关于光伏发电应用技术分析

程鹏

（国网湖北省电力公司宜都市供电公司 湖北宜昌 443000）

关于光伏发电应用技术分析

程鹏

（国网湖北省电力公司宜都市供电公司 湖北宜昌 443000）

随着我国经济发展水平的不断提升，工业生产的发展以及城市化进程的加快，使城市环境问题变得日益严重。近年来，很多城市中雾霾天气在一年中出现的次数逐渐增多，对人们的身体健康构成了严重的威胁，因而，人们对于环境保护问题也越来越重视。基于此，对于绿色环保新能源的开发与利用成为人们的迫切需求。而光伏发电技术由于具有绿色环保清洁无污染的优势而受到世界各国的青睐，因此，对光伏发电技术的应用进行分析具有十分重要的现实意义。本文首先对光伏发电的基本原理进行了概述，同时，对其应用进行分析，并对光伏发电技术的发展前景进行了一定的探讨。

光伏发电技术；特点；应用

1 引言

经济的发展离不开能源，而在世界范围内，能源紧缺已经成为了一个十分严重的问题，而传统的能源，例如石油、煤炭等在使用的过程中能够对环境产生较大的污染，虽然在对环境污染进行改善的过程中投入了大量的资金，但是，取得的效果仍然不够理想，因此，对绿色环保的清洁能源进行开发与利用十分必要。

2 光伏发电的基本原理及其特点概述

2.1 光伏发电的基本原理

通过对太阳能电池的利用，将收集到的光能转化为电能，这种能源转换方式就是光伏发电。随着我国经济的快速发展以及科学技术的不断进步，人们对于太阳能的研究也不断深入，光伏发电技术也由一开始的设想逐渐成为现实，这项技术在研究成熟后将很有可能会代替如今人们所使用的煤炭、石油等常规能源。之所以太阳能电池能够将光能转换为电能，主要是通过其中的半导体发挥作用来实现的。半导体本身具有一种光伏效应，太阳光照射的光线照射到太阳能电池上，电池对于光线有着吸收的作用，并且在其作用下能够产生大量的电子－空穴对，这是一种处于不平衡状态的电子，其稳定性非常差，空穴与电子之间能够通过电池内电场的作用而分离开来，从而形成两个区域，这两个区域在电池的两端，通过不断地积累就会形成异号电荷，换句话说就是形成了电压。

2.2 光伏发电的特点

（1）光伏发电的原理比较先进，其是使光直接转换成电子，其中不存在任何间接的过程，也没有任何机械运动的发生，也就是说，在这个过程中，没有燃烧，也没有任何可能会对环境造成污染的因素，并且发电的形式也比较简单。单从这个角度上来说，利用光伏发电技术进行发电，其效率是非常高的。

（2）太阳能资源是一种取之不尽、用之不竭的自然能源，环保无污染，而且也不需要运输费用，因此，我国应该对太阳能这种清洁型能源进行充分地利用，从而实现我国的可持续发展。另外，硅是光伏发电的主要原料，在我国，该种原料的储量也是十分丰富的。

（3）光伏发电系统的安装简便，在某些必要的情况下，如果需要对其进行搬迁或者是对其容量进行扩大也是比较方便的，而且通过多年的研究，从我国光伏发电系统的性能上来看，其具有较强的稳定性与可靠性。另外，光伏发电系统的运行不需要工作人员进行把手，因而维护的成本也是比较低的。

3 光伏发电技术的应用

3.1 通信和工业应用

光伏发电技术在通信与工业中的应用主要是包括卫星通信、光缆通信系统、卫星电视接收系统、铁路与公路信号系统、部队通信系统、气象与地震台站、灯塔与航标灯电源、水文观测系统、石油管道阴极保护等。

3.2 太阳能水泵

一般来说，在太阳能水泵中是不要安装蓄电池的，其水泵工作主要是通过太阳能电池板来进行的。在大型的光伏水泵站中，通常来说会有逆变器，首先是把太阳能电池板的直流电通过设备转换为交流电，之后，水泵的运行通过交流电机来实现，如此一来，能够使其与常规供电实现互补。尽管太阳能光伏水泵系统的建设需要一次性投入大量的资金，但是，其在实际运行的过程中，费用比较低，也有着比较少的维修次数，而且使用寿命也比较长，与小型柴油机抽水相比，其更加具有优越性。尤其是在太阳辐射比较强的干旱地区，对光伏水泵进行应用有着更好地发展前景。

3.3 太阳能商品

主要有太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能喷泉、太阳能城市景观、太阳能信号标识、太阳能广告灯箱、太阳能电动汽车、太阳能游艇、太阳能钟、太阳能帽、太阳能手表、太阳能玩具等。

3.4 太阳能照明系统

光与颜色之间建立的一种生理与心理环境就是所谓的“光环境”，其对于人们精神状态以及心理感受而言，十分有利。而“绿色照明”是指节约能源、保护环境、促效率、改善质量、有益身心的照明光环境，太阳能照明即属于绿色照明。在建筑领域中，应用太阳能灯主要包括草坪灯、路灯、楼道灯等。太阳能灯的控制器除了需要一般光伏系统的防反充、防过充和过放、防短路和反接等功能以外，还要具有自动开关照明灯的功能。

3.5 在电动汽车上应用光伏贮能系统的思路

光伏贮能系统就是通过对太阳光的利用来进行发电，用蓄电池将其贮存起来，具有光电互补性。这也是光伏贮能系统的主要特点。目前，在一般情况下，会将蓄电池作为电动汽车的主要动力源，但是，当蓄电池的电能放完之后，就需要对其进行充电，而蓄电池有着一定的使用寿命，电池的容量发生变化，就会对续行里程产生极为不利的影响，再加上充电条件的限制，会对其发展产生严重的制约。在冬季的时候，气温比较低，电池的实际放电容量也会比较低，这样也会对续行里程产生极为不利的影响。在白天太阳光比较强烈的时候，通过对太阳能板的发电能量进行利用，从而提供动力给电动汽车，与此同时，将多余的电能贮存在蓄电池中。在光线比较弱或者是没有阳光的时候，蓄电池中贮存的能量能够为汽车提供动力，从而使汽车的正常行驶得以保证，并在一定上延长电池的续行里程。可以与汽车所需要的动力负荷以及太阳资源的情况来对光伏贮能系统的参数进行设计，通过太阳能与电能的互补，不仅能够使电池动力系统的可靠性得以提高，而且还能够在很大程度上使电动汽车的使用成本得以降低。

4 光伏发电技术发展前景分析

4.1 民用光伏发电技术

现如今，随着经济的快速发展，人们生产与生活中所使用的化石能源也逐渐减少，而且其在燃烧的过程中会对环境产生不可估量的影响，因此，各个国家正在对清洁型的可再生能源进行研究与开发，并制定出一系列相关的政策。而光伏发电技术的兴起与应用不仅能够使其自身对于电能的需要得以满足，而且通过并网的方式能够将剩余的电能转售给国家。我国人口较多，人均耕地使用面积较少，有大量的土地由于无法耕种而被闲置。随着并网光伏发电的研究，投入并网光伏系统的成本也将越来越低。在太阳能资源比较丰富的地区，通过对并网光伏发电系统的建设，能够对闲置的土地资源进行充分地利用，而在此条件下，对于民用光伏发电系统的建设与发展也有着一定的推动作用。

4.2 公用光伏发电技术

近年来，我国公用太阳能光伏产业受到政策以及市场等因素的影响而得到了进一步的发展。随着国家对于节能减排问题的重视，为了使公用建筑设施能够减少对化石燃料发电的依赖，对于光伏发电技术的应用力度进行了加强，以此降低污染物的排放，改善生态环境质量。此外，随着光伏发电设备造价的降低，公用楼宇设施中对光伏发电技术进行应用还能够在一定程度使政府财政支出得以降低。未来，我国的公用太阳能光伏产业将会得到快速的发展。

4.3 光伏发电技术研究

我国光伏产业已经取得了快速的发展与进步，但是，与发达国家相比还存在着一定的差距。随着我国民用发电领域以及公用发电领域的快速发展，我国对于光伏发电技术的研究也会不断地推进。近年来，各高校与科研机构中对于光伏技术的研究力度也不断加大，相信在未来，光伏发电技术将会在各个领域中均有所应用。

5 结语

随着我国经济发展水平的不断提高，人们的生产生活中对于不可再生资源的使用量越来越大，其也逐渐呈现出一种即将枯竭的状态，而且其燃烧过程中对于环境造成的影响也是不可估量的，因此，对光伏发电技术进行研究十分必要。近年来，我国对光伏发电系统的研究取得了很大的进步，相信通过更加深入的研究，光伏发电技术将会得到更好地应用。

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1004-7344（2016）04-0092-02

2016-1-20