太阳能光伏发电技术及其应用研究
申鹏飞 杨魏
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申鹏飞 杨魏,. 太阳能光伏发电技术及其应用研究[J]. 发电技术与研究,2022.10. DOI:10.12721/ccn.2022.157180.
摘要: 太阳能资源的突出优势就是可再生、清洁、无污染、有着广泛的分布范围等,所以在当下的多个领域都得到了非常广泛的应用。在社会与经济进一步发展的过程中,必须要依靠科技的进步和大量的能源来实现。但从当下能源情况来看,受各领域盲目发展等因素影响,进一步加剧了能源的危机局面。此种情况下,必须要针对可再生能源进行积极的开发,通过其使用领域的不断拓宽,使当下能源紧缺问题得到一定程度的缓解,保障全面的可持续发展目标有效实现。
关键词: 太阳能;光伏发电;应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157180
基金资助:

目前,我国各类不可再生的能源资源都处在相对紧缺的状态中,而从现阶段我国的发电模式情况来看,以燃烧煤炭为主的火力发电仍然占据着主导位置。但此种发电模式会有大量污染气体产生,会严重的危害生态环境。面对这样的情况,必须要对可再生、清洁型能源进行积极的开发和高效利用,使能源紧缺得到有效缓解的同时,实现环境污染的尽可能降低目标,推动全社会坚持走可持续发展道路。

1 太阳能光伏发电技术

1.1 太阳能电池技术

此种发电系统中核心部件就是光伏电池,与太阳能是否能够成功的发电密切相关。在科技水平日益提升的过程中,我国的各个行业开始广泛应用太阳能光伏发电,但应中也逐渐凸显了一些缺点及局限性。与实际情况相结合进行分析,普遍问题体现在光转化效率低、转化中成本高、良好经济效益目标无法实现等。最初,硅片是太阳能电池的主材,此技术在长久的发展中开始越发成熟,但其缺点是应用性价比不高,随之一些企业为了实现生产成本的降低,促进自身经济效益的提升,开始针对新型太阳能电池进行不断的研究。而从多晶硅、单晶硅到薄膜技术,又从聚光技术到自动跟踪等技术,确实达到了技术的不断更新目的,也针对性地提高了太阳能电池光转化率。目前,在我国的太阳能光伏发电系统中,是以新型单晶硅电池为主,此种电池的转化率高,利于生产、发电等成本的降低。而在当下我国关于太阳能电池的研发中,主要研究技术是PERC、叠瓦等技术。新型太阳能电池通常具备较高转化率和较快转化速度等优势,所以利于发电系统经济效益的提升。

1.2 光伏阵列的最大效率跟踪技术

在太阳能光伏发电中,会影响发电设备发电率、发电速度的主要因素就是阳光照射的时间、角度、强度等,如果面临阴雨天气,会相应的减少光照的强度及时间,也会因此降低发电的效率速度。我国虽然副员辽阔,但地区、季节的不同,光伏发电系统转换率的区别、差异也很大。基于此,为促进不同季节、不同地区、不同天气等情况下光伏发电系统的高效化发电目标有效实现,就应配合技术手段有效控制光伏电池的排列方式。针对发电系统功能转化率研究的环节,可通过光伏阵列最大效率跟踪技术的应用,实时跟踪电池最大发电功率,并通过最大发电功率的明确科学排列光伏电池,进而及时检测输出电荷、电流,能将其中发电率最大的因素找出,之后通过深入的检测和分析,对比发电率最大的光伏电池和同场其他电池,并与光照的时间、强度等因素有机结合,进行全面研究、考察,可以对发电效率低、转换速度不高等问题产生的原因、技术缺陷等进行分析,能达到针对性优化、调整有关技术的目的,进而促进系统发电效率的提升,使经济效益有效增加,保障资源紧缺问题得到一定的缓解。

1.3 聚光光伏技术

为了能够更广泛的应用此种发电系统,首要之处就是要为太阳光照的充足性提供保障。聚光光伏技术顾名思义就是聚集光伏,即在光伏电池上集中太阳能。在前文内容中的阐述中已经明确了太阳能的的密度并不高,而通过聚光光伏技术的应用,可以促进太阳能光伏发电率的提升,此技术能在小面积光伏电池上集中太阳,可以使光伏系统建设面积有效减少的同时,也能够促进太阳能转化率的有效提升。

2 太阳能光伏发电技术的应用

2.1 光伏建筑一体化

社会的进步也意味着人们的生活水平、生活质量会同步的提升,在这样的情况下,广大民众对建筑结构、性能方面的要求也会趋于多元化发展。现如今的建筑工程规模正在不断扩大,而大规模的施工作业进行时,也会进一步加重产生的环境污染问题。所以,当下建筑业的核心发展方向之一就是节能环保的可持续发展。建筑工程中太阳能光伏发电的应用,可保障建筑绿色化、节能化、环保化、可持续发展目标的实现。而通过太阳能的高效利用,也利于其他不可再生能源损耗的降低。建筑工程具体应用这种发电模式时,可将太阳能电池板设置在建筑表面,通过线路的应用连接电池板和电网,这是光伏建筑一体化的一种主要表现形式。在连接发电系统、电网的情况下,利于并网光伏系统的构建,可保障建筑自主的发电、就近的用电目标有效实现,能使公共电网输配电环节的电能损耗得到一定程度的节约。

2.2 通信领域和工业中应用

近年来,为了满足社会各界和广大民众的实际需求,我国的通信、工业等工程也开始不断扩大了规模。目前,以上两个领域已经普遍应用太阳能光伏发电技术,原因是在这两个领域中的用电量较大,同时项目也过于分散等,无法满足实际所需。而通过太阳能光伏发电的应用,利于工程经济效益的提升。通信、工业方面太阳能光伏技术应用的体现如下:微波中继站、光缆通信系统、卫星通信等等,也可以在灯塔及气象、地震台站、水温观测等方面得到良好的应用。

2.3 大型光伏发电站

我国幅员辽阔是一大先天优势,而我国的戈壁、沙漠等区域有着十分充足的太阳能,且以上地区也有着广阔的地域,同时每年也会有很长的光照时间和较强的光照强度。而由于以上地区的土地资源很难应用到其他方面,所以为了促进土地资源的高效利用,并使光伏发电能量转换率有效提升,越来越多的企业开始将太阳能光伏发电站建设在以上地区。通过大量大型发电站的构建,使得当地电能供给不足的问题得到了极大程度的缓解,也为当地经济发展提供了推动力。

2.4 农村和边远地区

在我国的农村、边远地区,仍然处于发展相对缓慢的状态中,也缺少足够的基础设施建设。与此同时,在交通、环境等制约因素的影响下,电力资源的发展条件也不够良好。而在农村、边远地区应用太阳能光伏发电,利于地域条件限制的有效突破。比如农村地区有很多的空旷地面,在这些区域进行太阳能资源的收集,之后转化为电能,可达到因地制宜的利用目的,也能使农村和边远地区自身的优势充分发挥,保障农村地区电能需求得到充分的满足。除此之外,此类地区应用太阳能光伏发电,也利于电力铺设成本难度的降低,可以使电能输配中所产生的电能损耗问题有效的减少。

3 结语

作为可再生和清洁型能源之一的太阳能,实际的应用中,并不会污染环境,也利于能耗问题的缓解或解决。在当前的社会中,从各个领域出发广泛的应用太阳能光伏发电技术,利于我国各类能源紧缺问题的极大程度缓解。相信在科技水平不断提高的背景下,会进一步强化太阳能光伏发电的应用力度,也会不断拓宽其应用领域。

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