關于新能源光伏發電技術的思考

宿娟娟

摘 要 太陽能技術是正在開發利用的新能源之一。光伏技術以太陽能為基礎，讓我們在日常生活中可以正常用電。光伏技術利用太陽能發電，可見光能發電技術是最直接的高科技技術，發電效率高、不污染空氣，是當今環保的基本要求。太陽能發電技術因其清潔、高效等優點，在發電技術中獲得了廣泛的應用。本文簡要介紹太陽能發電技術的功能、用途、現象和具體作用，以期對相關行業發展有所助益。

關鍵詞 新能源產業 可持續發展 電網建設

中圖分類號：TM61 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）04-0007-03

1 光伏新能源與可持續發展概念的分析

1.1 光伏新能源的分析

光伏能源是指一種太陽能資源。光伏能源與風能、水能資源、核能資源相比，太陽能更清潔，并且無噪音污染，因此太陽能的開發利用是新時代能源研究的新方向。光伏發電將太陽能電池串聯并密封保護，可以獲得大面積太陽能發電裝置。一個光伏系統，無論是連接到電網還是單獨使用都由三部分組成，用于并網光伏的光伏發電系統主要包括戶用分布式光伏發電和光伏發電企業，主要是通用光伏發電監控裝置和太陽能燈。

1.2 可持續發展的分析

可持續發展并非獨立就可以存在的，它現有的社會經濟是并存發展的，我們要想實現可持續的發展，應該在確保經濟發展的同時，幫助實現社會、經濟和生態利益的相互融合。在可持續發展的前提下，經濟發展與人口、環境、資源之間的矛盾可以不斷得到調解，最終保持協調的相互支持關系。我國人口眾多，自然資源稀少，并且目前的經濟技術水平與歐美發達國家還有一定差距，對于生態發展、控制人口、節約資源和保護環境是促進社會各方面科學健康發展的必由之路。

2 新能源光伏發電技術的意義

工業革命后，人類經歷了大規模的能源革命，不可再生能源的有效利用極大地改善和改變了公眾的生活方式?，F有的自然生態中已經遍布各種的污水，這些污水已經對居民的日常生活造成了許多的不良影響，對居民的生活體驗造成了破壞。雖然可以在一定程度上促進區域經濟的發展，但不能建立以環境為基礎的區域經濟。習近平總書記提出新發展思路，我國經濟發展和企業逐步擺脫過去，發展模式轉向“創新引領”和“要素發展”。在這種發展模式中，不可再生資源占比逐漸下降，以創新為代表的高質量發展模式成為未來企業發展的驅動方式。隨著我國各大新能源汽車品牌的不斷發展，新能源技術不再只存在于理論上，而是已經存在于現實中。

3 新能源光伏發電技術的優勢

有關科研部門的研究表明，太陽仍處于“全盛期”，距離太陽進入“枯竭期”還有50萬億年。如果能夠實現光伏發電的應用，將給人類社會的進步帶來巨大的改變。就我國光伏轉換利用現狀來看，在光伏轉換利用過程中具有清潔高效的特點，其他有害污染物對人體無害。于是，又一次能源革命的機會來了，新能源光伏技術的最大優勢在于將太陽能轉化為電能。能量轉換過程消除了現有發電技術中復雜的中間步驟，最大限度地提高了發電效率。與傳統發電技術相比，光伏發電技術發展速度更快、操作技術更容易;同時，滿足節能環保的新要求、應用廣泛、易于開發和使用，是新能源光能發電技術的主要優勢之一。這是因為傳統的高壓輸電技術難度較大，使得資源流失嚴重，這些問題都可以使用新能源光伏發電技術來解決，從而節省工業資源。[1]

4 當下我國新能源光伏發電技術的開發利用現狀及存在的突出問題

4.1 當下我國新能源光伏發電技術的開發利用現狀

繼十九屆五中全會和“愿景2036”成功召開后，生態文明建設再創歷史新高?；诖?，必須修改和摒棄傳統的過度開發自然資源、過度使用不可再生能源的“粗暴”發展模式。歷史經驗表明，過度獲取自然資源和不可再生能源不可避免地會對社會發展產生不可逆轉的影響，給國民經濟造成巨大損失，導致自然資源枯竭，從而危害生態環境。為促進我國社會經濟健康發展，實現國民經濟可持續發展的目標，必須摒棄“能源消耗大戶”的固有印象，走“創新之路”，引領我國技術發展。我國幅員遼闊，人口眾多，太陽能資源位居世界第二，公眾對環保概念的認識不斷提高，這一現象為新能源光能發電技術的推廣提供了良好的基礎。

4.2 當下我國新能源光伏發電技術存在的突出問題

由上可知，我國新能源太陽能發電技術的發展潛力是巨大的，但事物的發展已充分證明彎曲與統一感并存。煤炭光伏發電技術手段有許多并未解決的挑戰，其中最重要的有以下幾點：

一是新能源光伏技術基礎設施不完善。在我國，在新能源太陽能發電技術普及的地區，家庭用電量完全得到滿足。但除家庭用電量外，還沒有對太陽能進行有效的收集和利用。該地區雖然有“缺電”的傳統，但是，由于與推廣新能源太陽能發電技術的“初衷”背道而馳，并未使得新能源太陽能發電得到全面推廣，是亟待改善的問題之一。

二是我國發展緩慢，基于幅員遼闊的現實，我國太陽能供應已經“分散”。在部分太陽能資源豐富、國家重點推廣新能源發電技術的地區，如西北等太陽能資源豐富的地方開辟新能源光能發電技術示范區，該地域不同區域，還有其他項目建設進度，延遲影響我國新能源太陽能技術示范區數據采集進度，導致我國新能源太陽能技術數據受到真實性和客觀性影響，準確有效的數據采集情況也是亟待解決的任務之一。

三是由于國家對新能源技術認識存在偏差，公眾對新能源光伏發電技術的認識不足。目前我國對新能源技術的研究已經如火如荼地開展起來，新能源汽車的出現就是一個很好的例子，但人們對新能源的擔憂和質疑還比較多，在一定程度上削弱了公眾對發電技術的認知，“不使用、不適用、不認同”這類現象造成公眾對新能源光能發電技術的誤解，不利于發電。新能源光能發電技術的普及也是值得考慮的問題之一。[2]

四是門檻和標準有待進一步提高?，F有能源規模過大，無法以個人投資的形式進入。但太陽能新能源規模較小，投資相對較少，準入門檻和標準都非常低，普通大眾很容易參與到太陽能新能源的利用中。但由于我國政府人力、財力、物力的不足，太陽能新能源應用形成了規模小、容量大、分散的格局，難以對太陽能新能源應用進行綜合監管。沒有監管，太陽能新能源的應用就會存在很多隱患和風險。

5 新能源光伏發電技術的實際應用以及監管分析

5.1 在單體用戶中的應用

在我國大部分地區，光伏能源的應用已經被廣泛地接受，但小規模光能發電技術已顯示出10W到1000W的性能范圍，可見光能發電技術在偏遠地區仍無法建設電網，例如島嶼或高地地區和邊界點。由于電能轉換后的一臺太陽能水泵可以同時產生5-9KW的家庭電力提供支持，太陽能風力發電系統技術凈化可以有效支持用戶家庭電源用電和用水需求。此外，太陽能動力水泵系統技術凈化發展的長期滯后趨勢，可能會在早期減少一些農村地區對農業深井和農田灌溉的電力需求。同時，太陽能水泵凈水器的未來發展方向是不斷地利用傳統太陽能飲用水進行節能凈化系統技術。對于用戶的家庭電源和水需求必須重新設計并提出小型化的太陽能水泵技術凈化系統的基本設計應用理念，為構建太陽能系統提供技術支持?？傊?，只有真正完成小規模太陽能發電技術的應用，才能實現電力系統整體電力需求的基本覆蓋。

5.2 最大功率點跟蹤技術以及并網逆變器技術

應用太陽能系統連接逆變器技術。在新能源太陽能并網系統中，并網設計的核心內容和核心技術必須通過并網型逆變器來實現。然而，并網逆變器將從一個階段發展到幾個階段。在這個過程中，隨著功率轉換級數的增加，集成結構的數量也隨之增加。這時，要充分提高整個發電系統的應用效率，就需要對多臺逆變器進行綜合控制。

5.3 在建筑物一體化中的應用分析

首先，技術人員在整棟建筑物頂部墻上安裝新型太陽能光伏電池板，并通過使用新型太陽能光伏電池板對其進行電能轉換。這種技術形式可以并行化、系統化，實現將用戶收集后得到的大量太陽能能源轉化后成為其他電能源并提供給其他用戶解決問題，也被簡稱為“太陽能屋頂計劃”。其次，除了在屋頂初步安裝和應用光伏板外，還需要使用可以產生光伏的玻璃幕墻，而不是普通的玻璃幕墻。建筑屋頂和墻壁可以吸收和轉換太陽能，這種材料的使用代表了太陽能技術與建筑的融合。

5.4 在電力系統中的應用

目前，我國城市電力系統始終處于相對緊張的狀態，總體而言，城市供電的電能供應高峰期不可避免地會產生電力需求過?，F象，這可能會破壞電力系統的穩定性。但是，在應用光伏發電技術時，光伏發電技術可以有效滿足高峰使用期的公共用電需求，從而保證供電的穩定性。一些沒有人在運力系統上工作的公路隊，可以利用太陽能技術為電能使用提供基礎支持，所以在電池容量增大過程中仍然可以一直保持通電。由于太陽能發電技術完全可以應用于無線通信，其能夠提供的各種電力傳輸支持功能不可小覷。另一方面，一些用于電信業的電纜傳輸系統可能沒有足夠的電力能源支持。在這種狀況下，就需要利用太陽能技術手段的操作便利性，將儲存的太陽能轉化為電能，有效地為電力系統提供雙重保護。大型太陽能發電廠可以為我國大部分地區提供基本電力，解決了這些地區電力短缺的問題。[3]

5.5 集中式新能源光伏發電站的應用

集中式光伏發電是指將光伏電力直接接入公共電網，使太陽能由公共電網均勻分配提供給公眾。該過程是一種單向能量交換，輸出到電壓超過10kV的大型電網。一個集中式發電系統通常由數千個太陽能組件、太陽能開關站等組成。利用廣大農田和沙漠地區豐富的太陽能資源，建設大型太陽能發電廠，并接入高壓輸電系統，實現遠距離輸電。我國西北部正在大規模建設新能源太陽能電站，新能源光伏項目建設普遍密集，具有面積較大、裝機容量高等特點，建設于人口稠密地區和開放空間多的地區。在新能源光伏電站的日常運行中，為了保證光伏發電設備的正常運行，需要派遣相關方進行生產維修，以便對設備進行維護和檢修。

6 光伏新能源實現電網的可持續發展與建設

我國經濟保持持續發展狀態，能源消費總量逐漸增加，能源問題給社會經濟發展帶來各種制約。我國政府有關部門明確指出，要加快能源供給方式改革，積極開發利用太陽能新能源。新型太陽能也是一種分布式能源，也就是說，通過大規模電網協同和分布式生產，可以實現太陽能新能源的多層次開發、多渠道供應應用。從長遠來看，傳統化石能源存在局限性，總有一天會被完全消耗掉，因此我國必須積極開發和發展可再生新能源應用，以解決能源短缺問題。事實上，夏季使用空調是我國可持續電網建設面臨的最突出挑戰之一。想要有效解決這些問題，就需要建立一個以太陽能為重點的專業網絡，并利用其他可再生能源作為輔助能源。另外，控制火力發電設施的最大用電量，可促進可再生能源的開發，進而促進電網可持續發展。

7 完善光伏新能源應用監管體系的對策

7.1 政府要對光伏新能源在電網中的應用發揮出主導作用，轉變民眾傳統的用能觀念

為有效促進現代太陽能與新能源等多種分散式再生能源更好地融合發展，政府部門應積極引導社會公眾加快舊一代能源綜合利用管理觀念的新轉變，建立新能源利用方式。在水力電網體系建設中，分布式的新能源必須做到能夠將我國電力電網用戶從服務消費者方向轉變成為服務生產者。因為開展新能源建設是能夠使我國能源部門更加民主化的一種工作方式，政府不僅需要積極引導新的能源更好地被應用于我國電力電網市場，并且要避免因電網接入過于復雜集中而大量投資于水力電網系統改造。

7.2 充分發揮相關協會的輔助作用

我國有很多與綠色電力相關的產業。這些非政府國際組織的積極參與，有助于我們發現并更有效地研究解決太陽能在我國建設安全可靠和持續智能電網過程中的實際應用相關細節，有助于在市場價格和產品質量風險控制兩個方面盡快建立合理的太陽能電力產品市場價格準入控制原則，這從側面提供了更大的價值。

8 結語

總之，新型光伏技術在當前能源利用中的位置舉足輕重。光伏技術行業的應用，需要相關行業人員不斷探索，不斷深化，在實踐中彌補不足，使其可以更恰當地得到應用，以緩解能源短缺的問題。隨著國家建設規模的不斷擴大，未來必然會更加積極地開發利用新能源，促進能源的可持續發展。

參考文獻：

[1] 張紅宇.新能源發展的電網規劃關鍵技術研究[J].科技風，2017（26）：167.

[2] 牟初夫，王禮茂，屈秋實，等.主要新能源發電替代減排的研究綜述[J].資源科學，2017，39（12）：2323-2334.

[3] 喻振帆.淺析光伏發電接入對電網調峰的影響[J].廣東科技，2017，26（12）：57.