文/吳 程

隨著20世紀80年代可持續(xù)發(fā)展的理念提出以來，探索新型能源就成了引領我國未來經(jīng)濟發(fā)展的重要抓手。煤和石油等化石能源屬于不可再生能源，不可能持續(xù)不斷地供給人類，而且傳統(tǒng)能源在開發(fā)過程中也對自然環(huán)境造成了極大的污染。新能源不僅對環(huán)境影響很小，滿足社會各界日常的使用需求，還屬于再生能源，滿足可持續(xù)發(fā)展的理念，因此開發(fā)新能源成了人類社會不可逃避的話題，必須用新能源取代傳統(tǒng)能源。太陽的能量取之不盡，用之不竭。根據(jù)天文學相關資料，太陽正處于壯年時期，人類完全不需要擔心太陽能源的枯竭，而且轉(zhuǎn)化電能的速度相比其它類型的新能源較快，故新能源光伏發(fā)電技術將成為21世紀人類開發(fā)新能源的最重要手段之一。光伏發(fā)電技術若想長期穩(wěn)定地發(fā)展下去，必須在實際應用過程中多角度、全方位、深層次地進行剖析，提出相應的優(yōu)化策略，助力新能源光伏發(fā)電技術長期穩(wěn)定的發(fā)展。

1 光伏發(fā)電技術概述

1.1 光伏發(fā)電技術原理

光伏發(fā)電顧名思義就是光能轉(zhuǎn)化電能的過程，借助半導體的性質(zhì)，將太陽能和電能之間構建一個過渡的橋梁，太陽能發(fā)電裝置由4個部分組成：電池板、控制器、逆變器和蓄電池。整個裝置中最關鍵的部分就是電池板，它能夠儲存電能供發(fā)電裝置使用，是整個系統(tǒng)得以運行的支撐部分；控制器控制系統(tǒng)的運行，太陽能電池內(nèi)的電池組在白天有足夠多的太陽能時，通過系統(tǒng)內(nèi)部作用將電能儲存，在夜晚沒有太陽的時候再將電能釋放，而控制器就是調(diào)配充放電的關鍵組成部分；逆變器是把直流電轉(zhuǎn)化為調(diào)頻調(diào)壓交流電或定頻定壓交流電的一種轉(zhuǎn)換器，逆變器又由濾波電路、逆變橋和內(nèi)部控制邏輯組成，光伏發(fā)電裝置中的逆變器是通過半導體進行轉(zhuǎn)換的；蓄電池的作用是儲存暫時不需要的電能，供系統(tǒng)使用。4個部分相互協(xié)調(diào)和配合，才能順利進行光伏發(fā)電。

1.2 光伏發(fā)電技術類型

雖然光伏發(fā)電屬于一種比較先進的技術，但也由于是新型技術，還存在一系列亟待解決的技術瓶頸。目前，日?？梢姷牡胤街饕鞘姓こ痰穆窡?、信號燈等，隨著國家對光伏發(fā)電技術的投入不斷增加，越來越多的領域使用到了此技術，如軍事領域、航空航天領域和建筑領域，在未來光伏發(fā)電技術還會應用到更廣泛的領域。光伏發(fā)電的實際應用主要有以下幾種。

1.2.1 獨立光伏發(fā)電技術

獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)相對于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是一種孤立的發(fā)電系統(tǒng)。這種技術主要應用于偏遠地區(qū)的無電問題，如邊防哨所和基站等，其供電穩(wěn)定性相對成熟的發(fā)電系統(tǒng)較差，加之偏遠地區(qū)的惡劣環(huán)境，經(jīng)常會導致系統(tǒng)不能正常工作。但是偏遠地區(qū)其他技術應用更為困難，獨立光伏發(fā)電技術是最適合這種地區(qū)居民的供電技術，能夠保證他們的日常生活。

1.2.2 并網(wǎng)光伏發(fā)電技術

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)連接公共電網(wǎng)，該系統(tǒng)包括太陽能電池組、交流負載、DC或AC的逆變器和變換器等部件。公共電網(wǎng)與并網(wǎng)系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)配合，共同供電，其中光伏發(fā)電將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，而公共電網(wǎng)主要負責儲能，代替了蓄電池的作用，節(jié)約了蓄電池的經(jīng)濟成本，而且公共電網(wǎng)相比蓄電池其穩(wěn)定性也大大增加。以前太陽能電池的成本很高，大部分都是獨立的光伏發(fā)電技術，還只能用在航天、邊防等領域，隨著后來原材料價格的下降，光伏并網(wǎng)技術得到發(fā)展，如今光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)明顯提高了電能轉(zhuǎn)化率，是研究新能源光伏發(fā)電技術的一個重要方向。

1.2.3 混合光伏發(fā)電技術

混合光伏發(fā)電技術就是多種發(fā)電方式結合的技術，在實際生產(chǎn)中有很廣泛的應用。在河流附近可以采用水力發(fā)電和光伏發(fā)電結合的方式，達到更好的供電效果；同理在風力充足的地方還可以和風力發(fā)電結合，提升能源利用率。這種混合光伏發(fā)電技術雖然利用率高，設備不易損壞，但由于水力和風力這兩種因素受到天氣的影響很大，因此穩(wěn)定性較差，不易控制。

2 光伏發(fā)電技術的應用

2.1 光伏發(fā)電技術在新能源汽車中的應用

近幾年，油價上漲，電動汽車越來越受到人們的青睞，特斯拉、比亞迪等汽車企業(yè)依靠自己的核心技術相繼推出了新型新能源汽車，且銷量在汽車市場也能占有一席之地。但電動汽車相比于傳統(tǒng)燃油汽車，存在著電能存儲不方便和續(xù)航時間不長的劣勢，沒有固定的充電站給汽車充能，這是電能汽車沒有得到廣泛使用最重要的原因。光伏發(fā)電技術給移動電站的建立提供了技術上的可能，在未來，新能源汽車因其綠色無污染的特性，必將成為汽車市場的主流，而如何把光伏發(fā)電技術應用到電動汽車中則是汽車企業(yè)需要面臨的一個挑戰(zhàn)。

2.2 光伏發(fā)電技術在城市軌道交通中的應用

新能源光伏發(fā)電技術在城市軌道交通主要應用于光導照明系統(tǒng)當中，以廣州地鐵21號線為例，在地鐵運營中心上方安裝了該系統(tǒng)，為地鐵隧道和運用庫提供照明；此外光伏發(fā)電技術還應用到了軌道交通車輛的運行中，中車唐山機車開發(fā)了一種可以搭載光伏發(fā)電系統(tǒng)的新能源車輛，這種車輛的動力來源就是車身上的光伏發(fā)電系統(tǒng)。但由于新能源光伏發(fā)電技術在軌道交通中的應用還屬于探索階段，光伏發(fā)電所提供的能源只能作為輔助電源使用，而且地鐵光伏電站主要建設在北京、上海、廣州、深圳等大城市進行初步應用，并未廣泛普及。

3 我國新能源光伏發(fā)電技術發(fā)展過程中的問題

綜上所述，光伏發(fā)電技術雖然發(fā)展迅速，但需要攻克的技術和管理問題還有很多，其中最突出且最關鍵的問題主要有以下幾個。

3.1 光伏發(fā)電技術不完善

光伏發(fā)電最主要的能源就是太陽能，在我國的西北地區(qū)日照時間較長、太陽能充足，但光伏發(fā)電技術并未得到充分的應用，致使項目建設進度緩慢，居民普及度不高；另外，我國電網(wǎng)系統(tǒng)的構建已經(jīng)很多年，電網(wǎng)接入能力已經(jīng)趨于飽和，這就造成了光伏發(fā)電設備無法接入城鎮(zhèn)電網(wǎng)，而大部分城鎮(zhèn)工業(yè)園又面臨著耗電量巨大的窘迫局面。

3.2 新能源光伏發(fā)電技術及項目建設方面存在缺陷

對比我國傳統(tǒng)電力項目，新能源發(fā)電項目中的核心技術還不夠成熟，項目團隊對項目管理流程的把控還不到位，如在并網(wǎng)發(fā)電技術中，光伏系統(tǒng)并網(wǎng)之后，相關部門對項目區(qū)域內(nèi)光照強度等數(shù)據(jù)的收集和整理不夠仔細，應對工程突發(fā)事件的能力不足。在技術方面，光伏發(fā)電技術在絕大多數(shù)地區(qū)會受制于天氣的影響，不僅新能源技術的發(fā)展受限，而且項目管理團隊難以把控項目建設的整體進度，不利于光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)進一步的飛躍。

3.3 光伏發(fā)電技術公眾認可度不高。

目前，我國能對新能源產(chǎn)品接受并認可的群體只是一小部分，大部分人可能了解過新能源技術，但由于長期以來在生活中一直接觸的都是傳統(tǒng)能源相關的產(chǎn)品，形成了固有的思維模式，對新能源開發(fā)技術心存疑慮，還有另外一部分人甚至根本沒接觸過新能源方面的知識，這種情況導致某些商家在產(chǎn)品銷售的過程中打著新能源產(chǎn)品的旗號以次充好，蒙騙消費者，造成了惡劣的影響。

4 新能源光伏發(fā)電技術發(fā)展的優(yōu)化措施

4.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術優(yōu)化

首先，應該精確的計算太陽能資源。這是提高發(fā)電站工作效率的基礎，技術人員應該在計算過程中選擇科學的計算方法和合理的計算模型，保證數(shù)據(jù)的準確性，還要結合所在區(qū)域內(nèi)太陽能的實際變化情況做出相應的調(diào)整，并對結果加以驗證和分析。其次，要選擇最優(yōu)的安裝方式，在這里選擇光伏陣列的安裝角度很重要，設計團隊應該詳細收集該項目區(qū)域中發(fā)電量對應的傾角數(shù)據(jù)，全年內(nèi)的數(shù)據(jù)做對比，在技術支持的前提下選擇最優(yōu)的角度，能夠提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的效能和減少一定的經(jīng)濟成本。最后，系統(tǒng)中各部分的連接方式也會影響發(fā)電的效率，設計人員應該依據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件和太陽輻射變化，合理調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)部的串聯(lián)、并聯(lián)方式，并把輸出電壓控制在逆變器的承受范圍之內(nèi)。

4.2 構建專業(yè)的項目管理團隊

人才是發(fā)展的原動力。新能源光伏發(fā)電技術屬于未來最重要的能源技術之一，國家和政府應該予以一定的扶持供電力企業(yè)培養(yǎng)新能源人才，提升項目建設團隊的整體專業(yè)水平。相關部門還要定期在企業(yè)內(nèi)部展開理論知識和實踐技能的培訓，讓一線建筑人員也能掌握新能源光伏發(fā)電技術的知識，以便于項目進行中能第一時間發(fā)現(xiàn)技術方面的問題，減少處理的時間。除此之外，針對技術性較強且比較危險的工種需要持證上崗，確保上崗人員有比較強的專業(yè)素養(yǎng)，對危險有一定的預防能力，杜絕安全事故的發(fā)生，從而有效保障光伏發(fā)電站的項目建設進程。

4.3 加強對新能源光伏發(fā)電技術的宣傳

新能源目前還不被群眾所熟知，大部分群眾對于新能源光伏發(fā)電的認知只是停留在了解階段，電力企業(yè)和政府有關部門要加強對光伏發(fā)電技術的宣傳力度。途徑如制作新能源知識海報，通過網(wǎng)站、公眾號等進行宣傳；也可以在線下和社會組織相互配合，消除群眾對新能源產(chǎn)品使用過程中的擔憂。另外國家可以對購買新能源產(chǎn)品設立一些補貼和優(yōu)惠政策，提升大眾對新能源產(chǎn)品的購買欲望，能夠有效增加新能源光伏發(fā)電技術的普及程度。

5 結語

發(fā)展新能源光伏發(fā)電技術切合人與自然和諧發(fā)展的理念。但如要把新能源完全融入到人們的日常生活當中，應以技術創(chuàng)新為核心，政府和社會協(xié)調(diào)配合，才能不斷完善和深化新能源光伏發(fā)電技術。