張振衡+++杜玉++劉鵬++陳俊玉

【摘要】：太陽能是人類取之不盡的可再生能源，具有清潔性、安全性、廣泛性及長壽命等特點(diǎn)。光伏發(fā)電正是基于太陽能的新型發(fā)電技術(shù)，它主要是通過半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)，把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。近年來，我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，光伏發(fā)電站數(shù)量正變得愈來愈多，光伏發(fā)電站在電力系統(tǒng)當(dāng)中的地位正在不斷提升?；诖耍恼聦夥l(fā)電相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了綜合性闡述，并提出了一系列觀點(diǎn)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】：太陽能光伏發(fā)電；技術(shù)分析；技術(shù)要點(diǎn)

1、太陽能光伏發(fā)電的原理及優(yōu)點(diǎn)概述

1.1太陽能光伏發(fā)電原理分析

當(dāng)前，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已成為最有潛力的可再生技術(shù)之一，其主要是通過將太陽能輻射光能儲存到太陽能電池中，從而產(chǎn)生電能。該技術(shù)中利用了半導(dǎo)體光伏發(fā)電光能的原理，在太陽電池中聚集來自于太陽能輻射的光，將其轉(zhuǎn)換為電能，具體過程為：太陽能電池中有電場的存在，而光能中“光生電子-空穴”的存在，因此使得電子和空穴相互分析，在電池的兩側(cè)產(chǎn)生電荷，進(jìn)行出現(xiàn)電壓。

1.2太陽能光伏發(fā)電體的優(yōu)勢

（1）高效、節(jié)能、清潔

太陽能光伏發(fā)電與其他的電力系統(tǒng)發(fā)電相比，其產(chǎn)生電能的過程更為簡單，其主要是通過將太陽光能中的光子轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮樱M(jìn)行產(chǎn)生電能，太陽能光伏發(fā)電具有效率高、簡單便捷的特點(diǎn)，同時在節(jié)能環(huán)保方面也有所突破。

（2）儲備豐富、分布范圍廣

太陽能的使用，不僅能夠保護(hù)環(huán)境，同時還能杜絕資源浪費(fèi)，同時由于太陽光分布范圍較為廣泛，因此對其進(jìn)行開發(fā)和利用是十分便捷的。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，主要由太陽電池組件、蓄能蓄電池、直交流逆變器等部分組成。對于太陽能光伏發(fā)電而言，太陽電池組件是最重要的部件，其承擔(dān)著將光能轉(zhuǎn)換為電能的重要作用。

2、光伏發(fā)電概述

光伏發(fā)電的主要原理為半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。當(dāng)光子照射于金屬上時，其能量會被金屬當(dāng)中的電子吸收。當(dāng)電子所吸收的能量足夠大時，可有效克服金屬內(nèi)部引力，并從金屬表面脫離出來成為光電子，此時半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位便會產(chǎn)生電位差，便會形成電壓。也就是說，光伏發(fā)電是光子轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮印⒐饽芰哭D(zhuǎn)變?yōu)殡娔芰康倪^程。從電力生產(chǎn)發(fā)展趨勢來看，推廣光伏發(fā)電具有其必然性。我國是一個典型的能源生產(chǎn)大國，但同時也是能源消耗大國，人均能源占有率遠(yuǎn)低于世界平均水準(zhǔn)。同時，在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)上，我國與其他發(fā)達(dá)國家相比存在較大的差異，調(diào)整空間巨大。在這種背景下，國家對優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)愈來愈重視，于“十二五”期間提出了能源結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)，其重點(diǎn)在于非石化能源比重增加及碳減排兩個目標(biāo)，從而形成低排放、低污染、低能耗的新型經(jīng)濟(jì)形態(tài)。在這種背景下，生物質(zhì)能、風(fēng)能及太陽能等可再生資源得到了廣泛關(guān)注。其中太陽能是常見能源中一次性轉(zhuǎn)換效率最高的能源，優(yōu)勢十分明顯，是未來能源發(fā)展的重要方向。正是基于太陽能的這種特性，光伏發(fā)電有了巨大的發(fā)展空間，并逐步得到推廣，部分地區(qū)已經(jīng)構(gòu)建成了較為成熟的光伏發(fā)電站。

3、對于太陽能光伏發(fā)電技術(shù)探討

3.1最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)

通過運(yùn)用最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)，可明確光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)所在的環(huán)境，分析環(huán)境中的溫度、光照等對并網(wǎng)造成的影響，并且還可繪制光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特性曲線，然后在依據(jù)曲線的變化狀況，對并網(wǎng)光伏發(fā)電的最大功率點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的跟蹤。同時，最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)與光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)自身的運(yùn)行效率之間存在直接的關(guān)聯(lián)，例如常用的兩種跟蹤方法：（1）擾動觀察法，在光伏并網(wǎng)發(fā)電時，通過設(shè)計小型擾動，可比對擾動前后的并網(wǎng)情況，獲得最大功率點(diǎn)位置，并網(wǎng)擾動方式可控制輸出電壓，利用電壓差，還可形成擾動，以跟蹤功率狀態(tài)。（2）電導(dǎo)增量法，瞬間電導(dǎo)數(shù)據(jù)與變化量是此類方法運(yùn)用的決定性因素，其能夠通過分析光伏列陣的曲線變化情況，獲得曲線的單峰值，并由此判斷出光伏并網(wǎng)是否處于最大值發(fā)電狀態(tài)。

3.2升壓系統(tǒng)

光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，通過太陽能轉(zhuǎn)化的交流電，額定電壓是380V，經(jīng)過升壓系統(tǒng)處理后，才能并入到電網(wǎng)內(nèi)。升壓系統(tǒng)是光伏發(fā)電并網(wǎng)的重要組成，其在應(yīng)用的過程中，要配置升壓變壓器，按照光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)電量，選擇可用的升壓變壓器，例如：箱型干式變壓器，確保升壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性[2]。在光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)中，升壓變電站，更為兩層結(jié)構(gòu)，上層是逆變室，監(jiān)控逆變器的安全運(yùn)行，下層是配電室，為升壓系統(tǒng)提供電能支持，升壓變電站中，科學(xué)的配置高、低壓進(jìn)線柜，引入計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)督升壓變電站的工作情況，升壓變電站的監(jiān)控，與逆變室監(jiān)測同步，維護(hù)太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的工作效率。

3.3聚光光伏技術(shù)

太陽的光能經(jīng)過路徑出現(xiàn)損耗，因此地面上太陽光能中的能量十分有限，而聚光光伏技術(shù)的產(chǎn)生，不僅能夠減少路徑對太陽光能的損耗，同時還能進(jìn)一步增加太陽能的使用效率。其主要的工作原理是使用面積較小的高性能聚光電池來聚集太陽光，這樣能夠在提高太陽光輻照密度的同時，有效的減少生產(chǎn)的成本。聚光器在聚光光伏系統(tǒng)中非常重要。其中熱光伏聚光器主要是通過輻射器來加入太陽能，從而獲得成光熱能，再利用輻射器將成光熱能發(fā)射到太陽能電池中，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為光電。

3.4并網(wǎng)逆變器控制技術(shù)

并網(wǎng)逆變器可確保光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的靈活性，進(jìn)而使得工程的多樣化需求得以滿足，為太陽能始終處于最佳的轉(zhuǎn)換狀態(tài)提供保障。同時，逆變器還可控制光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的工作模式，為電流提供直接或間接控制的方法。近年來，隨著科學(xué)的迅速發(fā)展，間接與直接控制不斷融合發(fā)展，較好的發(fā)揮了間接、直接電流的控制效果，彌補(bǔ)了雙方的缺陷，融合之后的并網(wǎng)逆變器控制能夠?qū)崟r跟蹤電流變化情況，以保證電流的穩(wěn)定性。

結(jié)束語

當(dāng)前，為了讓太陽能光伏發(fā)電技術(shù)能夠得到良好的發(fā)展，政府應(yīng)當(dāng)出臺一系列的政策法規(guī)來對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行規(guī)范和完善，從而確保其能夠?qū)⒖沙掷m(xù)發(fā)展的作用真正的發(fā)展出來。相信在不久之后，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)將成為綠色工程中至關(guān)重要的部分。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫勇.我國太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用綜述[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用報，2014（27）：88.

[2]周翔.光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢及其應(yīng)用研究[J].河南科技，2010（20）：1-2.endprint