太陽能發(fā)電技術(shù)的綜合評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景初探

魯力

摘要：本文著重針對(duì)太陽能發(fā)電技術(shù)進(jìn)行綜合性的評(píng)價(jià)，同時(shí)針對(duì)我國太陽能發(fā)電的具體情況針對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)和光熱發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢和劣勢進(jìn)行深度分析，同時(shí)也展望了太陽能發(fā)電的未來發(fā)展，希望本文的論述能夠?yàn)槲覈柲馨l(fā)電技術(shù)的良好發(fā)展，提供一些幫助和借鑒。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電;光熱發(fā)電;太陽能發(fā)電綜合評(píng)價(jià);應(yīng)用前景

1 研究背景

目前我國環(huán)境污染問題隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，呈現(xiàn)出越來越嚴(yán)重的不良情況?；茉吹睦煤屠脟?yán)重的超過區(qū)域環(huán)境的接受范圍某。而且除了存在環(huán)境污染等問題情況，社會(huì)發(fā)展還存在能源危機(jī)的不良情況。而太陽能發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)，以及良好的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)此種問題的最大程度的改善?？梢哉f太陽能是最出色的可以再生的綠色能源，近年來隨著太陽能發(fā)電技術(shù)在我國的良好發(fā)展，我國給予太陽能發(fā)電發(fā)展更多的優(yōu)秀鼓勵(lì)政策。在此氛圍當(dāng)中，我國的太陽能發(fā)電領(lǐng)域發(fā)展也在不斷的壯大，另外隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和不斷擴(kuò)大的市場需求的，太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)了逐漸增高的市場容量，同時(shí)一些地方政府也在不斷的引入各種補(bǔ)助金嗎，以及建立起良好的激勵(lì)補(bǔ)貼政策，如此對(duì)太陽能發(fā)電事業(yè)的發(fā)展起到了極大的助推作用。

現(xiàn)在，我國在太陽能發(fā)電領(lǐng)域雖然取得了的成就是較為優(yōu)異的，但是在發(fā)展過程當(dāng)中所存在問題。第一，我國太陽能發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)比較成熟，但企業(yè)發(fā)展存在著不均勻的嚴(yán)重問題，由此就導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)良好創(chuàng)新。另外，我國采用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并沒有根據(jù)我國實(shí)際市場狀況來制定，僅僅是結(jié)合國際標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行推廣。因此一般來說，只有依靠一些國家的獎(jiǎng)勵(lì)政策，才能不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新，同時(shí)還需要加強(qiáng)結(jié)合能源與技術(shù)的發(fā)展，才能使我國的太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)，在未來的發(fā)展中讓競爭優(yōu)勢得以全面的提升。

2 太陽能發(fā)電技術(shù)

太陽能是一種非常優(yōu)秀的、綠色的、可再生資源，目前伴隨我國科學(xué)技術(shù)不斷良好發(fā)展，太陽能已經(jīng)成為我國的重要使用能源，而太陽能發(fā)電技術(shù)可以分為兩個(gè)類別，分別是光伏發(fā)電，以及光熱發(fā)電，具體介紹如下。

2.1光伏發(fā)電技術(shù)的概述

光伏發(fā)電技術(shù)是主要的太陽能發(fā)電技術(shù)，此技術(shù)主要是可以利用半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)來對(duì)太陽能進(jìn)行直接的轉(zhuǎn)換，并生成電能。根據(jù)所選擇不同的電池材料和制造工藝，太陽能發(fā)電技術(shù)可以分為幾大類別，分別是薄膜太陽能電池技術(shù)、晶體硅太陽能電池技術(shù)、聚光太陽能電池技術(shù)和新的太陽能電池技術(shù)。

目前市場上最普遍的太陽能電池是晶硅太陽能電池技術(shù)，此技術(shù)的具有較高和較為成熟的規(guī)模，目前市面上銷售的單晶硅太陽能電池，可以實(shí)現(xiàn)百分之十七的光電轉(zhuǎn)換效率，一般是大約平均有十五年的使用壽命，而最長可以到二十五年的使用壽命，此晶硅太陽電池技術(shù)主要是適用于開闊的場地。

光伏發(fā)電技術(shù)擁有較為簡單的結(jié)構(gòu)和較為簡單的控制原理，而且建設(shè)發(fā)電站的周期相對(duì)不長，可以實(shí)現(xiàn)較為簡便的控制和維護(hù)設(shè)備。因此，可以會(huì)存在較為寬泛的使用范圍和更寬廣的使用地區(qū)。另外，光伏發(fā)電是在靜態(tài)當(dāng)中發(fā)電的，不需要投入機(jī)械設(shè)備進(jìn)行，由此也不存在磨損的情況，更不可能會(huì)有噪音產(chǎn)生。一般來說，光伏發(fā)電會(huì)存在比較容易的地址選擇，其初期建站投資相對(duì)不高。通常大型太陽能發(fā)電站的建設(shè)時(shí)間會(huì)在五個(gè)月到六個(gè)月期間。一般來說，而逆變器和光伏部件是構(gòu)成光伏電站系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)。因此發(fā)電站的使用不需要燃料的投入，還可以實(shí)現(xiàn)無人的管理，因此不會(huì)消耗大量人力管理成本。

2.2光熱發(fā)電技術(shù)的概述

光熱發(fā)電是以光能轉(zhuǎn)換成熱能，然后在將熱能進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換的一種發(fā)電技術(shù)。本質(zhì)上其更是接近火力發(fā)電的生產(chǎn)情況，而最大的區(qū)別是體現(xiàn)在不同的輸入能源。利用這種技術(shù)，通過插座將低密度太陽能作為收入能源，使其能夠形成高密度容量的轉(zhuǎn)換，通過熱介質(zhì)實(shí)現(xiàn)太陽能和熱能的轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步在使用熱循環(huán)進(jìn)行電能的生產(chǎn)。光熱發(fā)電包括集中光熱發(fā)電、太陽半導(dǎo)體溫差發(fā)電和太陽熱聲發(fā)電。目前聚光型光熱發(fā)電是最有希望形成商業(yè)用電的一種方式，此技術(shù)可以給予槽式光熱發(fā)電，以及線性菲涅爾式光熱。也可以是采取聚焦系統(tǒng)的形式（塔式光熱發(fā)電和碟式光熱發(fā)電），進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)換電能。

光熱發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)更加理想的友好特性，可以有效的融合其他火力發(fā)電方法，實(shí)現(xiàn)復(fù)合循環(huán)的良好生產(chǎn)電能，實(shí)現(xiàn)了將太陽能發(fā)電的波動(dòng)和間歇性，進(jìn)行有效的克服。還有太陽能發(fā)電在能源轉(zhuǎn)換過程中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)熱能的循環(huán)獲取，因此可以針對(duì)這些熱能進(jìn)行綜合利用，可以有效地實(shí)現(xiàn)海水淡化，或者取暖冷凍融合形式的能源再利用。

3 光伏發(fā)電技術(shù)綜合評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景

3.1 光伏發(fā)電技術(shù)綜合評(píng)價(jià)分析

依據(jù)開發(fā)條件來分析，光伏發(fā)電過程對(duì)于水資源的限制較小，并且可以對(duì)太陽能總輻射進(jìn)行良好的使用。其所使用的太遠(yuǎn)輻射與光熱發(fā)電相比來說，可以實(shí)現(xiàn)更多的使用效率，同時(shí)對(duì)于一些太陽輻射較低的區(qū)域，光伏發(fā)電依舊可以正常的使用太陽輻射，并且存在較低的地形要求，以及較小的占地面積。

目前在發(fā)電技術(shù)方面，晶體硅太陽能電池發(fā)電技術(shù)非常成熟，并不需要投入更多的成本。晶體硅太陽能電池作為太陽能發(fā)電的主流產(chǎn)品，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的工業(yè)量產(chǎn)。薄膜太陽能電池發(fā)電技術(shù)存在較低的投入成本，但在光電轉(zhuǎn)換效率方面相對(duì)不高，此技術(shù)尚處于探索和發(fā)展階段當(dāng)中。從光伏電池的效率來看，國內(nèi)外市場當(dāng)中可見的單晶硅單元的轉(zhuǎn)換效率約為轉(zhuǎn)換效率最高的產(chǎn)品的百分之二十三，商用多晶硅單元的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)不高，大約為百分之十八。

從政策和開發(fā)環(huán)境的角度來看，我國的政策主要是針對(duì)新能源的開發(fā)和利用方面，給予更多的鼓勵(lì)和政策支持。另外，為了讓新能源的開發(fā)和利用得以有效促進(jìn)，也需要必要的減稅手段給予大力支持。因此總體來說，光伏發(fā)電在開發(fā)條件、發(fā)電經(jīng)濟(jì)、政策環(huán)境和發(fā)電技術(shù)方面的優(yōu)勢是十分的顯著的，但是其在網(wǎng)絡(luò)連接方面存在相對(duì)較高的要求。

3.2 光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用前景

從開發(fā)條件來看，光伏發(fā)的關(guān)鍵開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)位于相對(duì)良好的太陽能資源位置。一些沙漠發(fā)電站可以在我國沙漠地區(qū)建立，其所具有的發(fā)展?jié)摿κ鞘志薮蟮?。目前，我國西北沙漠地區(qū)是非常適合建設(shè)沙漠發(fā)電站的，除了這個(gè)大規(guī)模的地面站之外，還可以在屋頂上設(shè)置光伏發(fā)電站。具體統(tǒng)計(jì)我國的屋頂建筑面積約四百億平方米計(jì)算，采取百分之一的計(jì)算，可以you7大約33-66千萬kw的開發(fā)。在屋頂太陽能發(fā)電系統(tǒng)與輸電網(wǎng)的端部連接的情況下，無需考慮輸電沖擊，而且也存在較小的城市的太陽輻射，同比起發(fā)電效率來說，是沒有沙漠發(fā)電效率更高。

從今后的發(fā)展趨勢來看，我國的太陽能發(fā)電技術(shù)在近十年當(dāng)中，可以呈現(xiàn)出較為成熟的發(fā)展態(tài)勢，并能夠逐步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，而且光伏發(fā)電不需要投入較大的成本，這樣對(duì)太陽能發(fā)電的市場競爭力會(huì)有較好的改善。未來十年我國光伏發(fā)電基本進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)。在此期間，國家政策支持可能會(huì)呈現(xiàn)出降低和削弱的情況。

4 結(jié)語

目前伴隨我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展越發(fā)良好，我國人民越發(fā)關(guān)心環(huán)境的保護(hù)問題，以及能源的使用問題，而且最綠色安全的能源就是太陽能，太陽能的有效使用全面的扭轉(zhuǎn)了對(duì)環(huán)境的不良傷害，并且投入成本較低，所以太陽能是未來發(fā)展所必須要有效探索和應(yīng)用的能源。本文在此方面，進(jìn)行了有效的探究，希望本文的論述能夠?yàn)槲覈柲馨l(fā)電技術(shù)的良好發(fā)展，提供一些幫助和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]張瀚月.光伏/燃料電池/蓄電池聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2018.

[2]吳成坤.太陽能光伏模塊電氣特性的數(shù)學(xué)建模與仿真[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（06）：86.

[3]中國科學(xué)院清潔能源技術(shù)發(fā)展中心.中國光熱發(fā)電的可行性及政策研究報(bào)告[R].2009，12.

[4]符慧德，裴剛，季杰，等.槽式聚焦光電/光熱綜合利用系統(tǒng)的性能研究[J].太陽能學(xué)報(bào)，2010，9：56-59.

[5]陳靜，劉建忠，沈望俊，等.太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀綜述[J].熱力發(fā)電，2012，41（4）：17-22.

[6]邢廣成，陳芳.太陽能光伏電池建模及仿真研究[J].船電技術(shù)，2019，39（02）：27-29.

[7]湯坤，嚴(yán)利民.基于物理特性的光伏電池建模仿真及驗(yàn)證[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2020，33（02）：68-69.