太阳能光伏发电技术及其应用探讨

赵鹏+药炜

【摘要】：国家在发展，社会在变化，对于能源有了新的发展，然而太阳能光伏发电技术属于一种高新技术，不需要任何燃料，并且在整个操作过程中，对于环境不会造成污染，也没有地域的限制。所以近年来这一发电系统被应用在越来越多的企业和工厂之中，也能够看出这一发电方式有着非常重要的市场潜力。文章对太阳能光伏发电技术进行了探讨，并了解到其技术的使用方式以及具体应用情况和发展前景。

【关键词】：太阳能光伏发电；技术；应用

引言

作为新能源之_的太阳能，其与传统能源相比较具有四大优势：储量巨大、应用便利、供应持久、清洁无害。伴随着科学技术的进步，太阳能光伏产业的发展异常迅速，在可预见的未来，太阳能将会成为日趋枯竭的传统化石类能源的有效替代物。虽然太阳能光伏产业拥有非常大的发展潜力，但是，根据光伏产业发展所面临的现实状况与光伏企业发展过程中所遇到的难题来看，如果光伏产业的发展不依靠产业政策的支持而单单只依靠市场行为，太阳能光伏产业的发展会受到技术与资金等多方面不利因素的影响而无法逾越产业初期的发展困局。所以，太阳能光伏产业的发展初期阶段，需要政府部门通过优惠、补贴等政策来支持太阳能光伏产业的发展，完善光伏产业链，并且引导社会资本的引入，通过光伏产业生产规模的不断扩大与技术创新带来的光伏发电成本下降来推动太阳能光伏产业的发展。

1、太阳能光伏发电的基本原理

太阳能光伏发电的原理简单来讲就是光生伏特效应，太阳能电池在这个过程中起到了重要的能量转化作用。具体而言，当太阳光线接触到太阳能电池时，其中的光能会被电池所吸收，进而形成光生電子，而在内建电场的控制之下，光生电子会与空穴发生隔离反应，这种反应产生的异号电荷在经过一段时间的积累之后会汇聚形成光生电压，这就是所谓的光生伏特效应。另外，在内建电场中，一旦接上负载就可以使光生电源流出，从而实现功率的输出与利用，完成从太阳能转化成为电能的最终目的。

2、太阳能光伏发电技术

2.1太阳能电池技术

太阳能发电中所使用的光伏电池，是整个太阳能光伏发电系统中的最主要的部件，也是最核心的零件。其大致的规模和应用的过程中，主要就是需要解决整个发电工作下的两大难题：第一，提高光能向电能转化的效率和速度；第二，降低整个生产过程中的成本。在太阳能发电的过程中，一般情况下是以硅片作为整个发电工作的基础，这也是第一代的光能电池，在这一技术逐渐发展成熟之后，其成本却处于居高不下的位置，所以第二代的光伏电池被发展出来，这种很薄的光电能材料被称作为薄膜技术，在硅胶材料的地面上，进行太阳能向电能的转化，这也在很大程度上降低了光伏电池使用过程中的成本。同时很多研究人员在发展过程中，也逐渐把目光转向了先进薄膜的制造工作中，以此更好地减少开发成本，保证光能发电带给人们最大的经济效益。

2.2孤岛效应检测技术

在电网运行中，错误的操作或维修原因造成供电中断等故障时，光伏并网发电系统会持续运行，并通过负载电压的方式来实现供电，因此形成了自给供电的孤岛，这种现象我们称之为孤岛效益。一旦光伏并网发电系统出现孤岛效应，会出现电频、电压无法控制，用户用电设备受到损害等情况，甚至在维修的过程中还会对维修人员的安全带来影响。在并网逆变器侧中，孤岛效益的检测方法主要有两种方法：被动检测和主动检测。其中被动式检测主要应用于电网断电的情况下，其能够通过对逆变器输出端电压、频率以及相位等变化来检测电压输出中是否出现孤岛效应。而主动式检测主要是通过对逆变器进行调整来对其输出的频率、功率等带来干扰。在电网正常运行时，主动式检测所造成的干扰会被电网锁相环的平衡消除。电网出现故障则会出发孤岛效应。

2.3聚光光伏技术

在太阳从宇宙进入地球在路径上消耗巨大，能够到达地面的光能是非常少的，因此，提高利用率就是目前要解决的问题，聚光光伏技术就是一个巨大的进步，它可以将太阳能聚集到一个相对较小的区域，进而提高太阳辐射的密度，形成高性能聚光电池，这样不仅减低了成本，而且大大的提高了利用率。在整个光伏系统中冷凝器的位置是非常重要的，它的主要功能是太阳能光伏聚集的光通过散热器达到一定温度，然后将太阳光的能量转换成热能，最后进行光电能之间的转换。

3、太阳能光伏发电技术的应用

3.1太阳能水泵

在太阳能水泵运行的过程中，并不需要蓄电池来提供动能驱动其运行，一般情况下其运行主要依靠太阳能电池板的作用。而在大型的光伏水泵中，为了将太阳能电池板中的直流电转换为交流电，通常会安装逆变器，从而促进水泵工作的顺利进行。一般来说，太阳能光伏水泵系统在建立的初期使用的资金是十分巨大的，但是在其运行过程中，会产生的费用较少，使用寿命较长，因此太阳能水泵的建设能够为我国的电力供应作出巨大的贡献。

3.2加强对晶硅生产的环保监管，加快薄膜太阳能电池的发展应用

加强产品生产过程中产生污染环节的监管力度，完善相关处理办法条例，在兼顾到经济效益的同时加大对污染物的回收利用技术设备的投入力度，创造一个环境友好型的光伏生产链条。同时，积极发展具有生产成本低、原材料消耗少、弱光性能优良等优势的薄膜太阳能电池，大面积推广，进而实现光伏建筑一体化。

3.3LED照明中的应用

LED照明的主要材料是半导体，通过与太阳能光伏发电技术的有效结合能够实现电能和光能之间的转化，此过程重点突出了光生伏特效应的技术原理。具体而言，在太阳能电池将太阳能转化成为电能之后，再利用LED系统将电能最终转化为光能。其中，因为LED照明与太阳能光伏发电技术都是直流电，所以转化过程无需变频器，这在一定程度上提高了整个过程的工作效率。另外，在可充放蓄电池的辅助作用下，太阳能光伏发电技术在LED照明中的利用优势表现的尤为突出。

结语

综上所述，太阳能是人类开发的新能源，太阳能光伏发电具有可再生性和环保性，与我国提出可持续发展战略要求一致，也必然是全世界今后研究新能源的主要方向。这个在改革的初期必然会伴随有一系列的疑难杂症，但是我相信随着技术水平的不断进步，我们的事业会不断的成熟，理念会不断的更新，最终促进太阳能光伏发电系统持续发展。

【参考文献】：

[1]建筑节能与可持续发展联合研究中心.建筑节能常见问题分析[M].北京：中国建筑工业出版社，2015：125-131.endprint