摘要：伴随着城市现代化建设的不断加速，能源危机和环境污染的问题以及逐渐成为一个全球化的问题。太阳是我们生活中最为常见的物质，它的能量是一种对环境污染几乎为零的可再生能源，应用前景十分广阔。在目前的可持续发展的问题下，能源问题是一个大问题。本文对太阳能光伏发电的原理以及应用方向进行分析，希望可以推动未来太阳能光伏发电的前进与发展。
关键词：太阳能；光伏发电技术；应用研究
Abstract：with the development of modern industrialization in recent years，the world has faced serious energy crisis and environmental pollution.Solar energy as a kind of dye clean pollution-free renewable energy，has a very broad application prospects，because it can be sustainable use，so for a long time the solar photovoltaic power generation technology received the attention of scientists.The energy problem is very important in China's sustainable development.In this paper，the principle and application direction of solar photovoltaic power generation are analyzed，and the purpose is to hope that solar pv power generation has better application in the future.
1.前言
21世纪以来，人们在环境以及资源的问题上正处于一个极其困难的时期。传统的能源结构被改变，寻找新型能源从而真正实现可持续的发展，这已经是各个国家的必经之路了。而太阳能是一种非常理想的清洁能源，它的优势和特点直接导致了在发电领域的推广使用。接着就对太阳能光伏发电原理以及问题进行了相关的分析和探讨。
2.太阳能光伏发电原理
太阳能光伏发电是将太阳能与电能之间进行合理转换，太阳能电池的另一种叫法做光伏电池。太阳能电池的发电原理是在工作的情况下，电池一般会产生电子和空穴，在太阳能电池场的作用下二者会进行分离，一般电池的两端会产生较大的负压。此时电池内部的两侧接上负载之后，就逐渐会有电流产生，在这样的情况下会产生持续的电压。这就是太阳能光伏发电的原理。太阳能将光能转化为电能的原理如下。
首先，太阳能电池一般会吸收光子，半导体内一般会出现生载流子。其中电子与空穴的两极电子是相反的，半导体中存在的电子场一般会将正电荷与负电荷进行一个区分。分离之后，两者就在正极和负极进行安置后，形成电能。[1]
太阳能电池是太阳光伏发电中的重要组成部分，一般是不需要额外的电源的，所以通过串联或者并联的方式将若干太阳能电池进行连接，组成太阳能电池阵列。这种大规模的组件会解决很多问题，不但提高了光电的转换效率，降低了成本，还会使产生的电能大大增大，为环境带来更好的保护。通常情况下，光伏电池的基础材料是以硅片为主，而发展已经比较成熟，但是成本比较高，而基于薄膜基础的光伏电池通常采用非常薄的光电材料，大幅降低了半导体材料的消耗，也有助于实现大规模的生产，从而降低生产的成本。近些年来，随着科技的不断发展和进步，新结构的太阳能电池不断在创新着。[2]这使得太阳能光伏发电的规模和效率大大提高，为我国能源的节约和环境的保护带来更好的帮助。
在介绍太阳能电池光伏发电中的性质后，许多人应该对太阳能光伏发电的原理有一个透彻的了解。值得注意的是光伏阵列最大功率点跟踪技术，它是太阳能光伏发电技术的关键部分。光伏阵列在强度变化不变的情况下，可以在不同电压下工作。光伏阵列输出的最大功率称为最大功率点，光伏矩阵的最大功率点大于工作电压，此时的系统是不稳定的，光伏发电系统最大功率点电压低于工作电压时，系统比较稳定。因此，为了提高系统的效率，可以根据实际情况调整光伏阵列的工作，不断优化最大输出功率，提高整个发电系统的效率。[3]。
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3.发电技术的应用
太阳作为人类生存最重要的东西之一，其发挥的作用十分强大。他不仅调节着一年四季的气候变化，还控制着早晚的作息时间。太阳的奇妙之处就在于它的规律会造福于人，所以说大自然是十分奇妙的。而随着城市化建设，工业化建设的不断发展。环境问题变得十分严峻，大自然已经被我们伤害得面目全非，现如今还应利用太阳的能量作为解决环境问题的手段。太阳能是一种可再生的环保能源，利用太阳能来发电是人们智慧的结晶，并且随着科技的发展，太阳能的应用越来越广泛。人们已经离不开太阳这一提供能源的大火球，太阳能不仅仅可以对水进行加热，其在光伏发电技术领域也发展十分迅速，并且已经逐渐在现实当中得以应用。
太阳能光伏发电使用的范围是十分广泛的，下面就对一些较为常见的应用进行了合理分析。应用比较广泛的就是光伏电站，我国是工业大国，也是用电的大国。所以电能的供应一定要达到人们所需求的量。利用太阳能光伏电站提供的电能，可以有效的缓解不可再生能源供电的压力，为我国的环境带来一定的保护。光伏电站一般需要的面积是比较大的，所以在选择面积的过程中，光伏电站一般需要建设在太阳能资源较为丰富的地域进行。在我国多数光伏电站都处于西部地区，因为在西部，资源往往是比价充分的，而且在西部城市设备较少、人口也不多，所以所产生的电力远高于消耗数量，在能源运输的过程中会产生较多的损耗。土地建设费用在前期的建设过程中也占到了很大的比重，而且因为太阳能资源的连续性存在缺陷，光伏电站在建成之后就无法成为备用电源。发电随机性使电网对电力的调配难度大大提高。尤其是沙漠地区，应用的前景十分广泛。因为该地区不但面积广阔，太阳能资源也比较丰富。所以在沙漠地区进行太阳能光伏电站的建设，是目前的战略发展规划之一。[4]
光伏建筑是目前光伏发电技术之一。在我国一些大城市中，工业发展的比较迅速，经济的快速发展导致了土地的相对欠缺，传统的发电方式已经不适应目前的发展情况了。随着环境的不断恶化，这就不对吧要求我们急需去寻求新的发电方案，所以在建筑上安装光伏电池成为了有效的解决方案之一。光伏建筑，可以大大缩短发电设备和用户之间的距离，很大程度上降低了运输过程中的电能损耗，还节约了长距离传输路线的成本，所以光伏建筑是日后城市再生资源发展的实际方向。光伏建筑一体化是通过将光伏发电系统，建筑幕墙等结构构建成一个整体，具备维护功能的同时，也可以为发电提供能源，相信在未来这将会是一个很好的选择。[5]
太阳能光伏发电技术还会在偏远农村地区当中得到应用。因为针对某些偏远农村地区，科技不是特别的发达，目前我国一些偏远乡村的经济环境特别落后，无论国家怎样扶持其发展，因为其特定的自然环境和地势地貌无法有效的快速发展。所以就要满足农户最基本的衣食住行和供电的要求，为了给偏远乡村的农户们带来光明，十分有必要在乡村建立小型光伏发电厂。有效解决偏远地区农户用电问题，还会解决大量线缆铺设以及电路传送的成本，避免的电能损耗，还会对偏远农村地区的发展带来更好的帮助，为该地区的农户带来光明，提高人们的生活质量。以上就是对太阳能光伏发电技术具体应用的一部分分析。在日常生活当中，太阳能光伏发电技术应用还有很多，本文就不一一进行介绍。总而言之，就是希望大家能够对光伏发电技术和应用有一定的了解，因为太阳能光伏发电技术在未来的前景十分光明。[6]
4.结束语
在现代工业化进程不断的发展之下，只有大力发展太阳能，发展太阳能光伏发电技术，才会对未来的环境带来更好的保护。在我国，太阳能应用已经慢慢的得到普及。科学家们一定要积极的进行研究，把更加优秀的太阳能光伏技术带到现实中来，对我国的环境保护，资源的节约开采带来更好的帮助。从而提高人们的生活水平，还会使我国的发展更加迅速。
参考文献：
［1］肖志刚，蒋瑶，尹绍全，等.“太阳能光伏发电技术及应用[J].乐山师范学院学报，2016，28（11）：61-64.
［2］李宏毅，李加季.太阳能光伏发电技术及应用（3）[J].建筑创作，2003（Z1）：142-146.
［3］党理.太阳能光伏发电技术及应用探讨[J].工业b，2015（60）：00167-00167.
［4］庄晓武.太阳能光伏发电技术及应用探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2015（23）.
［5］陈蕊，戴星航，张树桐.太阳能光伏发电技术及应用[J].华东科技：学术版，2015（10）：6-6.
［6］钟玲玲，赖国胜.太阳能光伏发电技术及应用探讨[J].智富时代，2015（3X）.
论文作者:俞诗园
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/24
标签：光伏论文; 太阳能论文; 技术论文; 太阳能电池论文; 电能论文; 电站论文; 能源论文; 《电力设备》2017年第21期论文;