中电投新疆能源化工集团阿克苏有限公司，