新能源光伏发电关键技术应用研究

新能源光伏发电关键技术应用研究

吉鹏

国能内蒙古呼伦贝尔发电有限公司 内蒙古 呼伦贝尔市 021025

摘 要：基于可持续战略发展理念下，光伏发电作为一种新型绿色能源受到了社会各界的高度重视。我国地域辽阔，拥有丰富的太阳能资源，因此在新能源利用方面有着巨大的优势，不仅形成了规模稳定的光伏发电产业，能源技术开发也不断完善。为了满足我国光伏发电行业快速增长的需求，对新能源光伏发电技术未来的应用方向和增长路径进行思考、研究就至关重要。鉴于此，本文就新能源光伏发电技术的优势及相关关键技术的应用进行简要论述，旨在为光伏发电项目的科学建设提供一定的指导。

关键词：新能源；光伏发电；关键技术；应用

1新能源光伏发电技术的优势

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，拥有安全、清洁、供给量大等优点，在新能源中占据重要位置。与传统发电技术相比，新能源光伏发电技术的优势包括：

环保：光伏发电是一种清洁的能源方式，不会产生二氧化碳等温室气体和污染物，有助于减少对环境的负面影响。

可再生：太阳能是一种可再生的能源，太阳能资源丰富而广泛分布。通过光伏发电技术，可以利用太阳能来持续地产生电力[1]。

长寿命：光伏电池组件通常具有较长的使用寿命，可达20年以上，这意味着一次投资可以获得相对长久的回报。

降低能源依赖：光伏发电技术可以使国家和地区减少对进口能源的依赖，提高能源安全性。

2新能源光伏发电关键技术

2.1 太阳能电池技术

太阳能电池是光伏发电系统中的关键部件，它直接转化太阳光能为电能，太阳能电池的性能和可靠性对于系统能否可靠地发电至关重要。太阳能电池通过光电效应将太阳光能转化为直流电能，更高的转换效率意味着能够从相同的太阳光中获得更多的电能。太阳能电池的功率输出和可控性影响着光伏发电系统的整体性能，不同类型的太阳能电池（如单晶硅、多晶硅、薄膜等）具有不同的特性，选择适合特定应用需求的电池类型至关重要。

2.2 光伏列阵技术

光伏列阵技术是指将多个光伏组件（太阳能电池）按一定布局方式安装在一起形成一个集合体，以提高整个光伏系统的功率输出和效能。常见的光伏列阵布局方式包括平面阵列和斜面阵列，平面阵列是光伏组件以水平或倾斜的方式安装在支架上，使其面向太阳以最大程度地接收太阳辐射，平面阵列适用于屋顶、地面和大型光伏电站等各种场所[2]。斜面阵列是将光伏组件按照一定角度倾斜安装的配置方式，通过调整倾斜角度和方向，可以优化太阳光的入射角，提高光伏系统的能量收集效率，斜面阵列常用于屋顶、太阳能追踪系统以及特殊的地理环境中。

3新能源光伏发电关键技术应用研究

太阳能作为重要的新能源，目前主要通过光伏发电的形式被利用，满足社会发展提出的绿色环保、节能减排等要求。所谓光伏发电，实际就是利用半导体界面光生伏特效应将太阳能转换为电能的技术，能源生产过程具有低污染、低消耗等特点。加强光伏发电关键技术研究，加快光伏发电技术推广，可以有效缓解能源紧张形势，从而推动社会的可持续发展。

3.1独立光伏发电

独立光伏发电系统相对于并网发电系统是一种孤立的发电系统。这种技术主要应用于偏远地区的无电问题，如边防哨所和基站等，其供电稳定性相对成熟的发电系统较差，加之偏远地区的恶劣环境，经常会导致系统不能正常工作。但是偏远地区其他技术应用更为困难，独立光伏发电技术是最适合这种地区居民的供电技术，能够保证他们的日常生活。

3.2并网光伏发电

并网光伏发电系统连接公共电网，该系统包括太阳能电池组、交流负载、DC或AC的逆变器和变换器等部件。公共电网与并网系统相互协调配合，共同供电，其中光伏发电将直流电转换成交流电，而公共电网主要负责储能，代替了蓄电池的作用，节约了蓄电池的经济成本，而且公共电网相比蓄电池其稳定性也大大增加。以前太阳能电池的成本很高，大部分都是独立的光伏发电技术，还只能用在航天、边防等领域，随着后来原材料价格的下降，光伏并网技术得到发展，如今光伏并网发电系统明显提高了电能转化率，是研究新能源光伏发电技术的一个重要方向。

3.3混合光伏发电系统

混合光伏发电系统作为综合、复杂的系统构成，以不同的设备情况做好用电对接，通过不同形式的用电供给，全面实现多样化的用电模式，保证电力稳定性。发电系统实际应用中不需要过多的人工干预，混合光伏发电系统比独立光伏发电系统差，自身的调节能力不强，往往会导致设备的损坏。为改善这种不利的状况，更好地保证电能稳定性，可以根据季节做好技术合并应用，如冬季日照短、风力大，对这样的情况我们则需要将光伏发电技术和风力发电技术并用，有效发挥出新能源的互补功能。对于水力充足的地区，也可将水力发电和太阳能发电并用，以此通过新技术的有机整合，提高能源利用效率，确保区域用电的正常稳定。

3.4光伏建筑一体化

光伏发电与建筑物集成化是发电系统发展的新方向。建筑物会需要大量的建筑材料，比如挡光板、玻璃、隔热布等等，那么光伏电池板是否能够代替普通玻璃幕墙使用，这是当下研究的问题之一。此系统的研发就是寻找替代品，一个不仅能够满足玻璃的功能需求，更能够节省大量能源消耗的替代品，从而发挥清洁能源的作用。通过结合，能够全面吸收太阳能，通过设备的转换形成可用的电能，这样建筑内部就能够保证低照明的需要，节省不必要开支，节约了社会资源。

3.5水上光伏技术

以往，我国的光伏电站基本上都建于陆地上，这就对建设地点以及电网可接入性提出了较高的要求。而采用水上光伏技术，在水上建设电站，能够获得广阔的建设空间，并减少对环境的不良影响。根据现有研究，水面的反射率可以达到0.69%，明显超出地面反射率。由于水上的温度较低，这就有利于组件的散热，能够保障其持续工作。当前，采用这一技术主要有以下方式：一是采用桩基固定电站的方式，这与在地面上建设电站类似，但其桩基固定在水下，具有成本较高、建设不易的缺陷。（2）适用于深水的漂浮电站。这种电站在水下没有桩基，组件则安设在水上的浮动模块中。采用这种方式，可以较好地保持浮动光伏组件的稳定性。由于我国各地水域在自然气候条件方面存在较大差异，光伏技术的应用需要协调多方面因素，如考虑浮体的受力、浮体的耐久等。在优势方面，这一技术的发电效率明显超过地面光伏系统，从现有研究来看，能够高出约1.58%。而且，水上可利用的面积大，温度低，可以较好地实现组件散热的效果。在运行过程中，电池板的温度通常要低于地面温度约3.5%。同时，采用这一技术可以减少水分蒸发现象，对水中藻类生长起到阻碍作用。在运行过程中，电站利用风和水进行冷却，可以实现持续输出发电。由于水面上灰尘较少，可以较好地保持光伏板的清洁状况。

结语

随着全球气候变暖，对新能源的利用也越来越广泛，太阳能作为一种新型清洁能源，因其取之不尽，用之不竭的特点，越来越受到人们的重视。新能源光伏发电技术的应用推广获得了国家的大力支持，在许多领域得到了应用。而在实际进行项目建设的过程中，还应正确选用太阳能电池，并合理进行光伏列阵建设，保证太阳能得到高效转化。掌握光伏系统发电和供电关键技术，合理应用技术进行离网型、分布式等光伏系统的建设，应结合系统特点科学进行发电装置的安装布置，保证系统维持可靠运行。

参考文献

[1]李荣洲.光伏发电与并网技术的优势及应用要点分析[J].节能与环保，2022（7）：30-31.

[2]胡从川，王博渊，刘广东，等.光电建筑工程的关键技术研究[J].太阳能，2021（7）：37-45.