光伏发电发展趋势探究

李 波

五凌阿拉善右旗电力有限公司 内蒙古阿拉善盟阿拉善右旗 737399

摘要：在世界范围内，目前能源短缺问题越来越严重，受到了社会各界的广泛关注。我国社会的建设和发展过程中，面临着日益严重的能源短缺问题，在化石能源消耗不断增加的形势下，迎来了新的挑战。不仅化石能源燃料的整体利用效率不高，并且会对大气造成严重的污染，导致全球出现气候变暖等生态环境问题。文章对太阳能光伏发电的原理和特点进行了探讨，结合大力推广和发展光伏发电的重要意义及光伏发电技术的发展趋势和前景展望，针对太阳能光伏发电技术发展过程中存在的问题，提出了太阳能光伏发电技术的发展优化策略分析。

关键词：光伏发电；发展；趋势

引言

在国家的重视下，国内光伏发电产业规模持续壮大，充分地利用了太阳能，保障光伏发电的稳定性。光伏并网发电系统利用了光电效应原理，依托太阳能电池阵列、控制器、蓄电池和逆变器的相互协作，通过可靠的技术，提高电网体系的能源效率。分布式发电的优势不言而喻，但是其劣势亦显而易见，尤其是分布式电源与电网并入中，对于接入系统设计提出了极大的挑战。为了确保并网策略及负荷的协调运行，还需要不断完善并网的技术方案，实现可靠并网的安全稳定，助推分布式光伏发电的可持续发展。

1光伏发电技术

1.1太阳能电池技术

太阳能光伏发电技术最主要的是通过光伏效应将光能转换为电能，供各用电设备使用，若电能较多，还能将其储存。在多样化太阳能光伏发电中，太阳能电池技术应用最为广泛。到目前为止，对太阳能电池技术的研究依然在继续深入，已经出现了许多的新概念、新结构电池，并进一步提高了光电转换效率，有关资料显示最高的光电转换效率已高达93%。但太阳能电池技术也存在着一定的不足，首先是生产成本相对较高。由于光能转换为电能的过程比较特殊，需使用硅作为电池原料，但硅的成本较高，因此存在着成本问题。同时，硅虽然能够较大程度地存储电能，但在光电转换效率方面也有所不足。相信随着技术的进步，能够逐步克服以上难关，降低太阳能电池成本。

1.2并网光伏发电系统

并网光伏发电系统采用了将光伏发电技术与建筑工艺两者融合，具有方便、环保和轻捷等特点。该系统在太阳能电池吸收太阳能后变成直流电，然后通过转换器转换输出与电网同伏的交流电。光伏电站发电的使用遍及千家万户，成为发电领域使用最频繁的发电技术。相对于水力、火力发电技术来说光伏电站发电既不污染环境也节省了成本。近年来，随着国家对光伏电站发电技术的研发和深入了解，光伏电站逐渐由离网光伏发电系统转为并网光伏发电系统。传输距离也从最初的短距离传输发展为远距离传输。离网光伏发电系统的优势在于灵活多变，但是也具有一定的局限性，于是并网光伏发电系统应运而生。并网光伏发电太阳能板的放置位置可以在屋顶也可以放置在地面上。屋顶一般放置中型并网发电站，提供的电能也仅仅限定在一定的传输距离内。地面并网光伏发电站是一个庞大的发电系统，具有占地面积大、发电站位置偏僻等特点。并网光伏发电的电能会输入到公共电网提供给更多住户使用，中间不需要经过蓄电池的输入和输出。这种发电方式在一定程度上将能源损失量降到最低并且节约了设备成本，并网光伏发电技术将是未来世界最有潜力的发电技术。

2光伏发电发展趋势

2.1优化板阵直流集电线路

光伏组件是光伏系统中的主要部件，且光伏组件在实现发电功能中具有至关重要的作用。光伏组件的设计安装需要依据不同的要求进行串联和并联。核心组件中的电池组数量随着光伏发电站的建造规模而不断增加，因此电池组串需要更多的支架来安装，进而形成不同板阵的电池组串。电池组串和汇流箱需要使用导线连接，导线的长度越短，则损耗产生的越少，便能够有效降低度电成本。然而，从实际的工作经验来看，整体的汇流方案可能因为线缆最短的组串引出方式而受到干扰，且逆变升压设备的安装位置也会影响线缆的长度，因此，实际工作中线缆长度需要保持在合理的范围内。汇流方案的设定和规划可以使用电脑的仿真模拟技术来完成，即模拟计算各个方案中的电缆长度和损耗，进而获得最优的规划布局方案。与此同时，人工设计中出现的偏差问题也可以通过电脑仿真设计技术进行解决，有效降低了线路损耗和人工设计成本。

2.2混合光伏发电系统

太阳能光伏发电虽然是实用性较强的清洁能源，但在应用太阳能光伏发电系统前，必须要根据发电区域实际地理情况判定是否适宜建设太阳能光伏发电系统。太阳能光伏发电对太阳光照射时间、海拔高度等方面的要求较高，当然，若未能够严格满足以上条件，可适当使用混合光伏发电系统。所谓混合光伏发电系统，是指该系统并非完全依靠太阳能发电，而是可以结合风能、水能等其他清洁能源发电方法的混合发电系统，有较高的应用价值。但混合光伏发电系统对维修养护的要求较高。

2.3使用高功率密度逆变升压设备

通过使用大功率的逆变器，可以引起关键材料配置的变化，从而能够有效降低度电成本。例如，在逆变器的前端增大输入电压或输入电流时，可以降低汇流设备和电缆中的电量，而在逆变器的后端，变压器的功率密度不断增大。连锁反应也会因为这些变化而产生，监控点数、高压电缆使用电量、土建工程量、高压开关设备数量以及发电单元站房数量会显著降低，度电成本也随之下降。所以，相关部门在选择逆变器时需要注重其质量，进而凸显逆变器的优势。关于逆变器的研究也可以向高功率密度逆变器升压器的方向发展。

3太阳能光伏发电技术的应用前景

太阳能光伏发电技术在未来的应用和发展中，通过对可再生能源的充分利用，大大降低了对环境的污染和对化石能源的消耗，体现了我国建设所遵循的可持续发展理念。太阳能光伏发电技术的应用前景体现在分布式光伏电站的推广应用、光伏建筑一体化应用、混合式光伏发电系统设计、太阳能商品四个方面。光伏发电站的推广使用结合社会用电的需求最大限度的丰富了发电的类型，将独立的发电系统设立在偏远地区，降低了发电成本，解决了电网延伸不足的问题。光伏建筑一体化指的是将光伏发电技术和建筑结合在一起，不仅体现了清洁环保的设计理念，当供电系统发生故障无法正常运行时，光伏建筑内的供电将会不受到异常故障的影响，例如太阳能光伏屋顶、墙壁、窗户的设计就是该应用下的重要产物。混合式光伏发电系统是一项组合设计，结合了光伏发电系统和其它发电系统，将多种发电系统的优势结合在一起，把单个发电系统中的缺点规避和消除。太阳能商品应用广泛，形式多样，设计简单，为人们的生活体验带来全新的改变。

结语

光伏电站发展技术的研发是无止境的，国家不断加大对光电技术的研发力度。文章首先对光电技术国内外发展趋势进行分词介绍，然后介绍了光伏电站发电系统的三个种类，分别为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统、分布式光伏法发电系统。通过自己所在的福建卓翼能源科技发展有限公司为例，列举了公司近年来光伏电站发展技术的研究成果，包括多项发明专利、实用新型专利以及专有技术。最后介绍了光伏发电技术的发展前景，分析处BIPV系统将是未来光伏发电技术的最佳方向。通过以上介绍综合说明了光伏电站发展的重要性，研发光伏电站发电技术应该成为人们大力发展的技术。

参考文献

[1]张丽，陈硕翼.光伏发电并网技术发展现状与趋势[J].科技中国，2020(02):18-21.

[2]周竞钰，阳萍华，等.我国光伏发电设备发展现状与趋势分析[J].工程建设与设计，2018(22):84-85.

[3]李伟.太阳能光伏发电技术应用现状及未来发展趋势研究[J].江苏科技信息，2018,35(24):54-56.

[4]牟方堃．浅谈太阳能光伏发电与建筑一体化的应用［J］．现代建筑电气，2020，11(01):54-58．

[5]年珩,曾嵘.分布式发电系统离网运行模式下输出电能质量控制技术[J].中国电机工程学报,2011,31(12):22-28.