【摘要】光伏發(fā)電技術(shù)主要運(yùn)用的是太陽能，其對環(huán)境產(chǎn)生的污染較傳統(tǒng)資源來說減少很多，因此光伏發(fā)電技術(shù)得到了國內(nèi)外的重視。本文重點(diǎn)闡述了光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中的幾種重要技術(shù)，并且對光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)的運(yùn)用前景進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電；太陽能；應(yīng)用前景

一、光伏發(fā)電設(shè)備主要技術(shù)分析

光伏發(fā)電系統(tǒng)有兩種類型，前一種是一個(gè)獨(dú)立性的發(fā)電系統(tǒng)，后者則是一種并網(wǎng)式的發(fā)電。

一個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)需要由多個(gè)核心技術(shù)組合而成，包括了孤島保護(hù)的技術(shù)、夜間零耗電的技術(shù)、與系統(tǒng)安全有關(guān)的技術(shù)比如避雷等等，這些技術(shù)缺一不可。在上述這些技術(shù)中，筆者主要闡述幾種比較重要的技術(shù)。

（一）光伏電池的系統(tǒng)

光伏電池系統(tǒng)的種類多樣，既有集中型的，也有串聯(lián)型，同樣還有并聯(lián)型等等。

集中型的電池系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，只需要用到1臺(tái)變流器，并且該結(jié)構(gòu)當(dāng)中的逆變器具有很高的效率。但同樣存在著抗熱斑能力和抗陰影的能力比較差的問題，如果單純地使用MPPT，該系統(tǒng)的功率無法達(dá)到最大化，同時(shí)阻塞以及旁路二極管都會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，使其消耗更多功率，同時(shí)該種系統(tǒng)沒有較強(qiáng)的延伸性。

在串型的電池系統(tǒng)當(dāng)中沒有阻塞二極管，這樣就提高了系統(tǒng)運(yùn)行的效率，同時(shí)也彌補(bǔ)了前者在抵抗熱斑和陰影方面的不足，多串的MPP使得系統(tǒng)具有比較強(qiáng)的擴(kuò)展性。但是，雖然抗熱斑和陰影的能力有所提高的，但還沒有完全解決，同時(shí)過多的逆變器會(huì)使得運(yùn)行時(shí)功率加大，成本提高。

在交流模塊型的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，不存在前面兩者的熱斑、陰影問題，同時(shí)該結(jié)構(gòu)中也拋棄了無阻塞和旁路二極管；MPP的整體設(shè)計(jì)具有獨(dú)立性，大大提高了運(yùn)行的效率，同時(shí)也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。該種結(jié)構(gòu)股在光伏建筑一體化的系統(tǒng)當(dāng)中得到了比較廣泛的運(yùn)用。但是其逆變的效率比較低。

在多串集中型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，除了具有前者的一些優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其具有單一逆變器的設(shè)計(jì)，這使得系統(tǒng)的擴(kuò)展成本減少，同時(shí)也提高了逆變的效率，其能夠產(chǎn)生多種不一樣的MPPT電壓，很適合應(yīng)用于光伏建筑之中，但是仍然會(huì)受到陰影問題和熱斑問題的困擾。

在逐個(gè)并聯(lián)集中型的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，能夠使太陽能得到充分地利用，同時(shí)逆變器可以分工，大大增加了逆變器的使用年限。該種系統(tǒng)采用并聯(lián)光伏陣列的方法，使得消耗過大，并且只可以這對某一種型號(hào)使用。

（二）逆變器的種類

在光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中，離不開逆變器的使用，逆變器主要分為如下的幾種。

1.直接耦合型。采用該種系統(tǒng)類型，可以不必使用工頻變壓器，因此使得整體的構(gòu)造比較簡單，質(zhì)量比較小，同時(shí)效率也可以得到提高。但是這種系統(tǒng)并沒有實(shí)現(xiàn)太陽能電池板與電網(wǎng)之間的相互隔離，電池兩級(jí)由于電網(wǎng)的影響，很可能產(chǎn)生觸電的現(xiàn)象，不符合安全需要；使用直流側(cè)電壓，只有當(dāng)直流側(cè)MPPT超過了350V，太陽能的電池陣列的電壓超過了440才可以完成，而這需要整個(gè)電池組要有較強(qiáng)的絕緣性，否則就會(huì)漏電。

2.工頻隔離系統(tǒng)當(dāng)中，構(gòu)造比較建議，有很好的安全性能，同時(shí)能夠抵抗外界的沖擊。在該系統(tǒng)當(dāng)中，直流側(cè)的MPPT電壓的最高值以及最低值的相差一般控制在三倍左右。但是該種系統(tǒng)的運(yùn)用效率比較低，同時(shí)因?yàn)榧尤肓俗儔浩?，?dǎo)致整體感覺比較笨重。

高頻隔離系統(tǒng)的效率比較高，同時(shí)質(zhì)量比較小。但是該系統(tǒng)中隔離DC/AC/DC的功率等級(jí)比較低，所以拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一半是在兩千瓦以下；該系統(tǒng)當(dāng)中的EMC在設(shè)計(jì)起來比較困難；系統(tǒng)無法抵抗巨大的沖擊。

高頻不隔離系統(tǒng)同第一種系統(tǒng)模式，即直接耦合型的系統(tǒng)模式有著較多的相似之處，其都拋棄了工頻變壓器的使用，使得整體的質(zhì)量比較輕，效率比較高。在該系統(tǒng)中，加入了升壓的BOOST電路，這使得整個(gè)直流輸入的電壓范圍得到了擴(kuò)大。但是同樣也會(huì)存在漏電等安全問題，系統(tǒng)的整體可靠程度比較低。

（三）孤島效應(yīng)技術(shù)的運(yùn)用

孤島效應(yīng)技術(shù)的運(yùn)用，是為了防止某些線路出現(xiàn)了問題，停止工作導(dǎo)致停電的時(shí)候，該條線路能夠由與其并網(wǎng)的其它放電設(shè)備繼續(xù)提供電量的支持，同周邊裝置一起組成一個(gè)自己為自己供電的裝置。

在利用該項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候，同樣也要注意由其產(chǎn)生的一些不良的影響。第一，使用該項(xiàng)技術(shù)，系統(tǒng)的電壓和頻率可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)比較大的情況，容易失去掌控，從而對入網(wǎng)的設(shè)備產(chǎn)生一些破壞；第二，當(dāng)采用孤島效應(yīng)的設(shè)備重新與該電網(wǎng)相連接，關(guān)閉閘門時(shí)，分布式的發(fā)電裝置如果無法與電網(wǎng)保持一致，則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部的斷路器遭到損毀，從而出現(xiàn)比較高的沖擊電流，破壞裝置，導(dǎo)致重新跳閘現(xiàn)象的發(fā)生；如果無法解決因?yàn)楣聧u效應(yīng)帶來的不良影響，則會(huì)對整個(gè)電網(wǎng)產(chǎn)生破壞，使電網(wǎng)無法向設(shè)備正常的供電，必須要人工手動(dòng)恢復(fù)。

二、光伏發(fā)電的應(yīng)用前景探析

（一）應(yīng)用光伏發(fā)電技術(shù)的必要性

1.我國的自然資源儲(chǔ)備雖然比較多，但是人均的占有量依然比較低，其中石油和天然氣的人均占有量低于了世界的平均水平；同時(shí)，我國利用資源和開發(fā)資源的技術(shù)并不高，所以使得資源利用效率低下，資源短缺的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。同時(shí)我國目前的發(fā)電多數(shù)采用煤炭發(fā)電的方式，該種發(fā)電方式會(huì)大大污染周圍的環(huán)境，同時(shí)廢棄物業(yè)無法得到合理地處理，成為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大阻礙。

2.光伏發(fā)電技術(shù)的運(yùn)用能夠提高農(nóng)村人民的生活水平，改善其生活環(huán)境，使得農(nóng)村人口能夠缺電的問題能夠得到及時(shí)有效的解決，同時(shí)也大大減少了耕地的占用量。

（二）應(yīng)用前景探析

1.未來的光伏發(fā)電可以作為一種比較獨(dú)立的發(fā)電系統(tǒng)存在，為人們的生活、工廠生產(chǎn)、交通提供電力資源。目前，很多公共場所的用電，比如草場的夜晚照明、路燈等都是采用了光伏發(fā)電系統(tǒng)。

2.光伏系統(tǒng)同樣也能夠很好地被運(yùn)用到光伏建筑一體化當(dāng)中，將景觀與建筑能夠相互融合，同時(shí)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)也具有比較大的發(fā)展空間。在目前國際光伏市場當(dāng)中，BIPV技術(shù)為核心技術(shù)，光伏屋頂并網(wǎng)發(fā)電圍繞該項(xiàng)技術(shù)展開研究，并且已經(jīng)占據(jù)了絕大多數(shù)的市場，在日本以及德國得到了廣泛的運(yùn)用，相信不久以后在中國也能夠得到發(fā)展。

三、結(jié)束語

隨著我國不可再生資源的使用量越來越大，終究會(huì)迎來枯竭的一天。而在光伏發(fā)電當(dāng)中，主要是運(yùn)用了太陽能資源，其具有取之不盡，用之不竭的特點(diǎn)，并且對環(huán)境的污染較傳統(tǒng)的煤炭資源來說比較小，因此光伏發(fā)電系統(tǒng)得到了國內(nèi)外的重視。我國在光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究中已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，相信通過堅(jiān)持不懈的研究，光伏發(fā)電能夠更好地為人類造福。

參考文獻(xiàn)

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[3]趙爭鳴，劉建政，孫曉瑛等.太陽能光伏發(fā)電及其應(yīng)用[M].科學(xué)出版社，2005年10月

作者簡介

譚先軍（1981-），男（漢族），籍貫荊州。2010年就讀華北電力大學(xué)電氣與電子工程專業(yè)，2005就職于國網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司，主要從事智能電網(wǎng)研究。