新能源太阳能发电技术及应用研究

赵鹏+药炜

【摘要】：能源短缺是目前我国发电能源使用中遇到的最大难题，为了满足社会和经济发展对电的需求，我国一直在研发适合进行发电的新能源，在经过不断的研究和发展下，太阳能开始广泛应用于发电技术中。太阳能发电技术主要是利用太阳光和太阳热来进行发电，其在实际进行发电时，有着热发电技术和光伏发电技术的区别。针对此，本文主要对太阳能发电技术的类型进行了相关的分析，并同时详细阐述了太阳能发电的热发电技术和光伏发电技术，以及对太阳能发电技术进行了相关的简介。

【关键词】：新能源；太阳能；发电技术；应用

引言

随着经济的不断发展的同时给环境带来了消极的影响，人们不断的开采常规能源，电力是现代社会发展的必备，经过科学家的不断研究探索，将太阳能应用到光伏发电中是非常环保的，符合现在的理念，对于可持续发展也是做出了贡献。本文将对太阳能光伏发电技术以及其应用进行阐述。

1、太阳能发电原理

当距太阳电池表面很近的PN结受到太阳光的照射时，只要半导体材料的禁带宽度小于入射光子所携带的能量，则在P区、N区以及PN结区，光子就会被吸收产生电子———空穴对。N区中产生的少数载流子在PN结区附近由于存在浓度梯度而要进行扩散，只要它的扩散长度大于少数载流子离PN结的距离，就会有一定的机会扩散到结界面处。在PN结区即P区和N区交界面的两侧，有一个空间电荷区存在，这个空间电荷区也称为耗尽区。在这个耗尽区中，正负电荷之间会形成一个内建电场，电场的方向由N区指向P区。这些扩散到PN结界面处的少数载流子即空穴由于内建电场的作用而被拉向P区。同样，如果P区中产生的少数载流子即电子在PN结区附近扩散到PN结界面处，也会由于内建电场的作用而迅速被拉向N区。PN结区内产生的电子———空穴对在PN结附近累积，使得在P区上获得附加的正电荷，在N区上获得附加的负电荷，这样在PN结上就产生了一个电动势。这一现象便被称为光生伏特效应，也是太阳能能够能够转化成电能的原理。

2、新能源太阳能发电技术及应用

2.1新形势下太阳能光伏技术的类型

光伏发电技术本质上可以分为两类：晶体光伏和薄膜光伏。其中晶体光伏又可以細分为两大类：单晶电池和多晶电池。单晶电池是从圆柱形单晶硅上切割而来的单晶制成；多晶电池是从熔化及再结晶硅的晶锭上切割下来的微细晶片制成。单晶电池的转换率最高，入射光装换率约为18%，但其复杂的制造工艺使得产品的价格略贵；多晶电池的生产成本较低，但是它的转换率较低，入射光转换率约为14%。而薄膜光伏材料是通过将一层超薄光伏材料沉积在基片上制成的，最常用的薄膜光伏材料是用非晶硅制成的，但是也可以使用其它的一些材料。光伏系统也有两种运作模式，其中最为主要的就是并网光伏技术，国际上90%的太阳能光伏发电技术使用的都是这种技术，并网光伏技术是新形势下的太阳能光伏发电技术主要的支撑技术。

2.2高转化效率，低碳环保

该公司高倍聚光太阳能发电核心技术是用菲尼尔透镜将大面积太阳光汇聚到一个极小面积的高转化效率太阳能聚光电池上，使光能直接转化为电能。HCPV采用多结砷化镓电池，具有宽光谱吸收、高转换效率、良好的温度特性、低耗能制造过程等优点，使它能在高倍聚焦的高温环境下仍保持较高的光电转换效率。该公司拥有自主知识产权的高倍聚光发电模组已开始实现产业化，聚光倍数1000倍，理论转化效率为80%，模组平均转换效率达32%以上，约是其他太阳能发电技术的二至三倍。

2.3独立光伏发电系统

在太阳能发电的电厂之中，独立的光伏发电系统是不会和整个电场中的公共电脑系统进行连接的，这属于一种孤立的运行的发电系统。所以在建设的过程中，这种系统也是远离整体的公共电网，在郊区或者野外进行移动式手电方法，这也会使用到便携式的电源，例如：在公共电网比较难以覆盖到的边远山区和海边，都会使用到这一发电设备，由于太阳能所具有的发电特点就是白天发电，而复合电的用电一般是全天候的，也就是说夜间也会使用电能。所以在独立的光伏发电系统中，还需要拥有储存能源的硬件设施，这也是一个必不可少的设备。尽管在整个供电系统过程中，电能受到气象环境的影响因素很大，供电的稳定性也比较差，但是针对边远地区和没有电的居民来说，这也能够解决其对电力的需求，合理有效地解决电能短缺的问题。

2.4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。

2.5形成系统化的太阳能光伏建筑设计体系

太阳能光伏建筑是以建筑作为载体，将光伏系统应用进发电体系，光伏电站出现的质量问题中，近30%是设计问题（包括遮挡、直流线损、光伏整体匹配性等问题），在其设计中有必要形成系统化的设计体系，使建筑与光伏发电系统高效地融为一体，提高太阳能利用率。将场所设计条件调查、太阳光电设备空间配置设计、太阳能光伏发电系统、结构安全性与构造性设计以及太阳能光伏发电系统应用效益评估等标准化、规范化。

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】：

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