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太阳能光伏发电技术现状及改进措施

姜广绪

中国电力工程顾问集团有限公司

摘要: 为推高我国光伏发电系统建设水平,进一步探索太阳能光伏发电技术在能源领域中的具体应用途径,本文将针对太阳能光伏发电技术现状及改进措施展开系统性分析与探讨。首先,从太阳能光伏发电技术常见应用类型作为切入点,接着对太阳能光伏发电技术应用现状进行深入阐述,最后从提高光伏发电站效率、控制材料用量和降低线路损耗等角度,针对改进太阳能光伏发电技术应用提出具体策略与建议。
关键词: 太阳能;光伏发电;现状;措施
DOI:10.12721/ccn.2022.157129
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进入新发展阶段后,我国社会对于能源的消耗需求越来越大,这种趋势也必然会带来较为突出的人与自然之间的矛盾,而为了有效缓解这类环境问题,必须要加大对各类可再生能源的开发力度,突破传统的煤炭型能源模式,找到符合我国实现可持续健康发展的新型能源结构,早日建成美丽中国。在一些新能源当中,太阳能资源一直都是我国开发的重点之一,特别是针对太阳能光伏发电技术的研究,已经在很长一段时间内形成了产业化的趋势,成为我国新能源开发的重点任务。

一、太阳能光伏发电技术常见应用类型

(一)光伏并网发电系统的应用

对于横跨我国大陆的整个大电网来说,其中光伏并网发电系统是不可忽视的组成部分,该系统最大的应用价值就是体现在电力系统内部传输上,同时光伏并网系统还还有有着清晰的分类,比如说有无储能光伏并网系统。一旦光伏并网发电系统与整个大电网实现链接,就可以开始进行下一步的电能传输工作,接着还通过电网来开始分配。总之,光伏并网发电系统已经为我国广大人民群众送去了许多福利,成为了各个行业发展离不开的重要发电方式。

(二)光伏电网在建筑中的应用

近年来光伏电网在我国的建设发展取得显著进步,应用范围也逐渐扩大。光伏电网的饿应用首先集中体现在通过安装在建筑顶端的光伏设备来构成与光伏阵列相联系的系统,这一系统的突出特点就是一体化,不仅可以充分吸收屋顶接收到的太阳能,还可以进一步降低光伏发电的造价成本。总之,建筑物与光伏发电网是建立在光伏发电这一基本原理之上的。

(三)太阳能电源的广泛应用

现如今太阳能光伏发电技术的应用已经不再只局限于城市之中,而是推广到更大范围的偏远山区中,这是太阳光伏发电技术发展历程中的关键性一步,在这些地区中太阳能光伏发电技术主要应用在人们日常生活用电上,比如电视机、冰箱等等。另外,在我国发达的交通网络中也少不了太阳能电源的应用,比如说各个路段中的交通警示灯,每条铁路上都设有的铁路信号灯。最后,还有一个常常忽视的太阳能电源应用领域,这就是能源勘测工作,主要体现在对海洋能源和石油能源的勘测,有利于我国能源事业的长远发展。

二、太阳能光伏发电技术应用现状

(一)并网发电的问题

由于影响太阳能发电效果的因素是非常多样的,这也直接造成了光伏发电站在电能供应上有着不确定性,给电力工作人员的预测工作带来许多挑战,限制了我国电能质量水平的进一步提升,不利于电站日常安全运行状态的维护。随着我国光伏发电方面的科研事业逐步推进,已经有越来越多把光伏发电与风力发电技术结合起来的项目开始运行,这也是为有效缓解光伏发电发展困境而采取的有效措施之一。大多数情况下我们认知的太阳能都是集中在白天发电,但是风电却是截然相反,它的夜间发电量更大,所以二者可以实现互补,若能将这对组合充分利用起来就可以找到一个相对均衡的发电模式。另外,太阳能电站的发电规模较大,需要通过安装“无功补偿”设备,减少发电站对公共电网造成的影响,只有对公共电网进行调整,才能实现发电系统的安全稳定。

(二)安全方面的隐患 

我国光伏发电系统从建立之初就很重视保护措施方面的完备程度,特别是当电网出现解列情况时,极大概率会出现孤岛效应,尽管光伏发电系统会根据这一问题来开展防孤岛保护工作,然而在系统运行过程中还是会发生因孤岛效应而导致的设备故障。因此,必须要根据这类安全问题给出有针对性的解决方案,尽量降低设备故障频率,保证损失降到最低。目前,针对上述问题最为常见也是最为有效的一种检测办法就是主动频移法,该方法是要先分析测量断电的具体原因,并且检查对应的电压频率等,如果断电检测指标仍然呈现上升的情况,那么就要借助智能控制手段来降低安全保护隐患。

三、改进太阳能光伏发电技术应用的具体措施

(一)通过设备优化来提高光伏发电站效率

在调查对比中可以发现,逆变器的输出谐波含量超标中主要表现在天气情况的不同,还有就是每天的早晨和晚上的时间段中,形成这种的原因中主要是弱光的条件下,总输出电流的比重中纹波电流占有比重较高,造成逆变器的使用效率下降。在解决问题的方法中主要是生产的逆变器厂商,需要在硬件的电路和软件的算法这两个方面进行优化,优化了这两个方面,就可以有效地解决好上面提出的问题,这样就可以形成光伏并网中的逆变器在弱光的情况下也可以在正常的范围值内,就可以有效地提高电力生产率,缓解滤波器的损耗。

(二)应用逆变升压设备降低材料的使用量

经过对过往光伏发电站工作经验分析,我们可以发现影响度电成本控制有两个重要因素,分别是逆变器效率提高和功率变大,而最终起到关键性作用的就是应用了更大功率的逆变器,使用该设备会导致有关材料配置相应地发生改变。所以,根据上述事实,在进行逆变器设备选择时,要始终坚持优先使用高性能、高品质产品的原则,使逆变器的应用价值充分发挥出来。

(三)引用现代化科技手段来降低线路损耗

光伏的组件在光伏发电系统中,这个部分是主要的部件,光伏发电站要想实现发电的功能,就需要一定量的光伏组件来实现,光伏组件在设计安装的过程中,需要根据不同的要求进行并联和串联,这些排列实现发电的功能,在现在的新建光伏发电站中,随着建造的规模越来越大,核心部件中的电池组串也在不断的增加,就需要更多的支架来安装这些电池组串。为了进一步实现对整体规划方案的全面优化升级,必须借助现代化的科技手段,比如说计算机仿真模拟设计技术,以出线规划和设定汇流方案为前提和基础,在电脑端对方案中的损耗和电缆长度进行处理和激素按,最终通过多次比较,确定出相对最优方案。

四、结语

本文在对太阳能光伏发电技术常见应用类型进行了一定分析的基础上,分别从并网发电的问题和安全方面存在隐患等角度,详细阐述了太阳能光伏发电技术应用现状,经过研究发现,想要从根本上改进太阳能光伏发电技术应用,必须要从多个角度同时入手,比如通过设备优化来提高光伏发电站效率,应用逆变升压设备降低材料的使用量,最后还要注意引用现代化科技手段来降低线路损耗。

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