新能源光伏发电技术运用初探

新能源光伏发电技术运用初探

高玉龙

（中国大唐集团有限公司内蒙古分公司蒙西新能源事业部 ，内蒙古  呼和浩特  010000）

摘要：伴随着我国社会经济的飞速发展，能源需求总量连年攀升，生活用电与社会用电更是不断刷新纪录。近些年，我国为缓解能源供应压力，进一步完善我国能源结构，新能源产业得到快速发展，新能源技术的广泛普及与应用，不仅有效补足我国用电需求，也同样加速产业技术变革与创新，社会经济也因此变得更为完善。在本文中，笔者将针对新能源光伏发电技术进行初步分析与探讨，希望借此可对相关从业人员起到一定借鉴价值。

关键词：新能源；光伏发电发；电技术

引言：进入新世纪以来，我国社会生产体系蓬勃发展，能源消耗问题愈发严重，加之人们生活水平的不断提高，生产生活过程对于电力的需求更是快速增长，环境污染与能源短缺问题已成为困扰我国可持续发展战略的首要艺术。太阳能作为一种清洁且可再生资源，其具备无污染、转换率高、维修便捷、寿命长等诸多优势。因此，我国光伏产业已进入全新的发展阶段，光伏发电技术得到全社会认可，技术创新与升级速度加快，光伏发电质量不断提高。

1、光伏发电技术原理

进入新世纪以来，我国环境污染与能源紧缺问题不断加重，为避免社会经济发展受到能源限制，并同时减少化石能源对环境带来的破坏，我国也在不断加大各类新能源技术应用研发。新能源光伏发电技术的应用不仅可完善社会生产生活能源供应网络，产业自身也存在巨大的商业价值，可为社会生产创造更多高质量工作岗位。太阳能光伏发电的未来发展潜力巨大，其主要借助半导体材料，可将太阳能转变为电能。因此，当前光伏发电主要可分为两种形式，即：光－热－电转换机制与光－电转换机制。其中，光－热－电转换机制主要利用太阳能辐射产生的热量，光伏企业可在特定区域建立光能收集装置，借助太阳能集热器汲取热量，而这些能量将转换成工质的蒸汽，并同时推动汽轮机转动发电。

光－电转换机制更为直接，其主要借助光伏效应，可将太阳辐射直接转变为电能，其中，太阳能电池是实现能量转换的核心设备。光伏效应下，半导体材料内部将产生大量自由离子，而这些离子将沿着特定方向运动，进而产生电流。现如今，我国已在全国各地建立大量太阳能方阵，而这些太阳能方阵就是由大量太阳能电池构成，其整体输出功率较高。因此，太阳能电池方阵是发展光伏发电有效措施之一。

2、光伏发电技术特点

2.1、不受地域限制

光伏发电将太阳能转变为电能，而太阳能资源覆盖范围极广，理论条件下，只要存在太阳光照射，太阳能电池即可在光伏效应下发电，可不受地域限制，产业发展前景良好。

2.2、发电转换效率高、设备维护便捷、应用寿命长

太阳能电池体积很小，其可在狭小空间内建立起发电与供电设备，可避免传统远距离输电出现的电能损耗。此外，光伏发电装置设备可维护度很高，维护保养便捷，使用寿命很长。

2.3、无污染

光伏发电可将太阳能转变为电能，而太阳能本身不具备任何污染性，是一种清洁可再生能源，而光伏发电期间不需要使用化石燃料，这样可杜绝化石能源燃烧所带来的环境污染及碳排放问题。

3、新能源光伏发电发展现状

改革开放以来，我国社会经济蓬勃发展，工业生产体系愈发完善，但受观念等因素印象，很多地区存在能源过度开发与滥用问题，能源紧张局面持续加重。我国政府为确保国民生活品质，最大限度维持社会经济可持续发展态势，也在全面推进节能环保政策，大量制度文件与法律法规为新能源产业的形成与发展奠定坚实基础。现阶段，我国新能源产业已取得卓越成就，新能源产业无论是总规模还是年均增长值，均远远超过其他国家，但光伏发电产业发展同样暴露出诸多问题，无论是相关企业，抑或是监管部门，应对这些问题进行具体评估与分析，并积极采取更有效的改进措施，提高光伏发电的整体占比。我国光伏产业问题主要体现在以下几个层面：

首先，很多地区的电力消费使用能力很差，发电量大量结余，进而出现光伏限电现象，这对于光伏产业良性发展十分不利；其次，大型光伏电厂多位于西部偏远地区，而这些区域电网完善程度不足，电力消纳与输出能力较差，进而影响到光伏发电项目建设；最后，我国新能源产业依旧受到地方保护主义影响，很多地区风力发电与光伏发电产业规模很大，而自身的消费能力有限，进而出现弃风、弃光问题，不利于我国能源产业结构调整工作。

4、光伏发电工程技术分析

4.1、并网系统

光伏发电并网需将直流电转变为交流电，并确保其幅值与电压频率等参数与电网保持一致，只有这样才能送入电网。现如今，光伏发电系统主要分为可调度式光伏并网发电系统与不可调度式光伏并网发电系统，二者所具备的功能各不相同。其中，可调度式光伏并网发电系统应用优势更为明显，光伏矩阵产生的电能在经过逆变器处理后，可转变为与电网频率、相位等参数相同的交流电，若光照强度较高，光伏矩阵将产生大量电能，若电能供应超出负载需求，则多余电能将被直接传入公共电网中，而在阴雨天气下，电网亦可向负载输送电能，确保负载正常运行。

4.2、分布式发电

光伏发电系统亦可分为并网型与离网型两种，前者与公共电网进行关联，后者与公共电网脱离。其中，离网型光伏发电系统主要用于公共电网无法有效覆盖的偏远地区，其可基本满足区域人民群众日常生活所需。离网型光伏发电系统需配备必要的储能装置，光照强烈情况下，储能装置将电能存储起来，以便后续使用。并网型系统通常建设在与公共电网距离较近区域，可将光伏电能并入到公共电网中，保证公共电网系统可获取足够电能。并网型系统都给予储能系统以来程度较低，日照足够条件下，太阳能电池板可实现快速发电，而这些电能可为周边电力使用者提供足够能源，若太阳能电池板供电量充足，抑或是存在一定富裕，则整个系统可实现自主型充电，借助蓄电池组完成电能储备，若蓄电池已充满，其他剩余电能将被送入公共电网。若区域日照强度不足，如阴雨天气，蓄电池组将接替太阳能电池板完成供电，若蓄电池组存储电能无法满足负载需求，则公共电网将继续保证区域生产生活的稳定。此外夜间无光条件下，太阳能电池板也无法正常工作，蓄电池与公共电网将为负载提供足够电能。

4.3、光热发电

光热发电是一种新型太阳能开发利用措施，即采用光－热－电转换机制，发电系统首先将太阳能转变为热能，并在汽轮机、集热器等装置帮助下，进一步转变为电能。光热发电更为稳定，具备电能储备优势，可有效适应电网负载。

4.4、光伏储能

光伏储能的出现有效解决光伏产业发展过程中出现的限电与波动问题，加之锂离子电池技术愈发成熟，储能设备成本大幅下降，光伏电池储能已成为电网节能环保、调频调峰的重要措施，为光伏产业进一步发展奠定有利条件。

结束语：综上所述，伴随着科学技术的快速发展，光伏产业愈发成熟，光伏发电技术愈发先进，太阳能资源利用愈发高效，其运用与覆盖范围愈发广泛。现如今，产业科研人员应结合产业发展需求，持续开展光伏发电技术创新与升级，持续提升我国新能源产业的国际竞争力，确保能源体系的可持续健康发展。

参考文献：

[1]傅金睿.新能源光伏发电技术应用探析[J].新能源科技,2022(10):40-41.

[2]徐羊羊.新能源光伏发电技术的应用[J].电子技术,2022,51(09):254-255.

[3]李智.新能源光伏发电技术应用研究[J].低碳世界,2022,12(08):76-78.

[4]万莉莎.新能源光伏发电技术应用[J].科技创新与应用,2022,12(22):189-192.

作者简介：高玉龙（1987.10 -），男，汉族，内蒙古呼和浩特 ，本科，工程硕士 ，工程师，主要研究方向：新能源。