關于光伏發電應用技術分析

程鵬

（國網湖北省電力公司宜都市供電公司 湖北宜昌 443000）

關于光伏發電應用技術分析

程鵬

（國網湖北省電力公司宜都市供電公司 湖北宜昌 443000）

隨著我國經濟發展水平的不斷提升，工業生產的發展以及城市化進程的加快，使城市環境問題變得日益嚴重。近年來，很多城市中霧霾天氣在一年中出現的次數逐漸增多，對人們的身體健康構成了嚴重的威脅，因而，人們對于環境保護問題也越來越重視。基于此，對于綠色環保新能源的開發與利用成為人們的迫切需求。而光伏發電技術由于具有綠色環保清潔無污染的優勢而受到世界各國的青睞，因此，對光伏發電技術的應用進行分析具有十分重要的現實意義。本文首先對光伏發電的基本原理進行了概述，同時，對其應用進行分析，并對光伏發電技術的發展前景進行了一定的探討。

光伏發電技術；特點；應用

1 引言

經濟的發展離不開能源，而在世界范圍內，能源緊缺已經成為了一個十分嚴重的問題，而傳統的能源，例如石油、煤炭等在使用的過程中能夠對環境產生較大的污染，雖然在對環境污染進行改善的過程中投入了大量的資金，但是，取得的效果仍然不夠理想，因此，對綠色環保的清潔能源進行開發與利用十分必要。

2 光伏發電的基本原理及其特點概述

2.1 光伏發電的基本原理

通過對太陽能電池的利用，將收集到的光能轉化為電能，這種能源轉換方式就是光伏發電。隨著我國經濟的快速發展以及科學技術的不斷進步，人們對于太陽能的研究也不斷深入，光伏發電技術也由一開始的設想逐漸成為現實，這項技術在研究成熟后將很有可能會代替如今人們所使用的煤炭、石油等常規能源。之所以太陽能電池能夠將光能轉換為電能，主要是通過其中的半導體發揮作用來實現的。半導體本身具有一種光伏效應，太陽光照射的光線照射到太陽能電池上，電池對于光線有著吸收的作用，并且在其作用下能夠產生大量的電子－空穴對，這是一種處于不平衡狀態的電子，其穩定性非常差，空穴與電子之間能夠通過電池內電場的作用而分離開來，從而形成兩個區域，這兩個區域在電池的兩端，通過不斷地積累就會形成異號電荷，換句話說就是形成了電壓。

2.2 光伏發電的特點

（1）光伏發電的原理比較先進，其是使光直接轉換成電子，其中不存在任何間接的過程，也沒有任何機械運動的發生，也就是說，在這個過程中，沒有燃燒，也沒有任何可能會對環境造成污染的因素，并且發電的形式也比較簡單。單從這個角度上來說，利用光伏發電技術進行發電，其效率是非常高的。

（2）太陽能資源是一種取之不盡、用之不竭的自然能源，環保無污染，而且也不需要運輸費用，因此，我國應該對太陽能這種清潔型能源進行充分地利用，從而實現我國的可持續發展。另外，硅是光伏發電的主要原料，在我國，該種原料的儲量也是十分豐富的。

（3）光伏發電系統的安裝簡便，在某些必要的情況下，如果需要對其進行搬遷或者是對其容量進行擴大也是比較方便的，而且通過多年的研究，從我國光伏發電系統的性能上來看，其具有較強的穩定性與可靠性。另外，光伏發電系統的運行不需要工作人員進行把手，因而維護的成本也是比較低的。

3 光伏發電技術的應用

3.1 通信和工業應用

光伏發電技術在通信與工業中的應用主要是包括衛星通信、光纜通信系統、衛星電視接收系統、鐵路與公路信號系統、部隊通信系統、氣象與地震臺站、燈塔與航標燈電源、水文觀測系統、石油管道陰極保護等。

3.2 太陽能水泵

一般來說，在太陽能水泵中是不要安裝蓄電池的，其水泵工作主要是通過太陽能電池板來進行的。在大型的光伏水泵站中，通常來說會有逆變器，首先是把太陽能電池板的直流電通過設備轉換為交流電，之后，水泵的運行通過交流電機來實現，如此一來，能夠使其與常規供電實現互補。盡管太陽能光伏水泵系統的建設需要一次性投入大量的資金，但是，其在實際運行的過程中，費用比較低，也有著比較少的維修次數，而且使用壽命也比較長，與小型柴油機抽水相比，其更加具有優越性。尤其是在太陽輻射比較強的干旱地區，對光伏水泵進行應用有著更好地發展前景。

3.3 太陽能商品

主要有太陽能路燈、太陽能庭院燈、太陽能草坪燈、太陽能噴泉、太陽能城市景觀、太陽能信號標識、太陽能廣告燈箱、太陽能電動汽車、太陽能游艇、太陽能鐘、太陽能帽、太陽能手表、太陽能玩具等。

3.4 太陽能照明系統

光與顏色之間建立的一種生理與心理環境就是所謂的“光環境”，其對于人們精神狀態以及心理感受而言，十分有利。而“綠色照明”是指節約能源、保護環境、促效率、改善質量、有益身心的照明光環境，太陽能照明即屬于綠色照明。在建筑領域中，應用太陽能燈主要包括草坪燈、路燈、樓道燈等。太陽能燈的控制器除了需要一般光伏系統的防反充、防過充和過放、防短路和反接等功能以外，還要具有自動開關照明燈的功能。

3.5 在電動汽車上應用光伏貯能系統的思路

光伏貯能系統就是通過對太陽光的利用來進行發電，用蓄電池將其貯存起來，具有光電互補性。這也是光伏貯能系統的主要特點。目前，在一般情況下，會將蓄電池作為電動汽車的主要動力源，但是，當蓄電池的電能放完之后，就需要對其進行充電，而蓄電池有著一定的使用壽命，電池的容量發生變化，就會對續行里程產生極為不利的影響，再加上充電條件的限制，會對其發展產生嚴重的制約。在冬季的時候，氣溫比較低，電池的實際放電容量也會比較低，這樣也會對續行里程產生極為不利的影響。在白天太陽光比較強烈的時候，通過對太陽能板的發電能量進行利用，從而提供動力給電動汽車，與此同時，將多余的電能貯存在蓄電池中。在光線比較弱或者是沒有陽光的時候，蓄電池中貯存的能量能夠為汽車提供動力，從而使汽車的正常行駛得以保證，并在一定上延長電池的續行里程。可以與汽車所需要的動力負荷以及太陽資源的情況來對光伏貯能系統的參數進行設計，通過太陽能與電能的互補，不僅能夠使電池動力系統的可靠性得以提高，而且還能夠在很大程度上使電動汽車的使用成本得以降低。

4 光伏發電技術發展前景分析

4.1 民用光伏發電技術

現如今，隨著經濟的快速發展，人們生產與生活中所使用的化石能源也逐漸減少，而且其在燃燒的過程中會對環境產生不可估量的影響，因此，各個國家正在對清潔型的可再生能源進行研究與開發，并制定出一系列相關的政策。而光伏發電技術的興起與應用不僅能夠使其自身對于電能的需要得以滿足，而且通過并網的方式能夠將剩余的電能轉售給國家。我國人口較多，人均耕地使用面積較少，有大量的土地由于無法耕種而被閑置。隨著并網光伏發電的研究，投入并網光伏系統的成本也將越來越低。在太陽能資源比較豐富的地區，通過對并網光伏發電系統的建設，能夠對閑置的土地資源進行充分地利用，而在此條件下，對于民用光伏發電系統的建設與發展也有著一定的推動作用。

4.2 公用光伏發電技術

近年來，我國公用太陽能光伏產業受到政策以及市場等因素的影響而得到了進一步的發展。隨著國家對于節能減排問題的重視，為了使公用建筑設施能夠減少對化石燃料發電的依賴，對于光伏發電技術的應用力度進行了加強，以此降低污染物的排放，改善生態環境質量。此外，隨著光伏發電設備造價的降低，公用樓宇設施中對光伏發電技術進行應用還能夠在一定程度使政府財政支出得以降低。未來，我國的公用太陽能光伏產業將會得到快速的發展。

4.3 光伏發電技術研究

我國光伏產業已經取得了快速的發展與進步，但是，與發達國家相比還存在著一定的差距。隨著我國民用發電領域以及公用發電領域的快速發展，我國對于光伏發電技術的研究也會不斷地推進。近年來，各高校與科研機構中對于光伏技術的研究力度也不斷加大，相信在未來，光伏發電技術將會在各個領域中均有所應用。

5 結語

隨著我國經濟發展水平的不斷提高，人們的生產生活中對于不可再生資源的使用量越來越大，其也逐漸呈現出一種即將枯竭的狀態，而且其燃燒過程中對于環境造成的影響也是不可估量的，因此，對光伏發電技術進行研究十分必要。近年來，我國對光伏發電系統的研究取得了很大的進步，相信通過更加深入的研究，光伏發電技術將會得到更好地應用。

[1]馬寧.太陽能光伏發電概述及發展前景[J].智能建筑電氣技術，2015（2）：34～35.

[2]王繼東，等.光伏發電與風力發電的并網技術標準[J].電力自動化設備，2014（11）：67～68.

[3]何祚庥.第三代光伏發電技術的最新進展[J].陽光能源，2014（04）：39～40.

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2016-1-20