太阳能光伏发电技术及其应用展望

　　摘    要：　光伏发电系统主要由电子元器件组成，设备精练，主要器件有太阳电池板、控制器和逆变器。太阳能光伏发电，因其独特的优势被称为当今替代化学能源的最佳能源之一，太阳能本身无污染，取之不尽，用之不竭，可以有效解决我国能源匮乏的问题。太阳能发电一般有光伏发电和光热发电两种，但是，不管从使用率、发展速度还是未来发展，光伏发电都略胜一筹，一般我们常说的太阳能发电都是通过光伏发电。

　　关键词：　光伏发电; 聚光光伏; 光电技术;

　　当今社会，经济高速发展，人们对美好生活的需求不断提高，为了追求更好的生活品质，越来越多高端、智能的电器走入了人们日常生活中，成为我们生活起居必不可少的一部分。家用电器，必不可少的就是电源，若是没有电源的维持，不仅对我们的家庭生活产生负面影响，我们的出行和工作也会受到很大的影响。在经济快速发展的今天，我们对电能的需求越来越多，为了维持社会经济的可持续发展，需要获取更多的电能才能满足发展的需要。太阳能发电以其取之不尽、清洁干净的显着优势成为人们获取电能的主要方式之一。

　　1、 太阳能光伏发电

　　1.1、 光伏电池

　　光伏电池是太阳能光伏发电中必不可少的组成部分，它是将光能转换成电力的器件，是太阳能发电的核心零件。光伏电池的工作原理就是光子能量转换为电能的过程。随着我国不断发展和完善光伏发电技术，2007年年底，全国从事太阳能电池生产的企业已经达到50多家，太阳能电池的年产量已经达到了1188MW，尤其是多晶硅材料生产取得重大突破，为我国大规模发展光伏发电打下了坚实的基础。由此，2007年是我国光伏产业发展非常迅速的一年，也是我国整个光伏产业出现投资热潮的转折点。但是，随着光伏产业的大范围使用，光伏电池的缺点和不足逐渐显现出来，例如太阳能电池的下效率和速度较低，并且成本高，获得的经济效益与投资不成正比。太阳能光伏电池开发初期，都是用硅片作为太阳光伏发电的基础，虽然该技术已经发展得较为成熟，但是，成本一直都很高，因此，很多企业都在努力开发新一代的光伏电池以作替代。随着各家企业的共同努力，光伏电池的电池组件发展得越来越先进，不管是薄膜技术、自动跟踪技术或是叠瓦技术，光伏电池的转换效率和速度越来越快，成本越来越低。我国是太阳能产品的制造大国，不过目前我国的产品基本只用于出口，但是，我国太阳能资源十分丰富，其中，青藏高原、内蒙古高原等高原地区是大规模开发和利用太阳能的地区。我国在开发太阳能电池上主要运用叠瓦技术和PERC技术，研究人员紧跟科技发展脚步，不断更新新技术增强太阳能电池的转换速度和效率，并尽可能的减少成本，以此保证更高的经济效益。
 

　　1.2 、追踪光电排列的最大发电效率

　　太阳能光伏发电技术设备受自然环境的影响较大，季节、海拔、天气、昼夜等都会影响太阳辐射度，从而对光伏设备产生非常大的影响。光伏设备接受到的太阳辐射小，能转换成电能的能源就少，发电效率就会大大降低，因此，需要有针对性地改良光伏设备，在最大程度上接受更多的太阳辐射。

　　光伏电池排列的好坏在光电技术中有非常重要的影响，光伏电池排列的好，可以有效提高太阳能转换成电能的速度和效率。为了找到光伏电池更好地排列方式，需要在转化效率最高的地区进行跟踪研究，在太阳能光伏发电的整个场地，对辐射和电流进行必要的检查，以此找出发电效率最好的电池，对其进行追踪监测，找出发电效率高的原因并与其他光伏电池进行分析对比，并实地考察该电池与其他电池的位置、光照角度和辐射强度等的不同，通过细致的分析，找出该电池转化率最高的原因。由此可以对比改善其他光伏电池转化率低的问题，提高经济效益。不仅如此，还可以对太阳光伏电池的整体发展起到很好的推进作用，为我国光电技术发展作出重大贡献。

　　1.3、 聚光光伏技术

　　聚光光伏，简称CPA，该技术主要是将太阳能聚集后通过光伏电池转换成电能，为了使太阳辐射更多地聚集到光伏电池上，提高这一区域的输电率，需要在光伏发电的过程中，依据最新的聚光光伏发电技术，将能量充足的太阳辐射聚集在光伏电池上，使更多的太阳能转换为电能，以此提高光伏发电效率。CPA是聚光太阳能发电技术中最典型的代表。

　　2、 太阳能光伏发电技术的优点

　　2.1 、先进性

　　随着太阳能发电技术的迅猛发展，很多国家都已经非常注重该产业的投资前景，通过各国的努力，太阳能光伏技术发展逐渐步入正轨，产品质量越来越好，成本也在逐渐降低。目前，我国太阳能光伏发电产业通过多年努力，已经得到了较好的成果，甚至可以参与国际竞争，并有望达到国际领先水平的行业。作为我国发电产业中较为先进的技术，光伏发电直接将太阳能转换为电能，中间不需要经过任何其他过程，现在，电能转换率较高，发电的形式也简单、快捷。由于建设一个太阳能发电系统所需周期较短、干净环保，因此，太阳能光伏发电技术在我国发电技术中占有很重要的地位。

　　2.2、 广泛性和无限性

　　太阳光照射地球表面，不限地域，无论陆地、海洋、高山或是平地，都可以开发利用，虽然照射时间和强度不同，但其分布广泛，不会因为地域或天气等原因无法获取，目前，太阳辐射能总想属现金人类可以开发的最大能源。太阳能资源取之不尽用之不竭，不同于其他化学能源，太阳能是一种可再生的清洁能源，具有无限性和再生性，在生态污染愈加严峻的今天，不会污染环境的太阳能资源极其宝贵，太阳能光电技术的有效运用使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

　　3 、光电技术的应用

　　3.1、 在通信、工业、交通上的应用

　　随着我国太阳能光伏技术的迅速发展，国内各个领域已经广泛应用该技术提供能源。在通信领域、工业领域和交通领域都离不开光电技术的应用，例如，太阳能无人值守微波中继站、广播/通讯/寻呼电源系统、卫星通信、光缆维护站、通信机、农村载波电话光伏系统、水闸阴极保护、铁路和公路信号、士兵GPS供电、航标灯、无人值守道班供电、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、气象和地震台站、石油管道阴极保护、高速公路/铁路无线电话亭等，都得到了广泛的应用。这些应用极大地加快了我国通信、工业、交通领域的发展。

　　3.2 、在商品上的应用

　　太阳能光伏发电技术在商品上的使用，尤其是家庭灯具电源和一些日常用品上，在很大程度上增加了太阳能光电技术的经济效益，推动了太阳能发电技术的发展。目前，在家庭灯具电源上的应用主要用于庭院灯、路灯、手提灯、节能灯等。在一些日常用品上，通常有太阳能玩具、太阳能手表、太阳能电池等。太阳能光伏发电技术在商品上的应用，大大地方便了我们的日常生活，这些商品很多都已经成为我们的生活必需品，因此，太阳能在商品上的使用极大地提高了太阳能发电的经济效益。

　　3.3 、在农村和偏远地区的应用

　　农村和偏远地区往往是经济较为落后的地区，但是，近年来，国家加大了对农村和偏远地区的开发力度，不断加大新农村的建设，加快了农村的经济发展。太阳能光电技术在村级扶贫电站的应用可有效解决贫困地区的用电问题，但是，限于农村的交通发展还不完善，导致扶贫电站的供应还跟不上农村和偏远地区的脚步，需要对其进一步完善。

　　3.4、 光伏建筑一体化

　　光伏建筑一体化，顾名思义，就是将太阳能光电技术与建筑相结合。一般建筑物的屋顶上都是闲置空间，将太阳能发电系统安装在建筑屋顶上，可有效利用该空间，通过太阳能发电获取电能来满足建筑物内的用电需求，可以大大缓解电能的不足。光伏建筑一体化系统还可以与建筑物的幕墙相结合，以此获取更多的闲置空间用来安装光伏电池，得到的阳光越多，通过太阳能转换成的电能就越多。目前，我国光伏建筑一体化主要应用在建筑屋顶上，技术已经较为成熟，但是，因建设成本高的问题，还未得到广泛应用。近年来，我国已经拨出越开越多的财款进行新能源的开发和使用，因此，光伏建筑一体化的应用将不断扩大。

　　3.5、 大型光伏发电站

　　我国太阳能资源最充裕的地方主要集中在高原、戈壁、沙漠等，从地域上看，这些地方幅员辽阔，气候多为干旱，雨水少，很难开发这些土地资源种植农作物。为了更好地利用这些地区，不造成资源浪费，很多企业在这些领域建设了很多发电站，进行太阳能光伏发电技术的投资，与此同时，这些发电站还解决了这些偏远地区的用电不足问题，大大提高了当地的就业率，对该地区的经济建设起到了很大的作用。

　　4、 结语

　　我国太阳能资源丰富，太阳能光伏发电技术迅速发展，已经成为我国重要的发电技术之一，但是，虽然该技术在我国已经广泛应用，有很大的发展前景，却与国外相关技术还有较大差距，不仅在技术开发和应用领域方面，我国光伏发电的材料也稍逊色于国外，整个太阳能发电产业链还不够成熟。对此，我国应学习外国太阳能光电技术的优势，吸取产业开发中出现的经验教训，尽快完善太阳能光伏发电技术，摆脱对化石能源的依赖，尽力开发利用可再生资源，因地制宜，使太阳能成为21世纪发展过程中取之不尽用之不竭的清洁能源，实现人类可持续发展和与自然和谐共生。只有将太阳能光伏发电技术更好地应用在建设人民美好生活中，才能缓解人类目前面临的能源紧缺问题，保证社会经济可持续发展，同时，还可以大大改善生态环境，实现人类和生态共赢。

　　参考文献

　　[1]彭健.太阳能光伏发电并网技术应用分析[J].科技经济导刊，2019,27(28):84+138.