萬莉莎

（國家電投集團(tuán)江西電力有限公司新能源發(fā)電分公司，江西 南昌 330000）

隨著新理念的提出，人們也越來越重視環(huán)保問題，傳統(tǒng)能源對環(huán)境污染大，影響生態(tài)系統(tǒng)，只有不斷拓展使用清潔能源，才能更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生。在新能源中，光伏發(fā)電是最為普遍的一種新型技術(shù)，其環(huán)保性、便利性被廣泛應(yīng)用到了各領(lǐng)域，發(fā)揮了良好的作用。光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用了太陽能的原理，是最為方便快捷的一種能源采集，太陽能是自然界最優(yōu)質(zhì)的能源，通過與太陽能的開發(fā)與研究，保證了新能源的建設(shè)與構(gòu)建，資源得到了節(jié)約，能源得到了發(fā)展。與傳統(tǒng)能源的巨大消耗和污染相比，新能源對有效提升我國電力企業(yè)的效益，實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)良好的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)國家發(fā)展，有著重要的意義。電力企業(yè)要適應(yīng)新形勢，滿足新發(fā)展要求，研究并拓展新能源光伏發(fā)電技術(shù)，通過技術(shù)創(chuàng)新與推廣，保證技術(shù)性能良性顯現(xiàn)。

人類對自然界的開采越來越多，對傳統(tǒng)能源材料的消耗不斷增長，當(dāng)前已經(jīng)顯現(xiàn)了枯竭的態(tài)勢，全球現(xiàn)有的不可再生資源儲量減少。從當(dāng)前的發(fā)展速度上看，如果不加以控制，未來的幾十年中，礦石能源將會告急，全面充分做好新能源的開發(fā)是當(dāng)前最為緊急的工作。新能源推廣與建設(shè)符合目前的國際國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)況，能夠通過有效的開發(fā)利用，滿足現(xiàn)在的一切需求。當(dāng)前較為成熟的技術(shù)就是光伏發(fā)電技術(shù)，通過對太陽能的開發(fā)與利用，更好地滿足人們需求。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前我們所看到的太陽處在健壯期，能夠滿足不同的科研與利用需求。

1 光伏發(fā)電技術(shù)概念、原理及優(yōu)點(diǎn)

1.1 光伏發(fā)電技術(shù)概念

光伏發(fā)電主要是利用太陽能技術(shù)，通過半導(dǎo)體硅使光能實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)變，形成可利用的電能，這種技術(shù)就如同植物通過葉綠體將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能一樣，是一種轉(zhuǎn)化能。進(jìn)行實(shí)際操作時，只需要把設(shè)備根據(jù)需要進(jìn)行安裝即可，太陽能電池感受光吸收后，再由化學(xué)能形成自由移動帶電離子，這樣就在自由閉合電路中形成了帶電離子移動，確保了可用的電流生產(chǎn)，繼而成為我們常用的電能，滿足生產(chǎn)各種需求。在實(shí)際使用中，其安裝簡單、操作容易，是一種更加清潔的能源形式。這種新型能源與傳統(tǒng)能源比較，具備環(huán)保的優(yōu)勢，不會對周邊的環(huán)境造成污染，更不消耗礦石材料，不會浪費(fèi)有限的資源，整體成本不高，發(fā)電效率好，其最為核心的材料就是太陽能，有著儲存量大的特征，這種能源取之不盡、用之不竭，對人類的持續(xù)發(fā)展有良好的促進(jìn)意義。受到一些地區(qū)自然條件與環(huán)境的影響，新能源建設(shè)還不能全面推廣，因?yàn)樾履茉凑嫉孛娣e要求廣、一次性成本投入大，同時由于受到各地政策的影響，不能全部推行，隨著我國可持續(xù)發(fā)展觀念的不斷深入，環(huán)保技術(shù)也將成為未來的趨勢，全面有效推行光伏發(fā)電技術(shù)也是時代的要求。

1.2 光伏發(fā)電技術(shù)工作的原理

太陽能光伏發(fā)電技術(shù)有其自身的運(yùn)行原理，是適合大范圍應(yīng)用的一種技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的研究與推廣還是依靠半導(dǎo)體的工作完成的，半導(dǎo)體使太陽能連接，產(chǎn)生一定量的電能，通過橋梁作用，達(dá)到轉(zhuǎn)化目標(biāo)，使太陽能直接轉(zhuǎn)變成日常需要的電能。也就是說，這種技術(shù)需要的場地要有足夠的太陽光照，如果條件不合適，也不符合新能源的建設(shè)目標(biāo)。在白天太陽光充足的情況下，太陽能電池組通過設(shè)備的轉(zhuǎn)化，使其中部分光照進(jìn)入到電器達(dá)到運(yùn)行狀態(tài)，滿足電能的需求。而另一部分則會儲存起來，在陽光不充足或夜晚的時候，會通過設(shè)備的轉(zhuǎn)換達(dá)到工作狀態(tài)，把存儲的太陽光能以電能的方式釋放，給人們提供豐富的電能。在工作過程中，任何一個細(xì)節(jié)都是太陽能轉(zhuǎn)變成電能的基礎(chǔ)，每一個環(huán)節(jié)都有著自身規(guī)律。一是電池板工作原理。電池板是電能轉(zhuǎn)化的重要組成，對電能的轉(zhuǎn)化有一定促進(jìn)作用，通過這一部分使整個發(fā)電過程更加簡便，這是電能轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。同時，通過智能化分析，把暫時不用的電能儲存到儲能設(shè)備中，這樣在需要的時候就可以隨時釋放，方便了電能的取用調(diào)節(jié)。二是控制器的工作原理?？刂破魇强傁到y(tǒng)的核心部件，能夠確保系統(tǒng)正常運(yùn)行，儲存器充電和放電需要做好調(diào)節(jié)才能符合供電需要，這部分部件就是起到調(diào)控調(diào)節(jié)作用。三是逆變器原理。通過這部分部件，能夠把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，這樣才能保證交流電器正常使用，新能源裝置與傳統(tǒng)的部件不同，主要是利用了半導(dǎo)體器件來轉(zhuǎn)換。四是蓄電池原理。對于光照充足的時間，這個部件不發(fā)揮作用，但是根據(jù)光照條件能夠自動進(jìn)行調(diào)整，對吸收的光照進(jìn)行存儲，不同儲能設(shè)備容量保存的效果不一樣。鉛酸電池、鋰電池和鎳鎘電池等是當(dāng)前最常見的應(yīng)用部件。

1.3 光伏發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

光伏發(fā)電技術(shù)自身具備良好的優(yōu)勢，和傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)比較，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)如下：一是不污染環(huán)境，環(huán)保。在發(fā)電的過程中，傳統(tǒng)能源有一定量的燃燒與釋放，對周邊環(huán)境造成污染，有的非常嚴(yán)重，導(dǎo)致了生態(tài)不平衡。但是利用太陽能資源，具有環(huán)保效果，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境指標(biāo)，太陽能作為可再生能源，其廣泛分布在各地，能夠更好地為人類服務(wù)，隨時取用，成本更少。二是人力投入少。傳統(tǒng)能源建設(shè)需要大量的人工來完成，其設(shè)備復(fù)雜機(jī)械故障較多。從以往經(jīng)驗(yàn)看，傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)制造或維護(hù)上均需要大量的投入，一些設(shè)備在使用過程中往往會出現(xiàn)故障，影響到了周邊的電能供應(yīng)。而通過利用太陽能發(fā)電，其電站建設(shè)成本不高，整體設(shè)備使用量不大，投入少、見效快、站損小，轉(zhuǎn)變太陽能為電能時，不需要更多的時間成本來維護(hù)，其自身就具備運(yùn)轉(zhuǎn)能力。

2 我國光伏開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 民用領(lǐng)域

隨著新能源概念深入人心，我國已經(jīng)開發(fā)建設(shè)了光伏發(fā)電站廠，滿足人們對電能的基本需求，通過技術(shù)不斷轉(zhuǎn)換與發(fā)展，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。在我國的市政建設(shè)中，新能源電能得以拓展，特別是城市建設(shè)中市政建設(shè)相關(guān)的設(shè)備、居民日常生活用電等，各個領(lǐng)域已經(jīng)全面使用了太陽能交通燈、小區(qū)照明燈、路燈等，既節(jié)省能源又環(huán)保。

2.2 航天領(lǐng)域

時代進(jìn)步發(fā)展，人們更加認(rèn)可可持續(xù)發(fā)展理念，這一理論的提出也成為了我國的基本發(fā)展國策，從國家層面更重視環(huán)保低碳，也更符合民眾心理預(yù)期。當(dāng)前，政府加大資金投入，在民用領(lǐng)域開發(fā)越來越深入，光伏發(fā)電技術(shù)從一定的程度上得以快速推進(jìn)，發(fā)電成本也持續(xù)走低。當(dāng)前，除了民用外，我國光伏發(fā)電技術(shù)也逐步開始應(yīng)用到航天領(lǐng)域，其中“東方二號”應(yīng)用的新能源技術(shù)就是光伏技術(shù)，保證航天器的正常運(yùn)行與變軌。我國充分加強(qiáng)新能源建設(shè)，預(yù)計(jì)2050 年可以完全達(dá)到100 GW 容量的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)質(zhì)的飛躍。

3 光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用

3.1 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)

這是一種方便快捷的應(yīng)用，能夠進(jìn)行獨(dú)立的運(yùn)行，不與電網(wǎng)合并就能夠使用，通過建立一套系統(tǒng)，保證了其獨(dú)立自主運(yùn)行。獨(dú)立自主運(yùn)行能夠避免出現(xiàn)公共電網(wǎng)沖突，特別是對于相對偏遠(yuǎn)的地區(qū)、邊防哨所通信基站等用電方面，發(fā)揮了重要的作用。這種獨(dú)立設(shè)備不在大電網(wǎng)系列中，根據(jù)條件自由移動，也是一種可移動的設(shè)備。移動設(shè)備電源能夠滿足各行各業(yè)的需求，適用于各個方面的工作需求，對于惡劣環(huán)境更具有適應(yīng)性。發(fā)電過程主要集中在白天太陽光充足的情況下，獨(dú)立光伏發(fā)電技術(shù)不但需要有儲能原件，而且還要確保環(huán)境穩(wěn)定，偏遠(yuǎn)地區(qū)現(xiàn)在一直在使用這種能源，保證居民正常照明。

3.2 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

新能源作為能源的補(bǔ)充，在大電網(wǎng)運(yùn)行中占據(jù)重要的地位，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠和公共電網(wǎng)連接，通過系統(tǒng)的分配調(diào)整，使二者能夠相互配合、共同作用，保證了電力供給充足。并網(wǎng)過程中，光伏發(fā)電主要是通過直流電的方式進(jìn)入，通過交流逆變器轉(zhuǎn)變成同頻交流電。對大電網(wǎng)系統(tǒng)中用電穩(wěn)定性有一定的促進(jìn)作用，新能源作為補(bǔ)充能源，主要起到的是儲能功能。所以說，在這種應(yīng)用環(huán)境下，只需要做好儲能需求，對于供電量大的地區(qū)是一個良好的補(bǔ)充，通過技術(shù)轉(zhuǎn)換，能夠節(jié)省能源消耗，保證了穩(wěn)定的電能供給，區(qū)域用電得以保障。

3.3 混合光伏發(fā)電系統(tǒng)

混合光伏發(fā)電系統(tǒng)作為綜合、復(fù)雜的系統(tǒng)構(gòu)成，以不同的設(shè)備情況做好用電對接，通過不同形式的用電供給，全面實(shí)現(xiàn)多樣化的用電模式，保證電力穩(wěn)定性。發(fā)電系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中不需要過多的人工干預(yù)，混合光伏發(fā)電系統(tǒng)比獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)差，自身的調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)，往往會導(dǎo)致設(shè)備的損壞。為改善這種不利的狀況，更好地保證電能穩(wěn)定性，可以根據(jù)季節(jié)做好技術(shù)合并應(yīng)用，如冬季日照短、風(fēng)力大，對這樣的情況我們則需要將光伏發(fā)電技術(shù)和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)并用，有效發(fā)揮出新能源的互補(bǔ)功能。對于水力充足的地區(qū)，也可將水力發(fā)電和太陽能發(fā)電并用，以此通過新技術(shù)的有機(jī)整合，提高能源利用效率，確保區(qū)域用電的正常穩(wěn)定。

3.4 光伏建筑一體化

人們的工作與生活離不開建筑，建筑的增多對傳統(tǒng)能源消耗非常多，通過新能源的開發(fā)，可保證人們正常用電，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的電力供給目標(biāo)。光伏發(fā)電和建筑物集成并不是新的概念，在很早的時候就有人提出這樣的結(jié)合方式，隨著我國對環(huán)保的重視，現(xiàn)如今國內(nèi)外對光伏發(fā)電技術(shù)研究越來越重視，特別是對于建筑集成方面的研究越發(fā)重視起來，從技術(shù)轉(zhuǎn)化成果看，也有不同程度的提高，所以說，把光伏發(fā)電和建筑物集成化是值得提倡的新方向。從現(xiàn)有的技術(shù)研究成果看，其結(jié)合方式有兩種：一種是將光伏器件和建筑物進(jìn)行有機(jī)的集成。建筑物要滿足光照與通風(fēng)的條件，建筑物會用到大量的玻璃，那么光伏電池板是否能夠代替普通玻璃幕墻使用，就是研究的重點(diǎn)方向。通過替代品的開發(fā)與使用，不但能夠滿足玻璃的功能需求，更能夠節(jié)省大量的能源消耗，在實(shí)際使用過程中，發(fā)揮出新能源的作用，滿足人們?nèi)粘５挠秒娦枨蟆Ｍㄟ^結(jié)合，能夠全面吸收太陽能，通過設(shè)備的轉(zhuǎn)換形成可用的電能，這樣建筑內(nèi)部就能夠保證低照明的需要，節(jié)省了居民的不必要開支，省去了過高的生活成本，節(jié)約了社會資源。另一種是在建筑物頂層安裝光伏器件。這是一種相對復(fù)雜的系統(tǒng)，通過設(shè)備的接入，使電網(wǎng)相互銜接，形成更加充足的光伏電力系統(tǒng)，不但節(jié)省了能源，還優(yōu)化了建筑技術(shù)，不影響建筑的情況下，還能提升建筑的美感。要充分了解新能源技術(shù)與建筑技術(shù)，科學(xué)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能確保建筑設(shè)計(jì)科學(xué)合理，根據(jù)建筑的部分需求，對發(fā)電設(shè)備合理安裝，將光伏發(fā)電的設(shè)備作為傳統(tǒng)材料應(yīng)用，能夠使安裝更加精巧隱蔽。掌握所有的施工流程與發(fā)電技術(shù)，通過對建筑外墻設(shè)備設(shè)置，埋下光伏發(fā)電相應(yīng)設(shè)備，不但能夠保證發(fā)電需求，還可以在后期投入使用后進(jìn)行必要的美化裝飾，使建筑物更加具備美感。有機(jī)結(jié)合不是簡單點(diǎn)綴，要考慮個性特點(diǎn)，考慮到美觀性與安全性，充分體現(xiàn)建筑價值發(fā)揮電能功能。

3.5 光伏發(fā)電與LED 照明相結(jié)合

當(dāng)前，我們更多使用的是LED 燈。這種燈已經(jīng)成為人們生活的首選，LED 已經(jīng)成為了大量使用的產(chǎn)品，在人們的生活中起到了重要的作用。LED 主要的原理就是利用發(fā)光二極管的功能，作為傳統(tǒng)半導(dǎo)體組件能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)變成光能，為人們提供照明。這種電能電壓低，能夠與日常的相關(guān)設(shè)備相匹配，因此將光伏發(fā)電與LED 照明相結(jié)合，能夠節(jié)省較多的電能消耗，照明度也較好，照明的時間長，使用壽命長，若出現(xiàn)損壞維修起來也非常快捷方便。

3.6 單體用戶

光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠結(jié)合使用，也能夠單獨(dú)使用，為了更好地進(jìn)行推廣，很多投資轉(zhuǎn)向了單獨(dú)用戶的開發(fā)與利用，通過技術(shù)轉(zhuǎn)化，保證了技術(shù)的穩(wěn)定可靠性，運(yùn)行更加安全。發(fā)電公司通過對個別群體的分類，找到單獨(dú)的用戶群體，通過重點(diǎn)分析與突出個性，新能源光伏發(fā)電技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，尋找最新的拓展渠道。實(shí)際應(yīng)用中結(jié)合每個區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的現(xiàn)有狀況，制定單獨(dú)的用戶開發(fā)計(jì)劃。在較偏遠(yuǎn)的地區(qū)使用光伏發(fā)電技術(shù)，對于單獨(dú)個體用戶來講，能夠全面節(jié)省開支，保證用電的差異性，同時也把光伏發(fā)電價值發(fā)揮到了最大化。光伏發(fā)電是一種長效能源，對于單體用戶的投放效果更加明顯，為5～9 kW 的電量，更加符合小范圍、小部分需求，能充分提升新能源應(yīng)用價值，發(fā)揮出電能的最大優(yōu)勢。

4 新能源光伏發(fā)展技術(shù)前景

我國新能源的不斷開發(fā)與應(yīng)用，不但能夠服務(wù)居民個體，更能夠拓展到整個園區(qū)，當(dāng)前一些建設(shè)的園區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了新能源的使用，商業(yè)園區(qū)有效運(yùn)用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，解決了供電用電的難題，節(jié)省資源，減少運(yùn)營成本。園區(qū)在建設(shè)時，需要把光伏發(fā)電系統(tǒng)搭建在園區(qū)廠房屋頂，采用自動跟蹤安裝方式，通過旋轉(zhuǎn)兩個軸可使得方陣面始終和太陽光垂直，從而最大可能捕獲太陽能。能夠同時跟蹤太陽的方位角與高度角的變化，理論上可以完全跟蹤太陽的運(yùn)行軌跡以實(shí)現(xiàn)入射角為零，達(dá)到光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量最大化。光伏發(fā)電體系在夜間沒有光照的情況下，無法進(jìn)行發(fā)電，受季節(jié)影響較大。隨著技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，分布式發(fā)電系統(tǒng)得以推廣，這種方式具有儲能的功能，能夠在晚上供電，最大限度減少外網(wǎng)購電費(fèi)用，保證基本的用電需要，同時也降低白天發(fā)電系統(tǒng)波動影響，使發(fā)電更加穩(wěn)定可靠，通過自動化的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，根據(jù)用電負(fù)荷自由做好削峰填谷，以此提升“自發(fā)自用”電量的占比。

5 結(jié)束語

光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用效果越來越好，可對傳統(tǒng)發(fā)電進(jìn)行有效補(bǔ)充，保證地區(qū)供電用電質(zhì)量。隨著技術(shù)的創(chuàng)新與開發(fā)，實(shí)際應(yīng)用中其體現(xiàn)了更好的成效。這種發(fā)電方式環(huán)保性好、節(jié)省資源、減少投入且維護(hù)簡便，值得相關(guān)部門加大重視力度，做好相應(yīng)研發(fā)推廣，優(yōu)化目前發(fā)展模式，有效提升光伏發(fā)電技術(shù)功能，建成集風(fēng)、光、火、儲一體的能源基地，在未來的發(fā)展中，其必將實(shí)現(xiàn)國家可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。