太陽能光伏發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用探討

趙鵬+藥煒

【摘要】：國家在發(fā)展，社會在變化，對于能源有了新的發(fā)展，然而太陽能光伏發(fā)電技術(shù)屬于一種高新技術(shù)，不需要任何燃料，并且在整個(gè)操作過程中，對于環(huán)境不會造成污染，也沒有地域的限制。所以近年來這一發(fā)電系統(tǒng)被應(yīng)用在越來越多的企業(yè)和工廠之中，也能夠看出這一發(fā)電方式有著非常重要的市場潛力。文章對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了探討，并了解到其技術(shù)的使用方式以及具體應(yīng)用情況和發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】：太陽能光伏發(fā)電；技術(shù)；應(yīng)用

引言

作為新能源之_的太陽能，其與傳統(tǒng)能源相比較具有四大優(yōu)勢：儲量巨大、應(yīng)用便利、供應(yīng)持久、清潔無害。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展異常迅速，在可預(yù)見的未來，太陽能將會成為日趨枯竭的傳統(tǒng)化石類能源的有效替代物。雖然太陽能光伏產(chǎn)業(yè)擁有非常大的發(fā)展?jié)摿?，但是，根?jù)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的現(xiàn)實(shí)狀況與光伏企業(yè)發(fā)展過程中所遇到的難題來看，如果光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不依靠產(chǎn)業(yè)政策的支持而單單只依靠市場行為，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會受到技術(shù)與資金等多方面不利因素的影響而無法逾越產(chǎn)業(yè)初期的發(fā)展困局。所以，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展初期階段，需要政府部門通過優(yōu)惠、補(bǔ)貼等政策來支持太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，完善光伏產(chǎn)業(yè)鏈，并且引導(dǎo)社會資本的引入，通過光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大與技術(shù)創(chuàng)新帶來的光伏發(fā)電成本下降來推動太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1、太陽能光伏發(fā)電的基本原理

太陽能光伏發(fā)電的原理簡單來講就是光生伏特效應(yīng)，太陽能電池在這個(gè)過程中起到了重要的能量轉(zhuǎn)化作用。具體而言，當(dāng)太陽光線接觸到太陽能電池時(shí)，其中的光能會被電池所吸收，進(jìn)而形成光生電子，而在內(nèi)建電場的控制之下，光生電子會與空穴發(fā)生隔離反應(yīng)，這種反應(yīng)產(chǎn)生的異號電荷在經(jīng)過一段時(shí)間的積累之后會匯聚形成光生電壓，這就是所謂的光生伏特效應(yīng)。另外，在內(nèi)建電場中，一旦接上負(fù)載就可以使光生電源流出，從而實(shí)現(xiàn)功率的輸出與利用，完成從太陽能轉(zhuǎn)化成為電能的最終目的。

2、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)

2.1太陽能電池技術(shù)

太陽能發(fā)電中所使用的光伏電池，是整個(gè)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的最主要的部件，也是最核心的零件。其大致的規(guī)模和應(yīng)用的過程中，主要就是需要解決整個(gè)發(fā)電工作下的兩大難題：第一，提高光能向電能轉(zhuǎn)化的效率和速度；第二，降低整個(gè)生產(chǎn)過程中的成本。在太陽能發(fā)電的過程中，一般情況下是以硅片作為整個(gè)發(fā)電工作的基礎(chǔ)，這也是第一代的光能電池，在這一技術(shù)逐漸發(fā)展成熟之后，其成本卻處于居高不下的位置，所以第二代的光伏電池被發(fā)展出來，這種很薄的光電能材料被稱作為薄膜技術(shù)，在硅膠材料的地面上，進(jìn)行太陽能向電能的轉(zhuǎn)化，這也在很大程度上降低了光伏電池使用過程中的成本。同時(shí)很多研究人員在發(fā)展過程中，也逐漸把目光轉(zhuǎn)向了先進(jìn)薄膜的制造工作中，以此更好地減少開發(fā)成本，保證光能發(fā)電帶給人們最大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2孤島效應(yīng)檢測技術(shù)

在電網(wǎng)運(yùn)行中，錯誤的操作或維修原因造成供電中斷等故障時(shí)，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)會持續(xù)運(yùn)行，并通過負(fù)載電壓的方式來實(shí)現(xiàn)供電，因此形成了自給供電的孤島，這種現(xiàn)象我們稱之為孤島效益。一旦光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)孤島效應(yīng)，會出現(xiàn)電頻、電壓無法控制，用戶用電設(shè)備受到損害等情況，甚至在維修的過程中還會對維修人員的安全帶來影響。在并網(wǎng)逆變器側(cè)中，孤島效益的檢測方法主要有兩種方法：被動檢測和主動檢測。其中被動式檢測主要應(yīng)用于電網(wǎng)斷電的情況下，其能夠通過對逆變器輸出端電壓、頻率以及相位等變化來檢測電壓輸出中是否出現(xiàn)孤島效應(yīng)。而主動式檢測主要是通過對逆變器進(jìn)行調(diào)整來對其輸出的頻率、功率等帶來干擾。在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，主動式檢測所造成的干擾會被電網(wǎng)鎖相環(huán)的平衡消除。電網(wǎng)出現(xiàn)故障則會出發(fā)孤島效應(yīng)。

2.3聚光光伏技術(shù)

在太陽從宇宙進(jìn)入地球在路徑上消耗巨大，能夠到達(dá)地面的光能是非常少的，因此，提高利用率就是目前要解決的問題，聚光光伏技術(shù)就是一個(gè)巨大的進(jìn)步，它可以將太陽能聚集到一個(gè)相對較小的區(qū)域，進(jìn)而提高太陽輻射的密度，形成高性能聚光電池，這樣不僅減低了成本，而且大大的提高了利用率。在整個(gè)光伏系統(tǒng)中冷凝器的位置是非常重要的，它的主要功能是太陽能光伏聚集的光通過散熱器達(dá)到一定溫度，然后將太陽光的能量轉(zhuǎn)換成熱能，最后進(jìn)行光電能之間的轉(zhuǎn)換。

3、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用

3.1太陽能水泵

在太陽能水泵運(yùn)行的過程中，并不需要蓄電池來提供動能驅(qū)動其運(yùn)行，一般情況下其運(yùn)行主要依靠太陽能電池板的作用。而在大型的光伏水泵中，為了將太陽能電池板中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，通常會安裝逆變器，從而促進(jìn)水泵工作的順利進(jìn)行。一般來說，太陽能光伏水泵系統(tǒng)在建立的初期使用的資金是十分巨大的，但是在其運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生的費(fèi)用較少，使用壽命較長，因此太陽能水泵的建設(shè)能夠?yàn)槲覈碾娏?yīng)作出巨大的貢獻(xiàn)。

3.2加強(qiáng)對晶硅生產(chǎn)的環(huán)保監(jiān)管，加快薄膜太陽能電池的發(fā)展應(yīng)用

加強(qiáng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生污染環(huán)節(jié)的監(jiān)管力度，完善相關(guān)處理辦法條例，在兼顧到經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)加大對污染物的回收利用技術(shù)設(shè)備的投入力度，創(chuàng)造一個(gè)環(huán)境友好型的光伏生產(chǎn)鏈條。同時(shí)，積極發(fā)展具有生產(chǎn)成本低、原材料消耗少、弱光性能優(yōu)良等優(yōu)勢的薄膜太陽能電池，大面積推廣，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光伏建筑一體化。

3.3LED照明中的應(yīng)用

LED照明的主要材料是半導(dǎo)體，通過與太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的有效結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)電能和光能之間的轉(zhuǎn)化，此過程重點(diǎn)突出了光生伏特效應(yīng)的技術(shù)原理。具體而言，在太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化成為電能之后，再利用LED系統(tǒng)將電能最終轉(zhuǎn)化為光能。其中，因?yàn)長ED照明與太陽能光伏發(fā)電技術(shù)都是直流電，所以轉(zhuǎn)化過程無需變頻器，這在一定程度上提高了整個(gè)過程的工作效率。另外，在可充放蓄電池的輔助作用下，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在LED照明中的利用優(yōu)勢表現(xiàn)的尤為突出。

結(jié)語

綜上所述，太陽能是人類開發(fā)的新能源，太陽能光伏發(fā)電具有可再生性和環(huán)保性，與我國提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求一致，也必然是全世界今后研究新能源的主要方向。這個(gè)在改革的初期必然會伴隨有一系列的疑難雜癥，但是我相信隨著技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，我們的事業(yè)會不斷的成熟，理念會不斷的更新，最終促進(jìn)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】：

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