太FR能光伏发电技术现状及其发展研究

张兴国

【摘要】本文就太阳能光伏发电技术进行概述，对太阳能光伏发电技术的主要内容进行阐述，对太阳能光伏发电技术的现状进行全面分析，并对太阳能光伏发电技术的未来发展进行展望，以真正实现太阳能的充分利用。

【关键词】太阳能；光伏发电技术；现状；发展

在各种资源处于紧张使用状态的情况下时，新能源的研发和利用已经成为世界各国关注的焦点，特别是太阳能、生物能等的不断应用，在很大程度上减少了环境污染，并可以循环、再生利用。因此，对太阳能光伏发电技术的整体情况有比较深入的了解，可以更好的提高资源、能源的利用效率，并有效控制环境污染，最终促进人、自然和经济可持续发展。

一、 太阳能光伏发电技术的概述

目前，使用比较广泛的太阳能发电技术主要是热发电技术和光伏发电技术两种，其中，太阳能光伏发电技术主要是将太阳光能直接转换成电能的形式，转换过程中不需要任何的燃料，也不会给环境造成任何污染，是一种比较先进的高新技术，其具体较高安全性、可靠性、便捷性等特点，并且使用过程中不会产生任何噪音，不受地域的任何限制随处的获取能量。因此，太阳能光伏发电技术的应用过程中，没有任何需要转动的机械部件，故障发生率非常低，维修和养护非常方便，并且，不需要安排人员值班看守，在修建站点时所需的时间很短，规模没有一定的限制，也不需要架设输电线路，使得其可以在建筑物的任何位置安装和使用。

通常情况下，光伏发电技术采用的是半导体材料，在充分利用光伏效应的情况下，将太阳能转换成生活、工作等多方面所需的电能。在实际应用中，半导材料会在一定范围组成空间电荷区，其主要是载流子不断扩散形成的，最终构建成为一个电场。在电场中，两边的载流子具有一定扩撒性，会向着对方区域扩散，而有少部分载流子会在牵引作用下迅速的流动到对方区域。

二、 太阳能光伏发电技术的主要内容

在实际应用过程中，太阳能光伏发电系统是由控制器、光伏电池板、电能储存、变换结构共同组成的，而太阳能光伏发电技术的推广和应用，使太阳能光伏发电系统的运用变得更加高效，对于提高太阳能的有效利用率具有重要影响。目前，太阳能光伏发电技术的主要内容包括如下几个部分：

（一） 光伏阵列的最大功率跟踪技术

为了充分发挥太阳能的作用，以确保其能在光电转换中为太阳能电池提供充足的能量，可以通过控制光伏电池阵列的方式，对其工作点进行调节，从而获得最大输出功率。因此，最大功率的跟踪过程是一个变换的动态过程，在相关研究中其被称作是MPPT技术。根据太阳能光伏发电技术的发展来看，使用较多的光伏阵列最大功率跟踪技术主要有扰动观察法、定电压跟踪法、模糊控制算法、增量电导法、功率回授法等。

（二） 太阳能电池技术

在太阳能光伏发电系统中，光伏电池是非常基础的组成部分，可以有效降低其生成成本，还能使光电转换率不断提高，是未来太阳能光伏发电技术不断发展的重要研究内容。早期时候，光伏电池是以硅片为材料的，其成本非常高，在薄膜技术出现和推广后，光伏电池得到了进一步提高，在降低半导体材料消耗量的情况下，实现了光伏电池的批量生产，从而大大减少光伏电池的生产成本。

（三） 孤岛效应检测技术

采用孤岛效应检测技术，可以及时避免意外安全事故发生，目前，比较常用的孤岛效应检测技术有主动和被动两种，其中，被动式的检测方法是在电网断电情况下，对逆变器频率、输出端电压、谐波和相位等变化情况进行孤岛检测，因此，这种方法在负载功率变化较小、与逆变器输出不对等的场合中。而主动式检测方法主要对逆变器进行有效控制，以给频率、输出功率、相位等造成一定干扰，在实践过程中得到了广泛应用，其主要检测方法包括主动频率偏移法、输出功率扰动法、阻抗测量法等。

（四） 聚光光伏技术

在实际应用过程中，通过采用聚光光伏技术，可以將太阳光汇聚到面积比较小的高性能聚光电池上，使太阳光辐照能量密度变得更大，同时，也可以采用价格相对更便宜的聚光器来代替价格稍微偏高的太阳电池，对于减少光伏发电系统的运行成本具有重要影响。

三、 太阳能光伏发电技术的现状

在“十五”政策实施以后，国家对先进设备、先进技术的引进和应用给以了高度重视，并加大了自己投入和建设力度，使得太阳能光伏发电技术和产业水平得到快速提升，大大缩短我国太阳能光伏发电技术水平与国际水平的差距。例如：江苏某太阳能电力公司在获得国家大力支持后，2005年的生产能力上升到了一百五十兆瓦，并成为了世界五强之一，直到现在其光伏发电技术水平已经在国际领域中处于先进水平。与此同时，太阳能光伏发电技术的实践应用已经得到有效推广，特别是屋顶并网发电技术、高压并网发电技术等的合理运用，使屋顶系统得到不断完善，在很大程度上推动了我国太阳能光伏发电技术的现代化、国际化发展。

四、 太阳能光伏发电技术的未来发展

在二十世纪末时期，部分国家已经将太阳能屋顶计划作为近期未来发展的重点，尤其是太阳能利用效率不断提高的前提下，太阳能电池的产量已经以每年上升率为30%的速度急剧提高，并且出现了供不应求的情况。根据国际相关组织的预测，到2020年，太阳能电池的生产量可能会超过40GW，整个太阳能光伏发电系统的总装机容量有可能超过195GW，使得太阳能光伏发电量可能会超过274Twh，最终成为全球发电量的主要来源。

总的来说，太阳能光伏发电技术在我国未来发展中，是电力供应的主要承担者，根据相关研究人员的预测数据可知，到2020年我国的太阳能光伏发电系统装机总量应该会超过30GW，而到2050年其总量可能会超过100GW。与此同时，在高科技技术不断推广和应用的过程中，我国光伏电池技术水平会得到快速提升，使得其运行成本不断减少，在与常规化能源发电技术相对比的情况下，其具有一定优势。由此可见，在太阳能光伏发电技术不断发展的情况下，其未来发展主要在城市并网光伏发电、边远地区离网供电、荒漠与海岛地区供电和LED与景观灯供电等几方面。同时，必须注重先进人才、设备和技术的合理应用，才能真正推动太阳能光伏发电技术的现代化发展。

结束语：

综上所述，对太阳能光伏发电技术的各种情况有比较全面的了解，并对其未来发展进行合理预测，是不断提高太阳能光伏发电技术水平的重要保障，对于促进太阳能光伏发电技术在更多领域中不断应用具有重要影响。

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