光伏发电的现状及发展前景

谢明秋

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摘要：光伏发电是将太阳能转换成电能的一种技术，这种技术实现的关键是太阳能电池组件。光伏发电具有受地域影响较小、安全可靠、无噪声、低污染等优点，在社会发展中，光伏发电系统可以实现就近发电、并网、使用，减少电能在升压及远距离输送的损耗，充分利用太阳能，减少化石能源消耗。鉴于此，文章针对光伏发电的现状及发展前景进行了分析，以供参考。

关键词：光伏发电；现状；发展前景

1导言

现阶段，近年人们对电能需求的增加，加之不可再生资源的减少，因此，太阳能光伏发电技术得到迅速发展，但是其目前仍旧存在着许多缺陷，因此，对提高光伏发电发展的研究具有十分重要的意义和价值。

2光伏发电系统分类及组成

2.1光伏发电系统分类

光伏发电系统根据是否与电网连接，目前可以将太阳能发电分为独立光伏发电系统方式、并网光伏发电系统方式两种。独立光伏发电系统方式就是独立于电网之外设置的光伏发电系统，自发自用模式，该模式适用于远离电网的偏远地区；并网光伏发电系统方式是指太阳能板产生的直流电源经逆变器转换成交流电之后。根据项目规模分为大型集中式并网光伏发电系统和小型分散式并网光伏发电系统两种，其中，小型分散式并网光伏发电系统具有投资额小、建设周期短、可利用屋面安装等优点，广泛用于建筑项目中，是并网光伏发电的主要模式。

2.2光伏发电系统组成

并网光伏发电系统主要包括太阳能电池方阵、汇流箱、直流配电柜、逆变器、交流配电柜、变压器及配电柜等控制系统与设备组成，还可以根据实际项目需求，设置供电系统监控装置和环境监测装置。分散式并网光伏发电系统的运行模式是太阳能电池板将太阳能转换成电能，经直流汇流箱汇集，通过并网逆变器转换成交流电为建筑自身设备供电，多余或不足的电力通过电网来调节输出/供给。

3光伏发电的现状

太阳能在国家发展中发挥着重要作用，中国土地辽阔，资源丰富，但是资源丰富并不意味着可以肆无忌惮地进行开发利用。当前，能源短缺已经成为我国面临的主要问题，没有能源的支持就无法实现国家的发展。特别是在中国，能源消耗相对较高，因此有必要积极寻求开发新的可再生能源。目前我国由于受限于较低的技术水平、专业人才匮乏等因素，导致电能生产依旧采用的是靠煤炭燃烧来实现，依靠可再生能源发电很难满足人们的需求。近些年，中国的经济水平迅速提高，由于各行业的发展和经济建设的需求导致煤炭资源急速减少致使能源危机更加严重，根据相关统计，太阳能向地面释放了近80万kW的能量，足够每年生产5.6×10W·h电量，因此，将太阳能用于光伏发电将成为中国电力工业发展的主要趋势。

4光伏发电技术发展

4.1太阳池发电技术

太阳池发电技术开辟了太阳能开发和利用的另一条途径。太阳池实际上是盐水池，它内部溶液的盐度自上而下逐渐增加、直至饱和。这样梯度稳定的状态能够更好地聚集能量，减少对流散热，使底层溶液保持高温状态。太阳池发电就是用池底的高温溶液作为热源，通过热交换器加热介质，从而驱动汽轮发电机组。太阳池发电系统结构简单，建造成本较低，对周围的光照强度要求不高。但是太阳池占地面积大，且只能水平设置；若太阳池出现泄漏现象，会造成环境污染及热损失，所以建造工艺要求较为苛刻。

4.2通信/通讯领域

太阳能光伏发电被广泛应用于电信和电信领域，电信和电信领域包含很多内容，并且直接影响着我们的日常生活。例如，农村运营商的广播、电信系统和电话系统。建立这样的系统可以满足人们的生活需求。将太阳能发电技术应用于这些系统可以有效地输送电力，确保系统连续稳定地运行，给人们的生活带来了极大的便利，同时卫星通信、士兵的GPS等工程也得到了极大的发展。

4.3热风发电技术

热风发电技术俗称“烟囱发电”，主要应用空气动力学原理。空气在密闭的环境中经过太阳照射后，体积膨胀，压强变大，形成热气流，带动发电机组发电。整个热风发电系统包括烟囱、集热棚、蓄热层和涡轮发电机组四大部分。太阳光照射到集热棚的同时将热量存储在蓄热层中。内部空气受热膨胀，体积变大，密度变小，压强增大。利用集热棚中央的烟囱，加大内外压强差，在棚内形成强大气流带动烟囱底部轴流式涡轮发电机组旋转，最终完成太阳能到电能的转换。热风发电技术在利用太阳能发电的同时也可以与风能联动，构成混合发电系统。这种发电系统设备简单，前期成本投入不高，发电过程中不会有任何有害物质排放。但是，集热棚透光度易被尘土干扰，影响太阳能的吸收效率，同时系统设计时需充分考虑集热棚、蓄热层及超高烟囱工艺要求，特别注意防风防震等安全问题。

4.4光伏建设一体化

当前，绿色环保的概念逐渐渗透到人们的思想，因此光伏发电技术越来越受欢迎，并且被越来越多的应用到了我国的建筑设计中。例如：在建筑物的屋顶上装有太阳能电池板，太阳能电池板通过电线连接到电网，从而将能量转化为电能，使人们在日常生活中得以应用。利用太阳能发电不仅可以节省大量资源，还可以体现绿色环保理念，有效促进社会的可持续发展。

4.5光热发电技术

光热发电技术是利用光学的反射或折射原理，将光能聚集到点或线上，利用集热器吸收储存太阳能的热量，再通过热交换系统将热量传递给流体，从而产生高温蒸汽，推动汽轮机及发电机组旋转，最终产生电能。光热发电技术又称“聚光太阳能发电”，是太阳能利用的一个重要方向。其特点是在夜间依然可以持续发电，电力输出平稳。根据聚光方式的不同，光热发电主要分为槽式、塔式、菲涅尔式和碟式四类。最为常见的是槽式发电系统，利用多组槽式抛物面反射镜聚光系统，将太阳光聚焦到集热器上；塔式发电系统，又称集中型发电系统，利用众多独立跟踪太阳光的平面定日镜反射原理，将光能集中到设置于高塔顶部的吸热器上；线性菲涅尔式光热发电系统则是通过跟踪太阳运动的菲涅尔式反射镜，将太阳光汇集到上方固定的吸热管上；还有一种碟式发电系统，其反射镜采用碟状抛物面镜，将太阳光聚集到集热器焦点处，焦点处安装斯特林发电机，完成发电。

4.6太阳能水泵

水泵直接影响着人们的日常生活，水资源是生命的源泉，水质是整个社会都在关注的问题，水泵的使用可以有效地保证水质，改善人们的生活质量。太阳能水泵是一种新型设备，可以利用太阳能技术提供的电力来实现太阳能水泵的正常运行。如果太阳能水泵使用由太阳能提供的电力，则直流电流必须通过逆变器转换为交流电，以提供太阳能水泵运行所需的电力。

5发展展望

太阳能发电技术中的光伏发电起步较早，加上各国在政策和资金方面投入力度较大，得到了长足的发展。虽然目前仍存在效率偏低、随机性和波动性较大、原材料生产能耗大等弊端。但仍是今后太阳能发电中的重要组成，在保护环境和节能减排方面发挥积极作用。光热发电不但可在夜晚或弱光条件下工作，而且输出稳定，与电网匹配性好，是太阳能发电技术中的一支潜力股。太阳能热风发电和太阳池发电目前还处在理论分析和实验阶段，规模化推广还需一定的时间。

6结束语

总之，纵观中国太阳能发电的现状，总体发电水平仍然较低，并且存在很多问题，对光伏发电的发展产生了严重影响。因此，有必要集中精力改善和解决这些问题，以便在将来有效地促进中国太阳能光伏发电的发展。

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