新能源光伏发电技术应用探析

新能源光伏发电技术应用探析

曾顺堂

贵州电网有限责任公司凯里丹寨供电局   贵州省丹寨县  557500

摘要：当下人类对自然资源的疯狂开采，已导致能源资源明显枯竭，如果再不节约传统能源，那么百年之内陆地上的矿石资源将会全面告急。当下能源缺乏一般指的都是传统能源，尤其是不可再生的能源，如煤、石油、天然气、核能、油页岩等，全球现有的不可再生资源储量急剧减少。相比之下，太阳能、风能及电能的技术创新与推广将产生极大的意义，有利于各领域发展，实现社会经济良好的转化。新能源的研究及推广可以帮助人类缓解现阶段能源缺乏的问题，光伏发电技术当前已具有一定的研究基础，相信对太阳能的开发与利用，肯定可以为企业带来巨大利益。

关键词：新能源；光伏发电；技术

1 光伏发电技术理念

光伏发电主要的原理就是通过半导体硅使光能快速转变成电能，技术原理类似于植物通过叶绿体将光能转变成有机化学能。在能源的收集过程当中，人们只需要将光伏电板放置在易接触到阳光的地方即可，在感受到光源时将其吸收，再由化学能形成自由带电离子，这样就在自由闭合电路中形成了带电离子移动，从而产生了电流，电流转化为电能，满足生产各种需求。光伏能源相较于其他能源而言，是一种操作简单且造价合适的清洁能源，与传统的发电技术相比，效率高、成本低、无污染、易推广。

我国光伏发电技术研发已持续数年，但是仍有很多关键技术点需要进一步突破。光伏发电技术在推广及应用中也遇到一些瓶颈，例如当地政策不扶持、占地面积较大、安装位置较高、一次性投入较大等等。清洁能源的建设和使用必将成为趋势，国家可倡导绿色发展理念，加大资金投入，出台相关利好政策，有助于光伏发电技术的研发和普及。

2太阳能光伏发电技术的应用现状

照明。这一技术目前被大量应用于居民生活，照明正是一个典型的领域。例如，我国一些城市在路边设置的路灯就采用了该技术，借助电池存储白天光伏发电得到的电能，并采用定时方式对夜间照明进行控制。同时，这一技术也被运用在高速公路的夜间照明方面。例如，陕西茶条岭隧道在建设时就使用了110k Wh的分布式光伏发电系统。

建筑光伏一体化。光伏发电技术在生活中也可应用于建筑领域，通过将太阳能转化为建筑内部所需的其他能量，提供给制冷、通风和热水系统。此种应用形式主要有两种：一种是把光伏方阵和建筑搭配，例如在建筑屋顶上放置光伏板或者在墙面上安装光伏板等；另一种是把光伏方阵集成为建筑的一部分，例如直接采用特殊光伏装置来充当建筑屋顶、幕墙、遮阳板等。

我国在应用建筑光伏一体化领域，有十分丰富的经验，其中最具代表性的建筑就是“鸟巢”。上海世博会期间，又应用建筑光伏一体化技术建造了中国国家馆，其屋顶采取间接铺设光伏组件，具有十分良好的节能效果。

与其他技术共同运用。这一技术不但能够单独运用，还可以与其他技术结合起来，起到相互补充的作用，促进能源的有效利用。例如，我国学者刘凯等人就提出了水光互补的应用方案。在负荷要求不高的时候，新能源技术所产生的一部分电能就能够充分满足现有需求，剩余的部分则借助蓄电池以势能的方式储存或泵入上游水库。如果负荷达到峰值，新能源技术产生的电能难以满足实际需求的时候，就可以释放出储存的电能，以满足当前的需求。采用这种方案能够有效解决光伏发电存在的不稳定性缺陷。此外，我国学者张世亮等人认为，光伏发电技术可以在温室中得到运用，利用光伏发电系统向智能温室供电，把剩余的电能储存于电池组中。在下雨的时候，就可以使用电池组供电。他们指出，为了保证温室的光线充足，光伏板阵列应当设置在温室的侧面。

3 光伏发电技术的发展趋势

3.1 高效率低成本光伏电池

由于生态红线和耕地红线的限制，国家能源局要求光伏项目的开发不允许占用耕地。因此，发展更高效率、更低成本的光伏电池，进一步提升单位面积发电能力是未来光伏大规模发展的关键。一是持续推进PERC晶硅电池技术的发展，如开发双面PERC电池等，提升转换效率，降低生产成本。二是加快TOPCon、HJT、IBC等新型晶硅电池低成本高质量产业化制造技术研究，重点突破关键材料、工艺水平、制造装备等技术瓶颈，提高效率，降低成本，推动新型晶硅电池的产业化生产和规模化应用。三是推动CIGS、CdTe、AsGa等薄膜光伏电池的降本增效、工艺优化、量产产能等，大力推进薄膜太阳能电池在光伏建筑一体化建设中的应用。四是开展高效钙钛矿太阳能电池制备与产业化生产技术研究，开发大面积、高效率、高稳定性、环境友好型的钙钛矿电池，开展晶体硅/钙钛矿、钙钛矿/钙钛矿等高效叠层电池制备及产业化生产技术研究。

3.2 光伏发电并网关键技术

基于模糊逻辑算法、自适应变步长电导增量法和人工神经网络改进光伏发电系统最大功率点跟踪技术（MPPT），保证光伏发电系统以最高功率稳定输出。开发高效率、高可靠性、高电能质量、电网适应性强、易于安装维护的大型光伏电站用逆变器。开展工作稳定性好、能量转换效率和功率密度高、工作寿命长、生产成本低的微型逆变器研究。探索智能孤岛效应检测新方法，提升光伏发电系统并网稳定性。

3.3 光伏建筑一体化应用

制定光伏建筑一体化建设规范和标准，推动光伏建筑一体化规模化应用，实现绿色建筑“零排放”，助推“双碳”目标有效落地。重点开展光伏建筑一体化电池技术研发，实现转化效率与建筑美观的有效融合。研制所样化光伏组件材料，满足不同场景和个性化需求的建筑结构，并利用集成技术开发装配式光伏建筑。融合数字信息技术，开发自动化、信息化、智能化光伏建筑。

3.4 光伏组件生产制造设备

构建智能光伏生产制造体系，注重智能信息技术的应用，不断提高生产效率和产能，保障产能供应。一是提高光伏电池组件生产制造的智能化水平，实时监控硅片制绒、扩散、刻蚀、钝化等生产过程，有效缩短单位生产时间，保证电池产能和质量。二是开展硅片薄片化、大片化生产工艺和设备研制。三是重点研制N型光伏电池生产制造工艺和设备，加快N型光伏电池的规模化生产。

3.5 光伏组件回收处理与再利用

研究光伏组件回收处理政策和法规，制定完善的光伏组件回收处理标准体系，明确光伏组件回收处理细则，加强对光伏组件回收处理的指导和要求。改进废弃光伏组件回收处理技术，提高回收率，同时最大程度降低回收处理过程中的环境污染和能源消耗，实现无害化处理。

4结语

随着我国新能源需求的不断上升，光伏发电技术得到了广泛应用，其装机容量呈现出一种“井喷”状况。然而，由于并网冲突和电能消纳困难的原因，这一技术的应用也存在一定的障碍。而且，我国光伏产业在原材料生产、技术手段创新以及节能降耗方面仍然存在较大的发展空间，需要在技术上不断探索和突破。

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