新能源光伏发电系统的应用途径

文/成竹

新能源光伏发电系统的应用途径

文/成竹

光伏发电技术作为新能源的代表，是我国建立能源开发与利用的基础。本文从光伏发电系统的输电原理与系统应用方式中的分析，提出我国在新能源光伏发电系统的应用途径，通过单体用户的供电需求和完善，以及整体电力系统的支持，形成光伏新能源的多元化应用途径，旨在促进我国通过不同渠道应用光伏新能源进行电力系统的补充。

发电系统 光伏能源 应用方式

1 光伏发电系统作为新能源的基础

1.1 光伏发电系统的输电原理

传统资源日渐枯竭，而人类社会在不断开发可供电能消耗的多种再生资源，从而以新型能源取缔传统能源，包括潮汐能、洋流能、波浪能、地热能、风能、水能、生物质能、以及本文讨论的太阳能。从太阳能的开发应用中能够看到其可再生的优势，而更加具备稳定性与清洁性的基础，也是人们普遍认可的资源获取方式。而基于太阳能吸收而转换为电能的技术，就是光伏发电技术。而进行光伏发电的系统，其核心是蓄电池组件，配合相应的控制器和逆变器，形成在光照时间内的光能转换，进而储备相应的电能，以供人们生活需求的应用。当阳光直射到接受设备时，光子激发了电子的内在潜能从而产生了转移，朝向太阳能电池转移，为运动表面增加相应的电子数量，而在形成电池表面与背景的不平衡电子储备时，会从其导线部分转移至电能储备，从而形成太阳能电池的电力与正负极，以供输电需求和应用。

1.2 光伏发电系统的应用概述

光伏发电系统以应用进行区分，可分为并网光伏发电与独立光伏发电两种类型。独立光伏发电系统是在不进行与电网链接的情况下进行的电能输出方式，仅需要配以蓄电池进行电能储备就可以独立完成发电过程。并网光伏发电主要是通过链接国家电网进行的输送发电方式。因其在发电过程中没有进行电能储备，而是将电能输送到国家电网，因此在应用中省去了蓄电池的部分，从而也降低了部分成本。通过利用光伏阵列提供的电能支持，可以节省国家电网成本和能量消耗。但是在传输上也增加了部分传输时间与费用，但是总体上得到了应用途径的广泛拓展。在《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》中国家电网提出了发展光伏新能源发电的规划。而在普遍应用独立光伏发电系统中，也有《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》等政策的支持，从而为研究光伏新能源的应用途径提供了拓展的空间与研究的基础。

2 新能源光伏发电系统的应用途径

光伏发电技术在太阳能资源的获取中提供了可再生持续发展的重要基础，而从发电系统的构造与功能上也可以发现其应用价值的体现，在替代常规能源的发展路线上必然能够支持我国的电能应用。理论上我国电能的输送和产出每年高达19000×108t 标准煤的用量。而太阳能资源的获取可以配横配电系统内的电能支持，从而在日均辐射量4kW·h的每平米中得到广大的电能支持。

2.1 单体用户太阳能光伏技术的应用

太阳能资源适用于我国的全方位地区，而小型的电源光伏发电技术从10W到100W不等，从而适用于不利广泛建设电网的偏远地区。如海岛上或者高原地区和边防哨所等。其家庭用电的需求也可以配合并网发电系统同时供给，产生5～9kW的电力支持。尤其在光伏水泵技术发展之后，可以初步解决某些地区的深井用水和灌溉需求，同时太阳能净水器的研发也为光伏技术提供了无电净水能力。2012年广西广播电视地球站提出了小型太阳能光伏发电系统的设计理念，开发了太阳能光伏发电系统在小型化单体用户应用上的技术支持。只有完善小型太阳能光伏技术的应用，才能够在整体电力系统中得到用电需求的保障。

2.2 太阳能光伏技术在电力系统中的应用

我国电力系统始终处于紧张状态，以城市供电为例，在应用电能的高峰期必然产生过高的需求量，而在配合使用并网光伏发电的过程中，可以规避其使用高峰期的公共用电需求。在交通领域中，部分无人值守的道班中能够通过配合应用光伏技术提供备用电能的支持，从而保障运输能力始终处于有电状态。而部分标志灯和高空障碍灯都能够由其技术提供电力支持。其研发的应用途径中，对于通信通讯的电力支持也不容小觑，通常微波中继站无需人工值守但是当光缆维护站出现电能供给不足的情况，也必须经过人为供电完成通讯电源系统的持续供电，但是依据配合并网光伏发电的应用，可以实际解决这一问题，同时对供电系统形成双重保障。而大型光伏供电站的建立，能够解决我国部分地区的大规模用电问题。其20k W～60MW 的独立光伏电站能够实现停车场充电和风光互补电站的用电需求，从而在其应用中建立起完善的电力系统。

目前我国依据新能源光伏发电系统的发展和完善，对建筑材料的应用进行创新，结合BIPV光伏发电的技术可以实现建筑楼体的电能储备与输出，从而实现节能用电和生态需求。中铁建设集团2016年时，提出应用MPPT技术结构进行光伏发电的应用，对建筑体进行供电配给需求的研究，便于缓解公共用电的需求，提供了单轴跟踪系统的应用方式，从而获取了硬件电力在楼体设计中的容量计算发电数据信息，阐述了光伏发电系统与建筑本身产生的供电需求关系能够应用到光伏栏板、光伏雨蓬、光伏采光顶、光伏幕墙、光伏遮阳等技术的应用实现。而除去建筑行业本身能够得到的电能输出外，在应用到油田作业中也能够提供实际的电能需求，包括对油气设施阴极保护、油区道路监控、边远油井供电系统、LED路灯绿色照明系统、油气管道自控测控系统、输油管道电加热、油田油气管道阀室电源等情况的应用。除此之外我国在电能应用的基础上进行研究，太阳能制氢加燃料电池的研发，能够实现运动物体在其行进中配合光伏发电技术提供自身电能需求。而在电能需求更为特殊的远程船舶上，我国中船黄埔造船集团提出了将太阳能光伏发电技术应用到船舶上的研究，从降低二氧化碳排放量的考虑中，规划了应用主电网构成并网发电系统的应用技术，通过搭载光伏发电系统完成输电需求。

[1]林莉,李玉宏,陈维铅,许世鹏.0.4MW光伏建筑一体化并网发电系统应用及消纳分析[J].内蒙古科技与经济,2016(20)：126-127.

[2]邵心元.光伏发电技术在变电站绿色节能改造工程中的应用研究优先出版[J].电子技术与软件工程,2015(03)：95-98.

作者单位 长园深瑞继保自动化有限公司 江苏省南京市210000

成竹（1983-），男，江苏省南京市人。南京邮电大学通信与信息工程学院2003级本科毕业生。职称：初级工程师。研究方向为试析光伏新能源行业发展迅速的利与弊。