光伏发电技术的现状与展望

光伏发电技术的现状与展望

孙晓杰,郝智刚,蔡群锁

中国能源建设集团山西电力建设有限公司 山西 太原 030006

摘要：随着煤炭、石油等化石能源储量的不断减少，人们面临着能源短缺的严峻形势。各国都在大力发展新能源，以改善人居环境，维护人与自然的和谐。与水电、风力发电相比，光伏发电具有无污染、无噪声、故障概率低、维护简单、使用方便等特点。实际数据显示，光伏发电技术已经成为一种新型技术，尤其是大规模的太阳能光伏和并网太阳能发电系统，将产生更多的电力。在此背景下，本文后续就光伏发电技术的现状与展望进行相关探究，以便于为后续相关工作开展提供有效支持参考。

关键词：光伏发电技术；新能源；技术展望

中图分类号：TM615文献标识码：A

引言

目前，光伏技术已成为一种具有太阳能优势的高度清洁的能源发电方式。然而，由于中国光伏发电技术起步较晚，面对气候变化、价格昂贵、逆变器产生谐波干扰等诸多问题，仍需改进。随着太阳能研究的深入、科学技术的不断发展、计算机网络技术的快速发展，太阳能光伏发电问题将得到更全面的解决。同时，太阳能并网发电也将在全球范围内得到广泛应用。然而，光伏发电技术仍需进一步研究，尤其是在转换和控制方面。因此，对光伏发电技术的控制进行深入研究。随着技术的发展，许多以前被忽视的光伏发电技术将在未来的研究中得到解决。

1 光伏发电技术

1.1 系统特点

光伏发电的原理是光照射在半导体表面，在半导体界面将光能转化为电能，称为光伏效应。对于新能源光伏发电系统来说，不仅可以有效降低能源消耗，还可以降低发电企业的成本投资，促进发电企业经济效益的提高。光伏发电系统凭借其自身的优势和特点，可以在某些方面有效地取代传统的不可再生能源，为人们的日常生产生活提供更清洁、更优质的电能。同时，光伏发电系统的清洁度是其最突出的特点之一，在应用和开发过程中不会污染或破坏自然生态环境。此外，安全性是光伏发电系统的另一大突出特点，其安全性和实用性的程度较高，不仅能够有效地延长系统的使用年限，而且还不易被外界其他因素所干扰，以保证光伏发电系统的安全性和可靠性。

1.2 系统类型

光伏发电可分为三类：一是独立光伏发电系统，主要用于需要安装电池并在一定范围内独立运行的各种光伏发电系统。二是分布式光伏发电系统，靠近用电地点，满足高耗能用户的能源需求。三是大型并网光伏电站。（1） 独立光伏发电系统。主要用于偏远山区需要安装电池并在一定范围内独立运行的家用电力系统、通信信号电源、路灯电源等光伏发电系统。（2） 分布式光伏发电系统，也称为分布式光伏发电，根据需要安装在用户现场或附近，以满足高耗能用户的能源需求，并在现有配电网的支持下经济运行。（3） 大型并网光伏电站的工作原理：光伏模块板产生的直流电通过汇流进入逆变器，直流电通过逆变器转换为交流电。交流电流通过箱式变电站升压至35kV，汇入升压站通过大型变压器升压至符合电网要求的电压等级，通过外送线路并入公共电网。

2 光伏发电技术应用现状

2.1 变电站

光伏发电技术在中国既能节约能源，又不污染环境。后期维护方便，光伏发电技术在我国变电站的应用日益广泛。光伏发电技术在能量转换方面能耗极低，不产生环境污染物，促进了电源的回收利用，提高了变电站的供电率。使用光伏发电技术后，发电即用，不考虑储能问题。这最大限度地减少了电力负载量，并大大减少了电力系统的运行。当变电站系统出现异常情况时，光伏发电技术可以继续通过变电站系统供电，确保电力用户供电的稳定性。光伏发电技术在中国能源领域的应用日益广泛，光伏发电系统与建筑结合起来有一定难度，可按变电站实际情况，调整光伏发电装置，更好发挥光伏发电技术优势。

2.2 风光互补技术

风光互补技术有效地推动了中国节能减排的进步。随着风能和太阳能的发展，解决了一些地区的电力短缺问题。风能和太阳能这两种资源来源于自然，不受自然环境的控制和干预。幸运的是，两者的互补特性弥补了单独使用风能或光伏发电的局限性。风光互补系统不仅可以利用两种系统的优势，还可以克服自然环境的影响，使其输出电流相对稳定，有利于电网的运行。风能和太阳能互补发电系统作为一种新的能源供应方式，可以实现地面与高空能源利用有机结合；从社会经济效益、节能和环境效益的角度来看，风光互补发电的应用具有广阔的前景。

3 光伏发电技术发展策略

3.1 进一步建设光伏电站

目前，中国光伏产业发展迅速。由于太阳能集中在人口密度低的地区，可以建造大规模的地面光伏发电厂来满足市场需求。同时，对土地资源的巨大需求也制约了光伏电站的进一步发展。因此，研究人员开发了分布式发电厂，如农林一体化的轻型发电厂，可以充分利用空间建造小型光伏发电厂，从而减少资源需求。这种类型的光伏电站的维护非常困难，普通居民无法维护光伏电站。在推广过程中，存在技术、环境、政策等方面的制约因素。目前，我国的区域规划还存在一些不合理、不准确的问题。西部地区交通不便的高海拔地区没有得到充分利用，由于基础设施配套问题，地面光伏电站没有完全引入该地区光伏电站的建设过程。也就是说我国仍有大量地区在光伏电站建设中未利用太阳能资源突出。同时，小型光伏电站市场化经营模式有待进一步完善。今后，需重点解决这些问题，推动光伏电站建设。总的来说，我国太阳能光伏电站的建设仍有广阔的前景。无论是从土地资源的利用还是光伏电站技术的分布来看，都有着广阔的发展空间，高效利用太阳能技术具有良好的资源基础。

3.2 推进市场化机制

新能源发电量逐渐增加，但并网运行期间向市场供应的电量较低，造成严重浪费。主要受风电、光电等自然因素影响，发电不稳定；此外，新能源发电地点普遍较远，长距离输电造成电力严重损失；推进新能源电力市场化，要加强新能源技术提升，降低建设成本，提高新能源长远发展的战略定位，遵循市场供求规律、价值规律和竞争规律，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，保障新能源发电的使用率。同时加强引进和培养主研新能源方面的企业，推进新能源发电的市场化。

3.3 创新光伏发电技术

随着新能源概念的广泛传播，世界正在向低碳绿色能源转型。因此，技术创新也是中国光伏发电的一个重要因素。首先，由于当前中国电力行业的转型和发展，大多数新能源项目都需要创新研发。因此，中国电力企业应高度重视自主创新发展理念的构建，以技术力量推动光伏发电技术创新，增加政府对光伏发电技术转型和创新研究的资助，以进一步完善自主创新政策。围绕企业发展，积极突破传统发电设备和新技术的研发领域，持续探索开发新材料、新技术部件。其次，电力企业还应做好各部门之间的信息交流与合作，以充分调动光伏发电技术研究的资源优势，将光伏发电研究成果应用于高校，充分实现光伏发电的健康发展。

结束语

当前，绿色环境限制了能源短缺和需求增长。能源问题不仅表现为能源短缺，还表现为可再生能源对环境的污染，使资源无法得到充分利用。然而，为了实现可持续发展，人们需要能源才能生存，这就需要开发新能源，以实现以清洁能源取代化石燃料作为国家能源支柱的目标。太阳能具有可再生能源、高纯度、低污染的优势，是中国最大、投资最多的能源。

参考文献：

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