太阳能光伏发电效率的影响因素分析

翁炎锋

新星石油广州有限公司 广东省广州市 510000

摘要：在我国社会经济快速发展的背景下，人们的生活质量水平得不到了不断地提高，与此同时，人们对于居住环境的要求也越来越高。在如今工业化迅速发展的背景下，能源的日益短缺以及环境的逐渐恶化成为人们急需解决的问题。为了解决上述两个棘手问题，人们越来越重视新能源的开发和建设。太阳能逐渐成为人们首先思考和发展的一种新的环境资源。随着太阳能光伏发电等技术的发展，有效缓解了我国的能源问题以及环境保护问题，但仍存在许多技术障碍或限制，影响太阳能资源的科学利用。基于此，本文就太阳能光伏发电的影响因素进行分析和探究。

关键词：太阳能光伏发电；影响因素

引言：“节能环保”是当今社会下所倡导的能源主题，面对当前能源危机、雾霾、全球气候变暖等一系列问题，社会上呼吁广泛使用可回收循环化的、可再生替代性能源，以此修复自然环境，节约了不可再生能源的使用。太阳能光伏发电同时具备发展新能源和可再生清洁能源的综合优势，其最佳使用方式特点体现为太阳能清洁节能环保、永不衰竭，在各地受到青睐。

一、太阳能光伏发电的基本原理

当外部阳光直接或反射到太阳能电池板表面时，部分光子可以被太阳能电池板系统芯片中含有电荷的单晶硅材料原子迅速吸收，完成光电子能量的光电传输。当硅原子吸收了载体上具有一定能量的光子后，使另外一部分电子又能够迅速完成第二次的漂移，在与外部的电池系统接触中还可以瞬间形成出一定的大小变化的电位差，当和外部的太阳能电池板系统在其内部的电路的连接电路中被外部接通并联起来运行时，就有电流直接从内部光伏电池板连接的中流源射出，作为光伏供给到外部的太阳能电路系统运行的主动力电源，这个光伏工作原理过程本身就更主要指的是一种通过将光子能量通过直接的传递过程输出传递给一个外部的电子，光能通过再传递转换成光子电能输出的光伏发电技术过程，利用光伏发电技术工作原理，把外部相邻的若一干万个的光伏太阳能电池板和组件通过连接方式串联起来，按照其一定比例的排列形式和变换方式，采用串联式的或者是并联运行方式的逆变器运行控制方式，将所有这些光伏电能都自动地传递或输送给到整个的太阳能光伏系统发电系统储能发电装置的电源系统中，然后这个电源系统再自动依次地通过另外一个用于直流储能和三相交流光伏电能的变换用的发电装置，将其的直流电路转换变为了单相的交流电，供在逆变器与外部一个串联式的太阳能光伏电路中并联时使用，最终逆变器又自动通过整个太阳能系统配电网幅内所有的太阳能配电变压器全部自动降压输送太阳能电力进入到构成了的整个太阳能光伏电网系统中，完成对整个的太阳能光伏系统进行伏安化发电转化的全部过程^[1]。

二、太阳能光伏发电的优缺点

太阳能光伏发电项目有很多优点，可以体现在以下几个方面：第一，只要有阳光，就说明有大量的太阳能，人们可以随时随地使用这种太阳能。其次，太阳能发电更加注重绿色环保，不会对周边大气系统和自然水资源造成重大污染，符合人们未来提出的太阳能可持续发展的规划理念。最后，太阳能电池通常寿命较长。因此，人们可以充分利用太阳能光伏发电技术，而不用担心太阳能资源的枯竭。然而，我国目前的电池利用技术还不成熟，很难充分利用分布式太阳能技术。例如，最接近成熟技术的太阳能光伏薄膜发电技术仍存在一些不足。在一些农村地区，白天的阳光直射时间通常很短，一天的阳光直射时间很少超过几个小时。特别是在一些干燥多雨的农村地区，白天和夜间多云，更明显的是，他们很难利用短时间的阳光直接发电，这些条件直接限制了太阳能发电技术在未来的普遍应用^[2]。

3. 影响太阳能光伏发电效率的因素

1. 自然条件的影响

紫外线的强度不仅会影响地表大气的透明度，而且不可避免的影响地表大气的太阳红外辐射，这些辐射可以从太阳观测到大气地面。明清时天空明亮，太阳可以直接穿透整个天空，照射整个地面。在地面上可以接收到的整个太阳的总辐射将越来越强。然而，如果是多云多雨，云层本身就会很厚。此时，地面上的阳光将继续减弱。由于山区地表海拔较高，大气透明度系数越大，地面接收太阳的太阳辐射强度越高，越适合研究和应用新型太阳能热发电技术。

2. 最大输入功率峰值的跟踪以及对太阳能发电总体效率指标的直接影响

逆变器输入电源的最大直流功率值取决于逆变器工作位置在太阳能光伏阵列上的电流曲线－电压曲线上对应的是哪一个电压点上。理想使用状态情况下，逆变器一般应稳定工作位置在该太阳能光伏阵列中的输入最大输出功率峰值电压上。最大的功率峰值在同一天周期内变化是明显不同的，主要都是由于周围环境能量的变化作用，如太阳光产生的太阳辐射量和大气温度，但太阳能逆变器却通过内置一个同时具有两个最大的功率峰值自动跟踪算法的运算器来实现直接的与整个光伏阵列系统相连，达到了能量自动转移效应的能量最大化。最大功率峰值跟踪系统上的太阳能逆变器的最大能量输出转换效率可以简单近似地被定义为逆变器在其被严格定义好之前的或相当后一段时间周期范围内的由逆变器直接输出的从其整个太阳能阵列输入所要获得到最大的有效输出能量之与其处于理想的负载工作状态条件下该逆变器获得的通过其最大功率峰值跟踪系统装置所从逆变器整体太阳能阵列的输出要获得到有效的输出最大输入能量之和的比率。许多最大功率和峰值电压跟踪算法采用的宏运算法实际上又是可以完全是建立在两个参数完全不同类型的基础模型上加以计算求解的，其几个关键的参数类型又有增量电导、寄生电容、恒定的电压、电压的温度修正法和一些模糊的逻辑参数的控制求解方法等。尽管如此，这种运算的模型可能还是存在会稍有些技术局限的某些小的地方，这一点也许又将使对最大的功率峰值曲线进行实时跟踪及处理所用的计算机效率很可能是在受未来或某些特定的技术条件的影响情况下会也可能有所一定的大幅度降低。

结论：总体而言，太阳能资源极为庞大丰富，属于一种绿色高效清洁利用类替代能源，不会产生污染环境，其属于新一代的清洁能源。因此，相关部门还应不断加大研究力度，从而提高太阳能发电效率，更好地服务人民。

参考文献：

[1]叶漫红. 并网太阳能光伏发电的特性及自动化技术应用[J]. 2022(4).

[2]黄哲洙, 金鹏, 王洋,等. 含光伏发电的配电网分布式状态估计方法[J]. 太阳能学报, 2021, 42(7):12.