太陽能光伏技術與應用研究

袁鵬

摘要：隨著現代科學技術的不斷發展，使得我國新能源技術得到廣泛的推廣。近代以來，太陽能光伏發電系統逐步的傳入我國，從而促進了我國的產業結構變革，進一步促進產業發展。太陽能光伏發電技術作為一項綠色能源技術，已經在我國的許多領域得到了廣泛的使用，并且該項技術借助國家的政策逐漸的趨于完善。本文對太陽能光伏發電技術及其應用進行探討。

關鍵詞：太陽能;光伏發電技術;應用

隨著當前全球經濟的發展，人口數量不斷增加，能源日益減少與社會發展的矛盾日益突出，在這種背景下，很多國家開始研究可再生能源，太陽能由于其自身的特點，受到了研究人員的關注。太陽能利用成本比較低，不會產生二次污染，可以實現持續利用，屬于一種可再生能源。因此，本文主要針對太陽能光伏發電控制技術進行分析和論述。

一、光伏發電

所謂的光伏發電指的是由太陽能直接轉化為電能形式，利用半導體及相關的電子設備組件，太陽能電池，布置成一定規模的發電系統，這個系統將太陽能光伏轉換成直流電，并且利用能量逆變器對太陽能所轉化成的電流進行轉變，成為人們所需要的電能。太陽能光伏發電后，給我們供應了源源不斷的電能。由于本身就非常的環保，它的利用的效率非常的高，投入的成本相對來說很低，獲得的效益很高，建設光伏發電的設備的外觀也美觀實用，可以與建筑物融為一個整體，所以光伏發電具有很強的優勢。為了更好地利用光伏發電，我們投入了大量的人力物力對光伏發電進行研究，在以往的案例中總結經驗，不斷的創新，利用先進的發電設備，完善其性能，擴大電光伏發電的規模。光伏發電在我國的發展前景會越來越好，在使用規模和使用程度上都會成為最主要的發電方式之一。

二、太陽能光伏發電技術

1.太陽能電池技術

在太陽能光伏發電系統中，光伏電池屬于最為核心部件，當前光伏電池的大范圍使用還存在有兩個方面問題：第一，生產成本問題;第二，光電轉換效率問題。第一代光伏電池以硅片為基礎，雖然其技術發展成熟，但是存在有非常高成本。第二代光伏電池以薄膜技術為基礎，光電材料薄，半導體材料消耗有明顯減少，能夠滿足自動化和批量化生產需要。當前還出現一些新結構、新概念電池，研究人員工作重點向著薄膜制造技術為基礎的太陽能電池方面發展，理論光電轉換效率高達93%，比如納米結構電池等，正在積極向著降低生產成本以及提高光電轉換效率方面發展。

2.聚光光伏技術

地表太陽能密度低，為了提高太陽能利用有效性，聚光光伏技術可發揮重要價值，該技術的使用不僅可實現對太陽光的聚集，集中在較小面積的聚光電池上，確保太陽光有足夠的輻射能量密度，同時，還能夠使用低廉聚光器取代太陽電池，實現對整個光伏發電系統成本的有效控制。在聚光光伏系統中，聚光器屬于主要組成結構，根據光學原理的不同，可以將其分為折射、反射、熱光伏、全息等不同類型聚光器。熱光伏聚光器主要是利用太陽對輻射器加熱，完成光電轉換。

3.光伏陣列最大功率跟蹤技術

有專家研究光伏陣列輸出功率，發現其存在非線性特點，會因為太陽輻射以及溫度等因素影響。為了確保供電系統中太陽能電池的光電轉換能力得到充分全面發揮，必須要注意對光伏電池陣列工作點的控制，實現功率輸出最大化。

最大功率跟蹤是一個動態性過程，通過檢測光伏電池陣列的輸出電壓和電流，能夠明確光伏電池陣列輸出功率，與之前存儲的功率對比，將光伏電池陣列動態控制在最大功率點。

三、論述太陽能光伏發電系統在各個領域中的應用

1.太陽能光伏發電系統在建筑領域中的應用分析

隨著現代化科技的不斷完善，在工程建筑方面提出了太陽能屋頂計劃改造技術，主要是將建筑物的頂面安裝太陽能電池板，從而借助相應的設備組建一個公共的電網，能夠有效地為該區域提供電能。所建造用戶并網光伏系統，能夠有效地為該區域的居民提供電能，進一步保證了整個電能過程具有較高的安全性和環保性。另外，科學有效地實現光伏建筑一體化技術，通過建筑材料和光伏系統相互融合，從而有效地控制光伏發電的資金投入，進一步方便了光伏發電技術在企業生產和居民日常生活中的應用。

2.混合光伏發電系統

混合光伏發電系統指的是在光伏發電系統中引入幾種不同發電方式，以此為負載提供穩定電力供應。混合光伏發電系統在實際應用中能夠綜合利用不同發電技術優勢，比如光伏系統不需要較多維護，但是在天氣方面有非常大依賴性，穩定性差。冬天日照差同時存在較大風力地區，可選擇光伏發電系統與風力發電系統組成混合發電系統，不需要過多依賴天氣，能夠使負載缺電率得到有效控制。

3.獨立光伏發電系統的建立

獨立光伏發電系統的建立，其產生的電力不用和大型的電網相連，一般建立在比較偏遠的地區，這樣可以符合其要求的面積比較大的特點，還不會對人們的生活造成不便。獨立光伏發電系統主要是應用在邊防的通信和用電，這種系統的配置上需要一定的儲備設備，因為在光伏發電中需要的是太陽能，而夜晚中就沒有太陽能，在白天收集太陽能并有效的儲存上，在夜間將這些儲備作為備用能源加以利用，保證無論是白天還是夜晚都有足夠的能源可以利用，保證有充分的電能可以使用。但是在獨立光伏發電中有一定的缺陷，因為光伏發電會受到自然環境的影響，不能夠保證發電的穩定性，如果在陰天或者是氣候惡劣的情況下就不能夠很好的使用，這樣會使發電系統不能很好的使用。因此，這種發電系統在偏遠的地區可以使用，有著重要的價值和意義，在城市環境中還不能很好的使用，有著一定的局限性。

4.太陽能光伏發電系統在農村地區中的應用分析

由于社會經濟的不斷發展，使得農村地區的發展和城市地區的發展差距在逐步的加大。雖然現在國家已經出臺了相關的扶持政策，但是農村相對于城市的發展依舊較為落后。主要突出的領域是電力資源的建設和制造。在農村地區的用電能夠保證居民生活，但是在一定層次上具有相應的限制因素，從而限制了電力資源的發展。為此，可以利用太陽能光伏發電技術，在農村地區的電力資源建設。因為在農村地區的廣闊，建立光伏電力發電系統能夠有利于吸收太陽能資源，從而保證了為農村地區提供電力資源。目前在農村地區已經建造了太陽能光伏發電系統，比如小型風電發電系統、獨立光伏電站等等。

結束語：

總而言之，煤炭資源不斷枯竭，可再生能源成為重要的開發項目，其主要就是保證可再生以及無污染，太陽能可以有效的滿足以上諸多需求，太陽能光伏發電技術發展前景十分廣闊，設計人員需要針對現有技術，加強系統控制，不斷完善當前光伏技術，發揮光伏技術的重要作用，滿足社會經濟的發展，不斷節約現有能源和資源，推動社會的良性發展。

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