刍议太阳能光伏发电技术及其应用论文_刘峰

刍议太阳能光伏发电技术及其应用论文_刘峰

(珠海瓦特电力设备有限公司 广东省珠海市 519080)

摘要:太阳能资源具有不对环境造成污染、储量丰富、技术趋于成熟等优势,因此对太阳能光伏技术的研究具有重要意义。我国具有突出的地理优势,太阳能资源十分丰富,尤其在西北地区,西南地区,南方地区的广东省、海南岛以及沿海岛屿都拥有相对丰富和稳定的太阳能资源,我国政府对太阳能资源的开发也越来越重视。

关键词:太阳能;光伏发电;技术;应用

一、太阳能光伏发电技术

第一代光伏发电技术和第二代光伏发电技术采用的是半导体技术,其中第一代光伏发电技术利用单晶硅和多晶硅进行光伏发电,第二代光伏发电技术采用薄膜电池进行发电,例如硅薄膜电池、碲化镉薄膜电池等。第三代光伏发电技术应用了现代光学技术,通过均匀的聚光来实现发电,提升电池的转化率。

1.1太阳能光伏发电技术原理

太阳能光伏发电主要以太阳电池为基础,实现太阳能向电能的转化,从而实现对太阳能的利用。光伏发电的原理图如图1所示,太阳光照射pn结上,形成空穴一电子对,空穴在pn结作用下从n区向p区流动,电子则由p区向n区流动,在接通电路的过程中就会形成电流。

1.2太阳能光伏发电系统的组成

1.2.1太阳电池方阵

光伏发电系统的核心就是太阳电池,其也是根据太阳电池的半导体光伏效应实现发电的,可以说,太阳电池是光伏发电系统的最基本单元,不同种类光伏发电系统的太阳电池规格不同,一般太阳电池的尺寸在4平方厘米到200平方厘米之间,工作电压在0.5V左右,工作电流在20—25毫安之间。太阳电池本身不能够作为独立电源,在太阳能光伏发电系统中,需要将多个太阳电池进行串联,之后进行封装,这就组成了含有多个太阳能电池的组件,功率一般在几瓦到几十瓦之间,太阳能电池组件可以作为独立的电源输出电能,此外,可以将多个太阳能电池组件在支架上进行串联和并联,这就形成了太阳能方阵,大大提升了发电能力,满足光伏发电系统负载的功率输出需求。

1.2.2蓄电池

蓄电池是光伏发电系统的重要组成部分,太阳能电池将太阳能转化为电能之后,可以将电能存储在蓄电池中,实现了光伏发电系统工作的连续性,提升了发电效率,方便了对生活生产中所需要的能源提供。

1.2.3充电和放电控制器

蓄电池存储电能需要充电,释放电能需要放电,放电对于蓄电池尤其是铅酸电池有着严重的影响,会缩短蓄电池寿命,影响发电效果,降低发电效率。充放电控制器能够对蓄电池的充电过程和放电过程进行控制,避免过充电和过放电现象的发生。具体来所,充放电控制器能够对蓄电池的荷电状态和电压状态进行分析,从而判定其充电和放电是否达到过充电和过放电的临界点,如果达到临界点,其会发出停止充电或放电的指令,有效保证了蓄电池的安全,延长了蓄电池寿命。

1.2.4交直流逆变器

交流电向直流的转换依赖于整流器,整流器能够将50Hz交流电进行整流,从而转化为直流电,而直流电向交流电的转换则依赖于逆变器,相对于整流过程来说,直流电转化为交流电的过程称为逆变。太阳能光伏发电技术产生直流电,直流电供电有着一定的局限性,例如在转变电压的时候较为复杂,交流电则相对简单,交直流逆变器就能够将光伏发电系统产生的直流电逆变为交流电,从而方便供电。

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二、太阳能光伏发电技术的应用

2.1农村边远地区的发电

相较于城市来说,农村发展程度较低,发展速度较慢,受限于经济发展水平,许多电力基础建设不完善,农村用电一度成为困扰我国农村发展的重要问题。应用光伏发电技术能够实现农村边远地区的发电,农村有着许多空旷的路堤,便于太阳能的收集,这就给光伏发电带来了有利条件,农村发电对光伏发电技术的应用主要有独立的光伏电站、太阳能照明灯、小型风光互补发电系统建设等。

2.2农业大棚光伏

农业大棚光伏将太阳能光伏发电和智能温控结合到一起,形成现代化的农业大棚,大棚采用钢制骨架,在大棚上安装太阳能光伏组件,同时保证光伏发电和大棚采光要求,光伏发电支持大棚灌溉系统,进行植物补光,提升大棚温度,满足冬季供暖,促进大棚作物生长。

2.3鱼塘光伏

鱼塘光伏主要指的是在鱼塘上设置太阳能板进行发电,甲鱼、大闸蟹不喜阳,利用太阳能板遮阳,对于喜阳的水产品,则加大太阳能板组件之间的距离,将养鱼业和光伏发电结合起来,提升效率,优化资源配置,上可发电下可养鱼。

2.4分布式光伏电站

分布式光伏电站通常是指利用分散式资源,装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统。分布式光伏电站一般在建筑的屋顶安装太阳能光伏发电模块,能够通过阳光实现持续的补充电力。分布式光伏电站能够减少对环境的污染,实现清洁发电,在遇到地震等重大自然灾害的时候,能够满足建筑的供电需求,不会因电网的中断而受到影响,发电的稳定性较强。

三、太阳能光伏发电应用普及障碍及发展趋势

3.1我们都知道太阳能属于一种绿色资源,而且随着科学技术的发展我国利用太阳能技术满足生活生产所需的技术水平也在不断提高,但是在这种新型的发电系统中还是存在各种不足之处需要我们进行调整和完善,主要表现在:使用策略、环保型和社会需求等,这些因素都在某一些程度上影响了这种新型发电体系的普及,另外,由于太阳能发电成本太高;制作所需的材料还是销售所需的市场都不再本土市场中,产业与市场倒挂现象严重;太阳能光伏产业投资出现的潮涌现象,这些都在很大程度上制约着太阳能光伏发电应用的普及。

3.2我国发展趋势与发达国家相比,我国太阳能光伏发电还有很多需要完善的地方,需要政府及相关部门予以政策和资金上的支持,以保证新能源和可再生能源得以良好地发展。目前,我国政府对新能源和可再生能源的发展给予了高度重视,面对化石能源的枯竭,大量化石能源对环境的影响逐渐加剧,国家起草了可再生能源开发战略规划,为我国新能源以及可再生能源的长期发展制定了指导方针。在规划当中,对于新能源的利用效率提出了要求,其中发电总容量达到了6000万kW,太阳能光伏发电达到45万kW。未来我国太阳能光伏发电的总量将逐渐提升,覆盖的范围也将更为广泛,成为我国电业行业发展的主要能动力。相信通过各方面的协调配合以及努力,我国的太阳能光伏发电技术将向着更快、更好的方向发展。

结语

综上所述,能源问题是制约人类社会发展的重要问题,太阳能是清洁型能源,对太阳能的利用符合可持续发展的需求。太阳能光伏发电技术能够实现太阳能向电能的转化,其在社会上的各个领域都有着重要的应用。本文简要研究了太阳能光伏发电技术及其应用,旨在为太阳能光伏发电的应用实践提供参考。

参考文献

[1]张立文,张聚伟,田葳,张晓红,太阳能光伏发电技术及其应用[J].应用能源技术,2010.

[2]李蔚.太阳能光伏发电技术的应用方式及发展前景[J].智能建筑电气技术,2011.

[3]吕豪杰.太阳能光伏发电技术进展及其应用[J].电子技术与软件工程,2015.

论文作者:刘峰

论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期

论文发表时间:2017/6/14

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