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

毛仲万

中国能源建设集团天津电力建设有限公司    天津市东丽区   300399

摘要：当下，随着全球化的发展，工业企业在日常生产中需要使用较多化石能源，如果大规模地使用化石资源，很容易给环境带来不良影响，还会阻碍社会的发展和前进，故相关部门要充分重视环境的保护。随着低碳环保目标的推广，工业企业逐渐使用清洁能源，其中，太阳能光伏发电技术也是关键性技术。本文先分析了光伏发电技术的运用情况，接着对存在问题进行研究，找到相应的解决对策，比较地面光伏和水上光伏技术，从而更好地促进太阳能光伏发电技术的有效运用。

关键词：太阳能;光伏发电;相关技术;

1 太阳能光伏发电技术的优点

1.1 电能供应比较稳定

太阳能光伏发电技术使用的是太阳能资源，以往的太阳能要加热太阳能，人类在早期发现了光生伏打效应，受到技术和生产能力等限制，20世纪50年代才生产出单品硅光伏电池。这些技术迅速引起了世界各地的关注，可是电池的生产成本很高，故并未得到大面积的推广。21世纪，光伏发电技术发展越来越好，与之相关的材料和设备成本变低，这有助于太阳能光伏发电技术的有效运用。当下，光伏发电系统的使用很普遍。太阳能光伏发电电厂给各个乡镇和城市提供电能电力。在政府部门的推广下，太阳能光伏发电系统给更多用户带来了稳定的电能资源。

1.2 储量丰富，清洁干净

太阳能资源属于一种清洁性能源，这类能源的总量丰富；与以往的化石能源燃烧发电技术相比，太阳能光伏发电技术不容易破坏生态环境，能源过度开采与使用现象有所缓解。就太阳能资源的分布情况来看，我国拥有很广的地域面积，西部高原地带拥有丰富的太阳能资源，人口密度比较低，这给光伏发电技术的发展带来了充分的条件，一些地区的太阳能辐射量高于每平方米每小时4千瓦，西北部分地区的辐射量高于每平方米每小时7千瓦。

2 太阳能光伏发电技术的运用

2.1 混合发电系统

太阳能光伏混合发电系统要合理地使用太阳能与风力资源，把不同类型的风力发电和光伏发电结合起来，实现混合发电系统的稳定和顺畅。我国西北地区地势高，太阳能资源很丰富，风力资源也很丰富，风力资源和太阳能资源的结合可以优化光伏发电的不足之处。比如，青藏高原冬季太阳能资源少，风力比较强，这时光伏发电技术难以确保电能的有效供应。但是通过风力发电技术的配合就能够更好地缓解冬季光伏发电不够的现象，提高发电系统的可靠性，提高电源的质量和效率。

2.2 聚光光伏技术

聚光光伏技术能够提高太阳能资源的使用效率，使用聚光板和镜面等，把太阳光线汇聚在聚光电池上，有效地提高太阳光线的强度，进而大大优化太阳能的转化效率。该技术的使用有利于光伏发电系统效率的提高，不仅提高了太阳光线的强度，还降低了光伏发电的成本费用。相关部门利用聚光器提高太阳能强度的时候，需要注意到光伏发电系统可以进行光热转换，光热就可以较好地进入电能生产中，提高光伏发电效率。

2.3 并网光伏发电系统

光伏发电系统和电网联系起来，借助公共电网的力量，可以给社会提供稳定的电能资源。并网光伏发电系统需要相关部门使用电网资源，确保光伏发电系统的电能储备和运输等。光伏发电系统在并网的时候无须安装太阳能蓄电池，可以直接给市场带来电能资源，光伏发电系统的运行与管理成本比单独的运行成本更低。在公共电网的帮助下，光伏发电系统的供电更加稳定和高效。这一方法和单独的光伏发电系统相比有着较高的太阳能转换率，故光伏发电技术在推广和使用的时候，并网光伏发电系统具有较好的运用前景。

2.4 单独的光伏发电系统

单独的光伏发电系统经常建设在较远地带，这些地方缺少电能资源，这可以作为移动电源，比如，边疆哨岗、山区和农村等。单独的光伏发电系统要合理地使用太阳能光伏发电技术的优点，白天聚集发电，然后把电能保存在太阳能蓄电池中。因为周边自然环境不稳定，供电也不稳定。可是电网难以覆盖的地区，光伏发电系统能够达到所在地区居民的用电需要。

3 太阳能光伏发电技术未来发展情况

3.1 合理地控制光伏材料成本

当下，我国太阳能光伏发电技术越来越成熟，影响这项技术发展的有多方面原因，首先，光伏材料的成本比较高。高转换率的光伏单晶硅电池板成本不低；另外，低转换率的光伏单晶硅电池板难以达到市场的发展需要。结合光伏材料的光电转换率可以知道，光电转换效率越高，光伏电池板的生产力和稳定性更好。相关研究人员反复计算和思考，如果将光电转换效率控制在63.2%之内，按就有利于光伏发电取代之前的化石能源。可是光伏发电系统在实际运用的时候，大部分光伏单晶硅电池板的转换率是10%～15%，它的转换率比市场标准更低。一些技术能力较高的生产企业能够提升光伏转换率，可是受到高生产成本的影响，难以实现有效的市场化。比如，日本三洋电机把硅与锗运用在太阳能电池中，光电转化效率提高到22%，可是太阳能电池的转换效率与成本还是与市场需求不一致；德国把稀土元素铒运用在太阳能电池中，光电转换率提高到23%以上，可是还是存在市场化普及度不高等情况。当下，太阳能电池中使用的硅材料需要耗费较多成本，生产周期也很长，这就导致太阳能电池在市场化过程中要面临一些阻碍。今后，太阳能光伏技术在发展的时候，要充分降低材料的生产成本，这将作为光伏发电技术的发展方向。

3.2 光伏发电站建设的全面推动

目前，我国光伏发电业发展越来越好，这是由于太阳能主要集中在人口少的地区，这些地方能够建设大规模的地面光伏发电站，从而更好地满足光伏发电站的市场化需要。其中，由于光伏发电站的建设要征集大量土地资源，这就容易影响光伏电站的全面建设。所以，研究人员研发了农光互补、林光互补等发电站，它只需要建设小型光伏发电站，进而减少对土地资源的过度依赖。可是，这类光伏发电站维护起来比较困难，大部分居民没有维护光伏发电站的能力，光伏发电站在推广的时候容易遭遇关于技术、环境和政策等方面的问题。所以相关部门对于地面光伏发电区域的规划还不够熟悉，仍然存在不合理或不深入等现象。交通不便的西北地区的高海拔地带未得到合理使用，因为配套基础设施存在问题，他们没有把地面光伏发电站引入西北地区的光伏电站建设方案中。

综上所述，我国光伏发电站在建设的时候没有合理地使用太阳能资源，很多大型地面发电站未建设在太阳能充足和人口稀少的地区。其中，分布式小型光伏发电站的市场化运行模式有待优化，今后，研究人员要重点解决这些不足之处，做好光伏发电站的建设和推广工作。总的来看，我国太阳能光伏发电站的前景良好，不管是土地资源的使用还是分布式光伏电站技术的使用，它们都有着更加广阔的发展空间，光伏发电技术的使用也有着较好的资源。

4结语

资源是人类社会赖以存在和发展的重要物质基础，当下，我国要面临环境和资源的破坏等问题，清洁可再生资源日益成为全球关注的重要话题。太阳能资源具有清洁和可再生等特点，不管是国内或是国外都很受欢迎。当下，我国的太阳能光伏发电技术取得了较好的成效，但是还存在较大的发展空间。相关部门在建设太阳能光伏发电站的时候要合理地使用有利条件，改善当前技术，进一步研究光电转换效率、光伏材料成本和光伏电站等，提高太阳能资源的转化效率，从而更好地取代以往的化石能源，为社会发展提供相应的新能源动力。

参考文献

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