太陽能光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及改進措施

陳濤

【摘 要】太陽能資源在我國的分布較為廣泛，在有光照的地方就有太陽能資源產(chǎn)生，從而這一能源具有十分廣闊的發(fā)展前景。太陽能光伏發(fā)電是運用太陽能這一可再生資源的新技術(shù)，其具有的優(yōu)勢為無污染、清潔以及可再生，在開發(fā)我國能源的過程中，能夠發(fā)揮出非常重要的作用，可有效補充我國其他能源不足之處。在當前階段，太陽能光伏發(fā)電將是一個理想的替代能源，可有效緩解我國資源缺乏的問題。針對這樣的情況，本文主要針對現(xiàn)階段使用太陽能的光伏發(fā)電技術(shù)情況進行分析，并根據(jù)其中存在的問題做出合理改進措施。

【關(guān)鍵詞】太陽能光伏;發(fā)電技術(shù);應(yīng)用現(xiàn)狀;改進措施

引言

我國社會經(jīng)濟在現(xiàn)階段不斷發(fā)展，人類的生活物質(zhì)水平不斷提升，從而消耗了大量的能源，也將會產(chǎn)生嚴重的能源污染問題。為了緩解不可再生能源的缺乏問題，以及減輕能源應(yīng)用對于環(huán)境的污染，這時應(yīng)對各種新能源開發(fā)利用，將原有能源結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，在社會長期發(fā)展的角度來看，應(yīng)對可再生能源以及資源進行開發(fā)。我國有著非常豐富的太陽能資源，開發(fā)和利用太陽能資源是我國現(xiàn)階段比較主要的任務(wù)，在發(fā)展可再生資源過程中，光伏發(fā)電發(fā)展有著較快的速度，光伏發(fā)電是現(xiàn)階段發(fā)展范圍較大的產(chǎn)業(yè)，也是我國新能源開發(fā)的重要組成。

1 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀

發(fā)展太陽能光伏發(fā)電所需要的費用為普通發(fā)電站數(shù)倍，有著非常高的成本，應(yīng)在太陽能發(fā)電方面加強補貼，從而使其發(fā)展應(yīng)用更經(jīng)濟實惠。在相關(guān)政策的影響下，一些地區(qū)出現(xiàn)光伏項目的“0”補貼，這將意味著我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展加快速度。與此同時，我國在應(yīng)用太陽能方面也將達成發(fā)展的商業(yè)化以及規(guī)模化，發(fā)展和應(yīng)用太陽能是現(xiàn)階段社會發(fā)展的主流。但是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在應(yīng)用中還有一些問題存在著。

1.1并網(wǎng)發(fā)電難

太陽能發(fā)電不具預(yù)測準確性，因此光伏電站在供應(yīng)電能方面的可靠性較低，電網(wǎng)在電能質(zhì)量以及運行安全將面臨很大難關(guān)。我國不斷深入研究光伏發(fā)電內(nèi)容，開始有機結(jié)合風電以及光伏發(fā)電等內(nèi)容與電能，對光伏發(fā)電中的問題進行解決。眾所周知，通常情況下太陽能在白天發(fā)電，晚上運用的是光熱電站以及儲能光伏電站中儲存電能，在這之外夜間不發(fā)電，而風則在夜間大量發(fā)電，兩者可以相互補充，從而應(yīng)將其有機結(jié)合起來，使發(fā)電工作均衡發(fā)展。除此之外，太陽能電站有著較大發(fā)電規(guī)模，可設(shè)置“無功補償”設(shè)備，能夠減少發(fā)電站影響公共電網(wǎng)的情況，在調(diào)整公共電網(wǎng)之后，可使發(fā)電系統(tǒng)的運行更具穩(wěn)定性和安全性。

1.2逆變難題

在太陽能光伏組件中逆變器的主要功能是將直流電向交流電進行轉(zhuǎn)換，可提供與電網(wǎng)公司一致的電壓以及頻率，逆變器利用IGBT模塊將電流逆變工作完成，然而逆變過程中將會有電壓紋波產(chǎn)生，現(xiàn)階段解決這一問題的方法是應(yīng)用濾波器。

1.3光伏發(fā)電技術(shù)存在安全隱患

我國光伏發(fā)電網(wǎng)的保護措施較為完善，但從電網(wǎng)解列電站時，易造成光伏發(fā)電系統(tǒng)孤島效應(yīng)，系統(tǒng)能夠針對這一問題自動進行防孤島保護，但具體操作中，依舊會有孤島效應(yīng)產(chǎn)生，使設(shè)備出現(xiàn)故障。因此，為解決這一安全隱患，應(yīng)采取合理的措施進行處理，主動頻移法是處理安全隱患的一種有效檢測方法，能夠檢查斷電的情況，測量電壓頻率以及相位等內(nèi)容。如果斷電檢測指標開始增加，那么可運用智能控制方法，對變電站出現(xiàn)的安全保護隱患進行檢測，并采用保護措施。

2 太陽能光伏發(fā)電改進措施

我國發(fā)展太陽能的光伏發(fā)電系統(tǒng)較晚，但卻有著較快的發(fā)展速度，隨市場規(guī)模的擴大，也逐漸提升生產(chǎn)能力，我國光伏發(fā)電技術(shù)在現(xiàn)階段不斷發(fā)展和完善，光伏市場也有很大的變化發(fā)生，加上我國西北地區(qū)有著非常豐富的太陽能資源，為更好的利用發(fā)電系統(tǒng)，則應(yīng)將財政支持加強。

2.1提升轉(zhuǎn)換的效率，減少成本

在光伏發(fā)電系統(tǒng)之中，將會使用較大的電池結(jié)構(gòu)，也會開發(fā)不同種類的電池，在有較為集中的太陽光輻射時，可運用光電效應(yīng)，提升光電轉(zhuǎn)換效率。在這一過程中也將運用到一些材料，比如，運用稀土金屬和單晶硅中制造太陽電池，對其轉(zhuǎn)換效率影響進行檢測，這一方法是運用光刻照相技術(shù)來構(gòu)建表面結(jié)構(gòu)，將電鍍高度以及寬度比例進行優(yōu)化，從而轉(zhuǎn)換成太陽能電池。

2.2擴大光伏發(fā)電面積

為良好建立光伏系統(tǒng)，應(yīng)對我國大面積的建筑物屋頂加以利用，特別是城市屋頂。我國現(xiàn)階段部分發(fā)達省份有著較大的用電量，并且有著很強的光伏發(fā)電能力，發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)可推動當?shù)亟?jīng)濟的良好發(fā)展，在城市屋頂上構(gòu)建發(fā)電系統(tǒng)，能夠調(diào)節(jié)優(yōu)化城市供電情況，并能在一定程度上實現(xiàn)節(jié)能。加上光伏發(fā)電有著比較廣泛的應(yīng)用范圍，在沙漠以及荒漠中也有大面積的應(yīng)用，這之中我國光伏發(fā)電工程大面積分布在有豐富光照資源的西北地區(qū)，一些地區(qū)臨近電力線路或者是負荷中心，將會獲得良好的旅游資源。

2.3減少應(yīng)用光伏電池材料

在應(yīng)用光伏電池材料時，應(yīng)將使用硅材料的價格降低。我國現(xiàn)階段太陽電池使用的主要材料是硅材料，其中投入較多的是多晶硅材料，其有著較高的市場風險，從而應(yīng)不斷深入研究提純硅材料的技術(shù)，并且需要對各種新技術(shù)進行應(yīng)用。在可以確保獲取同樣電能的前提下，減少使用硅材料，在薄膜電池的使用效率以及成本方面也有較大改善空間，不斷上漲的多晶硅價格，能夠?qū)⒈∧る姵卦诔杀痉矫娴膬?yōu)勢提升。結(jié)合相關(guān)研究得知，砷化鎵電池能夠達到25%的轉(zhuǎn)化率，光伏電池組件有著較長的使用壽命，通常能夠使用30年。我國光伏發(fā)電系統(tǒng)有較高的應(yīng)用效率，并且成本較低，因此我國應(yīng)在政策方面支持光伏發(fā)電的發(fā)展，拓寬國內(nèi)市場，并廣泛應(yīng)用光伏發(fā)電系統(tǒng)，使產(chǎn)品不斷更新和升級。

2.4光伏發(fā)電結(jié)合LED照明

在社會各領(lǐng)域中太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用較為廣泛，新型的技術(shù)材料能夠成熟的結(jié)合太陽能光伏發(fā)電。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展產(chǎn)生了LED照明這一新型技術(shù)，其原理是將電能向光能進行轉(zhuǎn)換，繼而能夠?qū)崿F(xiàn)照明。使LED技術(shù)有效結(jié)合太陽能光伏發(fā)電，太陽能光伏發(fā)電可提供電能給LED照明，將電能轉(zhuǎn)化為光能，電力資源因此可節(jié)省。將這兩者有效結(jié)合，能發(fā)揮出良好作用，加之兩者運行都為直流電，同時有著較低的電壓。

2.5一體化建設(shè)光伏

現(xiàn)階段，因為環(huán)境污染嚴重，人們更注重綠色環(huán)保，因此人們高度重視太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，在建筑設(shè)計中能夠?qū)⑦@一技術(shù)充分應(yīng)用。在建筑物上運用光伏發(fā)電技術(shù)主要表現(xiàn)為建筑物屋頂所安裝的太陽能電池板，應(yīng)用線路連接電網(wǎng)和太陽能電池板，從而在人們?nèi)粘Ｉ钪心軌蛴行?yīng)用太陽能轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電能。應(yīng)用太陽能發(fā)電，可節(jié)約很多資源，將綠色健康理念付諸于實踐，實現(xiàn)社會的健康可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)語

結(jié)合上述可知，太陽能屬于可再生的能源，我國有著豐富的太陽能資源，并且均勻分布，從而應(yīng)用太陽能發(fā)電，將不會產(chǎn)生任何污染以及排放，加上太陽能技術(shù)應(yīng)用較為成熟和安全可靠，我國應(yīng)充分發(fā)展和應(yīng)用太陽的光伏發(fā)電技術(shù)。隨著我國不斷深入研究光伏發(fā)電技術(shù)，也應(yīng)不斷發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)，結(jié)合光伏發(fā)電具有的科技含量，應(yīng)有效研發(fā)各種新材料，將光伏發(fā)電效率提升，使發(fā)電成本降低，推動光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的升級和發(fā)展。

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（作者單位：上海電力建設(shè)有限責任公司）