太阳能光伏发电技术在我国的应用探讨

曾益保

【摘要】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。文章首先分析了太阳能光伏发电的基本工作原理、优缺点，其次探讨了太阳能光伏发电技术的应用，最后分析了我国太阳能光伏发电存在的问题，并提出解决对策。

【关键词】太阳能；光伏发电；能源

随着社会的不断发展，人口、资源和经济之间存在着越来越大的矛盾，太阳能光伏技术的应用和开发为解决能源紧缺问题起到了非常重要的作用。目前在对太阳能利用上，主要還是取暖和发电这两个方面，特别是在利用太阳能发电上，其可以完全取代水能和火能的技术，成为新型、绿色的发电技术，确保了能源的可持续利用和发展。

1 光伏发电的基本工作原理

光伏发电技术是充分的利用光生伏特效原理实现的，其通过太阳能电池来将太阳光转化为电能。光伏发电技术可以独立使用进行发电，也可以并网进行发电，其主要由太阳能电池板、控制器和逆变器等部分组成，其组成元器件都为电子元器件，因此发电设备不仅精炼，而且较为稳定，寿命较长，更易于安装和维护。而且在任何电源场合中都可以利用光伏发电技术进行发电。在进行光伏发电时，其以太阳能电池为其最基本的元件，而且电池种类较多，目前以单晶和多晶用量最为常见，只有在一些小系统和计算器辅助电源中都会采用非晶电池。而光伏组件多是由一个或是多个太阳能电池片组成的太阳能电池板。

2 太阳能光伏发电的优缺点

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。

但利用太阳能光伏发电也有其自身的缺点，由于太阳能会受到四季变化及天气等气象条件的影响，而且由于太阳照射能源分布密度较小，所以利用太阳能进行发电时还需要占用较大的空间面积。

3太阳能光伏发电技术的应用

太阳能光伏发电的应用方式有多种，包括独立、并网、混合光伏发电系统，光伏与建筑集成系统以及大规模光伏电站领域；在偏远农村电气化、荒漠、军事、通信及野外检测等领域得到广泛应用，并且随着技术的发展，其应用领域还在不断地延伸和发展。下面笔者仅针对独立、并网、混合光伏发电等三种技术应用方式进行阐述。

3.1 独立光伏发电系统

独立光伏发电系统是不与公共电网系统相联接而孤立运行的发电系统，通常建设在远离电网的偏远地区或作为野外移动式便携电源，比如公共电网难以覆盖的边远农村、海岛、边防哨所、移动通讯基站等等。由于太阳能发电的特点是白天发电，而负荷用电特性往往是全天候的，因此在独立光伏发电系统中储能元件必不可少。尽管其供电可靠性受气象环境等因素影响很大，供电稳定性也相对较差，但它是偏远无电地区居民和社会用电问题的重要解决方式。

3.2 并网光伏发电系统

并网光伏发电系统与公共电网相联接，共同承担供电任务。光伏电池阵列所发的直流电经逆变器变换成与电网相同频率的交流电，以电压源或电流源的方式送入电力系统。容量可以视为无穷大的公共电网在这里扮演着储能环节的角色。因此并网系统不需要额外的蓄电池，降低了系统运行成本，提高了系统运行和供电稳定性，并且光伏并网系统的电能转换效率要大大高于独立系统，它是当今世界太阳能光伏发电技术的最合理发展方向。

3.3 混合光伏发电系统

混合光伏发电系统是将一种或几种发电方式同时引入光伏发电系统中，联合向负载供电的系统。其目的是为了综合利用各种发电技术的优点，避免各自的缺点。如光伏系统的优点是维护少，缺点是电能输出依赖于天气、不稳定。在冬天日照差，但风力大的地区，采用光伏、风力混合发电系统，可以减少对天气的依赖性，降低负载缺电率。

4 太阳能光伏发电存在问题分析

4.1 产业水平低级

中国的光伏产业起步晚，发展缓慢，多晶硅制造技术比较不成熟，不仅生产的多晶硅质量相对较差，而且由于制造工艺水平上的差距，中国的多晶硅制造过程中会消耗大量的能源，这些能源直接或间接的通过煤、石油等能源获取。所以，中国的多晶硅制造多是具有高能耗、高污染、低利润的特点。另一方面，由于太阳能光伏发电市场多是在欧美等国家，国内市场需求量小，绝大多数的光伏产品都是出口到国外，所以中国的光伏产业仅仅是处于产业链的低端，用高资源、高污染的巨大代价获取与之不符的低回报。

4.2 行业产能过剩

现在，全国各地多个地方都兴起了一股新能源热光伏热，大批的光伏项目上马，投产的、在建的、申请批复的项目越来越多，在2010 年之前多晶硅产能就超过了两万吨，产量远远超过五千万吨，产能已经严重过剩。为了中国光伏产业健康有序的发展，政府开始通过政策、经济手段对光伏产业进行调节。

4.3 多晶硅制造能耗大

太阳能光伏发电是一种绿色无污染的环保能源，但是太阳能光伏发电所需的原料多晶硅的制造过程却是一个耗能巨大的生产过程，耗电量甚至高过电解铝产业。现在国外成熟的多晶硅制造技术多是采用优化后的西门子法，耗电量一般不高于150kw.h/kg，中国多晶硅制造技术相对不成熟，耗电量一般要超出国外30% 甚至100%。

4.4 行业发展无序

中国光伏产业虽然体量巨大，但是由于生产的光伏产品多是出口到国外，所以行业发展混乱，往往单打独斗。由于中国光伏产业没有国家层次的行业组织和统一的产业制度，在光伏产业遭遇国外反倾销的时候往往处于被动地位，不能形成统一的强大的行业凝聚力从而具有光伏产业话语权，所以，在反倾销的国际案例中，中国光伏企业屡屡败诉，损失巨大。

5 太阳能光伏发电发展对策

5.1 控制产业规模

中国光伏产业发展要想有序且有竞争力，产业规模一定要严格控制。对已生产的企业严格把控质量关，对在建的企业加强监管，对正在申请的项目严格审批程序。将光伏产业规模控制在一定产量之内，提高行业竞争力。

5.2 促进企业结构调整

耗能高的企业要促进结构优化，加快系统升级，降低生产能耗。促进企业结构调整，加强企业运营管理，提高经营水平。国家应该加大技术研发投入，通过制定相关财税政策促进核心技术研发，摆脱技术水平长期落后的现状，将我国光伏产业发展推向更高水平。

5.3 淘汰环保不达标企业

我国多晶硅制造可以说是一个高污染的行业，原因主要是，第一，资金投入不到位，第二，生产工艺水平不达标。政府应该加强监管，提高行业准入门槛，提高行业环保标准，对环保不达标的高污染企业进行整顿，将生产水平和制造工艺达不到环保要求的新申请的项目淘汰出局。

5.4 推进光伏产业联合

政府应该建立光伏产业联盟，制定实施相关产业政策，建立更高层次的行业协会。加大科研投入，推进光伏产业技术研发，提高行业整体制造水平，提高竞争力。推进产学研结合，建立大型示范企业，加快技术推广，降低资源浪费和环境污染。

6 结语

太阳能光伏发电是未来能源发展新途径，作为新兴产业和朝阳产业，光伏产业的发展还需要走很长的路。制造技术和生产工艺的提高能将这一绿色产业推向新的发展高度，政策制定和行业有序的组织联合是中国光伏产业发展的必经之路。

参考文献：

[1]唐磊.关于太阳能光伏发电技术思考与探讨[J].中国科技投资，2013（14）

[2]于雪梅.谈太阳能光伏发电系统的原理与应用[J].工程建设与设计，2013（8）