浅谈太阳能光伏发电技术及应用

浅谈太阳能光伏发电技术及应用

发表时间：2018-04-24T16:13:18.827Z 来源：《防护工程》2017年第36期作者：张铭

[导读] 从目前的发电技术来看，光伏发电具有很大的资源优势，尤其是光伏电池通过太阳电池方阵。

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摘要：随着我国不可再生资源的使用量越来越大，终究会迎来枯竭的一天。而在光伏发电当中，主要是运用了太阳能资源，其具有取之不尽，用之不竭的特点，并且对环境的污染较传统的煤炭资源来说比较小，因此光伏发电系统得到了国内外的重视。

关键词：太阳能光伏发电技术应用

从目前的发电技术来看，光伏发电具有很大的资源优势，尤其是光伏电池通过太阳电池方阵、蓄电池组、控制器等多个组成部分的功能发挥，取得了更好的发展前景，光伏发电技术在通信、工业、光伏建筑一体化等多个领域得到了广泛的技术运用和推广，取得了更好的成效。

1太阳能光伏发电现状

近年来，可再生能源的开发利用得到了日益增强的重视与支持，取得了一些重要进展，大大增强了人类在化石能源衰竭后仍能依赖可再生能源可持续发展的信心。太阳能利用主要有光热利用、光伏利用和光化学利用这三种主要形式。我国低温光热利用已经具有可观的规模，它成本低、使用方便、安全可靠，已经为全国广大人民所接受。

对太阳能发电的优势国内外太阳能利用现状，光伏发电的工作原理及运行方式做处出了简介，的处理本课题研究的目的与任务，光伏发电是利用半导体界面的光身伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这钟技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，配合上蓄电池组、控制器、逆变器等部分就形成了光伏发电装置。

2太阳能光伏发电技术综述

2.1基本原理

光伏发电是基于太阳能的一种发电技术，它通过太阳能电池，把光能转化为电能，从而完成发电。太阳电池的基本原理为半导体的光伏效应，当太阳光（或其他光）照射到太阳电池上时，光与构成半导体的材料相互作用产生电子和空穴（因失去电子而带正的电荷），在电池内电场作用下，电子和空穴被分离，从而在电池两端积累起异号电荷，即产生电压。

2.2主要优势

光伏发电的最大优势就在于它的先进的发电技术，相比于其他发电方式，光伏发电省去了许多中间过程，直接把光能转化为电能，减少了能源的损耗，也减少了技术成本，具有便捷、高效、清洁的特点。此外，光伏发电依赖的是太阳能电池，而太阳能这种能源无处不在，在每一个地方有着阳光照射，只不过时间和辐射强度有差异，不同于传统的发电方式，不存在地域限制，而且不必担心取之有尽，是可以无限利用的。因此，光伏发电可以在大部分地区得到应用，具有范围广泛的优势。

3分析光伏发电系统组成及各部分的整体功能

3.1太阳电池组件

从太阳能光伏发电的整体形势来看，是一种将太阳电池辐射直接转换为电能的发电系统，其中，太阳电池组件以及方阵是必不可少的重要环节。太阳电池的单体作为一项光电转换的最小单元格，尺寸有严格的要求，一般都在4-200cm2等，能承受的单体电压大约在0.5v，工作的整体电流也约在20-25mA，尤其是不能作为一种单独的电源来使用。但是，通过将太阳电池组件单体进行串联之后，就可以形成更大的功率，尤其是在作为单独的电源使用上具有很大的作用，其中，太阳电池组件再经过串并联并安装在支架上，就构成了太阳电池方阵，可以满足负载所要求的输出功率，为发电过程的节能以及过程实现提供更好的平台。

3.2储能蓄电池的功能运用

在太阳能光伏发电技术的运行上，储能蓄电池的作用也是完善发电技术的一个关键点，因此，要从多方面强化对储能蓄电池的了解。蓄电池作为光伏发电站的储能装置，能将太阳电池组件以及方阵中吸收太阳辐射，并且将吸收的直流电转换为化学能储藏起来，尤其是在独立运行的光伏发电系统中，就应该要配备储能蓄电池，更好的储藏电量，实现调节电能的效果。当外电路接通两极时，氧化还原反应就在电极上进行，电极上的活性物质就分别被氧化还原了，从而释放出电能，这一过程称为放电过程。放电之后，若有反方向电流流入电池时，就可以使两极活性物质回复到原来的化学状态，这一过程称为充电过程。

3.3充放电控制器的技术功能

在太阳能光伏发电中，蓄电池的整体运用，尤其是铅酸蓄电池的使用过程中，在放电的过程中药加以严格的控制，不能频繁的充电或者放电，会影响蓄电池的整体寿命。因此，要加强充放电控制的技术运用，通过一套系统来防治蓄电池的过度放电等，通过控制器的运用，检测蓄电池的电压与荷电来判断蓄电池是否达到临界点，并发出相应的控制指令。从目前的控制器技术运用来看，用户对系统运行的状态以及各方面的要求越来越高，安全性管理也逐渐加大，系统的安全性管理也逐渐增强。

3.4直流―交流逆变器的整体运用

太阳电池在阳光照射下产生直流电，然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。例如，荧光灯、电视机、电冰箱、电风扇等均不能直接用直流电源供电，绝大多数动力机械也是如此。此外，当供电系统需要升高电压或降低电压时，交流系统只需加一个变压器即可，而在直流系统中升降压技术与装置则要复杂得多。因此，除特殊用户外，在光伏发电系统中都需要配备逆变器。逆变器还具备自动调压或手动调压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。另外，光伏发电系统若要实现并网运行，则输出必须为交流。因此，逆变器已成为光伏发电系统中不可缺少的重要设备。

4太阳能光伏发电技术的应用

4.1通信和工业应用

主要有微波中继站、光缆通信系统、卫星通信和卫星电视接收系统、农村程控电话系统、部队通信系统、铁路和公路信号系统、灯塔

和航标灯电源、气象和地震台站、水文观测系统、水闸阴极保护和石油管道阴极保护等。

4.2农村地区的太阳能光伏农业科技大棚

在一些农村地区和一些偏远地区，由于交通、地形、气候条件的限制，传统的电力系统还难以完成覆盖。光伏发电应用在这些地区，可以为他们提供持续稳定的电力，满足他们的用电需求。尤其是一些农村地区，常常会有大片闲置的陆地，对太阳能的收集十分有利。因此在很多农村地区和边远地区，光伏发电得到了大力的推广，极有力地推动了这些地区的农业和工业的发展，也提高了当地居民的生活水平。

4.3太阳能商品

主要有太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能喷泉、太阳能城市景观、太阳能信号标识、太阳能广告灯箱、太阳能电动汽车、太阳能游艇、太阳能钟、太阳能帽、太阳能手表、太阳能玩具等。

4.4荒漠光伏电站

各类光伏电站为个地区的经济发展提供了有利帮助，其中荒漠光伏电站更是如此。恶劣的条件让沙漠中的资源常常被人忽视，但沙漠中的太阳能源十分充足，完全可以得到采用。荒漠中建立光伏电站是十分合适的，不仅可以带动该地区的经济发展，还可以提供更多的就业机会，吸引人才，有利于荒漠环境的维护建设。

结束语

光伏发电作为一种发展前景良好的发电技术，顺应了时代的趋势，具有很高的研究价值。光伏发电不仅节能环保，其技术相对于其他发电技术来说也更加安全稳定，将大大促进社会经济的发展。我们在对太阳能光伏发电技术进行研究和推广的同时，还要继续发掘新能源，为绿色生产提供更多的可能，以此推动经济的可持续发展。

参考文献

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[3]刘亚芳，赵青，陈强. 光伏发电系统的关键流程节点选择[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊）. 2012（01）