太陽能光伏發電技術應用

何小奧

摘要：太陽能光伏發電固然有其獨特的優勢所在，但是在經濟利益復雜和多重能源并存的局面下，我國的太陽能光伏產業機遇和挑戰是共存的。本文主要介紹了太陽能光伏發電技術的應用進行了分析探討。

關鍵詞：太陽能；光伏發電技術；應用

中圖分類號：TK511文獻標識碼： A

一、太陽能光伏發電的優缺點

1、太陽能光伏發電的優點

與火力發電系統相比，太陽能光伏發電的優點主要是：從環境效益上說，太陽能光伏發電污染排放少，不會有資源枯竭的危險，使用者心理上更容易接受，符合現代人綠色環保的能源理念。從經濟效益上說，太陽能光伏發電能源質量，不需要消耗燃料、不受地域限制，設施一旦投放，即可就地發電，經濟效益顯著。從技術角度而言，太陽能光伏發電技術已經日趨成熟，無機械傳動部件，操作、維護簡單，運行穩定可靠，一套光伏發電系統只要有太陽能電池組件就能發電，加之自動控制技術的廣泛采用，維護成本低。

2、太陽能光伏發電的缺點

從環境效益上來說，光伏生產最重要的一個環節就是多晶硅的生產。多晶硅行業是個重污染的行業，國內尾氣回收工藝不盡完善，晶硅副產品是四化硅是高毒物質，傾倒或掩埋四氯化硅將造成寸草不生土地幾百年都無法使用等巨大的環境風險。

從經濟效益上來說，雖然太陽能光伏一點投入使用后便會產生巨大的經濟效益，但是在前期投入上，投入成本仍然是巨大的。他能量密度低、需要占用大量的土地資源，且受氣候因素和地理位置的影響較大。再者，太陽能電池組件成本高昂，目前仍然達不到將其進行民用普及的水平。

從技術角度來說，目前太陽能光伏技術已經日趨成熟，但是目前太陽能電池生產成本遲遲不能降下來也可以說是一個技術難度。為了降低成本，現在普遍采用多晶硅代替電池中的單晶硅。多晶硅材料制備的新技術、快速摻雜表面處理技術、提高硅片質量等是當前的主要技術問題。

二、太陽能光伏發電產業存在的一些問題

1、太陽能光伏發電并網問題

未來太陽能能源肯定是重要的能源供應來源，當光伏發電在電網電源中的比例達到一定規模時，必須考慮其對電網電壓頻率控制的影響，必須對光伏電站進行科學合理的調度運行控制。光伏發電的大規模接入增加了電網的安全穩定控制難度，如何利用光伏發電并網智能化技術提高電網安全穩定水平是突破的重點之一。

2、光伏產業盲目擴張，產業和市場不對等，不利于行業健康發展

過去幾年內，我國光伏產業界抓住歐美國家光伏市場的快速增長的機遇，利用國內人力和資源成本較低的比較優勢，實現了迅速起步與發展壯大。但受全球光伏產業的產能迅速擴張以及金融危機影響，未來世界光伏市場將呈現供過于求的趨勢，使光伏產業面臨大規模洗牌。最近我國光伏企業已普遍停止擴產、削減產量。在這個洗牌過程中，利潤率最高的環節也將逐漸轉向下游的光伏發電運營業，使得出售光伏電力比出售光伏組件和系統具有更長遠穩定的回報，這也是傳統光伏產業界(光伏設備制造業)日益重視、極力呼吁啟動國內光伏市場的根本原因。光伏產業沒有形成一個權威機構管制，缺少長遠發展規劃實踐，相關技術人才匱乏，研究力量薄弱，高端實驗設施落后。

三、太陽能光伏發電技術的具體應用

1、獨立光伏發電系統的建立

獨立光伏發電系統由于不與公共電網相連接，因此其建設地點一般選在與電網隔離的偏遠地區，比如海島、移動通訊站及邊防哨所等。儲能元件是獨立光伏發電系統中不可缺少的，這是由于太陽能發電一般選擇在白天，然而負荷用電是全天24h實施，這就需要在光伏系統中設置必要的儲能元件。在氣象環境影響下，其供電可靠性很難得到保障，然而對于偏遠無電地區而言這一系統的建立已然產生十分重要的社會價值。

2、光伏建筑一體化應用

關于光伏建筑的一體化應用主要表現為兩個方面：通過在建筑物屋頂安裝光伏器件的方式實現電網與光伏陣列的并聯，進而構成光伏建筑一體化系統；通過建筑和光伏器件集成化的方式于屋頂位置設置光伏電池板，利用光伏玻璃幕墻替代原有幕墻，提高墻面積屋頂的太陽能吸收量，這就同時實現了建材功能與發電功能，是對光伏發電成本的有效控制。與此同時，在墻體外飾材料研究方面也出現了全新的彩色光伏模塊，這在充分利用太陽能光伏發電原理的同時也使得建筑物外觀更具美學欣賞價值。

3、混合型光伏發電系統的構建

所謂的混合型光伏發電系統是將多種發電方式相互融合并應用于光伏發電系統的過程，混合型光伏發電系統的構建旨在發揮不同發電模式的技術優勢，揚長避短，從而更加有效地提高電能的利用率。例如光伏發電經常會受到天氣狀況的影響，在冬季風力較大地區，就可通過光伏發電和風力發電的混合模式，盡可能減少天氣變化對發電系統的影響，進而達到控制負載發電率的目的。

4、光伏發電在LED照明中的應用

作為半導體材料制作而成的組件，LED與光伏發電的結合可實現電能至光能的轉化。這一半導體照明技術不僅有著環保、節能、高效的技術優勢，并且照明周期較長，且易于維護。光伏發電在LED照明系統中的應用突出了光生伏特效應的技術原理，通過太陽能電池實現對太陽能至電能的轉化，再借助LED照明系統將其轉化為最終的光能。由于LED照明和光伏發電技術同是直流電，因此轉化過程并不需要借助變頻器，這明顯提高了整個過程的執行效率。除此之外，在可充放蓄電池的輔助下，光伏發電在LED照明中的技術優勢必將更加突出。

四、太陽能光伏發電產業未來發展方向

1、未來太陽能光伏發電產業一定會成本，使之普及開來

太陽作為一種高效環保的綠色能在未來一定會得到光伏的應用。通過加大資金投入和政策扶持力度和企業的創新研發力度，一定能夠降低光伏發電系統成本?，F階段光伏技術最關鍵的問題，就是要提高電池效率和降低成本。通過采用更先進的電子器件及高效模塊降低特定系統平衡成本；通過高效的生產方案、通用型材料的增用以及新蓄電池的觀念等手段降低電池成本；通過引進先進封裝技術及提高電池工作效率來降低特定模塊的生產成本。最后，通過降低電池成本一定會降低太陽能光伏發電的整體成本。

2、未來民用太陽能光伏發電將大行其道

當太陽能光伏生產的整體成本降低之后，未來的民用太陽能產業一定會大行其道，將在通信和工業應用、農村和偏遠地區得到廣泛應用。太陽能光伏建筑一體化亦是未來的一個發展趨勢，對于城市而言可以有效節約土地資源，提升高層建筑利用率。西部地區太陽能資源豐富地區農村光伏發電站的建設可以與風能發電系統互補滿足農村基本用電要求。另外太陽能庭院燈，太陽能路燈等都將為家庭和市政建設節約能源。

太陽能光伏發電是一種清潔能源，零排放、無污染，且其技術日趨成熟、成本不斷下降，已經適合規模應用，今后，太陽能光伏發電必將在公共建筑或民用建筑中廣泛應用，光伏發電也將成為我國的一種常規能源。

結束語

綜上所述，在現有技術的基礎上，生產企業必須深入的加快研發節奏，降低生產成本，提高產品質量。政府方面更加需要推進綠色能源普及使用的進程，制定強有力的產業政策和法規條文，保障光伏產業的發展。伴隨著人民環保意識的增強，我們相信在市場改革和政府政策的聯動作用下，我國的光伏發產業必定能穩步健康發展。

參考文獻

[1]柴亞盼.光伏發電系統發電效率研究[D].北京交通大學,2014.

[2]熊靜.光伏并網發電系統的研究[D].南京理工大學,2014.

[3]胡云巖,張瑞英,王軍.中國太陽能光伏發電的發展現狀及前景[J].河北科技大學學報,2014,01:69-72.

[4]許志軍.太陽能光伏發電技術在交通運輸業的應用[J].青海交通科技,2014,01:10-11.