太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展探討

王鵬

摘要：隨著全球環(huán)境的惡化和化石燃料的枯竭，世界各國(guó)均將目光轉(zhuǎn)向能源轉(zhuǎn)型方面，而在能源轉(zhuǎn)型的道路上，新能源被認(rèn)為是能源轉(zhuǎn)型的重要方向。太陽(yáng)能發(fā)電作為新能源發(fā)電的重要內(nèi)容之一，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)撃艿陌l(fā)電技術(shù)之一。太陽(yáng)能資源無(wú)處不在，可以直接免費(fèi)獲取，通過(guò)太陽(yáng)能電池，獲取太陽(yáng)光照轉(zhuǎn)化為電能就是太陽(yáng)能發(fā)電的過(guò)程。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能;光伏;發(fā)電技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展

1我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀

太陽(yáng)能作為世界上最豐富的可再生資源，其分布廣泛、沒(méi)有污染，是一種理想的能源。光伏發(fā)電相對(duì)于傳統(tǒng)發(fā)電是一種新的發(fā)電形式，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成任何污染。光伏發(fā)電是依據(jù)光生伏特的發(fā)電原理，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換的方式將豐富的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為光能，通常系統(tǒng)主要由太陽(yáng)光伏組件、匯流箱、逆變器、變壓器及配電設(shè)備構(gòu)成，同時(shí)再加上監(jiān)控系統(tǒng)、有功無(wú)功控制系統(tǒng)、功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)、五防系統(tǒng)及無(wú)功補(bǔ)償裝置等輔助系統(tǒng)與設(shè)備，組成一套完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)。我國(guó)的光伏發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)分為分布式和集中式2種，其中分布式的電網(wǎng)在城市屋頂上應(yīng)用較多，形成光伏建筑一體化，而且該種系統(tǒng)形式占地面積少，安裝較靈活，投資成本較低。該種方式電網(wǎng)的安裝不需要考慮到負(fù)載性能，所以會(huì)降低系統(tǒng)成本。集中式的光伏電網(wǎng)系統(tǒng)是一種大型的光伏并網(wǎng)電站，通常在戈壁中使用的比較多，能有效輸出電能，該種發(fā)電形式一般都是企業(yè)出資建設(shè)，而且建設(shè)的成本較高。我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電方面在不斷發(fā)展，與此同時(shí)，我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展太陽(yáng)能熱利用及與其相關(guān)的一些新能源產(chǎn)業(yè)，而且我國(guó)在新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一些政策較好，所以光伏發(fā)電的道路越來(lái)越廣闊。目前，我國(guó)光伏發(fā)電水平與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，已經(jīng)處于一個(gè)高速發(fā)展階段，但也存在一定劣勢(shì)，就是在電網(wǎng)發(fā)電占比中，光伏發(fā)電依舊是占比較小的一種發(fā)電形式。

2太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用

2.1獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)

目前，太陽(yáng)能光伏發(fā)電已經(jīng)成為了新能源中的“頭號(hào)馬車”，帶動(dòng)了許多新能源領(lǐng)域及企業(yè)的發(fā)展，據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)已被應(yīng)用到建筑、軍事等領(lǐng)域。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)實(shí)際應(yīng)用設(shè)施中最基礎(chǔ)、最廣泛的，如通信基站、邊遠(yuǎn)農(nóng)村、邊防哨所等。

2.2并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)與太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)合體。通過(guò)應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，在發(fā)電完成后把電力輸送至逆變器將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，最后再將電流、電壓等完全轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀娏?biāo)準(zhǔn)后并入常規(guī)配電網(wǎng)。在應(yīng)用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)后，較大程度地緩解了各地區(qū)的局部電力能源緊張情況，大大提高了供電穩(wěn)定性。

2.3混合光伏發(fā)電系統(tǒng)

所謂“混合光伏和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)”，是指將幾種不同的風(fēng)力發(fā)電模式全部引入并融合到光伏和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中使用，并且以這些模式作為風(fēng)力負(fù)載，使得電力的供應(yīng)更加安全穩(wěn)定?；旌瞎夥l(fā)電系統(tǒng)能夠在實(shí)際使用中將各種不同發(fā)電技術(shù)所具備的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行有效的綜合應(yīng)用，比如光伏系統(tǒng)可以不用過(guò)多地進(jìn)行維修，但大部分依賴于天氣因素，存在運(yùn)行穩(wěn)定性差等問(wèn)題;在冬天日照較差且風(fēng)力較大的地區(qū)，存在穩(wěn)定性較差的問(wèn)題。針對(duì)此，可以將光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)加以組合，混合發(fā)電，這就不用過(guò)多依賴天氣，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載缺電率的有效控制。

2.4光伏建筑一體化

早在20世紀(jì)90年代，就提出光伏發(fā)電與建筑物集成化概念，當(dāng)前在世界范圍光伏發(fā)電方面研究重視度越來(lái)越高。將光伏發(fā)電與建筑物相結(jié)合具體有兩種不同形式，一種是對(duì)光伏器件和建筑物集成化發(fā)展，利用光伏電池板替代普通玻璃幕墻，直接吸收太陽(yáng)能，通過(guò)這一方式，不僅可以作為建材使用，同時(shí)還能夠有效供電，控制光伏發(fā)電成本;另一種是在建筑屋頂按照平板光伏器件，將光伏與電網(wǎng)并聯(lián)提供電力供應(yīng)，形成聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)。當(dāng)前市場(chǎng)上出現(xiàn)有彩色光伏模塊，以此代替墻體外飾材料，能夠在發(fā)揮發(fā)電作用的同時(shí)提高建筑外觀美觀性。

2.5發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)劣能夠在一定程度上決定整個(gè)系統(tǒng)是否能夠安全運(yùn)行，保障生產(chǎn)電能的質(zhì)量。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)總功能的分析，能夠使通信功能在接收監(jiān)控器采集的時(shí)候進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)參數(shù)的實(shí)際控制;數(shù)據(jù)的處理記錄功能則能夠?qū)Ρ匾膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理;安全監(jiān)控功能則能夠通過(guò)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，若是在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候出現(xiàn)了意外，則能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維護(hù)，記錄相關(guān)的信息數(shù)據(jù)供工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析;報(bào)表功能，則是通過(guò)報(bào)表的形式保存主要的設(shè)備運(yùn)行信息，減少了人工勞動(dòng)力的投入，解決了出錯(cuò)率較大的問(wèn)題。

3太陽(yáng)能光伏發(fā)電前景與展望

在發(fā)展模式上，從集中式和分布式的格局來(lái)看，分布式光伏的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)超集中式光伏增長(zhǎng)速度。另外，由于分布式光伏具備規(guī)模小、開發(fā)建設(shè)手續(xù)少、周期短、就地消納能力強(qiáng)、無(wú)需大規(guī)模外部輸送的特點(diǎn)，加上國(guó)家對(duì)分布式光伏建設(shè)的大力支持，使得新增光伏發(fā)電主要集中在分布式光伏上。在消納吸收方面，國(guó)家能源局公開發(fā)布《關(guān)于實(shí)行可再生能源電力配額制的通知》，首次提出將自2019年1月1日起正式進(jìn)行配額考核。該通知指出，承擔(dān)配額義務(wù)的市場(chǎng)主體為配售電企業(yè)和電力用戶。其配額完成量主要有三種方式：從區(qū)域內(nèi)或區(qū)域外電網(wǎng)企業(yè)和發(fā)電企業(yè)購(gòu)入的可再生能源電量、自發(fā)自用的可再生能源電量、從其他配額義務(wù)主體購(gòu)買的配額完成量或購(gòu)買綠證折算的配額完成量。配額制的實(shí)施，將加速可再生能源市場(chǎng)化進(jìn)程，為光伏等可再生能源消納提供強(qiáng)有力的保障。在成本控制方面，技術(shù)進(jìn)步、市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大，極大促進(jìn)了在光伏電池、組件成本不斷下降，讓光伏愈加趨近平價(jià)上網(wǎng)的目標(biāo)。同時(shí)，通過(guò)2017年光伏發(fā)電領(lǐng)跑基地的建設(shè)，進(jìn)行試點(diǎn)示范，不斷降低光伏發(fā)電的技術(shù)和非技術(shù)成本。

結(jié)語(yǔ)

全球各地都面臨著嚴(yán)重的資源枯竭問(wèn)題，因此，開發(fā)新型的可再生的潔凈能源的想法也受到了越來(lái)越多的重視和關(guān)注。太陽(yáng)能作為最原始的、取之不竭的能源，可以說(shuō)是一個(gè)巨大的天然的能源寶藏。如何利用和加強(qiáng)現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行開發(fā)使用，是值得人類長(zhǎng)期去探討和研究的話題。無(wú)論是材料的選擇、太陽(yáng)能的收集方式，還是能源轉(zhuǎn)換的效率都應(yīng)該不斷地探索更新，以謀求更好的發(fā)展，使太陽(yáng)能在未來(lái)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮更大的功用。

參考文獻(xiàn)

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