淺談自動化在太陽能光伏領域中的應用

摘 要：隨著社會的發展，人類對可再生能源的需求量日益增加，對太陽能等新興能源的關注度也越來越高。但是此類新興能源面臨著開發困難等問題，如何利用自動化等技術，提高太陽能光伏領域的發展，多年來一直是我們關心的話題。本文結合實際，對自動化在太陽能光伏領域中的應用進行了研究。

關鍵詞：太陽能；開發利用；光伏產業；光熱產業

面對不可再生能源的日益減少，太陽能等可再生能源逐步被人們認識和接受，這也從一定程度上對可再生能源的減少起到了緩解作用。但是太陽能等可再生能源面臨著開發難、投資大的情況，所以對這類可再生能源的開發研究也需要加大力度。地球上的可開采能源如果按照現在的使用速度，很可能在未來會面臨資源上嚴重的供不應求，而且對不可再生資源的過度開采，對自然造成的傷害非常大。面臨著這樣嚴峻的形式，太陽能等可再生能源以可再生性、免運輸性、資源免費性、污染性小等各種優勢掀起了一股資源利用新潮流。本文就太陽能產業在如何加入機械自動化技術提出一些建議和分析，希望對可再生能源的持續穩步發展利用作出貢獻。

1.太陽能領域中機械自動化發展的現狀

雖然太陽能等可再生能源具有被大家廣泛認可的優勢，但是在對此類能源的開發上還面臨著非常多的困難。中國在對太陽能資源的開發上沒有自己的核心技術，在生產技術上不能和一些發達國家比較，在對一些太陽能開發過程中產生的廢料處理技術上也不成熟[1]。太陽能產業作為新興產業，用于太陽能資源開發的設備具有復雜性，各種設備之間的關系也愈加多樣，這就奠定了太陽能技術開發產業的高科技地位，同時需要將機械自動化結合到太陽能領域中，提高太陽能開發的技術和效率。

2.太陽能光伏產業的應用

2.1.晶硅技術對太陽能技術的影響

目前在用電方面的重點產業是光伏發電產業，這也是未來的一種趨勢。根據我國關于可再生能源推出的法律和對太陽能光伏產業的全球性重視，我國的太陽能產業隊伍也迅速壯大起來，相應的開發設備也日趨完善[2]。但是，與一些發達國家相比，我國太陽能產業的綜合能力還遠遠不足。現在我國多數的晶硅提純技術是采用改良版的西門子法，并不具備自有的晶硅提純技術，在生產發展中大部分技術還需要借鑒其他國家的先進技術，居于被動地位，用于生產開發過程中消耗的成本過大也是一個比較嚴重的問題。

2.2.PECVD技術對太陽能技術的影響

PECVD設備是廣泛用于太陽能產業的技術，PECVD沉積Si3N4的設備發展已經達到了領先的技術水平地位，因為這種設備的成本相對于國際先進設備的價格較低，所以在國內也受到了一致的歡迎。雖然這種設備在價格上與其他國家先進的開發設備相比具有明顯優勢，但是在機械自動化方面與國際先進開發設備相比具有較大的距離，尤其表現在對設備裝卸片的自動化上[3]。

2.3.硅片切片在應用中的注意事項

太陽能硅片的線切割機理是通過鋼線在機器導輪的旋轉下被帶動，通過鋼線的高速運轉發生摩擦產生的切割過程。在硅片切片技術中對生產的硅片有較大的要求，需要切片的表面光滑平整，允許有小于0.5mm的幾何誤差，對切片上任意一對弧線弦線長度也有明確標準要求。硅片切片技術的發展越來越精準，對硅片切片的厚度要求也越來越高，硅片切片也越來越薄，已經發展到全球最薄硅晶片厚度只有180mm的程度。我國硅切片的生產技術與國際先進技術之間有很大差距，在未來的太陽能開發技術上還留有很大發展余地，在自動絲網印刷技術上也尚未掌握成熟的核心要領。

2.4.對太陽能光伏發電系統的簡述

太陽能光伏發電系統是一種與自動化密切相關的發電系統，這種系統主要功能是對太陽能產品進行智能化的跟蹤，但是我國現在對逆變器等光伏發電系統的必要組件的設計開發技術上的資源很少，在生產規模和成本上尚未達到標準。由于我國在太陽能光伏發電技術上的發展時間較短，所以如何讓開發過程更加智能化是當前需要解決的重要問題，其次是研究如何降低開發成本。這種形勢要求我國科研人員必須在對太陽能產業的研發中加大力度，以最快的速度改善中國在開發中的現狀，增加對太陽能產業的研究力度，解決我國在太陽能開發技術中關于自動化和智能化的問題。

2.5.自動化在光伏逆變器中的應用

在光伏逆變器中，需要考慮到太陽能電池組件的利用率問題，光伏逆變器系統大都在較偏遠地區，由于地理位置的特殊性，需要對光伏逆變器系統進行合理精準的設計，盡量減少該系統設備發生問題的可能性。這就要求太陽能產業相關科研人員在對光伏逆變器的研究開發中具備的縝密思維，以一絲不茍的態度進行開發與研究。

3.太陽能光熱產業的發展應用

目前利用太陽能技術開發的產品已經走進了千家萬戶，比較典型的產品是太陽能熱水器，隨著科學技術的發展，太陽能科學技術也逐漸加入到了建筑工程中，開發出了太陽能建筑，將太陽能技術融入到了人們生產以及生活的方方面面。但是在中國的太陽能發展中，機械化和智能化尚具有明顯的不足，而太陽能建筑正是對太陽能產業技術機械化和智能化高標準要求的體現。對太陽能熱發電系統的主要核心要求是機械自動化，現在研發人員研發出了一種先進的太陽能采暖裝置，這種裝置的主要特點是完全自動控制性，讓整個設備的運行以智能化的方式進行調節。

總結：

隨著科技的進步和不可再生資源的日益減少，人類對太陽能等可再生資源的需求量也越來越大，雖然我國目前在太陽能產業領域上并不占有主導地位，很多技術還不夠成熟，但是相信通過科研人員的不斷創新，中國的太陽能產業一定會穩步前進。可再生資源被人類大量的開發帶來的環境污染也值得大家重視，在不斷對資源的開采利用中，對大自然的破壞性也不容小覷，所以太陽能等可再生資源的開發形勢已經迫在眉睫。

參考文獻：

[1]王仲穎，任東明，高虎，等.中國可再生能源產業發展報告（2009）[M].化學工業出版社，2010，3（34）：324-326.

[2]徐明娜，錢珊珠，張峰，等.基于PLC太陽能采暖控制系統[J].農機化研究，2009，2（11）：24-26.

[3]李強.機械自動化在太陽能領域中的應用[J].江漢大學《科技資訊》，2009，9（12）：31-33.