光伏發電技術應用研究

馬榮

摘 要：太陽能資源屬于分布最廣泛的可再生資源，隨著最近幾年社會經濟的高速發展，新能源產業不斷壯大，太陽能光伏發電便是其中一種，為電力事業的發展做出了巨大貢獻。本文對此做了深入研究，首先詳細分析了太陽能光伏發電系統的基本組成結構，其次介紹了其目前應用背景，最后對光伏發電技術在實際當中的應用做了深入探討。

關鍵詞：太陽能 光伏發電技術 環保節能 應用

中圖分類號：TM61 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（c）-0090-02

我國雖然地大物博資源豐富，但隨著能源的不斷開采，石油、煤炭等不可再生資源終究是要逐漸枯竭的，在這種社會背景下，新能源的開發和利用得到了來自社會各界的高度重視，提高新能源利用效率是在解決能源緊缺問題的同時促進經濟發展和加強環保建設的重要途徑，也是時代發展的必然趨勢。對于所有新能源來說，太陽能是儲存量最高、分布最廣的，具有很大的開發潛力，光伏發電是目前所有太陽能產業中應用最廣泛的一種，不僅響應了國家環保政策，同時也為電力事業的發展做出了巨大貢獻，是我國實現節能減排、促進國家經濟產業結構調整的重要條件。

1 光伏發電系統構成

太陽能光伏發電系統主要由四個部分組成，分別是蓄電池、光伏電池組件、控制器、逆變器。

1.1 太陽能光伏電池組件

太陽能光伏電池組件由太陽能電池片經串并組合，然后采用太陽能專用鋼化玻璃和密封材料層壓而成，這種玻璃具有較強的透光性，強度高、性能好；密封材料主要的作用是抗紫外線輻射。電池組件對于光伏發電系統來說屬于核心器件，發揮著重要作用，從目前的情況來看，比較常用的光伏電池主要有三種，分別是多晶硅電池、單晶硅電池以及非晶硅電池[1]。

1.2 蓄電池

對于光伏發電系統來說蓄電池的主要任務是儲能，將由太陽能轉化成的直流電能變成化學能，同時也可以大量儲存，以供負載應用。從本質上來講太陽能光伏發電系統的輸入能量穩定性較差，經常由于能量不足而影響工作，因此配備蓄電池可以說是保證負載正常工作的重要條件。蓄電池容量通常需要保持在一個穩定的水平，不宜過大也不宜過小，小則無法滿足正常應用，大則會導致電池虧電，以至于縮短使用壽命。

1.3 控制器

控制器的應用對于蓄電池來說有著重要作用，可以在很大程度上確保蓄電池工作的安全性和可靠性，在高效工作的同時延長使用壽命。蓄電池在工作過程中，控制器的主要作用是控制其充放電，有效避免電池出現過充電和過放電問題，同時也能按照負載的電源需求對蓄電池的負載輸出電能進行嚴格的控制。對于光伏發電系統來說控制器屬于核心部分，重要意義不容忽視，除了限制電池的充放電之外還能夠有效降低短路、雷擊等造成的系統損壞，同時也具有一定的溫度補償功能[2-3]。

1.4 逆變器

逆變器通常可以分為兩種類型，一種是自激式振蕩逆變器，另一種是他激式振蕩逆變器，此外也可以按照波形的不同將其分為方波逆變器和正弦波逆變器。逆變器的主要作用就是通過濾波、調制、升壓等一系列措施將蓄電池輸出的直流電轉變成正弦波交流電流，以便可以和系統的照明負載頻率以及額定電壓所匹配，從而保證用戶的正常使用。逆變器與控制器同樣具有保護作用，但是相較于控制器要多出欠壓保護、過流保護等幾種功能。

2 光伏發電技術應用背景

當前能源消耗愈發嚴重，石油、煤礦等不可再生資源逐漸走向枯竭，加強環保工程建設的同時保證經濟可持續發展是我國目前的重要任務。可再生資源的應用得到了社會各界的高度重視，將得到更廣泛的開發逐漸代替不可再生資源。所有的可再生能源中太陽能的開發潛力是最大的一個，尤其是最近幾年以來，新能源產業發展迅速，為國家電網建設做出了巨大貢獻，太陽能光伏發電秉著自身環保、節能、高效等先天優勢已經成為電力事業發展中的重要組成部分。按照目前這種發展趨勢來看，不久的將來還會得到更加廣泛的應用。

3 太陽能光伏發電技術的實際應用

3.1 建立獨立光伏發電系統

獨立光伏發電系統的建立具有很高的要求，位置通常選在類似海島、邊防哨所等距離電網較遠的偏遠隔離地區，主要是由于不會與公共電網相互連接。由于太陽能發電通常是在白天，但是用電時間卻是24小時，因此獨立光伏發電系統中必須要配置儲能原件。但是由于地理位置偏遠，自然環境比較惡劣，因此供電可靠性較差，然而僅僅如此對于偏遠地區來說仍然有著不容忽視的重要意義。

3.2 光伏建筑一體化應用

光伏建筑的一體化應用具體主要體現在以下幾個方面。

（1）將光伏器件安裝在建筑屋頂，將光伏列陣和電網并聯在一起，并以此打造出光伏建筑一體化系統。

（2）將光伏電池板安裝在建筑屋頂，同時將建筑物原有的幕墻換成光伏玻璃幕墻，這樣可以有效保證吸收更多的太陽能，不僅保證了光伏發電系統的工作效率，同時也能有效控制發電成本。除此之外，在建筑物墻體裝飾材料方面也有了一定的改變，利用彩色光伏模塊代替了原有的普通材料，在實現光伏發電的同時也提高了建筑物的美觀性，極具應用價值。

3.3 混合型光伏發電系統的構建

混合型光伏發電系統中綜合了很多種不同的發電方式，屬于一種新型綜合性光伏發電系統，構建這種發電系統的主要目標就是為了集中不同發電模式的優勢并將其充分發揮出來，有效彌補了彼此之間存在的不足，揚長避短，在很大程度上提高了電能的利用效率。例如光伏發電的穩定性較差，容易受到氣候條件變化的影響，對此，如果在風力較大的地區，就可以應用光伏發電與風力發電結合的方式，有效降低了大風天氣的不良影響。

3.4 光伏發電技術在LED照明中的應用

LED主要是由半導體材料制作而成的，將光伏發電技術應用在LED中可以輕松實現電能與光能之間的轉化。這種半導體照明技術相較于傳統照明技術來說占據很大優勢，不僅保證了照明時間，還具有一定的節能環保作用，后期維護十分容易。光伏發電技術在LED照明系統中的應用將“光生伏特”原理充分顯現了出來，整個過程中實現了光能到電能再到光能的轉化系統工作效率。

3.5 光伏發電技術在農業大棚中的應用

隨著光伏發電技術的逐漸普及，在農業生產中也有了一定的應用。農業大棚光伏指的是將光伏發電技術應用到了大棚的智能溫控系統中，促進了農業大棚的現代化和智能化。將光伏組件安裝在了大棚的鋼制骨架上，有效提高了植物補光效率，同時也對大棚內部溫度進行了合理控制，在節能環保的同時也為植物生長提供了良好的環境。

4 結語

總而言之，太陽能作為開發潛力最大的新能源在未來的經濟發展中還會不斷進步，而太陽能光伏發電技術也會得到更加廣泛的應用，各行各業都將會有所滲透，在這種社會大環境下，相關部門也要予以高度重視，確保光伏發電技術應用的合理性，充分發揮其具備的優勢，從而為我國的環保工程建設以及經濟可持續發展提供有力的條件。

參考文獻

[1] 張立文，張聚偉，田葳，等.太陽能光伏發電技術及其應用[J].應用能源技術，2010（3）：4-8.

[2] 李蔚.太陽能光伏發電技術的應用方式及發展前景[J].智能建筑電氣技術，2011（2）：22-24.

[3] 中國能源研究會.關于中國能源戰略及“十二五”能源規劃的建議[J].山西能源與節能，2010（6）：15-18.endprint