关于太阳能光伏发电发展趋势的分析

嵇尚海

(南京中核二三能源工程有限公司,江苏南京　210008)

关于太阳能光伏发电发展趋势的分析

嵇尚海

(南京中核二三能源工程有限公司,江苏南京210008)

随着能源紧缺问题的不断严重,全世界都在关注绿色能源的发展。近年来,随着太阳能电池光伏单晶硅原材料成本的下降,太阳能光伏发电得以受到越来越多的重视。不仅能够替代部分常规能源,而且在开始在世界能源消费中占据重要的位置,并将成为未来世界能源供应的主体。文章分析了太阳能光伏发电技术的应用,并进一步对太阳能光伏发电的前景进行了阐述。

太阳能光伏发电技术发展趋势

随着经济的发展和人口的增加，能源面临着供应不足，各国都在努力寻求稳定充足的能源供应，可再生能源的开发利用尤为引人注目。光伏发电指利用太阳能电池组件将太阳光能直接转化为电能，具有转化环节少、资源蕴含量取之不尽、能源质量高、建设周期短、发电方式接近零排放等优势。

1　太阳能光伏发电概述

进入21世纪后，随着人类工业化文明的日趋发展，能源问题越来越受到重视和关注，电力的需求量也随之增长，其中火电、水电、核电等占了很大的比重。我国发电的主要来源仍是火力发电，但火力发电需要燃烧大量的煤炭、石油等化石燃料，造成了资源的匮乏和环境的破坏。太阳能光伏发电技术逐渐兴起，这是一种将太阳辐射能转化为电能的新型发电技术。目前中国的太阳能发电尚处于起步阶段，由于技术问题，中国的太阳能光伏产业成本高，竞争力弱，这不仅需要技术的引进、开发，产业的管理模式，这更是政府的政策引导和扶持作用。

2　太阳能光伏发电技术的具体应用

2.1光伏并网发电

光伏并网系统通常可以看作是大电网的组成部分，它可以传输有功功率和无功功率到与之相连接的电力系统中。按照有无储能装置，光伏并网系统可分为有储能装置光伏并网系统和无储能装置光伏并网系统。根据功率级别和光伏阵列的分布情况，可将光伏并网系统分为集中型大型光伏并网系统和分布式小型光伏并网系统。光伏并网发电就是利用并网逆变器将光伏系统连接到大电网中，将光伏系统所产生的电能传输到大电网中，由电网进行分配，为当地的负荷供电。随着对系统稳定运行要求的逐步升高，光伏并网发电已成为当今社会光伏发电系统主要采用的运行方式。

2.2独立光伏发电系统的建立

独立光伏发电系统由于不与公共电网相连接，因此其建设地点一般选在与电网隔离的偏远地区，比如海岛、移动通讯站及边防哨所等。储能元件是独立光伏发电系统中不可缺少的，这是由于太阳能发电一般选择在白天，然而负荷用电是全天24h实施，这就需要在光伏系统中设置必要的储能元件。在气象环境影响下，其供电可靠性很难得到保障，然而对于偏远无电地区而言这一系统的建立已然产生十分重要的社会价值。

2.3光伏建筑一体化应用

关于光伏建筑的一体化应用主要表现为两个方面: 通过在建筑物屋顶安装光伏器件的方式实现电网与光伏阵列的并联，进而构成光伏建筑一体化系统; 通过建筑和光伏器件集成化的方式于屋顶位置设置光伏电池板，利用光伏玻璃幕墙替代原有幕墙，提高墙面积屋顶的太阳能吸收量，这就同时实现了建材功能与发电功能，是对光伏发电成本的有效控制。与此同时，在墙体外饰材料研究方面也出现了全新的彩色光伏模块，这在充分利用太阳能光伏发电原理的同时也使得建筑物外观更具美学欣赏价值。

2.4混合型光伏发电系统的构建

所谓的混合型光伏发电系统是将多种发电方式相互融合并应用于光伏发电系统的过程，混合型光伏发电系统的构建旨在发挥不同发电模式的技术优势，扬长避短，从而更加有效地提高电能的利用率。例如光伏发电经常会受到天气状况的影响，在冬季风力较大地区，就可通过光伏发电和风力发电的混合模式，尽可能减少天气变化对发电系统的影响，进而达到控制负载发电率的目的。

2.5光伏发电在LED照明中的应用

作为半导体材料制作而成的组件，LED与光伏发电的结合可实现电能至光能的转化。这一半导体照明技术不仅有着环保、节能、高效的技术优势，并且照明周期较长，且易于维护。光伏发电在LED照明系统中的应用突出了光生伏特效应的技术原理，通过太阳能电池实现对太阳能至电能的转化，再借助LED照明系统将其转化为最终的光能。

3　太阳能光伏发电系统的前景展望

目前在太阳能光伏并网发电的应用，通常是通过建立集中式大型并网光伏电站及一些分散式小型并网光伏系统来实现光伏发电。此外，光伏建筑一体化发电系统也不断发展，其投资小，而且不需要占有多大的面积，建设周期较短，发展较快。总体来看，当前光伏发电的主流还是大型并网电站和分布式电站，而分布式发电具有广阔的发展前景。

首先，太阳能光伏发电与常规的发电系统相比具有较为明显的优点，由于其是利用太阳能来进行发电，不仅安全可靠，而且无污染，没有噪音产生，同时太阳能资源也不会存在枯竭的危险。利用太阳能进行发电不用受到资源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同时也不需要架设输电线路，能源质量较高，而且易于建设，可以在较短时间内即可获取到能源，使用者对太阳能光伏发电更易于接受。其次，随着不可再生能源的大量开采与利用，使人类面对的能源危机问题日趋严重。太阳能取之不尽、用之不竭，低成本、高效益，尤其具有极高的清洁性，越来越受到关注。合理利用太阳能等可再生能源发电是解决能源危机和环境污染问题的一种有效方法，对可持续发展具有极其重要的意义。随着科学技术的不断进步，光伏组件材料的价格也随之不断降低，光伏发电越来越明显地显现出其经济效益和可利用的社会价值，使其作为缓解能源压力和改善环境的重要战略引起发达及发展中国家重视。此外，目前我国太阳能光伏发电项目已经取得了大量的成功经验，近年来国家也针对光伏电站的前期核准备案、电价补贴、电力接入以及税收等方面出台了一系列的支持政策，这对于太阳能光伏发电的建设起到极为重要的作用，而且随着各项目的建设和投产，我国光伏发电的装机总量将不断增加，根据国家能源局发布的“太阳能发电十二五规划”，2015年中国光伏累计装机容量可达35GW。

4　结语

近年来，我国太阳能光伏发电行业得以快速的发展，无论是太阳能电池的产量还是太阳能光伏发电装机容量都得以不断增加，相信在不久的将来，太阳能光伏发电将取代常规的发电系统，成为能源的主体。

[1]吴理博.光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现[D].清华大学,2006.

[2]马宁.太阳能光伏发电概述及发展前景[J].智能建筑电气技术, 2011(2).