冀虎生　李良

【摘要】：太陽能是地球上所有人類賴以生存的能源，也是一切其他能源的來源，無論是石油能源、火能，還是現(xiàn)代高科技研究產(chǎn)物新能源等，都由太陽能通過轉(zhuǎn)化得來，在一定歷史時期為人類生活提供能源或便利。因此，隨著科技的發(fā)達(dá)，人類漸漸掌握了更多將太陽能轉(zhuǎn)化為我們需要能源的方法，這種通過某種特定裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為特定能源的方式，叫做太陽能轉(zhuǎn)換。

【關(guān)鍵詞】：發(fā)電系統(tǒng)；光伏能源；應(yīng)用

引言

目前我國社會中隨著光伏發(fā)電的技術(shù)逐漸的應(yīng)用，全球范圍內(nèi)也開始推廣這一技術(shù)，并且應(yīng)用在電廠的發(fā)電工作中和不斷的應(yīng)用過程中，這一技術(shù)的優(yōu)勢也日漸突出，正如人們所期待的光伏發(fā)電方式，能夠在人口的密集區(qū)緩解用電壓力情況，也能夠減少環(huán)境的污染現(xiàn)狀。同時為我國資源的節(jié)約帶來了巨大的好處，所以這一發(fā)電方式成為我國電力技術(shù)發(fā)展過程中最為先進(jìn)，也最受期待的發(fā)電方式之。

1、光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1光伏發(fā)電原理

光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成包括光伏組件、并網(wǎng)逆變器、配電柜等設(shè)備，通過光生伏特效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能，然后逆變器將太陽電池板中的直流電轉(zhuǎn)變成交流電并使用。其原理如圖1所示。

光伏方陣的大小一般根據(jù)屋頂大小決定，但周圍應(yīng)預(yù)留足夠的位置放置逆變器。此外，光伏發(fā)電系統(tǒng)使用雙向電表，如果某日光照充足輻射量大，用戶可以“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”；如果某日為陰雨天氣而導(dǎo)致發(fā)電量不足，用戶可通過電網(wǎng)正常用電。

1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成及分類

（1）光伏發(fā)電系統(tǒng)具體包含以下幾個方面：即光伏電池組、控制器、蓄電池與逆變器所構(gòu)成的發(fā)電與電能交換系統(tǒng)。（2）其主要包含2中發(fā)電系統(tǒng)，即離網(wǎng)光伏以及并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。其中的離網(wǎng)光伏發(fā)電屬于比較普遍的太陽能的運用受到，其簡單易操作，同時適用范圍比較廣泛。但受到蓄電池體積大以及維護(hù)繁瑣等因素的制約，制約了其實際的應(yīng)用。而并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，如果在用電負(fù)荷過大，同時太陽能電力不夠時需要通過電網(wǎng)購電，而負(fù)荷比較低亦或太陽能電力足夠時，通過將多余的電力售賣給電網(wǎng)。該系統(tǒng)并不需要蓄電池環(huán)節(jié)，因此，進(jìn)一步降低了成本，得到了普遍的應(yīng)用。

2、新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用途徑

2.1單體用戶太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用

太陽能資源適用于我國的全方位地區(qū)，而小型的電源光伏發(fā)電技術(shù)從10W到100W不等，從而適用于不利廣泛建設(shè)電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)。如海島上或者高原地區(qū)和邊防哨所等。其家庭用電的需求也可以配合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)同時供給，產(chǎn)生5～9kW的電力支持。尤其在光伏水泵技術(shù)發(fā)展之后，可以初步解決某些地區(qū)的深井用水和灌溉需求，同時太陽能凈水器的研發(fā)也為光伏技術(shù)提供了無電凈水能力。廣西廣播電視地球站提出了小型光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計理念，開發(fā)了光伏發(fā)電系統(tǒng)在小型化單體用戶應(yīng)用上的技術(shù)支持，只有完善小型太陽能光伏技術(shù)的應(yīng)用，才能夠在整體電力系統(tǒng)中得到用電需求的保障。

2.2光伏發(fā)電技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

2.2.1建材型建筑

建材型建筑就是在建筑設(shè)計階段，將光伏發(fā)電設(shè)備融入建筑物中作為常規(guī)建筑材料使用，傳統(tǒng)建筑物將磚面或鋼混結(jié)構(gòu)作為外墻，主要用于保護(hù)建筑主體安全和美觀，但現(xiàn)在可以將光伏發(fā)電設(shè)備嵌入外墻，作為建筑裝飾面，起到吸收光能轉(zhuǎn)化電能和建筑物安全美觀的作用，在發(fā)電供應(yīng)建筑物內(nèi)部光照的同時，吸收陽光避免室內(nèi)高溫，減少空調(diào)使用頻率，降低建筑物對環(huán)境破壞。建材型建筑的光伏發(fā)電設(shè)備材料主要由鋼和玻璃組成，在整體設(shè)計中不僅要考慮建筑物和設(shè)備的安全性能，還要注重現(xiàn)代建筑屋頂美觀，光伏發(fā)電設(shè)備要具有一定縱深才能高效吸收光能，避免建筑物大量光照，在居民建筑物中要考慮頂層住戶和中間層住戶的區(qū)別，在設(shè)計時注重樓頂和樓體表面設(shè)備的安裝，保障電能輸送到每一戶居民家中，因此在電纜設(shè)備安置上也要考慮使用年限等原因。

2.2.2普通型建筑

普通型建筑不同于建材型建筑將光伏發(fā)電設(shè)備融入建筑物中的特點，而是在建筑物表面安裝設(shè)備，做簡單的結(jié)合處理，適用于目前已有建筑物，但在較常用于頂層用戶，主要材料有鋼混支架，發(fā)電設(shè)備和電線等，由于只能設(shè)置在樓頂，因此也要格外注意磨損和防雷，建筑表面安置的發(fā)電設(shè)備安置簡單方便，安裝成本相較于建材型建筑較低，且具有更強的使用性能，屋頂吸收光照多使得發(fā)電量較多，這種高效率的發(fā)電方式在我國居民建筑物群中非常實用。

2.3太陽能光伏技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

我國電力系統(tǒng)始終處于緊張狀態(tài)，以城市供電為例，在應(yīng)用電能的高峰期必然產(chǎn)生過高的需求量，而在配合使用并網(wǎng)光伏發(fā)電的過程中，可以規(guī)避其使用高峰期的公共用電需求。在交通領(lǐng)域中，部分無人值守的道班中能夠通過配合應(yīng)用光伏技術(shù)提供備用電能的支持，從而保障運輸能力始終處于有電狀態(tài)。其研發(fā)的應(yīng)用途徑中，對于通信通訊的電力支持也不容小覷，通常微波中繼站無需人工值守但是當(dāng)光纜維護(hù)站出現(xiàn)電能供給不足的情況，也必須經(jīng)過人為供電完成通訊電源系統(tǒng)的持續(xù)供電。

目前我國依據(jù)新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展和完善，對建筑材料的應(yīng)用進(jìn)行創(chuàng)新，結(jié)合BIPV 光伏發(fā)電的技術(shù)可以實現(xiàn)建筑樓體的電能儲備與輸出，從而實現(xiàn)節(jié)能用電和生態(tài)需求。中鐵建設(shè)集團(tuán)提出應(yīng)用 MPPT 技術(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行光伏發(fā)電的應(yīng)用，對建筑體進(jìn)行供電配給需求的研究，便于緩解公共用電的需求，提供了單軸跟蹤系統(tǒng)的應(yīng)用方式，從而獲取了硬件電力在樓體設(shè)計中的容量計算發(fā)電數(shù)據(jù)信息，闡述了光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑本身產(chǎn)生的供電需求關(guān)系能夠應(yīng)用到光伏欄板、光伏雨蓬、光伏采光頂、光伏幕墻、光伏遮陽等技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)。而除去建筑行業(yè)本身能夠得到的電能輸出外，在應(yīng)用到油田作業(yè)中也能夠提供實際的電能需求，包括對油氣設(shè)施陰極保護(hù)、油區(qū)道路監(jiān)控、邊遠(yuǎn)油井供電系統(tǒng)、LED 路燈綠色照明系統(tǒng)、油氣管道自控測控系統(tǒng)、輸油管道電加熱、油田油氣管道閥室電源等情況的應(yīng)用。

結(jié)語

目前，光伏發(fā)電是一種比較理想的綠色能源，在中國的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，并充分發(fā)揮了其優(yōu)勢功能。中國在對光伏發(fā)電的保護(hù)方面，應(yīng)積極制定相應(yīng)措施、完善相關(guān)政策法規(guī)，從而促進(jìn)光伏發(fā)電技術(shù)可持續(xù)發(fā)展，為未來的綠色工程建設(shè)起到推進(jìn)作用。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]楊波.試析太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2016（28）：122.endprint