嵇尚海

【摘 要】隨著能源緊缺問題的不斷嚴重，全世界都在關注綠色能源的發(fā)展。近年來，隨著太陽能電池光伏單晶硅原材料成本的下降，太陽能光伏發(fā)電得以受到越來越多的重視。不僅能夠替代部分常規(guī)能源，而且在開始在世界能源消費中占據重要的位置，并將成為未來世界能源供應的主體。文章分析了太陽能光伏發(fā)電技術的應用，并進一步對太陽能光伏發(fā)電的前景進行了闡述。

【關鍵詞】 太陽能 光伏發(fā)電 技術 發(fā)展趨勢

隨著經濟的發(fā)展和人口的增加，能源面臨著供應不足，各國都在努力尋求穩(wěn)定充足的能源供應，可再生能源的開發(fā)利用尤為引人注目。光伏發(fā)電指利用太陽能電池組件將太陽光能直接轉化為電能，具有轉化環(huán)節(jié)少、資源蘊含量取之不盡、能源質量高、建設周期短、發(fā)電方式接近零排放等優(yōu)勢。

1 太陽能光伏發(fā)電概述

進入21世紀后，隨著人類工業(yè)化文明的日趨發(fā)展，能源問題越來越受到重視和關注，電力的需求量也隨之增長，其中火電、水電、核電等占了很大的比重。我國發(fā)電的主要來源仍是火力發(fā)電，但火力發(fā)電需要燃燒大量的煤炭、石油等化石燃料，造成了資源的匱乏和環(huán)境的破壞。太陽能光伏發(fā)電技術逐漸興起，這是一種將太陽輻射能轉化為電能的新型發(fā)電技術。目前中國的太陽能發(fā)電尚處于起步階段，由于技術問題，中國的太陽能光伏產業(yè)成本高，競爭力弱，這不僅需要技術的引進、開發(fā)，產業(yè)的管理模式，這更是政府的政策引導和扶持作用。

2 太陽能光伏發(fā)電技術的具體應用

2.1 光伏并網發(fā)電

光伏并網系統(tǒng)通?？梢钥醋魇谴箅娋W的組成部分，它可以傳輸有功功率和無功功率到與之相連接的電力系統(tǒng)中。按照有無儲能裝置，光伏并網系統(tǒng)可分為有儲能裝置光伏并網系統(tǒng)和無儲能裝置光伏并網系統(tǒng)。根據功率級別和光伏陣列的分布情況，可將光伏并網系統(tǒng)分為集中型大型光伏并網系統(tǒng)和分布式小型光伏并網系統(tǒng)。光伏并網發(fā)電就是利用并網逆變器將光伏系統(tǒng)連接到大電網中，將光伏系統(tǒng)所產生的電能傳輸到大電網中，由電網進行分配，為當地的負荷供電。隨著對系統(tǒng)穩(wěn)定運行要求的逐步升高，光伏并網發(fā)電已成為當今社會光伏發(fā)電系統(tǒng)主要采用的運行方式。

2.2 獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的建立

獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)由于不與公共電網相連接，因此其建設地點一般選在與電網隔離的偏遠地區(qū)，比如海島、移動通訊站及邊防哨所等。儲能元件是獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)中不可缺少的，這是由于太陽能發(fā)電一般選擇在白天，然而負荷用電是全天24h實施，這就需要在光伏系統(tǒng)中設置必要的儲能元件。在氣象環(huán)境影響下，其供電可靠性很難得到保障，然而對于偏遠無電地區(qū)而言這一系統(tǒng)的建立已然產生十分重要的社會價值。

2.3 光伏建筑一體化應用

關于光伏建筑的一體化應用主要表現為兩個方面： 通過在建筑物屋頂安裝光伏器件的方式實現電網與光伏陣列的并聯，進而構成光伏建筑一體化系統(tǒng)； 通過建筑和光伏器件集成化的方式于屋頂位置設置光伏電池板，利用光伏玻璃幕墻替代原有幕墻，提高墻面積屋頂的太陽能吸收量，這就同時實現了建材功能與發(fā)電功能，是對光伏發(fā)電成本的有效控制。與此同時，在墻體外飾材料研究方面也出現了全新的彩色光伏模塊，這在充分利用太陽能光伏發(fā)電原理的同時也使得建筑物外觀更具美學欣賞價值。

2.4 混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)的構建

所謂的混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)是將多種發(fā)電方式相互融合并應用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的過程，混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)的構建旨在發(fā)揮不同發(fā)電模式的技術優(yōu)勢，揚長避短，從而更加有效地提高電能的利用率。例如光伏發(fā)電經常會受到天氣狀況的影響，在冬季風力較大地區(qū)，就可通過光伏發(fā)電和風力發(fā)電的混合模式，盡可能減少天氣變化對發(fā)電系統(tǒng)的影響，進而達到控制負載發(fā)電率的目的。

2.5 光伏發(fā)電在LED照明中的應用

作為半導體材料制作而成的組件，LED與光伏發(fā)電的結合可實現電能至光能的轉化。這一半導體照明技術不僅有著環(huán)保、節(jié)能、高效的技術優(yōu)勢，并且照明周期較長，且易于維護。光伏發(fā)電在LED照明系統(tǒng)中的應用突出了光生伏特效應的技術原理，通過太陽能電池實現對太陽能至電能的轉化，再借助LED照明系統(tǒng)將其轉化為最終的光能。

3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的前景展望

目前在太陽能光伏并網發(fā)電的應用，通常是通過建立集中式大型并網光伏電站及一些分散式小型并網光伏系統(tǒng)來實現光伏發(fā)電。此外，光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)也不斷發(fā)展，其投資小，而且不需要占有多大的面積，建設周期較短，發(fā)展較快。總體來看，當前光伏發(fā)電的主流還是大型并網電站和分布式電站，而分布式發(fā)電具有廣闊的發(fā)展前景。

首先，太陽能光伏發(fā)電與常規(guī)的發(fā)電系統(tǒng)相比具有較為明顯的優(yōu)點，由于其是利用太陽能來進行發(fā)電，不僅安全可靠，而且無污染，沒有噪音產生，同時太陽能資源也不會存在枯竭的危險。利用太陽能進行發(fā)電不用受到資源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同時也不需要架設輸電線路，能源質量較高，而且易于建設，可以在較短時間內即可獲取到能源，使用者對太陽能光伏發(fā)電更易于接受。其次，隨著不可再生能源的大量開采與利用，使人類面對的能源危機問題日趨嚴重。太陽能取之不盡、用之不竭，低成本、高效益，尤其具有極高的清潔性，越來越受到關注。合理利用太陽能等可再生能源發(fā)電是解決能源危機和環(huán)境污染問題的一種有效方法，對可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的意義。隨著科學技術的不斷進步，光伏組件材料的價格也隨之不斷降低，光伏發(fā)電越來越明顯地顯現出其經濟效益和可利用的社會價值，使其作為緩解能源壓力和改善環(huán)境的重要戰(zhàn)略引起發(fā)達及發(fā)展中國家重視。此外，目前我國太陽能光伏發(fā)電項目已經取得了大量的成功經驗，近年來國家也針對光伏電站的前期核準備案、電價補貼、電力接入以及稅收等方面出臺了一系列的支持政策，這對于太陽能光伏發(fā)電的建設起到極為重要的作用，而且隨著各項目的建設和投產，我國光伏發(fā)電的裝機總量將不斷增加，根據國家能源局發(fā)布的“太陽能發(fā)電十二五規(guī)劃”，2015年中國光伏累計裝機容量可達35GW。

4 結語

近年來，我國太陽能光伏發(fā)電行業(yè)得以快速的發(fā)展，無論是太陽能電池的產量還是太陽能光伏發(fā)電裝機容量都得以不斷增加，相信在不久的將來，太陽能光伏發(fā)電將取代常規(guī)的發(fā)電系統(tǒng)，成為能源的主體。

參考文獻：

[1]吳理博.光伏并網逆變系統(tǒng)綜合控制策略研究及實現[D].清華大學，2006.

[2]馬寧.太陽能光伏發(fā)電概述及發(fā)展前景[J].智能建筑電氣技術，2011（2）.