新能源光伏发电技术原理及应用探讨

王宏志

国华巴彦淖尔（乌拉特中旗）风电有限公司 内蒙古巴彦淖尔市 015000

摘要：随着我国相关生态环境法律法规、政策的修订和颁布，国家对生态环境工作空前的重视，能源是人类赖以生存，社会不断发展的关键所在，尤其是在时代发展日新月异的今天，倘若没有能源，人类的活动就会受到巨大影响。伴随着经济的发展，当前人们对于能源的需求越来越多，但由于对不可再生资源的过度开发，导致能源短缺的问题越来越严重，人类在今天正面临着能源枯竭的问题，生态环境的保护以及经济的可持续发展都随之受到了世界各国的重视。在此背景下，我国加大了对新能源开发的力度，对于新能源的发展有了更多的投入与支持。

关键词：新能源；光伏发电；技术原理；应用

引言

我国的科技领域正在高速的发展中，我国光伏发电技术领域有了前所未有的突破性进展，光伏发电是较为清洁的发电方式，所采用的为可再生的太阳能，和传统的化石能源相比具有明显的优势，近年来在电力系统中的装机容量不断扩大，在电力系统中已经具有较高的电量占比。

1新能源发电概述

新能源发电是在火力、水利和核电发电之外的、可以持续使用能源进行发电技术的总称，主要有光伏发电、风能发电和新型能源发电三个大的种类。新能源发电的特点较为明显，发电过程污染小，几乎不会对环境造成危害，而且能源都是自然环境，可以保证可持续发展。新能源发电在电力系统中的应用可以解决偏远山区电力配送损耗大，地区电能供不应求的情况，为我国的可持续发展战略和经济发展提供了能源的支持，可以提高电力系统的电能输出。

2光伏发电技术原理

新能源光伏发电技术的社会运用不但对国家建设有积极作用，而且对社会存在商业价值。太阳能光伏发电已成为一种新型的发电技术，未来仍存在巨大的研发潜力。它主要是依靠半导体材料把太阳能转换成电能的过程，是一种光伏发电系统。光伏发电主要有两种形式，其一是“光—热—电”转换方式，其二是“光—电”转换方式。“光—热—电”转换方式是，采用太阳光照辐射形成的热量发电，通常是根据太阳能集热器汲取热量转换成工质的蒸气，然后启动汽轮机发电。“光—电”转换方式是，采用光伏效应使太阳辐射转换成电能，而太阳能电池是其转换的根本设备，是因光伏效应而将太阳光能转化成电能的一种电子器件，是一种新型半导体，当太阳光照射在半导体上时，就会把太阳光能转变成电能，从而产生电流。目前，我国太阳能方阵就是由大量的电池排列组成的，是输出功率较大的电池方阵，而太阳能电池方阵更有利于光伏发电。

3新能源光伏发电技术的应用探讨

3.1光电效应

光伏发电技术的应用中，光电效应是其中最为重要的部分。当相关的物质长期受到电磁波照射时，其物质内部的电子就会在电磁波的作用下被激发，PN结构出现光生伏效应，半导体光照是引发此效应的直接原因[4]。而不稳定的电子始终处于移动状态下，形成了相应的电势。太阳能光伏发电系统主要是应用光电效应，来实现太阳能向电能的转化的。太阳能光伏发电系统中，蓄电池、电池控制器、光伏电池组、直交流逆变器是重要组成，在发电系统运行时，各个部分发挥着重要的作用。

3.2光伏建筑一体化

光伏建筑一体化，顾名思义，就是将太阳能光电技术与建筑相结合。一般建筑物的屋顶上都是闲置空间，将太阳能发电系统安装在建筑屋顶上，可有效利用该空间，通过太阳能发电获取电能来满足建筑物内的用电需求，可以大大缓解电能的不足。光伏建筑一体化系统还可以与建筑物的幕墙相结合，以此获取更多的闲置空间用来安装光伏电池，得到的阳光越多，通过太阳能转换成的电能就越多。目前，我国光伏建筑一体化主要应用在建筑屋顶上，技术已经较为成熟，但是，因建设成本高的问题，还未得到广泛应用。近年来，我国已经拨出越开越多的财款进行新能源的开发和使用，因此，光伏建筑一体化的应用将不断扩大。

3.3并网系统

光伏并网是通过使直流电经过逆变器处理，从而转换成与电网的幅值以及电压频率等一致的交流电，再将其传入到电网中进行能量输送。光伏并网具有很大的优势，由于光伏矩阵会受到阴雨天气的影响从而不会产生相应的电能，而在阴雨天气环境下，光伏并网可以将电网内的电能输送给负载，这样便不会影响负载的正常使用。当其处于光照的环境下，其又可将剩余的电量全都传入到电网之中，进行电量的储存。对光伏发电并网系统而言，其可分为可调度式光伏并网发电系统以及不可调度式光伏并网发电系统，二者所具备的功能也各不相同。对可调度式光伏并网发电系统而言，其不但可以使经过逆变器处理所转换出来的交流电流输入电网，还可以作为蓄电池保证光伏发电并网系统不会断电，能一直正常地进行工作。而对不可调度式光伏并网发电系统而言，在经过逆变器处理，其可以转换与电网频率、相位相同的交流电，在光照的强烈作用下，太阳能电池板会产生大量电能，当产生的电能要比负载使用的电能多时，剩余的电能便会直接传入公共电网，这样在阴雨天气或者没有阳光的环境下，电网也可向负载进行电能的输送，以保证负载正常工作。

3.4电池组

因太阳能电池包括的类型较多。晶硅电池可分为两种，一种是单晶电池，另一种为多晶电池；相较于其他类型，硅基薄膜光伏电池在工作效率方面能力表现略显不足，而化合物薄膜电池对环境和人类容易产生严重污染和危害，因此该类型电视使用频率较低。当前最高效率的电池主要是聚光光伏电池，但需要有散热器和聚光系统配备，为对其聚光效率提供保障而投入的设备成本，要比其发电产生的效益大出许多，因此想要在商业方面对聚光电池进行有效的应用还需要对其加强研究。

3.5建筑设计

建筑设计是新能源光伏发电系统的另一个应用渠道。建材型建筑和普通型建筑在建筑设计中最为常见，因为在设计阶段要合理安装发电设备，可把光伏发电设备视为传统建筑材料来运用。在平时设计过程中，应深入研究和讨论建筑方案与施工图纸，熟悉施工流程并在外墙安置光伏发电设备，后期在予以点缀，确保建筑光照度和美观度。因为建筑施工阶段所包含的建筑设计存在明显差异性，在挑选光伏发电设备材料时，设计人员和工作人员要站在设计总体角度考虑，重视建筑物及设备的安全度和美观度，充分体现建筑物的价值性能。通常在建材型建筑项目中钢、玻璃是光伏发电设备的核心材料，在设计阶段要特别关注建筑物的光照时间，分别罗列出顶层住户和中间层住户的设计工作内容，严格对光伏发电设备进行检验和审核，让每一位住户都能正常用电。相较于一般型建筑而言，要根据建筑物所具备的特征来安装光伏发电设备，所采用的材料有电线、发电设备、钢混支架等，因为光伏发电设备需要安装在最高层，所以要重点关注使用性能和保护工作，降低磨损风险与雷电风险，保障其后续的正常运用。

结语

综上所述，电力系统的发展要重视新能源电力技术的应用，解决现实中存在的难题，并且根据实际的地理情况做出合理的选用，以此来保证可持续发展，也提高电力系统的配电功效，提高电力企业经济效益。在实际的应用中，作为新能源技术，要加大研发力度，积极应用其优点，解决其中的不足，从而使新能源发电可以逐步代替火力发电等传统发电方式，对于解决能源危机、减少环境污染具有重要意义。

参考文献：

[1]赵晋京.新能源发电技术在电力系统中的有效应用[J].电子技术与软件工程,2019(22):235-236.

[2]曹钰.新能源发电在电力系统中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(21):227-228.

[3]董强.关于我国新能源发电发展思路探析[J].化工管理,2019(30):8-9.

[4]伍广正.新能源在电力系统的发展及应用[J].低碳世界,2017(33):109-110.