太阳能光伏发电技术与应用探析

太阳能光伏发电技术与应用探析

摘要：随着经济和科技的快速发展，全球的常规能源都出现了很大的使用危机，并且造成了生态环境的严重破坏。在此背景下，全球都在注重对可再生能源的开

发和研究，旨在创造出对生态环境无危害，能够满足社会经济可持续发展需要的

能源。太阳能光伏发电作为自然资源，具备以上提到的所有条件。太阳能在地球

表面的辐射能非常巨大，经研究数据显示，每天的辐射能都等同于 2.5亿桶石油，并且太阳能取之不尽用之不竭。因此，全球能源使用行业都对太阳能进行研究，

太阳能使用技术在世界上发展非常迅速，并且也创造了很大的成就，逐渐成为全

球一大新兴产业。

关键词：太阳能；光伏发电技术；应用

引言

随着我国科技水平的提高，我国太阳能资源很丰富，当前太阳能光伏发电技

术是新能源和半导体技术相结合而诞生的产业，大力发展太阳能光伏发电技术对

于我国能源结构的调整，以及推进新能源的生产，促进我国生态建设等方面都具

有很重要的作用。光伏发电技术已成为我国战略性的新兴产业和技术之一，在能

源产业市场需求及相关政策引导和驱动的作用下，太阳能光伏发电技术快速发展，成为国际竞争中的领先产业。基于此，本文针对当前太阳能光伏发电技术与应用

进行了阐述，以供借鉴。

1太阳能光伏发电技术的优点

1.1太阳能光伏发电的意义

太阳能资源是非常丰富的自然资源，对人们日常的生产生活有重要影响。为

了有效利用太阳能资源，近年来相关专家学者对太阳能光伏发电做了深入研究，

并分析得出中国太阳能光伏技术的意义：a）中国幅员辽阔，拥有丰富的太阳能

资源，而且中国西部地区地形多样，居民居住方式也比较分散，这十分有利于中

国对太阳能的收集与利用；b）太阳能光伏发电具有一定的安全可靠性，不会对

周围的空气与环境造成污染破坏，并且随着中国光伏技术迅速发展，已经逐步实

现了太阳能光伏发电系统零消耗、零污染和零排放，使太阳能光伏发电技术成为

资源最丰富的绿色发电技术；c）光伏发电技术不存在过多的限制因素，可以被利用在各种偏远地区，这不但有效解决了当地的用电问题，还能为国家减少建设输

电线路的成本支出。除此之外，太阳能光伏发电系统的稳定性极强，使用年限一

般都会超过25 年。

1.2太阳能资源具有无限性和广泛性

太阳能资源是一种可再生的清洁能源。不同于其它的传统能源，它不会随着

人类的使用而减少，甚至枯竭。伴随着每一天太阳的升起，就会转化为电能，且

能源是源源不断的，具有无限性和再生性。我国地域广阔，光照范围很广泛，且

世界各地都会受到太阳的照耀，虽然照射时间，强度不同，但是其分布很广泛，

不会因为地势，气候等原因造成太阳能无法获取的情况，大大提高了太阳能光伏

发电的有效性。

2太阳能光伏发电技术

2.1太阳能电池技术

在太阳能光伏发电技术中光伏电池是其中最重要的组成部分，是直接关系到

太阳能是否能够成功发电的核心零件。随着太阳能光伏发电技术的不断完善，其

在我国大范围使用。但是随着大范围的使用，其中的缺点和不足逐渐暴露，如光

能转化电能效率和速度不高；转化成本较高，经济效益较低。在太阳能光伏发电

大规模使用过程中，一般都是以硅片作为太阳能光伏发电的基础，这也是第一代

的电能电池，但是虽然这一技术发展时间较久，技术较成熟但是其成本却一直都

居高不下。于是很多企业都在不断开发新一代的电能电池，以弥补第一代电池的

不足，从多晶硅、单晶硅到薄膜技术，从聚光技术到自动跟踪技术，从PERC技

术到叠瓦技术，其电池组件技术越来越先进，转换效率越来越高，单位成本越来

越低。目前在我国太阳能光伏发电技术主要就是采用新一代单晶硅电池，其转化

率大大提高，相应的其生产成本也逐渐减低大大降低了发电成本。当前我国对于

太阳能电池的研究大多都集中在PERC技术和叠瓦技术的开发和研究中，科学家

不断采用先进的技术提高其转化效率和转化速度，提高太阳能光伏发电的经济效益，降低生产成本，保证其经济效益。

2.2光伏阵列的最大效率跟踪技术

当前我国的太阳能光伏发电技术其整体输出特点是非线性的整体性，这是太

阳能光伏发电技术最主要最显著的特点，但是由于太阳能光伏发电技术设备受环

境因素影响比较大，太阳光照时间，照射角度甚至温度的变化都会对光伏设备的

发电效率产生影响。如果天气出现异常，阴天、下雨天，光照时间大大缩小，其

太阳能光伏发电效率就会大大缩小，夏天和冬天的转化效率也不一样。为了能够

保证太阳能转化为电能的效率和速度，在太阳能光伏发电技术中就应该对光伏电

池的排列采取必要的技术控制。另一方面，为了提高太阳能发电技术的效率，应

该不断在研究其转化效率最高的地区进行研究。在研究中太阳能光伏发电的整个

场地中，应该对光能发电的最大功率进行跟踪实现，这一过程实质上就是一个动

态寻找过程。为了对最大效率进行跟踪应该对电池的排列方式，输出电荷和电流

进行必要的检测，从中找出发电效率最大的电池，对其进行技术跟踪，进一步进

行检测和分析，将这块电池与同场的其他电池进行对比分析，对其光照时间，光

照角度进行实地对比考察，以便得出其效率最大的原因。这样不但能提高经济效益，弥补当前能源不足的漏洞，而且还能推动太阳能发电技术的发展，为我国太

阳能光伏发电技术发展做出自己的贡献。

2.3聚光光伏技术

要想实现太阳能转化成电能首先必须其聚光技术能够不通过任何介质直接达

到地面，只有这样才能保证减低太阳能的密度。聚光光伏技术简而言之就是将光

伏进行聚集，让太阳能集中到光伏电池上，提高这一区域的输电率，这种技术能

够将巨大的太阳能集中到面积很小的高效电池上，提高太阳能转化成电能的效率，提高太阳能照射和辐射的密度，提高太阳能转化成电能的效率。

3太阳能光伏发电技术与应用措施

3.1照明系统的应用

人类节能环保意识增强，对于照明系统也提出了很高的要求，我国也提倡照

明节能设施，并将太阳能技术应用到照明系统中，实现绿色照明的发展。现阶段

太阳能发电系统在建筑照明领域应用较广，如很多住宅小楼道内的使用登和私人

建筑中庭院灯都是采用了LED等。太阳灯是由电池板和蓄电池，以及放电控制器

设置对其进行相应的设定，如在街道路灯应用中，可利用计时器设定路灯工作时间，而在楼道用灯中，可安装相应的光敏配件。总之在这些设置过程中能为实现

我国照明节约的目的提供一定的帮助。

3.2太阳能水泵