光伏发电系统的应用研究

光伏发电系统的应用研究

高超

(山东电力建设第三工程公司266000)

摘要：世界能源短缺和环境污染已成为日益严重的问题，改变能源结构，寻找可再生绿色能源越来越多的引起世界各地的关注。太阳能光伏发电系统的应用可以缓解能源危机，减少环境污染，减少温室效应。虽然在2008中国已经成为世界上最大的太阳能电池生产在中国，然而，国内光伏市场尚未开始，由行业和市场脱节造成的。

关键词：太阳能电池；转换效率；光伏发电系统

1引言

光伏发电的作用是将太阳光辐射至太阳能面板的能力经过光伏效应从而转化成可利用的电能。光伏发电系统输出的是平滑的直流电，然而大多数用电系统需要的是220V交流电压，因此光伏发电系统需要配置逆变系统，将直流电转换为交流电。光伏发电具有如下优点：(1)环保；（2）安全可靠；（3）节能；（4）输出可调；（5）易维护；（6）规模灵活。基于上述优点，光伏发电系统已经成为全球范围内最具发展前途的供电方案的选择。

2光伏发电系统的组成

太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池板所具有的光伏效应，将太阳光辐射至太阳能电池板的太阳能转换为用电系统可利用的电能的一种新型的发电系统。一般情况下，光伏发电系统由太阳能电池板、太阳能控制器、逆变电路以及蓄电池组组成。

（1）太阳能电池板：太阳能电池板作为太阳能光伏发电系统中最主要的部分，它的功能是将辐射至太阳能电池板上的太阳能直接转换成电能，电能可以直接供给用电负载使用或者储存在蓄电池内作为备用电能。

（2）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制蓄电池充电电流和充电电压的大小，防止充电电流和电压过大，避免过充电和过放电现象的发生；并且控制电流和电压波形的稳定性，并且在充电过程中尽可能的降低损耗，从而起到了延长蓄电池使用寿命的作用。由于蓄电池所提供的是直流电源，对于环境不够稳定的场合下，太阳能控制器能够有效地控制直流电源的稳定性。

（3）逆变电路：逆变电路的作用是将太阳能电池板和蓄电池输出的直流电能转变成220V交流电源，从而供给交流负载使用。

（4）蓄电池组：蓄电池组的作用是将太阳能电池板输出的电能储存起来，作为供给负载的备用电能。当光照强度很大的时候，太阳能电池板除了给负载正常供电意外，还起着对蓄电池充电的作用；当光照强度小的时候，由于太阳能电池板供电能力不足，则通过储存在蓄电池中的电能进行补充。

3太阳能光伏发电系统的应用

3.1户用光伏发电系统和小型光伏电站

户用光伏系统和小型光伏电站属于都属于独立式光伏发电系统，它们大多用在我国偏远的山区和贫困的农村地区。自从这两种光伏发电系统投入试运行以来，其发电性能可靠、稳定，电能输出充足。例如，辽宁建昌县贫困无电山区设置了400多套独立式的家用太阳能光伏发电系统，其输出的总功率可达2500W。

3.2屋顶光伏发电系统

随着光伏发电技术应用的进一步普及，世界各个国家也随之推出了屋顶光伏发电系统的研发计划。我也在2008年以后开始将屋顶太阳能光伏发电系统的开发列入国家重点科技攻关计划。将太阳能光伏发电和建筑物相结合具有以下几个优点：

（1）充分利用了建筑物自身的资源，节约了用地资源；

（2）可以就地取材，充分利用了距离的优势，减少了电力输送的线路损耗；

（3）降低了屋顶的温度，从而降低了建筑物的空调热量的发散；

（4）通过光伏发电系统替代了价格较高的建筑物外表面装饰材料(如玻璃幕墙)，使得屋面更加美观协调；

（5）缓解了用电高峰期间用户对电力的需求

（6）配置蓄电池的光伏发电系统满足了许多对于不间断用电负荷的要求。

3.3大型并网光伏发电系统

并网光伏发电系统是近些年新兴的光伏发电技术，是光伏发电技术革新的重要里程碑，也是未来太阳能光伏发电技术的趋势。随着并网光伏发电系统大规模的进入社会各个阶层，现有的能源体系结构将发生质的变化。现如今，以美国、德国为首的发达国家己经开始建立了大量的千瓦级并网光伏发电系统，并且正在研发一批兆瓦级的光伏并网发电系统。我国的并网光伏发电系统起步相对较晚，因此在技术和经验的积累上和上述国家相比，还是有一定的差距。然而我国通过近几年加大投入，已经在深圳建立了目前亚洲范围内规模最大的并网太阳能光伏电站，该发电站总容量可以达到1兆瓦，其年发电能力约为200万KWh，通过科学的计算，每年可以节约煤炭资源约600多吨，减少粉尘的排出80余吨，减少了二氧化碳的排放量约300余吨以及二氧化硫的排放量大约800余吨，为环保事业做出了重要的贡献。该并网光伏电站建成后，不仅是目前亚洲规模最大的并网光伏电站，也是世界范围内屈指可数的兆瓦级的太阳能并网光伏发电系统之一，从而开启了我国在大型并网光伏电站的先河，成为我国并网太阳能发电事业上的里程碑。

4结论

光伏发电技术和产业在当今能源危机的形势下，得到了快速地发展。虽然光伏发电系统运行的关键性技术日渐成熟，但成本高、效率低等特点严重制约其广泛发展与应用。因此如何提高光伏发电系统的效率，从而降低开发成本，日渐成为国内外光伏专家研究的重点。

参考文献

[1]赵为.太阳能光伏并网发电系统的研究[D].合肥:合肥工业大学,2003.

[2]杨永恒,周克亮.光伏电池建模及MPPT控制策略[J].电工技术学报,2011-26(1):229-234.

[3]ArabAH,DrissBA,AmimeurR,LorenzoE.PhotovoltaicsystemssizingforAlgeria[J].SolarEnergy,1995,54(2):99-104.

[4]陈爱龙.光伏发电系统MPPT技术的研究与实现[D].西安:电子科技大学,2011.