太阳能光伏发电技术的应用与发展

太阳能光伏发电技术的应用与发展

张劼

华能上安电厂 河北省石家庄市  050000

摘要：得益于国家经济的快速发展，对于我国各项事业也得到了有力的推进。其中对于电力行业来说，为了更好的保证电力行业能够有效发展，积极配合国家未来经济发展和社会发展的需求，国家在电力行业的发展上面更加强调环保、高效、绿色等特点。这也让以太阳能光伏发电为代表的清洁、绿色发电方式成为未来国家发展的重要方向。

关键词：太阳能；光伏发电；技术运用；未来发展

一、太阳能光伏发电的概念

从概念上来看，太阳能光伏发电其原理主要是借助了“光生伏特效应”。具体来看是通过太阳能电池将太阳光从光能的形式转变为电能。在装置的构成上“太阳能光伏发电系统”主要是由“太阳能电池板”、“控制器”、“逆变器”三个重要部分共同形成的。由此不难看出，太阳能光伏发电在装置配置上面主要是以“电子元件”构成。这也使得其相对其他发电形式来说，太阳能光伏发电在设备角度较为简单。因此对于光伏发电设备在使用过程中也较为结实可靠，自身寿命相对较长。以至于日常当发生问题出现故障时，对于其在维修和保养上也较为简便。而在用途角度，太阳能光伏发电装置大到可以安装在航空、航天、飞行器，小到家用电器。

从使用需求上来看，随着21世纪的到来人类工业化水平的高速发展，对于能源问题的需求也越来越突出，尤其是各类能源问题的出现，也造成了相关资源的枯竭。因此以清洁无污染为代表的绿色能源被人们所重视[1]，而电力作为一种高效、绿色的资源类型。其在日常的需求量也随着人类的发展与日俱增。但在传统的电力生产构成中，主要是以火力发电、水利发电、核能发电作为主要的组成部分。尤其是对于我国在电力的发展类型上，当前主要还是以火力发电为主。但火力发电在生产需要大量不可再生的化石燃料作为其资源补充，这不仅造成了严重的资源依赖，还对于其生产环境造成极大的破坏。而随着太阳能光伏发电技术的快速崛起，以太阳能辐射能为资源来源的新型发电技术已经应用于我国当前电力发展中。对此联系实际，虽然当前我国对于太阳能的利用较为广泛但是从水平角度来看，仍然处于起步阶段。这也导致在某些方面，我国在太阳能光伏产业的应用上面相较其他国家仍然存在一定的差距。例如由于部分技术原因，导致我国在太阳能光伏产业的成本较高，投入到国际市场中的竞争力也较弱。这都需要有关政府和企业通过不断的引进、研发，以及采用高效的管理模式来实现对于自身发展水平的提升。

二、太阳能光伏发电技术的应用与发展

（1）太阳能光伏发电技术的应用

首先当前对于太阳能光伏发电技术应用最为广泛的一种形式是以“光伏并网发电”为代表的类型。而这也是我国对于电力发展上面围绕着大电网组成的一个重要手段。采用光伏并网系统能够有效的将“有用功率”和“无用功率”通过网络连接到相应的电力系统中。之后再按照相应的储能装置进行合理分配。因此这一部分的太阳能光伏并网系统也可按照有无储能装置分为有储能系统装置和无储能装置的太阳能光伏并网系统。同时随着他能光伏并网系统的运用，当前人们还结合其在功率以及阵列上面的分布情况，将其分为大型太阳能光伏以及分布式的光伏并网系统。从原理上来看，光伏并网发电其实就是借助了现有的电路网络，通过逆变器装置将光伏系统连接到已经建立的大电网之中。之后当光伏太阳能发电装置开始工作，再将其产生的相应电能通过已经建设的网络输送分配到大电网中，由电网按照相应的负荷和需求进行电力的分配。随着国家的不断发展以及电力运行的需求提升，对于以光伏并网发电为代表的发电系统已经成为当前最为多见和常用的光伏发电模式。

其次是以独立光伏发电系统为代表的太阳能光伏发电应用模式，与传统的发电形式不同独立的太阳能光伏发电系统在连接配置上不与现有的公共电路网络进行联系，这也是其与其他发电模式最大的差异。所以从这一角度来看，独立光伏发电系统的应用主要是集中在一些偏远地区或先天环境无法满足大电网供电的地区，例如以偏远海岛、边境边防、移动哨所等类型。此外这一类独立光伏发电系统中最为重要的一种装置就是以储能原件为代表的储能装置。这是因为由于此类发电主要是集中于白天以太阳能作为主要来源，而在这些地区对于电能的使用不仅需要白天，还需要在晚上保证供良好供应[2]。这就需要在太阳能光伏发电系统中围绕着储能环节，做好储能装置的配置。但相较于光伏并网发电，独立的光伏发电系统在使用环境和对象上较为广泛，所处的气象环境也较为多样，因此对于其可靠性很难给予准确的把握。但这一点相较于偏远地区过去在日常供电上面已经算是取得了极大的进步，对于社会发展与地区进步做到了有效的推进。

再次是以光伏建筑一体化运用为代表的光伏发电应用模式。这种模式在日常主要体现在人们常见的在建筑物的屋顶外部安装的光伏板进行太阳能发电，并且在借助于现有电网与光伏阵列之间的从而将整个建筑物与电网接入形成光伏一体式建筑。这种通过在建筑物外墙以及顶部安装太阳能元器件的形式，不仅能够有效的做到对于太阳光的利用，还能够做到对于墙面以及屋顶的太阳能辐射吸收。在实现发电装置的基础之上，还能够有效的改善人居环境。同时随着科技的发展，外墙建筑材料的进一步还能够为太阳能光伏发电提供更多的可能，让未来在建筑物外墙利用太阳能光伏发电装置变得更加美观。

最后是以混合型光伏发电为代表的发电系统类型，这种类型主要是将现有的多种发电方式太与太阳能光伏发电相结合，共同的运用到太阳能光伏发电中去。这种类型相较于其他类型应用的优势在于其能够通过不同的发电模式在不同状态下发挥其自身优势。在解决用电需求的同时，还能够有效的提高用电效率。例如在西北地区，太阳能光伏发电虽然有着先天优势，但有时也会由于天气情况的转变造成发电效率变低。因此对于这一部分地区就可以将太阳能光伏发电风力发电相结合，打造“光伏风力混合模式”。这样既能够减少由于天气变化造成的系统受损，还能够有效的控制发电载荷，从而达到发电效率提升的目的。

（2）太阳能光伏发电技术的未来发展优势

从发展优势上来看，结合我国实际的发展需求，我国作为世界能源消费大国，截止2018年，我国全年全口径发电量就已接近7万亿kwh[3]。而随着近两年来的不断发展数字还在不断攀升。但从发电量的构成上看，其中以传统火力发电为代表的发电量，占65%左右。所以可以得出我国当前在能源供应的主要侧重还是以传统的化石燃烧发电为主。而这一能源结构相较于发达国家来看还存在着较大的差距。因此对于以可再生能源、绿色清洁能源为代表的太阳能光伏发电，在未来就有着极大的潜力。此外由于太阳能光伏发电既属于可再生能源，同时随着近些年来的技术不断发展，也获得了较大的提升。再加上太阳能光伏发电，在发电过程中既不会产生相关污染，同时对于周围环境也能够做到和谐共生。因此在未来如果能够重视太阳能光伏发电技术的运用，对于环境保护以及气候变化的改善还有这积极的作用。

三、结束语

总而言之，随着科学技术的不断发展，太阳能光伏发电为代表的新技术的不断实践应用，能够有效解决未来的电力需求，最终促进我国实现可持续健康发展。

参考文献

[1]姜浩浩,金光,郭少朋.浅谈太阳能光伏发电技术现状[J].黑龙江工业学院学报(综合版),2021,21(10):83-87.

[2]张连源.太阳能光伏发电技术现状与发展探讨[J].光源与照明,2021(07):60-61.

[3]王志刚,祝秀娟.太阳能光伏发电技术在绿色建筑中的应用及其节能研究[J].建设科技,2020(23):98-102+106.