新能源光伏发电技术的应用探析

新能源光伏发电技术的应用探析

徐永志

广东电投新能源运营管理有限公司

摘要：光伏发电技术，本质上是通过半导体表面的光生伏特效应将太阳能转化为电能的一种能源生产方式，具有较低的污染和消耗特点。深入研究光伏发电核心技术，加速其技术发展，有助于缓解我国能源短缺问题，进而促进社会持续发展。基于此，下文将对其展开详细的析。

关键词：新能源；光伏发电技术；有效应用

1 光伏发电技术概述

光伏发电技术的广泛应用，不仅为国家注入了强大的发展动力，也为社会创造了丰厚的经济效益。光伏能源主要包括热能、电能以及光热和光电形式，均由太阳能电池接收的太阳辐射转化而来。蒸汽轮机产生的光电效应在光电转换过程中具有重要意义，太阳辐射经过转化成为电子管的能量。当太阳照射半导体时，其能量被转化为电能，进而形成电流。目前，我国太阳能电池由众多紧密排列的电池组成，有助于提高光伏发电的效率。相较于传统的发电技术，光伏技术具有显著优势，契合我国电力企业当前及未来的发展需求。通过适度调整和优化传统发电方式，可以降低成本，更有效地保护自然环境，进而实现我国电力事业的可持续发展目标。

2 新能源光伏发电技术的应用特点

太阳能的分布具有广泛性和规模化的特点，在光能的照射区域，能为供电设备的建立、为光伏发电技术的应用提供支持，并且能够打破地理位置的限制，基于近距离的形式，减少输电过程中所产生的电能损失，促使发电任务的顺利完成。同时，太阳能等可再生资源的应用缓解了能源方面的发展压力。在使用新能源光伏发电形式的过程中，通常能够直接利用光能，依靠半导体材料将太阳能资源进行转换，使其能够以电能的形式，呈现在新能源光伏发电作业中。光伏发电系统的整体工作模式具有稳定性、灵活性，其结构形式具有简易性，并不需要使用大量的机械部件，即可以规避机械传动环节，规避噪声污染等方面的问题，同时减少了燃料和冷却水的消耗，从而在整体的工作过程中达到降低成本的目的，还可以充分节约土地方面的资源，有效避免对周边自然生态环境的污染。然而，由于受到部分技术条件的限制，新能源光伏发电技术在操作阶段，也有自身缺点和不足。新能源光伏发电难以形成高效率的工作模式，其实际的工作时间缺乏连续性，这是因为日照时长对新能源光伏发电技术的应用成效带来了直接影响。另外，新能源光伏发电技术的开发和应用需要较高的成本费用。

3 新能源光伏发电技术的具体优势

3.1 应用范围较广

太阳为地球运转提供了非常重要的能量，而新能源光伏发电技术也充分利用太阳，在太阳充分照射的情况下，用光伏发电设备将光能转化为电能。太阳的光能转化是较为稳定的，受其他因素影响的可能性较小，所以，在我国整体的应用范围比较广泛。

3.2 技术的应用过程简便

众多的新能源能够转化为电能，如水力发电、风力发电等，这不同的发电模式是需要经过前期巨大的投入和后期复杂的流转，才能够顺利地产生电能。新能源光伏发电技术作为一项新的科学技术，在经过专业人员具体的研究过程中，光伏发电技术很大程度上能够减少一系列的发电流程。在整体的操作层面上更为便捷，节约了其他发电方式下可能产生的资源，避免了浪费。

4 新能源光伏发电技术的应用

4.1 优化板阵直流集电线路

光伏组件是整个光电系统的主要组成。光伏组件在完成发电功能过程中起着关键作用。光伏组件应按照不同需要，进行串联和并联设计与布置。而随着光伏电站建造规模的增加，主要部件中的电池总量也日益增多，电池往往需要额外的安装介质，来组成不同面板阵列的电池。蓄电池串和组合箱必须连接到导线上。导线长度越短，损耗越小，kWh成本越低。根据实际经验，该方法的总体方案可以用最短电缆输出法来干扰，而逆变放大器的安装位置也会影响电缆长度。因此，实际电缆长度应保持在合理范围内。利用计算机仿真技术对接线图进行配置和规划，即对每张接线图中的电缆长度和损耗进行仿真计算，得到最佳的规划图。同时，利用计算机仿真技术解决了手工设计的偏差问题，有效地降低了手工设计的线损和成本。

4.2 采用聚光光伏技术

根据已建成光伏发电项目投运使用情况来看，抵达地面的太阳光能量密度较低，峰值小于1kW/㎡，限制了系统发电效率与光电转换率的提升。对此，需要应用新推出的聚光光伏技术，把所收集太阳光聚集到小面积高性能聚光电池上，由聚光器来取代常规太阳能电池板，提升太阳光辐照能量密度。例如，法国Soitec公司推出一款整合高效四结聚光光伏电池的新型光伏组件，根据德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所测试结果显示，在1000W/㎡太阳光直接正常照射与电池温度为25℃情况下，该款光伏组件的光电转换效率为38.9%，效率波动范围不超过±0.9%，而常规光伏组件的光电转换效率在15%~20%。此外，对于聚光率超过10的聚光系统，为始终取得稳定且良好的聚光效果，还需要搭建配套的跟踪控制系统，持续感知现场环境情况，根据系统后台运算结果，动态调整聚光器的朝向角度。同时，对光伏组件进行散热改造，通过安装铜制或铝制散热片，或是采取风冷、水冷等其他冷却形式，避免光伏组件在聚光状态下出现起泡、氧化、电池片炸裂等故障。

4.3 在并网光伏发电系统中的应用

在并网系统中，逆变器发挥着关键作用，负责将太阳能电池产生的直流电转换为交流电，并保持与电网同步。逆变器不仅具备检测系统运行状况的能力，还能提供相关数据反馈。借助逆变器，并网系统将电力输送至电网，实现能源互换，使用户在需求时获取电力，同时将剩余电力返还给电力公司。通常，并联系统配备电力计和检测工具，以监测太阳能发电系统的运行状况及所产生的电力，对提高系统运行效益和资源利用率至关重要。全球多地政府均在推动并网光伏系统的建设，并实施了一系列激励措施，如太阳能补贴和电力转售政策，旨在促进可再生能源的应用。

5 新能源光伏发电技术的发展前景

尽管当前我国新能源光伏发电技术取得了极大的进步，但是相比于发达国家，依然存在并网发电、逆变、安全等方面的难题，需要进一步的研究和探索，找出解决这些难题的办法，不断提高我国新能源光伏发电技术的应用水平。并网发电方面的难题主要是由于目前太阳能光伏发电预测精确度较低，很难确保光伏发电站能源供应的稳定性。针对这一问题的处理，可尝试将风能发电和光伏发电相结合，以实现电力生产的平衡；安装无功补偿装置，以降低光伏发电站对公共电网的影响；接入公共电网，以确保光伏发电系统的可靠性和稳定性。逆变方面的难题主要是逆变器可将直流电转化成交流电，向用户提供与电网相一致的频率和电压，而设备在逆变过程中往往会形成电压脉冲，这需要运用滤波器来处理这一问题。关于安全方面的难题，尽管当前我国光伏发电网络中已采取全方位的保护措施，然而一旦发电站脱离电网，光伏发电系统往往会出现孤岛效应，从而引发设备故障，严重时危及相关人员的生命安全。

6 结束语

综上所述，加大光伏发电技术应用力度，扩大光伏发电技术应用范围，是我国可持续发展的必经之路。开展对光伏发电技术的研究，不仅可以充分运用太阳资源，而且还可以满足人们的用电需求，避免传统用电模式对自然环境造成污染。目前，我国光伏发电技术虽然发展较为缓慢，但依旧稳步向前，相信在不久的将来，光伏发电技术将会完全融入到人民的生活与社会的发展之中。

参考文献：

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