太阳能光伏发电技术发展现状与前景

太阳能光伏发电技术发展现状与前景

蓝方棋

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摘要：随着我国科技的飞速发展，太阳能光伏发电技术综合了半导体材料、电力电子技术、现代控制技术、蓄电池技术和电力工程技术，已成为当前新能源发电领域备受研究关注的综合性技术，具有发电过程简单、电能供应稳定、使用范围广、清洁无污染等优点的太阳能光伏发电技术。在当前绿色能源背景下，太阳能光伏发电技术在我国取得了长足发展，重要性日益凸显。介绍光伏发电基本原理、常见技术，阐述国内外现有光伏发电技术现状，探讨光伏发电技术应用，展望光伏发电技术的发展方向。

关键词：太阳能光伏发电；发展现状；前景

引言

随着全球能源需求的不断增长和化石能源的日益枯竭，可再生能源作为一种新型的清洁能源受到越来越多的关注。在众多可再生能源中，太阳能是最为广泛应用的一种。太阳能的利用不仅可以减少对有限的化石能源资源的依赖，还能够降低环境污染和碳排放，具有重要的经济和环境意义。光伏发电系统作为太阳能利用的一种主要方式，其发展和应用已经进入了快速发展阶段。光伏发电系统的核心组件是太阳能电池板，其将太阳能转化为直流电能，经过逆变器转换为交流电能供应给家庭和企业使用。目前，光伏发电系统已经广泛应用于家庭、工业、农业等各个领域，成为可再生能源发展的重要方向之一。

1太阳能光伏发电的概念

太阳能光伏发电根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池方阵将太阳能辐射能转化为电能，其发电厂被称为太阳能光伏电厂。根据运行模式，可将其划分为独立太阳能光伏电厂和并网太阳能光伏电厂；根据是否与公网相连，可以分为离网光伏电站和并网光伏电站。当前，我国将太阳能光伏发电视为一种重要的能源利用方式，并对其进行了重点开发和利用。随着太阳能光伏发电的装机容量和使用范围的持续扩大，截至2018年，我国的太阳能光伏发电新增装机发电量达到了大约41GW，已成为世界上最大的光伏发电装机容量的国家。按照我国能源部门提出的发展目标，“十三五”期间，我国太阳能行业的发展速度将会再上一个台阶，预计我国的光伏行业将会增加15～20GW。

2太阳能光伏发电技术面临的问题

2.1制造成本仍然较高

尽管太阳能光伏技术的成本已经大幅下降，但仍然较高。降低制造成本是实现太阳能光伏发电技术更广泛应用的关键，采用更廉价的材料、提高生产效率、改进制造工艺以及扩大生产规模等方法，可以降低太阳能光伏发电系统的制造成本，从而使其更具竞争力。

2.2效率问题

目前商业化的太阳能电池板的转换效率通常在20%～25%，有限的光电转换效率限制了太阳能光伏发电系统的总体效能。因此，提高太阳能电池板的效率成为研究的重点之一。通过使用新材料、改进电池结构和优化光吸收等技术，努力提高太阳能光伏系统的效率仍然是一个重要的研究领域。

2.3储能和可持续性问题

由于太阳能是间歇性可再生能源，太阳能光伏发电系统在夜间或多云天气时无法产生足够的电能。因此，储能成为解决太阳能光伏发电技术的一个重要问题。目前，常用的储能技术包括电池储能、水泵储能和燃料电池储能等。此外，通过与其他可再生能源如风能和水能的结合，可以提高系统的可持续性，从而更好地减少能源供应的波动和提升能源供给的可持续性。

3太阳能光伏发电在城市照明系统中应用

3.1技术层面

太阳能作为清洁能源，能够为我国当前的清洁能源体系建设提供良好保障。从技术角度来讲，太阳能的获取简单、直观，通过太阳能采集储存以及电能转化，可以提供多个领域的供电服务，我国目前的城市照明系统已经打造出了多种类型的太阳能照明体系，只需要通过安装太阳能光伏发电板，设置远程控制系统便可以实现灵活的光伏转化，例如奥林匹克道路，仅需要1500块光伏发电板便可以为19座功能塔供电，每年的发电量高达160000kV，我国目前的城市道路和公共场所证明系统也能够实现太阳能光伏供电，所需的硬件设备、软件系统灵活程度较高，成本和技术难度可控，可以让人们安全地使用太阳能光伏发电，因此在技术层面有着可靠的保障，有利于提升光伏发电的安全性和稳定性。

3.2独立光伏发电系统

独立光伏发电系统，展现了在不同应用场景中的独特优势和特点，与并网发电系统形成对比。首先，独立光伏发电系统不依赖于电网，具备自主运行的能力。这使得它在偏远地区、无电区域或需要临时电源的场合中具有独特的适用性。独立光伏发电系统通常采用直流供电或交流供电的方式，具备一定的灵活性。相比并网发电系统，独立系统的设计更为简单，更容易实现。然而，独立光伏发电系统也面临一些挑战，特别是在稳定性方面。受天气变化影响大，稳定性相对较差，因此更适用于一些特定环境下的独立供电需求。未来，随着技术的不断进步和研究的深入，独立光伏发电系统有望。尽管独立光伏发电系统稳定性相对较低，但其在偏远地区提供电力的优势使其在特定应用场景中具有独特的价值。未来随着技术的不断发展，独立光伏发电系统的性能和稳定性有望得到进一步提升从而在更多领域发挥其独特的优势，为更广泛的应用场景创造更多可能，为能源供应提供更为灵活和可持续的解决方案。

3.3应用高电压直流传输技术

高电压直流传输技术通过升压技术、控制策略等手段，将低压直流电升压为高电压直流电，然后进行传输和使用。利用太阳能光伏发电站的高电压直流传输技术可以减少能量在传输过程中的损失。实践表明，该项技术不仅可以提高太阳能光伏发电站的能量传输效率和稳定性，还可以有效减少传输过程中的能耗，降低设备的故障率。

3.4混合光伏发电系统

混合光伏发电系统中的“混合”一词，是指将太阳能与其他非太阳能能源的发电系统进行整合，以实现更全面的能源利用和更稳定的供电。这一系统设计的核心思想在于充分发挥各种能源系统的优势，从而在不同条件下保证电力的持续供应。在混合光伏发电系统中，太阳能与生物质能发电系统、风力发电系统、地热发电系统等可以相互协调工作。这种整合的方式不仅可以弥补光伏发电系统在一些气候条件下稳定性较差的问题，还能有效控制负载缺电率，减少对天气的依赖性。例如，在冬天风力较大且日照较差的地区，通过与风力发电系统混合使用，可以更好地应对气象变化，保持系统的稳定性。混合光伏发电系统的整合形式既可以采用并网方式，也可以是独立系统。这样的设计不仅提高了系统的灵活性，还能更好地适应不同地区的能源需求。并网形式下，系统可以灵活地向电网存取电能，减少线路损耗，提高电力系统的整体效益。而独立形式下，系统则更具自主供电能力，适用于一些偏远地区或特殊场合。混合光伏发电系统的发展，有望为能源领域带来更为灵活、可靠的解决方案，实现多能源协同发电的目标。这也进一步推动了清洁能源技术的发展，为全球可持续能源体系的建设做出了积极的贡献。

结语

综上所述，竭力开发利用太阳能光伏技术已成为诸多国家可持续发展的一项重要能源战略。太阳能是天然的绿色能源，利用太阳能发电在城市照明系统中有效的应用，在改善环境、节约电能、降低能耗方面发挥着不可取代的作用。相关部门要高度重视，积极进行光伏技术与城市照明系统有机结合方面的技术探索的研究，推动我国新能源产业的发展。

参考文献

[1]黄志玮.光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望[J].电大理工, 2021(7):39-40,168.

[2]韩春雷.太阳能光伏发电技术现状与发展探讨[J].光源与照明,2022 (3):95-97.

[3]刘文涛.太阳能光伏发电及并网关键技术研究[D].徐州:中国矿业大学,2018.

[4] 冯然,陈欣.论数据分析类课程在电子商务专业设置中的重要性 [J]. 河南教育 ( 高教 ),2015(2):42-43.

[5] 叶子.基于真实企业环境的“商务数据处理与分析”课程改革 [J]. 江苏商论 ,2019(6):125-127.