太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用的現(xiàn)狀及發(fā)展

李海建 吉成珍

華能青海發(fā)電有限公司新能源分公司 青海西寧 810000

隨著社會科技的發(fā)展，各種技術(shù)不斷的出現(xiàn)，電力行業(yè)中也是這樣，應(yīng)用的發(fā)電形式已經(jīng)比較多。但是就現(xiàn)在而言，我國主要的還是火力發(fā)電，其不但消耗了大量的資源，還污染了環(huán)境。太陽能本身便是一種綠色能源，并且是可再生的，若是能夠?qū)⑵鋸V泛的運(yùn)用到發(fā)電中去，不但能夠改善我國的電力構(gòu)成，還能夠保護(hù)環(huán)境。

1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)概述

1.1 太陽能光伏發(fā)電原理

太陽能光伏發(fā)電利用了太陽能天池的光生伏打效應(yīng)，從而將太陽光的輻射直接轉(zhuǎn)化成電能。當(dāng)物體受到陽關(guān)的照射時(shí)，物體的電荷分布會發(fā)生變化，從而產(chǎn)生電動勢，光伏發(fā)電就是利用了這個(gè)原理。發(fā)電時(shí)太陽光照射半導(dǎo)體的PN節(jié)，PN節(jié)的兩邊就會出現(xiàn)光生電壓，這就是光生伏打效應(yīng)[1]。

1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的種類

光伏系統(tǒng)由太陽能電池組件、充放電控制器、逆變器和檢測儀表等構(gòu)成，根據(jù)不同的用途和不同的應(yīng)用環(huán)境，還可以細(xì)分為離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和混合體統(tǒng)。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)多使用在偏遠(yuǎn)山區(qū)、海島、荒漠地帶等等，這些位置的最大特點(diǎn)就是與電網(wǎng)的距離較遠(yuǎn)，使用光伏發(fā)電系統(tǒng)就可以為少量用戶供電。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)將光伏發(fā)電和電網(wǎng)相連，可以調(diào)整電網(wǎng)的高峰，并減少電網(wǎng)建設(shè)的投入，具有很強(qiáng)的靈活性，這種技術(shù)也正常成為光伏技術(shù)發(fā)展的主流?；旌舷到y(tǒng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，結(jié)合了不同發(fā)電方式的優(yōu)點(diǎn)，充分使用太陽能，但是這種方式控制非常復(fù)雜，必須有獨(dú)立的系統(tǒng)才能有效維護(hù)。

1.3 太陽能光伏的發(fā)電特性

首先，由于其能量來源是太陽，使得發(fā)電非常清潔，并且還不存在資源枯竭的問題，也不會因?yàn)槭袌鲆蛩貙?dǎo)致原料變動從而造成發(fā)電成本的變化。其次，這種發(fā)電方法受到的限制很小，太陽光在任何地方都存在，使得光伏發(fā)電具有較強(qiáng)的通用性。最后，光伏發(fā)電的設(shè)備比較簡單，不需要太多的維護(hù)，也不會在發(fā)電過程中產(chǎn)生垃圾。但是光伏發(fā)電受到時(shí)間因素的影響很大，在夜間并不能工作，季節(jié)、天氣等因素等變化也會影響到發(fā)電量[2]。

2 太陽能光伏發(fā)電發(fā)展的前景分析

2.1 太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)勢和劣勢

要分析太陽能光伏發(fā)電的前景，必須明確當(dāng)前太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)勢和劣勢。就太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)勢來看，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，利用太陽能光伏發(fā)電不需要消耗能源，因此發(fā)電的成本會相應(yīng)下降；其次，太陽能光伏發(fā)電具有可持續(xù)性，不會受到能源儲備的影響；第三，太陽能光伏發(fā)電主要依靠可再生能源，因此具有取之不盡、用之不竭這一特點(diǎn)；第四，太陽能光伏發(fā)電沒有環(huán)境污染和噪音污染，更加安全環(huán)保；第五，太陽能光伏發(fā)電有利于偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電，不會對電網(wǎng)建設(shè)形成制約，就太陽能光伏發(fā)電的缺陷來看，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是受氣象變化的牽制，發(fā)電具有不連續(xù)和不穩(wěn)定的特點(diǎn)；二是占地面積較大，不利于大規(guī)模建設(shè)；三是太陽能光伏發(fā)電的技術(shù)應(yīng)用不成熟，因此投資成本較高，難以大范圍推廣。

2.2 太陽能光伏發(fā)電的前景思考

太陽能光伏發(fā)電主要應(yīng)用的原理是光生伏打效應(yīng)，指的是半導(dǎo)體材料在太陽光照射的情況下產(chǎn)生電動勢，能夠?qū)⑻柟庵g轉(zhuǎn)換為電能，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電需求。當(dāng)前太陽能光伏發(fā)電主要有兩種應(yīng)用類型，一種是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，另一種是獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)。由于我國對太陽能光伏發(fā)電的研究已經(jīng)相對穩(wěn)定，因此未來必將進(jìn)入大規(guī)模的建設(shè)時(shí)期，并成功應(yīng)用于工業(yè)、通信等行業(yè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)的項(xiàng)目建設(shè)，例如當(dāng)前在青海、甘肅、寧夏、新疆等省份已經(jīng)核準(zhǔn)大規(guī)模的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)，從而保障偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電。由于電能的轉(zhuǎn)換來自于太陽能，因此太陽能光伏發(fā)電的效果與氣象情況具有密不可分的關(guān)系，在電網(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)該將氣象預(yù)報(bào)納入其中，避免太陽能光伏發(fā)電不穩(wěn)定影響電網(wǎng)的運(yùn)行安全[3]。

2.3 太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展建議

太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)是有利于國計(jì)民生的重要產(chǎn)業(yè)，因此必須制定合理的發(fā)展目標(biāo)。當(dāng)前我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題集中于市場需求與產(chǎn)業(yè)發(fā)展之間的不平衡，因此必須加快對市場的刺激，提高市場對太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的認(rèn)知程度和重視程度，同時(shí)對光伏發(fā)電的技術(shù)進(jìn)行深入研發(fā)，著重在降低成本的前提下提升轉(zhuǎn)換的效率，加快對原材料的研發(fā)，轉(zhuǎn)變從國外進(jìn)口材料的現(xiàn)狀。例如國家可以聯(lián)合社會電力企業(yè)，建立專項(xiàng)的光伏發(fā)電研發(fā)中心，引進(jìn)先進(jìn)研發(fā)人才和資源，加快光伏發(fā)電材料的研制，并且開展系列化的光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)，針對不同的市場需求規(guī)范太陽能光伏發(fā)電的使用方式和發(fā)電準(zhǔn)則，從而與市場需求相銜接。例如開發(fā)房頂發(fā)電項(xiàng)目，使太陽能光伏發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)與建筑一體化的發(fā)電方式，從而刺激市場的需求。另外，還可以綜合應(yīng)用清潔能源進(jìn)行發(fā)電，彌補(bǔ)太陽能光伏發(fā)電不連續(xù)、不穩(wěn)定的影響[4]。

3 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人口的不斷增加，對于能源的需求量也在不斷的增加，但是就現(xiàn)在而言，絕大多數(shù)的能源都是不可再生的，若是長期如此，資源很容易枯竭，并且燃燒大量的化石燃料會產(chǎn)生大量的二氧化碳以及各種有害氣體，會給大氣造成嚴(yán)重的破壞。若是能夠?qū)⑻柲軓V泛的運(yùn)用到發(fā)電中去，不但能夠改善我國的電力構(gòu)成，還能夠保護(hù)環(huán)境，所以，我們必須重視其技術(shù)研發(fā)，給其發(fā)展提供便利。