影響太陽(yáng)能發(fā)電量典型因素分析

王強(qiáng)

摘 要：能源短缺問題是我國(guó)可持續(xù)戰(zhàn)略發(fā)展過(guò)程中面臨的重要問題，在以往能源充足的情況下，人們并沒有對(duì)能源的合理利用樹立科學(xué)的使用態(tài)度，隨著能源總量逐漸萎縮，人們不得不采取一系列的補(bǔ)救水端來(lái)彌補(bǔ)能源的缺失。在資源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的制定當(dāng)中，太陽(yáng)能作為一種全新的資源受到了社會(huì)各界的關(guān)注，并且人們逐漸認(rèn)識(shí)到了太陽(yáng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染小的顯著優(yōu)勢(shì)，并逐漸將太陽(yáng)能的能源技術(shù)推廣開來(lái)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電可以有效的為人類生活提供源源不竭的能源動(dòng)力。但是太陽(yáng)能光伏發(fā)電的過(guò)程中會(huì)受到眾多因素的影響作用，只有對(duì)這些因素進(jìn)行客觀的分析，才能為太陽(yáng)能光伏發(fā)電提供有力的支撐。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；光伏發(fā)電；影響因素

前言：由于人類在生產(chǎn)以及生活中需要用到大量的煤炭、石油等資源，在持續(xù)的使用當(dāng)中不斷大量的消耗了這些不可再生的資源，同時(shí)資源在使用的過(guò)程當(dāng)中，也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的的污染與破壞，并形成了危害人類健康的溫室效應(yīng)的狀況，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)與能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。面對(duì)迫在眉睫的環(huán)境污染以及能源枯竭的問題，人們逐漸認(rèn)識(shí)到經(jīng)濟(jì)低碳是人類可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，同時(shí)，太陽(yáng)能技術(shù)作為一種綠色環(huán)保的清潔能源，逐漸受到了世界各國(guó)的青睞。但是，太能能在發(fā)電過(guò)程中還受到一些因素的制約，只有有效的處理這些因素，才能充分發(fā)揮太陽(yáng)能的顯著優(yōu)勢(shì)。

一、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)電的組成及原理

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組件、逆變器、充電、放電控制器、計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備、測(cè)試儀表以及蓄電池輔助設(shè)備組合而成。當(dāng)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)接收到陽(yáng)光的照射時(shí)，硅材料會(huì)吸收一部分光分子，同時(shí)接收到了光傳遞的能量并發(fā)生了電子躍遷，躍遷的電子躍遷之后形成自由電子聚集在P-N結(jié)兩側(cè)形成了電位差，當(dāng)外部電路接通時(shí)，通過(guò)電壓作用，電流流經(jīng)外部電流使就會(huì)產(chǎn)生輸出功率[1]。同時(shí)按照蓄電的方式組裝電池組，就可以將光能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存起來(lái)，同時(shí)利用輸送裝置輸送至電網(wǎng)中中，人們即使用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換的電能。

二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)

太陽(yáng)能發(fā)電相較于其他資源具有顯著的優(yōu)勢(shì)，由于太陽(yáng)能無(wú)處不在并且具有取之不盡用之不竭的特征，所以太陽(yáng)能光伏發(fā)電方式可以應(yīng)用在世界上的每一個(gè)角落，其次，太陽(yáng)能發(fā)電相較于其他的能源而言，具有無(wú)污染、綠色環(huán)保的特征，契合我國(guó)能源的可持續(xù)戰(zhàn)略發(fā)展方針[2]。但是，盡管太陽(yáng)能發(fā)現(xiàn)具有以上的顯著優(yōu)勢(shì)，但是還是存在的一定的局限性限制了太陽(yáng)能技術(shù)的有效推廣。太陽(yáng)能發(fā)電離不開光能，但是有些地區(qū)太陽(yáng)光照的時(shí)間非常短暫，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在一天之內(nèi)接收到光能較少，進(jìn)而轉(zhuǎn)換的電能數(shù)量也會(huì)有所降低，太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)光能的高度依賴制約了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的工作機(jī)能。

三、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的影響因素

（一）地球經(jīng)度和緯度

太陽(yáng)達(dá)到地球的輻射量，會(huì)受到自然條件的影響。其中，地球的經(jīng)度和維度是太陽(yáng)能光伏發(fā)電的影響因素之一。緯度較高的地球，相對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)高度角就越小。進(jìn)而導(dǎo)致太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度也降低。對(duì)于緯度較低的地區(qū)，太陽(yáng)高度角不斷增大，使該地區(qū)接受到的太能輻射強(qiáng)度也較高[3]。因此，對(duì)于緯度較低的地區(qū)，對(duì)于太陽(yáng)能的光伏發(fā)電越有優(yōu)勢(shì)。該種情況下的發(fā)電效率較高，由此加大了太陽(yáng)能光伏發(fā)電的利用效率。

（二）大氣層的透明度

大氣層的透明度，也是太陽(yáng)能光伏發(fā)電的影響因素之一。包括地區(qū)的海拔高度，也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生較大的印象。太陽(yáng)光較足的情況下，大氣的透明度較高，太陽(yáng)光穿過(guò)稀薄的大氣層，只有較少的能量發(fā)生損失，由此到達(dá)地球的太陽(yáng)輻射量就很高。若天氣情況較差，太陽(yáng)光在傳播過(guò)程中，會(huì)損失大量的輻射量。因此，到達(dá)地面的輻射強(qiáng)度也就大大減弱。對(duì)于海拔較高的地區(qū)，比如我國(guó)的西藏地區(qū)，其空氣較為稀薄，太陽(yáng)光到達(dá)地面的輻射量會(huì)增多。因此，海拔高、天氣晴朗的天氣，太陽(yáng)光到達(dá)地面的阻力較小，更有利于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的利用。

（三）太陽(yáng)的光照時(shí)間

太陽(yáng)能光伏發(fā)電的影響因素中，也包括太陽(yáng)的光照時(shí)間。太陽(yáng)的光照時(shí)間和周期越久，地球上的太陽(yáng)輻射量就越高。對(duì)于夏季來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)光的日照時(shí)間長(zhǎng)，這樣一來(lái)，長(zhǎng)時(shí)間的太陽(yáng)日照，就是加大到達(dá)地球的輻射量，進(jìn)而加大太陽(yáng)能光伏發(fā)電的效率。因此，對(duì)于北方來(lái)說(shuō)，夏季比冬季更有利于太陽(yáng)能光伏發(fā)電利用。

（四）太陽(yáng)能電池板材料

太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量，是太陽(yáng)能光伏發(fā)電的直接影響因素。而決定太陽(yáng)能電池板質(zhì)量的，直接取決于太陽(yáng)能電池板的組成材料。其電池板的制作材料是許多國(guó)家多年研究的方向。就目前狀況而言，太陽(yáng)能電池板的材料包括許多種類。應(yīng)用最為廣泛的電池板由硅材料構(gòu)成。該種類的電池板，又由單晶體和多晶體硅材料構(gòu)成，具有較為先進(jìn)的制作工藝。在性能上，硅電池發(fā)電效率較高，同時(shí)具有較高的散熱性能和穩(wěn)定性能，具有較高的利用價(jià)值。

（五）逆轉(zhuǎn)器的效率因素

一般情況而言，逆轉(zhuǎn)器的工作功率較大。在高負(fù)荷的供電條件下，其工作效率可以達(dá)到90%以上。在低負(fù)荷的工作環(huán)境下，逆轉(zhuǎn)器會(huì)受到影響，工作效率有所降低。因此，在對(duì)逆轉(zhuǎn)器進(jìn)行選擇時(shí)，要選擇具有跟蹤和控制功能的逆轉(zhuǎn)器。于此同時(shí)，還要選擇自身消耗功率較少的逆轉(zhuǎn)器，以降低成本，提升工作效率。這樣一來(lái)，逆轉(zhuǎn)器就可以根據(jù)太陽(yáng)能的輻射量，進(jìn)行自動(dòng)的開關(guān)。

（六）最大功率峰值跟蹤

逆變器的光伏列陣的位置，直接決定著逆變器的輸入功率。在理想的工作狀態(tài)下，逆變器的光伏列陣功率的最大峰值，會(huì)隨著環(huán)境而發(fā)生改變。太陽(yáng)光的溫度和輻射量，也與逆變器的峰值存在一定差異。逆轉(zhuǎn)器通過(guò)運(yùn)算器和列陣相互聯(lián)系，可以通過(guò)逆變器效率，提升能量的轉(zhuǎn)移效率。因此，要保證逆變器的最大功率，就要將其功率跟蹤達(dá)到相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

四、提高天陽(yáng)能光伏發(fā)電效率的方法

太陽(yáng)能是確保我國(guó)可持續(xù)戰(zhàn)略發(fā)展的重要方針政策，為了保證太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠得到長(zhǎng)足的發(fā)展，我國(guó)還需要不斷的對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究與摸索，首先太陽(yáng)能電池板的新材料研究是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)研究的主要任務(wù)，由于天陽(yáng)能電池板的材料是影響光電轉(zhuǎn)換與傳遞的重要媒介，為此，太陽(yáng)能電池板材料的進(jìn)一步研究勢(shì)在必行。其次，太陽(yáng)能光伏發(fā)電中最大功率的峰值跟蹤研究是天陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容，其可以有效的提升逆變器的利用率與工作效率；再次，優(yōu)化太陽(yáng)能電池板的陣列組合對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的工作效率也有著至關(guān)重要的作用。最后，太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)也是研究的主要內(nèi)容，通過(guò)并網(wǎng)的研究，可以有效降低在太陽(yáng)能并入電網(wǎng)中，產(chǎn)生的沖擊與震蕩。

結(jié)語(yǔ)：太能能是人來(lái)賴以生存的重要再生資源，對(duì)全球資源的可持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的影響作用。并且人類可以通過(guò)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)來(lái)有效利用太陽(yáng)能能量，有效解決環(huán)境污染以及資源危機(jī)的問題，但是，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的高效運(yùn)行還受到一定的制約以及相關(guān)因素的影響，為了提高太陽(yáng)能光伏發(fā)電的技能，我國(guó)還需要不斷對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的影響因素進(jìn)行分析，并不斷進(jìn)行優(yōu)化，為我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展奠定有力的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀西南.太陽(yáng)能光伏電站設(shè)計(jì)要點(diǎn)及影響因素分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，10：181.

[2]郭瑞芳.太陽(yáng)能光伏—溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)效率分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，18：50-51.

[3]吳振華.影響中國(guó)分布式光伏發(fā)電發(fā)展的因素分析[J].通信電源技術(shù)，2014，06：133-134.