太陽能光伏發電技術及其應用探討

趙鵬+藥煒

【摘要】：國家在發展，社會在變化，對于能源有了新的發展，然而太陽能光伏發電技術屬于一種高新技術，不需要任何燃料，并且在整個操作過程中，對于環境不會造成污染，也沒有地域的限制。所以近年來這一發電系統被應用在越來越多的企業和工廠之中，也能夠看出這一發電方式有著非常重要的市場潛力。文章對太陽能光伏發電技術進行了探討，并了解到其技術的使用方式以及具體應用情況和發展前景。

【關鍵詞】：太陽能光伏發電；技術；應用

引言

作為新能源之_的太陽能，其與傳統能源相比較具有四大優勢：儲量巨大、應用便利、供應持久、清潔無害。伴隨著科學技術的進步，太陽能光伏產業的發展異常迅速，在可預見的未來，太陽能將會成為日趨枯竭的傳統化石類能源的有效替代物。雖然太陽能光伏產業擁有非常大的發展潛力，但是，根據光伏產業發展所面臨的現實狀況與光伏企業發展過程中所遇到的難題來看，如果光伏產業的發展不依靠產業政策的支持而單單只依靠市場行為，太陽能光伏產業的發展會受到技術與資金等多方面不利因素的影響而無法逾越產業初期的發展困局。所以，太陽能光伏產業的發展初期階段，需要政府部門通過優惠、補貼等政策來支持太陽能光伏產業的發展，完善光伏產業鏈，并且引導社會資本的引入，通過光伏產業生產規模的不斷擴大與技術創新帶來的光伏發電成本下降來推動太陽能光伏產業的發展。

1、太陽能光伏發電的基本原理

太陽能光伏發電的原理簡單來講就是光生伏特效應，太陽能電池在這個過程中起到了重要的能量轉化作用。具體而言，當太陽光線接觸到太陽能電池時，其中的光能會被電池所吸收，進而形成光生電子，而在內建電場的控制之下，光生電子會與空穴發生隔離反應，這種反應產生的異號電荷在經過一段時間的積累之后會匯聚形成光生電壓，這就是所謂的光生伏特效應。另外，在內建電場中，一旦接上負載就可以使光生電源流出，從而實現功率的輸出與利用，完成從太陽能轉化成為電能的最終目的。

2、太陽能光伏發電技術

2.1太陽能電池技術

太陽能發電中所使用的光伏電池，是整個太陽能光伏發電系統中的最主要的部件，也是最核心的零件。其大致的規模和應用的過程中，主要就是需要解決整個發電工作下的兩大難題：第一，提高光能向電能轉化的效率和速度；第二，降低整個生產過程中的成本。在太陽能發電的過程中，一般情況下是以硅片作為整個發電工作的基礎，這也是第一代的光能電池，在這一技術逐漸發展成熟之后，其成本卻處于居高不下的位置，所以第二代的光伏電池被發展出來，這種很薄的光電能材料被稱作為薄膜技術，在硅膠材料的地面上，進行太陽能向電能的轉化，這也在很大程度上降低了光伏電池使用過程中的成本。同時很多研究人員在發展過程中，也逐漸把目光轉向了先進薄膜的制造工作中，以此更好地減少開發成本，保證光能發電帶給人們最大的經濟效益。

2.2孤島效應檢測技術

在電網運行中，錯誤的操作或維修原因造成供電中斷等故障時，光伏并網發電系統會持續運行，并通過負載電壓的方式來實現供電，因此形成了自給供電的孤島，這種現象我們稱之為孤島效益。一旦光伏并網發電系統出現孤島效應，會出現電頻、電壓無法控制，用戶用電設備受到損害等情況，甚至在維修的過程中還會對維修人員的安全帶來影響。在并網逆變器側中，孤島效益的檢測方法主要有兩種方法：被動檢測和主動檢測。其中被動式檢測主要應用于電網斷電的情況下，其能夠通過對逆變器輸出端電壓、頻率以及相位等變化來檢測電壓輸出中是否出現孤島效應。而主動式檢測主要是通過對逆變器進行調整來對其輸出的頻率、功率等帶來干擾。在電網正常運行時，主動式檢測所造成的干擾會被電網鎖相環的平衡消除。電網出現故障則會出發孤島效應。

2.3聚光光伏技術

在太陽從宇宙進入地球在路徑上消耗巨大，能夠到達地面的光能是非常少的，因此，提高利用率就是目前要解決的問題，聚光光伏技術就是一個巨大的進步，它可以將太陽能聚集到一個相對較小的區域，進而提高太陽輻射的密度，形成高性能聚光電池，這樣不僅減低了成本，而且大大的提高了利用率。在整個光伏系統中冷凝器的位置是非常重要的，它的主要功能是太陽能光伏聚集的光通過散熱器達到一定溫度，然后將太陽光的能量轉換成熱能，最后進行光電能之間的轉換。

3、太陽能光伏發電技術的應用

3.1太陽能水泵

在太陽能水泵運行的過程中，并不需要蓄電池來提供動能驅動其運行，一般情況下其運行主要依靠太陽能電池板的作用。而在大型的光伏水泵中，為了將太陽能電池板中的直流電轉換為交流電，通常會安裝逆變器，從而促進水泵工作的順利進行。一般來說，太陽能光伏水泵系統在建立的初期使用的資金是十分巨大的，但是在其運行過程中，會產生的費用較少，使用壽命較長，因此太陽能水泵的建設能夠為我國的電力供應作出巨大的貢獻。

3.2加強對晶硅生產的環保監管，加快薄膜太陽能電池的發展應用

加強產品生產過程中產生污染環節的監管力度，完善相關處理辦法條例，在兼顧到經濟效益的同時加大對污染物的回收利用技術設備的投入力度，創造一個環境友好型的光伏生產鏈條。同時，積極發展具有生產成本低、原材料消耗少、弱光性能優良等優勢的薄膜太陽能電池，大面積推廣，進而實現光伏建筑一體化。

3.3LED照明中的應用

LED照明的主要材料是半導體，通過與太陽能光伏發電技術的有效結合能夠實現電能和光能之間的轉化，此過程重點突出了光生伏特效應的技術原理。具體而言，在太陽能電池將太陽能轉化成為電能之后，再利用LED系統將電能最終轉化為光能。其中，因為LED照明與太陽能光伏發電技術都是直流電，所以轉化過程無需變頻器，這在一定程度上提高了整個過程的工作效率。另外，在可充放蓄電池的輔助作用下，太陽能光伏發電技術在LED照明中的利用優勢表現的尤為突出。

結語

綜上所述，太陽能是人類開發的新能源，太陽能光伏發電具有可再生性和環保性，與我國提出可持續發展戰略要求一致，也必然是全世界今后研究新能源的主要方向。這個在改革的初期必然會伴隨有一系列的疑難雜癥，但是我相信隨著技術水平的不斷進步，我們的事業會不斷的成熟，理念會不斷的更新，最終促進太陽能光伏發電系統持續發展。

【參考文獻】：

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