太阳能光伏发电应用模式探究

张源+张凯

【摘要】：随着我国能源使用需求的不断增加，对于太阳能的使用也在逐渐的增加。世界能源的紧张和大气的污染的日益严重，光伏发电产品技术的应用得到了发展，在全国得到了推广，特别是LED路灯近年的长足发展，使用太阳能LED路灯已进入了城市及乡村照明领域，LED作为节能型光源与传统光源相比具有直流低电压的特点，耗電量少，抗振动，拓展性能强。我国幅辽广阔，有着丰富的的太阳能资源。

【关键字】：太阳能；光伏发电；应用；探究

引言

能源短缺是当今世界能源的主要问题，随着化石能源的不断消耗，能源短缺问题日益严重，且因化石燃料的燃烧利用效率较低，对大气的污染影响极其严重，全球气候变暖、雾霾、冰川融化等近几年热度很高的话题都与化石能源的利用密不可分，鉴于此，可再生替代能源的应用研究引起了人们的高度重视并取得了重大突破，目前可再生利用能源包括风能、水能、潮汐能、太阳能、核能等，其中太阳能以其资源丰富、清洁无污染、能量高、不受地域限制等优势为大众所广泛研究应用，特别是在发电领域崭露头角。

1、太阳能光伏发电技术的原理及系统构成

太阳能光伏发电系统是光伏发电技术的典型应用，该系统主要是由光伏电池组、光伏系统电池控制器、交直流逆变器、蓄电池组、电缆等部分组成，各部分均承担着不同的功能。太阳能光伏电池组主管转换能量，它是发电系统的核心部件，由一系列的太阳能电池排列组合而成，这些太阳能电池根据使用材料的不同，通常可分为硅基光伏电池、化合物光伏电池、聚合物光伏电池以及纳米晶光伏组件四类。

2、太阳能光伏发电技术

2.1 太阳能电池技术

太阳能发电中所使用的光伏电池，是整个太阳能光伏发电系统中的最主要的部件，也是最核心的零件。其大致的规模和应用的过程中，主要就是需要解决整个发电工作下的两大难题：第一，提高光能向电能转化的效率和速度；第二，降低整个生产过程中的成本。在太阳能发电的过程中，一般情况下是以硅片作为整个发电工作的基础，这也是第一代的光能电池，在这一技术逐渐发展成熟之后，其成本却处于居高不下的位置，所以第二代的光伏电池被发展出来，这种很薄的光电能材料被称作为薄膜技术，在硅胶材料的地面上，进行太阳能向电能的转化，这也在很大程度上降低了光伏电池使用过程中的成本。

2.2屋顶分布式光伏发电

屋顶分布式光伏发电是指光伏系统与建筑屋面相结合，实现光伏建筑一体化的新型发电形式。光伏组件既是发电装置的部件又可以作为屋顶结构，不仅可以节约材料，降低建筑成本，还为光伏发电提供安装场地，集环保、节能、发电于一体。这种发电模式主要适于在城市的工业区、公共设施、生活小区以及农村等有大面积屋顶的场所。首先在学校、医院等公建屋顶建设光伏发电系统，推动企业和有条件的城市商品住宅小区、经济适用房小区建设屋顶光伏发电系统。同时还可以在诸如路灯、停车棚等闲置的建筑上，适当布局一些光伏发电装置。其次，可以在新农村屋顶安装家用光伏发电装置，不仅充分利用了大屋面积顶，而且方便系统的检查和维护。

2.3农光互补、渔光互补光伏发电

农光互补是利用太阳能光伏发电无绿色、环保、节能等特点，与农业种植大棚和养殖大棚有机结合，即在大棚向阳面上安装太阳能光伏发电装置，实现养种植等农业与发电于一体。它既具有发电能力，又能为经济附加值很高的像菌类、大棚蔬菜、大棚瓜果及畜牧养殖提供适宜的生长环境，因此可以创造更好的经济效益和社会效益。渔光互补是在池塘、河流、水库等水面上安装太阳能光发电装置，在上面发电下面养鱼，实现渔业与发电于一体的发电模式。

2.4聚光光伏技术

在太阳能把光能转化成电能的过程中，首先齐聚光的技术能够直接打到地面，这样的情况下，太阳能的密度相对来说比较低，其发电的最高峰值也不会超过1kW/m2，所以在整体工作开展的过程中，为了能够有效地提高太阳能在使用过程中的效率，也可以使用聚光的技术。聚光的技术主要就是把光伏进行聚集，以此让太阳能集中在某一个区域，保证这一区域能够在输电的过程中达到最高的峰值，这样的工作方式一方面能够把太阳光聚到面积很小的电池上，能够提高太阳能辐射和照耀的密度；另一方面也能够在比较便宜的聚光器使用过程中，达到最大的电量以此减少整个电脑生产的成本。

3、太阳能光伏发电应用模式的探究

3.1独立光伏发电系统

在太阳能发电的电厂之中，独立的光伏发电系统是不会和整个电场中的公共电脑系统进行连接的，这属于一种孤立的运行的发电系统。所以在建设的过程中，这种系统也是远离整体的公共电网，在郊区或者野外进行移动式手电方法，这也会使用到便携式的电源，例如：在公共电网比较难以覆盖到的边远山区和海边，都会使用到这一发电设备，由于太阳能所具有的发电特点就是白天发电，而复合电的用电一般是全天候的，也就是说夜间也会使用电能。所以在独立的光伏发电系统中，还需要拥有储存能源的硬件设施，这也是一个必不可少的设备。

3.2光伏新能源在电网建设中的可持续发展

随着我国经济的不断发展与提升，能源的消耗也在逐年渐增，这也就使得我国能源出现了匮乏，随着时间的推移，我国经济在可持续发展的过程中也受到了一定的限制。这也就导致我国在能源供应的方式上需要加速改革，而光伏新能源则需要加大其利用率的应用，即通过借助电网分散面积广的特点进行最大利用率的应用。实际生活中，每到炎热的夏天，空调的大规模用电就是一个十分突出的难题，对于可持续电网而言。通过以太阳能光伏发电为主，在用电高峰期时其他再生能源发电为辅，最后以传统火力发电为必要时的补给，通过这样的安排和配合来实现电网的可持续发展建设。

结语

我国太阳能光伏应用领域广阔，应用模式具有多样化特点。在国家政策的引导和市场的主导下，充分利用区域优势，全面推动我国光伏应用市场，以促进光伏产业健康发展。在资源条件好的西部地区，重点发展集中式发电。在具备场址、资源、就近接入、就地消纳等建设条件的地区推动分布式发电系统的全面开放建设，重点在中东部地区发展分布式发电。结合光伏扶贫工程和扶贫养老等多种新模式，发展智能微电网技术在分布式发电中的应用，形成多元化的分布式光伏利用市场。

【参考文献】：

[1]杨永莲.对中国光伏产业“双反”问题原因及对策分析---基于欧盟的对华反倾销、反补贴调查[J].经营管理者，2013，11：23-23.endprint