浅谈太阳能光伏发电技术

刘宁

中电投新疆能源化工集团陇西新能源有限责任公司       甘肃省兰州市 730000

摘要：工业革命的开展大大促进了能源的使用，但同时也消耗了很多化石能源。当下，随着全球化的发展，工业企业在日常生产中需要使用较多化石能源，如果大规模地使用化石资源，很容易给环境带来不良影响，还会阻碍社会的发展和前进，故相关部门要充分重视环境的保护。随着低碳环保目标的推广，工业企业逐渐使用清洁能源，其中，太阳能光伏发电技术也是关键性技术。

关键词：太阳能;光伏发电技术

引言

太阳能作为重要的新能源，目前主要通过光伏发电的形式被利用，满足社会发展提出的绿色环保、节能减排等要求。所谓光伏发电，实际就是利用半导体界面光生伏特效应将太阳能转换为电能的技术，能源生产过程具有低污染、低消耗等特点。加强光伏发电关键技术研究，加快光伏发电技术推广，可以有效缓解能源紧张形势，从而推动社会的可持续发展。

1、光伏发电概述

光伏发电系统由太阳能电池、逆变转换装置、蓄电池等多个部分构成，根据需要安装光伏电池板后，电池能够感受光吸收，通过化学能产生自由移动带电离子，在自由闭合电路中移动，进而产生电流。相较于传统能源，太阳能具有环保优势，取之不尽、用之不竭，发电过程不会产生污染，可以更好地维持生态平衡。而太阳能分布在各地，依靠光伏发电装置进行转换，需要安装的设备种类相对较少，形成的光伏列阵结构简单，在安装和检修维护方面投入较少，因此在应用推广方面拥有明显优势[1]。

2、光伏发电系统的分类

光伏发电系统被分为孤立光伏发电系统和并网光伏发电系统两个主要部分。独立光伏发电系统主要由太阳电池组件、控制器、蓄电池等部分组成,若想要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。独立光伏发电系统的优势是可以独立的对边远地区的村庄供电系统、太阳能互用电源系统、通信信号电源等带有蓄电池的部分进行运行,具有一定的独立性。而并网光伏发电系统就是将太阳能组件产生的直流电经过并网逆转器转换为符合市电电网要求的交流电,然后直接接入我国的公用电网。并网光伏发电系统被分为带蓄电池的和不带蓄电池的,带有蓄电池的并网光伏发电系统具有一定的调节性,可根据实际情况来选择需要并入或者退出电网,当电网因故障发生停电时,它还可以提供备用电源,不带蓄电池的并网光伏发电系统一般安装在较大型的系统上,因为它不具备调节性和备用电源的功能。

3、太阳能光伏系统并网技术应用

3.1单独的光伏发电系统

单独的光伏发电系统经常建设在较远地带，这些地方缺少电能资源，这可以作为移动电源，比如，边疆哨岗、山区和农村等。单独的光伏发电系统要合理地使用太阳能光伏发电技术的优点，白天聚集发电，然后把电能保存在太阳能蓄电池中。因为周边自然环境不稳定，供电也不稳定。可是电网难以覆盖的地区，光伏发电系统能够达到所在地区居民的用电需要。

3.2光伏建筑一体化

近年来，我国建筑事业发展越来越好，太阳能光伏发电技术在使用的时候可以适当地采取光伏建筑一体化设计。建筑事业和光伏发电技术的迅速发展，太阳能光伏发电技术在建筑物中很普遍。首先，光伏发电技术的使用将更好地节约建筑物的维护费用。比如，一些建筑物通过光伏发电技术能够节约较多经费；其次，光伏建筑一体化能够合理地使用城市周边的的太阳能资源，提高建筑物的光电效应。太阳能光伏发电系统在实际使用的时候要使用以下方式，做好光伏建筑的设计工作。首先，实现光伏系统和建筑一体化，这样可以把以往的玻璃幕墙换成光伏电池板，把光伏电池板当作建材来用，进而更好地吸收和使用太阳能资源，为建筑物提供充分的电能资源，控制好建筑物的电费，大大降低光伏发电成本。其次，建筑工程企业的顶部平面光伏系统要保持电网的联通，这样能够更好地建设联网的光伏供电系统，建筑物顶部使用有颜色的光伏配件，用来装饰建筑物，这样不仅可以起到发电作用，还可以使建筑物更加美观。

3.3核心技术

传感器是分散控制中的核心技术之一,在通信技术和智能技术方面要不断地对核心技术进行深度的思考和分析,避免核心技术应用不到位导致发电效果不佳。分散控制能否取得效果的关键点在于通信技术是否是具备科学性,通信技术是光伏发电系统中的主要基础,相关部门调查表明,有线通信可以增加抗电磁干扰能力,有着较强的信号传输能力,因此,在光伏企业要加大对有线还是无线通信技术的应用来提高能源转化质量。

3.4实时处理

在对分布式光伏发电运行进行控制时要进行实时处理,不仅要对网络技术进行融合,还要将自控以及通信等技术融入到系统中。随着我国智能化科学技术的不断进步,在光伏行业应用智能化科学管理技术可以提高电能的发电效率、减少故障的发生频率,而集散控制以及实时处理的技术要素是光伏发电过程中的基础保障,因此在发电实践中要明确各个环节的要求并及时进行控制实施处理,避免某一个环节出现差错而导致整体发电系统故障[2]。

3.5叠层技术

叠层技术属于是新型的光伏发电技术,因其能够突破单节电池的极限,所以商业潜力较大,理论性的光电转换率可超过40%,对于光转电效率的提升具有重要作用。该技术的原材料主要是钙钛矿,主要的集中结构包括PSC/Si、PSC/CIGS以及PSC/PSC等,具体的光转电效率分别是30%、24%以及26%等。若想进一步提高叠层技术的光转电效率,设计人员需要注重叠层电池结构的设计优化,集中力量设计顶、底层光吸收层,可有效降低叠层电池的反射损失与电化学损失等,长期以往,可能会突破单节电池的使用极限。因此,提升叠层电池光转换效至关重要。

3.6光伏方阵技术

光伏方阵技术,主要是指多块光伏组件经串联或并联后组合而成的矩形光伏组阵,其自身还包括多个太阳能电池板,此为光伏并网发电系统中的基本结构,具有内部转化太阳能的功能。当太阳能照射时,光伏方阵可将太阳能直接转化为电能。目前,我国光伏组件的原材料是半导体硅,而常用的半导体硅种类为晶体硅,以晶体硅为原材料的光伏组件相对稳定,比较适合应用于户外光伏发电系统当中。如若太阳能电池板为单个数,则会因电功率过低而无法实现并网目标,此时应该增加太阳能电池板数量,以此提高电力输出功率。此外,针对于太阳能电池板的制作,需要注重单个光伏组件的连接与密封,随后再通过串联多个光伏组件的方式构成光伏方阵,当其发电时,电压与光伏组件串联数量成正比,同时,电流量与光伏组件并联数量也成正比[3]。

3.7有功输出技术

有功输出技术主要是指在光伏发电站并网过程中,需要尽可能的增加电能的输出量,以便于完成对电能最大功率点的跟踪、检测。在大型光伏电站发电系统当中,若想完成对输出功率进行的动态调整任务,需要使用光伏电力储能设备,但因国内的光伏电力储能设备容量较小,使用成本略高,所以无法实现大规模的应用。另外,电力储能较为费时费力,无法完成电能的及时补偿任务,且日常应用具有一定的局限性,可能需要技术人员将大功率电路与交换器的直流电路进行连接,以此降低电压,发挥低电压并网的功能。

结束语

总之，新能源光伏发电技术的应用推广获得了国家的大力支持，在许多领域得到了应用。而在实际进行项目建设的过程中，还应正确选用太阳能电池，并合理进行光伏列阵建设，保证太阳能得到高效转化。掌握光伏系统发电和供电关键技术，合理应用技术进行离网型、分布式等光伏系统的建设，应结合系统特点科学进行发电装置的安装布置，保证系统维持可靠运行。

参考文献：

[1]姜浩浩,金光,郭少朋.浅谈太阳能光伏发电技术现状[J].黑龙江工业学院学报(综合版),2021,(10):83-87.

[2]张连源.太阳能光伏发电技术现状与发展探讨[J].光源与照明,2021,(07):60-61.

[3]韩小亮.太阳能光伏发电技术及应用[J].山西科技,2020,(04):128-130.