太阳能光伏发电及相关技术研究

太阳能光伏发电及相关技术研究

赵成羽

上海电力能源科技有限公司  上海市  200245

摘要：近年来，各个行业的生产加剧，对煤炭资源、石油能源的利用率不断上涨，我国的能源储备量逐渐降低，面临着相对严峻的资源短缺问题，因此，人们需要意识到能源问题的重要性，需有效缓解能源危机。新能源的开发与利用是当前关注度较高的项目，通过新能源的开发与利用不仅能够改善生存环境，还能够有效满足人与自然之间关系和谐的处理，相比于水力发电以及风力发电，光伏发电技术在应用过程中无噪声、无污染，而且故障几率较低，对设备的维护相对便捷。另外，在光伏发电中最大的优势是取之不尽、用之不竭，能够满足发电的保障，因此光伏发电技术应用范围在不断的拓宽。基于此，本文分析太阳能光伏发电及其相关技术，仅供参考。

关键词：太阳能；光伏发电技术；并网技术

中图分类号：TM615                  文献标识码：A

引言

随着新能源发电技术研发的深入，人们加大了对技术的关注，太阳能光伏发电技术属于新能源发电技术中的关键技术类型，受到了人们的认可，也实现了应用范围的拓宽。太阳能光伏发电技术主要是指利用太阳能转化为电能。近年来，人们的节能环保意识提升，我国也制定了诸多的环保政策，可再生能源得到了有效利用。太阳能光伏发电是当前能源利用以及环境保护的支柱，通过光伏发电技术应用能够满足人们的用电上涨需求，还可以实现发电成本的降低，满足经济环保等多方面要求。然而，在光伏发电技术应用中存在着不稳定性，会直接影响到光伏发电技术的发展，这也是当前光伏发电技术需要解决的关键问题。

1 太阳能光伏发电的特点

太阳能光伏发电技术的特点主要体现在以下几方面，第一，发电过程简单。太阳能光伏发电技术过程非常简单，不会涉及到诸多的机械零部件，在发电系统中包含着太阳能电池板、控制器、逆变器等，主要是电子元器件通过自动化控制技术进行管理，基本上能够实现无人值守操作非常便捷，而且故障率较低，成本投入少。第二，发电稳定。太阳能取之不尽、用之不竭，而且方便，容易获得，可以就近满足电力资源的输送，避免了远距离输送造成的资源损耗，而且发电过程相对简单，能够直接将光能转化为电能，促进了供电效率的提升。第三，应用范围广。太阳能光伏发电技术是只要在有太阳的区域便能够使用太阳能发电，太阳能发电过程中不需要使用冷却水，在安装过程中可以在沙漠、戈壁滩等极端环境下达到运行要求。另外，光伏发电可以与建筑物进行灵活运用，不需要额外占用土地，满足了资源的节约。第四，使用寿命长。在太阳能光伏发电中应用到的电池寿命非常长，能够一次投资获取长期利益，而且电池规模相对灵活，能够应用在小型的发电方面，也可以满足中型电站的设置。第五，清洁，无污染。相比于以往传统型的化石能源，太阳能光伏发电技术在应用过程中不会产生对生态环境的破坏，而且太阳能取之不尽用之不竭，不会存在因能源的过度利用而导致的后果。

2 太阳能光伏发电技术存在的问题

第一，面临着弃光现象。在太阳能光伏发电技术的应用过程中存在着并网冲突，尤其在我国东北、西北以及华北等地在发电企业生产中，主要以煤炭资源作为主要能源。太阳能光伏发电技术的应用，而且政府也给予了补贴，再加上这些地区日照充足，兴建的太阳能光伏发电站数量在不断的增长，这些地区出现了多种能源的应用，导致电力系统在运行过程中出现的调峰能力不足。另外，在太阳能光伏发电技术的应用过程中消纳困难，一些企业为了迎合国家政策，实现了装机总量的提升，以往的传统型输电通道被占用，而输电通道无法消纳众多的电力资源，会造成电网限制光伏发电并网容量，这一情况将会产生能源调用与优化的影响。为了解决光伏发电中存在的弃光现象，需要跨区域建立输电通道，将富余的电力资源输送到中东部地区解决用电难问题，也满足就地消纳能力的提升。第二，原材料有限，技术需要进一步提高。在2011年，新能源发电技术应用中采用的新能源电池包含着多晶硅电池，我国的多晶硅产量已达到9万吨，为了满足使用需求进口量也高达6.5万吨。截止到2018年，我国的多晶硅产量已经高达25.9万吨，进口数量也增长至14万吨。也就是说，虽然国家经济发展产量得到了提升，但是在使用需求方面仍然面临着较高的困难，这一情况将会限制太阳能光伏发电产业的进步。另外，在技术方面，我国积极实现对技术的研发与探索，但是仍然存在着技术攻克难点，而且缺乏高端技术人才，资金的投入力度有限，导致了很多技术的研发滞后。因此，政府部门需要加大对产业的支持，吸引更多的优秀人才，满足与高校、企业之间的合作，为行业发展提供支持。

3 太阳能光伏发电及相关技术

3.1 通信工程与太阳能照明灯

太阳能照明灯在我国的应用范围非常广，主要是指在白天通过太阳能板吸收太阳光作为能源储备，在整个过程中会应用到电池储备能源，然后转化为电能之后，实现夜晚的照明要求。在夜间太阳能照明灯会将白天收集的能源进行释放，为夜间提供相应的电能支持，满足了夜间照明的持续性，节约了传统型的电力资源。完整的太阳能照明灯系统在应用过程中包含着光源、蓄电池、电池板以及电量控制设备，通过完整的配套系统能够在运行过程中直接产生直流电，另一方面能够通过内置的逆变器转化成220伏的交流电，然后再将交流电供应到照明系统中，维持照明灯的亮度与时长。与我国传统的路灯相比，太阳能照明灯在应用过程中实现了节能、环保等诸多应用优势，也就是说，太阳能照明灯属于亮化照明技术，只需要单次投资便能够达到长期的运营要求，费用较少，而且安装便捷，使用寿命较长。在太阳能照明灯的运行过程中，受到的环境影响较小，也不会因照明灯的运行给环境带来破坏，而且，在太阳能照明灯系统的运行过程中没有较高的资金投入要求，降低了各个环节的费用支出，实现了一举多得。

3.2 太阳能水泵

太阳能水泵的运行原理与太阳能光伏发电技术相似，主要是在水泵制造中得到了广泛的应用，不仅实现了水泵运行系统的优化，还能够在原有制造基础之上突破发电环节的限制，提升了运行效率，减少了水泵运行过程中故障的维修难度，也有效实现了价格的控制。通常来说，太阳能水泵主要应用在光能水泵站中，设置逆变器满足交流电与直流电之间的转换，为太阳能水泵运行效率的提升奠定了基础，同时也可以创造相应的运转条件，确保太阳能水泵运行效率和运行质量的提升。太阳能属于清洁能源，在应用过程中具备着较高的节能环保价值，太阳能水泵在应用过程中，运行消耗的成本远低于普通井水泵，能够节约后期的设备维护费用，但是在太阳能水泵的应用过程中，必须要具备充足的太阳能资源支持，也需要较高的资源储备条件才能够达到太阳能水泵的正常运行要求，如果无法满足将会影响到运行效率。

3.3 动车组太阳能光伏系统

我国的高铁技术位居世界前列，在高铁的运行过程中通过与太阳能光伏技术的融合，能够满足运行效率的提升。在高铁运行过程中，借助Matlab系统促进了运行的完整性，提升了高铁事业的发展速度。在高铁运行过程中应用的太阳能光伏系统包含光伏阵列、蓄电池以及控电器。根据动车组的运行要求进行光伏阵列的配置，通常来说，光伏阵列在配置过程中需要结合实际情况，满足电池组的设置，而且需要对相关配件进行分析，达到运行的合理性。电池组件的相关构造需要严格遵循工程项目实际需求，结合动车运行状况开展作业，利用串联电池以及并联电池之间的相互作用，为动车组的运行提供支持，降低在高铁车辆运行中存在的能源消耗，满足太阳能光伏技术应用价值的体现。

3.4 光伏建筑一体化

太阳能光伏发电技术在我国的应用范围极其广泛，在建筑项目施工以及安装施工中，太阳能光伏发电技术均能够发挥应有的作用与价值。现如今，通过太阳能光伏发电技术的研究与应用，逐步实现了光伏建筑一体化的发展目标，光伏建筑一体化运行原理非常简单，主要是在建筑物的顶部进行太阳能光伏发电组件的安装，将光伏系统与建筑项目施工电路进行连接，可以实现太阳能转化为电能，能够将电力资源应用的作用进行体现，确保工程项目施工用电要求，也能够满足电子设备的运转，减少了施工过程中对电力的消耗。在建筑工程项目施工过程中，可能因环境因素、人为因素或者供电不足，而导致工程施工中的断电现象，严重影响到项目进度，此时利用太阳能光伏发电技术能够确保各类设备的稳定运行。结合太阳能光伏技术的应用发展，光伏建筑一体化技术具备着良好的发展前景。在我国很多建筑工程项目施工中均发挥着重要作用，而且光伏建筑一体化技术具备着较高的自动化程度，能够达到工程项目施工的保障。然而，光伏建筑一体化施工技术目前仍然处于发展的初步阶段，想要进一步实现技术应用价值的体现，必须要满足应用逐渐的完善，而且也需要投入更多的时间进行技术研发，确保技术应用更加安全与稳定。

4 结束语

总而言之，光伏发电技术属于新能源发电技术，具备着较高的应用价值，太阳能取之不尽，用之不竭，光伏发电技术在应用过程中不会产生对环境的破坏，受到了众多专家和企业的认可。为了满足光伏发电技术应用范围的拓宽，需要认识到技术的重要性，加大对技术的研发，满足供电的安全性与稳定性，并且利用合理技术延长设备的使用寿命，降低并网成本，为太阳能光伏发电技术的进步提供支持。

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