关于光伏发电技术的应用探讨

关于光伏发电技术的应用探讨

张国威

中电建（海口市）光伏发电有限公司  海南 海口  570100

摘要:随着发电技术的不断进步，在太阳能发电技术的应用中，通过太阳能电池的原理发电，也就是利用光伏效应。而且光伏发电具有一定的优势，资源可再生，经济环保，已成为一种新型的发电技术。本文简要分析了光伏发电项目的保护技术，仅供参考。

关键词:光伏发电技术;应用

随着发电技术的不断进步，在太阳能发电技术的应用中，通过太阳能电池的发电原理，也就是利用了光伏效应。而且光伏发电具有一定的优势，资源可再生，经济环保，已成为一种新型的发电技术。

1光伏发电系统组成

从太阳能光伏发电的技术角度来看，它是利用太阳能资源的一种重要手段，其中，最重要的是要谈谈将光能转化为电能的发电方式，这种技术具有环保、经济优势，发展前景看好。其中，主要工作原理是光伏效应的电池作为半导体通过调理。即当太阳光照射到太阳能电池上时，太阳能电池会吸收光能，通过对光能的不断吸收，就会产生“光生电子-空穴”对。另外，在电池闪电场的影响下，光生电子和空穴会分离，并产生相应的电压，形成动能，具有发电的作用。太阳能光伏发电系统主要由蓄电池、光伏电池组件、控制器、逆变器四部分组成。

1.1太阳能光伏组件

太阳能光伏电池组件是由太阳能电池通过串联和组合而成，然后采用太阳能专用钢化玻璃和密封材料夹层而成，这种玻璃透光性强，强度高，性能好;密封材料的主要作用是抵抗紫外线辐射。电池模块是光伏发电系统的核心器件，起着重要的作用。从目前的情况来看，常用的光伏电池主要有三种，分别是多晶硅电池、单晶硅电池和非晶硅电池[1]。

1.2电池

对于光伏发电系统来说，蓄电池的主要任务是储能，将太阳能转化为化学能的直流电能，还可以大量储存起来供负载应用。从本质上讲，太阳能光伏发电系统的输入能量稳定性较差，往往会因能量不足而影响工作，因此配备蓄电池可以说是保证负载正常工作的重要条件。电池容量通常需要保持在一个稳定的水平，不宜过大或过小，小则不能满足正常应用，大则会导致电池损耗，从而缩短使用寿命。

1.3控制器

控制器的应用对电池起到了重要的作用，可以在很大程度上保证电池的安全可靠，在高效工作的同时延长使用寿命。在电池的工作过程中，控制器的主要作用是控制其充放电，有效避免电池的过充过放问题，同时根据负载的功率需求，严格控制电池的负载输出电能。对于光伏发电系统来说，控制器是核心部分，重要意义不容忽视，除了限制蓄电池的充放电外，还能有效减少短路、雷击等造成的系统损坏，还具有一定的温度补偿功能。

1.4逆变器

逆变器通常可以分为两种，一种是自激振荡逆变器，另一种是分激振荡逆变器，另外根据波形的不同还可以分为方波逆变器和正弦波逆变器。逆变器的主要作用是通过滤波、调制、升压等一系列措施，将蓄电池的直流输出转换成正弦交流电流，使之与系统的照明负载频率和额定电压相匹配，从而保证用户的正常使用。逆变器和控制器也有保护作用，但与控制器相比，有欠压保护、过流保护等几个功能。

2. 光伏发电技术的应用背景

目前，能源消耗越来越严重，石油、煤矿等不可再生资源逐渐枯竭。在确保经济可持续发展的同时，加强环境保护工程建设是我国的一项重要任务。再生资源的应用已受到社会各界的高度重视，并将得到更广泛的发展，逐步取代不可再生资源。在所有可再生能源中太阳能是发展潜力最大的一种，特别是近年来新能源产业发展迅速，为国家电网建设做出了巨大贡献，太阳能光伏发电以其自身的环保、节能、高效等固有优势已成为电力发展的重要组成部分。根据目前的发展趋势，它将在不久的将来得到更广泛的应用。

发展新能源是必然趋势，世界人口的快速增长和工业化造成的能源短缺、温室效应的加剧和环境污染等全球性问题也是能源问题的关键，人们一致认为地球的主要能源——化石燃料在不久的将来将会枯竭。需求牵引推动了光伏技术的发展，由于世界两次石油危机和人类生存环境的污染，温室效应日益加剧，促使人们探索未来的能源，而最有效的方式就是利用太阳能进行光伏发电。偏远地区和部分农村地区的电气化是光伏发电的重要市场。

3.探讨太阳能光伏发电技术及应用

3.1建立独立的光伏发电系统

独立光伏发电系统的建立要求较高，选址通常选择在海岛、边防哨所等偏远孤立地区，远离电网，主要原因是不会接入公共电网。由于太阳能发电通常是在白天进行，而用电时间是24小时，因此在独立光伏发电系统中必须配置储能元件。然而，由于地处偏远，自然环境恶劣，供电的可靠性较差，但仅此一点对于偏远地区来说仍然具有重要意义。

3.2光伏建筑一体化应用

光伏建筑的集成应用主要体现在以下几个方面。(1)在建筑屋顶安装光伏装置，将光伏阵列与电网并联连接，形成光伏建筑一体化系统。(2)将光伏板安装在建筑物的屋顶上，将建筑物原有的幕墙替换为光伏玻璃幕墙，可以有效保证吸收更多的太阳能，既保证了光伏发电系统的效率，又有效控制了发电成本。此外，在建筑墙面装饰材料上也发生了变化，采用彩色光伏组件代替原来的普通材料，在实现光伏发电的同时也提高了建筑的美观性，应用价值很大。

3.3混合型光伏发电系统的构建

混合型光伏发电系统中综合了很多种不同的发电方式，属于一种新型综合性光伏发电系统，构建这种发电系统的主要目标就是为了集中不同发电模式的优势并将其充分发挥出来，有效弥补了彼此之间存在的不足，扬长避短，在很大程度上提高了电能的利用效率。例如光伏发电的稳定性较差，容易受到气候条件变化的影响，对此，如果在风力较大的地区，就可以应用光伏发电与风力发电结合的方式，有效降低了大风天气的不良影响。

3.4光伏发电技术在LED照明中的应用

LED主要是由半导体材料制作而成的，将光伏发电技术应用在LED中可以轻松实现电能与光能之间的转化。这种半导体照明技术相较于传统照明技术来说占据很大优势，不仅保证了照明时间，还具有一定的节能环保作用，后期维护十分容易。光伏发电技术在LED照明系统中的应用将“光生伏特”原理充分显现了出来，整个过程中实现了光能到电能再到光能的转化系统工作效率。

3.5光伏发电技术在农业大棚中的应用

随着光伏发电技术的逐渐普及，在农业生产中也有了一定的应用。农业大棚光伏指的是将光伏发电技术应用到了大棚的智能温控系统中，促进了农业大棚的现代化和智能化。将光伏组件安装在了大棚的钢制骨架上，有效提高了植物补光效率，同时也对大棚内部温度进行了合理控制，在节能环保的同时也为植物生长提供了良好的环境。

结语

总而言之，太阳能作为开发潜力最大的新能源在未来的经济发展中还会不断进步，而太阳能光伏发电技术也会得到更加广泛的应用，各行各业都将会有所渗透，在这种社会大环境下，相关部门也要予以高度重视，确保光伏发电技术应用的合理性，充分发挥其具备的优势，从而为我国的环保工程建设以及经济可持续发展提供有力的条件。

参考文献：

[1]毛亮.我国发展太阳能光伏发电的必要性及技术分析[J].科技传播，2011（20）：66+68.

[2]张立文，张聚伟，田葳，张晓红.太阳能光伏发电技术及其应用[J].应用能源技术，2010（03）：4-8.

[3]赵朝会.光伏发电技术的研究现状和应用前景[J].上海电机学院学报，2008（02）：104-109.