摘要：随着人类社会的发展，地球上的自然资源开始出现了大量消耗，导致能源匮乏。因此各国开始对可再生能源进行了研究利用，其中太阳能作为可再生资源中利用率最高的能源，其在世界各地都受到了广泛的使用。文章在简单介绍了太阳能光伏发电的原理和优点后，以此作为切入点，对太阳能光伏发电技术的种类进行了研究，并详细分析了其主要应用的领域。
关键词：太阳能；光伏发电技术；应用
1导言
太阳能光伏发电技术作为一项新型技术，现已经成为各行各业重点开发与研究的技术之一。太阳能光伏发电技术在实际应用中体现出：清洁、环保、节能、健康等优势，能够有效提高能源利用效率，应该成为重点研究与开发的对象，未来的能源建设与发展必然少不了太阳能光伏发电技术的应用。
2太阳能光伏发电技术
太阳能光伏发电系统是由光伏电池板、控制器和电能储存及变换环节构成的。随着光伏产业的发展，相关的技术，如太阳能电池技术、聚光器技术以及孤岛效应检测技术等也得到了一定程度的提升。
2.1太阳能电池技术
光伏电池作为太阳能光伏发电系统的核心部分，在应用的过程中需要注意两方面的问题：一是光电转换效率；二是生产成本。第一代光伏电池的原料是硅，随着硅材料应用范围的不断扩大，应用程度已经得到了最大范围的开发，并且应用技术也达到了成熟阶段，但使用成本却居高不下。在科技的支撑下，人们研制出了第二代光伏电池。电池里面铺设了很多非硅材料在衬底上，以减少半导体材料对电能的消耗，因不受制作材料以及生产成本的限制，所以可批量生产。继晶体硅和薄膜电池也是后来开发的一种新型电池，其之后又进行更为深入的研究，结合先进的设计理念和技术，以增加电池光子的方法使光伏的转换效率得到进一步的提升。目前，很多研究人员将研究的方向转向薄膜制造技术上，经过理论验证之后，可将太阳能电池的93%转换成电能。具体的开发和实践还有待时间的考验。
2.2聚光光伏技术
太阳的光能在经过路径消耗之后，到达地面的能量十分有限，为了提高太阳能的利用效率，采用聚光光伏技术，可有效降低通过路径的能量消耗。利用聚光光伏技术，可以将太阳光聚集到面积较小的高性能聚光电池上，提高太阳光辐照能量密度，同时有效地降低了生产成本。聚光器在聚光光伏系统中占有核心地位，包括折射聚光器、反射聚光器、混合聚光器、热光伏聚光器等。其中热光伏聚光器主要是将太阳能通过辐射器加热到一定的温度，然后转化成光热能，通过辐射器发射到太阳能电池上，完成光电转换。目前，聚光光伏系统的应用尚有需要突破的科学难题，但经过不断地探究，相信未来该项技术的应用将愈发地纯熟。
2.3孤岛效应检测技术
孤岛效应是在电网出现供电故障，因错误操作或维修造成供电中断时，光伏并网发电系统仍处于运行状态，以负载电压的方式向用户供电，从而形成了自给供电的孤岛。在光伏并网发电系统处于孤岛运行状态时，会引发一系列后果，如电频、电压不受控制，极有可能损坏用户的用电设备，同时在维修的过程中，这种带电的线路也会威胁到维修人员的人身安全。
3太阳能光伏发电的基本原理
3.1太阳能电池
太阳能电池占据了光伏发电的地位，不能替代。随着太阳能光伏发电技术的一个重要组成部分，起着作用的光通过转换器直接转换太阳能电池的电力，因此，太阳能光伏发电技术和太阳能电池转换效率的水平有直接的关系。太阳能电池可分为两种，主要包括硅基太阳能电池和复合半导体电池。其中，硅基电池可分为两种类型的晶体硅和非晶硅，晶体硅可分为。这两种晶体硅电池都有各自的优势，单晶硅太阳能电池可以将电能转换成更高的效率和更稳定的，但电池的成本比较高，会影响企业的效率。虽然多晶硅的转换效率不高，但成本较低，因此在市场上得到了广泛的应用。硅薄膜光伏发电技术是晶体硅光伏发电技术的主要方向。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆硅薄膜太阳能电池是太阳能电池的硅薄膜沉积在硅衬底上制成的，发现非晶硅太阳能电池与传统的硅材料相比，硅薄膜太阳能电池生产所需的成本和更少的能源消耗相对较低，但生产过程相对复杂。化合物半导体电池主要包括CIGS电池和碲化镉电池两种，半导体和化合物半导体硅相比较，化合物半导体的价格较低，因此市场的优势。
3.2光伏发电原理
太阳能是一种重要的清洁能源，在地理条件下，光伏发电技术将不受限制，因此它可以在大规模使用，可以实现独立发电或联合发电。光伏发电技术中采用的主要原理是光伏发电，利用这一原理，将太阳能电池作为一种有效的载体，再将太阳能转化为电能。如果半导体接收到足够的阳光，将光能输入到电池中，然后将电池转换成电能。其生产主要包括两个过程，即电子的转化、光能转化为电能和电压过程的形成。
4太阳能光伏发电技术的应用
4.1太阳能照明应用
目前，我国开始对能源的利用和资源的保护采取有效的措施，太阳能照明已成为绿色照明降低能耗的重要方式。太阳能电池板、蓄电池、节能等部分组成了太阳能照明系统。当前，太阳能照明在我国得到了广泛的应用，常见的地方有路灯、楼道灯等。此外，在太阳能照明中，太阳能灯控制系统中同时具备了光伏系统的功能，因此为了有效的控制太阳能照明系统，通常会使用定时和光控的方式。
4.2太阳能与LED光源相结合
近年来，半导体技术和固体物理技术的发展十分迅速，衍生出了固体光源LED。该产品具有能耗低、寿命长、光效高的特点，同时其与白炽灯相比，固定光源LED的反映较快、污染较小。目前在我国灯源市场，固体光源LED成为了其发展的主要趋势。
4.3太阳能水泵
在太阳能水泵运行的过程中，并不需要蓄电池来提供动能驱动其运行，一般情况下其运行主要依靠太阳能电池板的作用。而在大型的光伏水泵中，为了将太阳能电池板中的直流电转换为交流电，通常会安装逆变器，从而促进水泵工作的顺利进行。一般来说，太阳能光伏水泵系统在建立的初期使用的资金是十分巨大的，但是在其运行过程中，会产生的费用较少，使用寿命较长，因此太阳能水泵的建设能够为我国的电力供应作出巨大的贡献。
4.4光伏建筑一体化
太阳能屋顶计划在20世纪之时被首次提出，而其计划就提出了把太阳能电池板安装在建筑物的屋顶上，并通过控制器以及逆变器来进行公共电网的连接，进而产生了户用并网光伏系统。户用并网光伏系统主要由太阳能电池板和电网并联向用户供电，且可靠性较好。同时在供电的过程中，其并不需要依靠蓄电池，大大提高了节能环保的效果。此外，对于光伏建筑一体化而言，其最重要的目的就是为了实现光伏器件以及建筑材料的集成化，从而帮助企业降低光伏发电成本，并扩大其使用的范围。
4.5通信工业中的应用
当前，太阳能光伏发电系统已经广泛的应用于通信工程行业，其涉及的行业有卫星通信、卫星电视接收系统、微波中继站等。
5结语
目前，在清洁能源，太阳能资源中占有非常重要的地位，在中国的太阳能发电技术会越来越成熟，并成为未来的主要能源之一很可能。因此，需要进一步加强对太阳能光伏发电技术的研究，以便更好地使其成为一种人类服务。
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论文作者:柯学进
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/26
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