华北油田华港燃气公司廊坊天成天然气销售有限公司 河北廊坊 065002
摘要：作为洁净的、可持续的太阳能资源，理应受到人们的广泛关注。伴随着经济的发展以及技术的进步，太阳能发电产业在政府的大力扶持和推进之下必将得到快速稳定的发展。虽然现如今我国的太阳能发电技术仍然存在着许多的不足之处，但是随着太阳能资源的越来越重要，太阳能发电的未来一定会更快更好地发展。
关键词：太阳能；发电；技术
引言
太阳能作为清洁能源，其具有太阳能热发电以及太阳能光发电两种发电方式，这两种方式实际应用存在着大量问题，出于提升太阳能光电效率以及减少应用资金投资的目的，加强太阳能发电技术相关内容研究意义重大。
1我国太阳能发电技术的现状
在过去的很长一段时间，美德日等公司都对太阳能发电中所要使用的晶体硅电池的核心技术进行着垄断，在此期间中国则成为了晶体硅电池以及组件的主要加工生产大国。随着技术的不断更新发展和不断努力，我国的终于可以与国际的薄膜电池技术的产业化实验以及基础研究保持同步，这一同步也就意味着我国正式形成了太阳能发电产业链。前几年，我国的财政部正式颁布了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》的法规，这法规标志着我国进入了太阳能发电的一个新的发展时期，面对太阳能电池需求量的急速增加，我国将加大对于太阳能电池生产市场的大规模建设。
2太阳能光发电技术
太阳能光发电主要将光能转化为电能，其中光伏发电主要基于太阳能级半导体电子器件对太阳光辐射能进行吸收，再将其转化为电能的发电方式，目前该技术已成为太阳光发电研发的主流方向之一。
2.1单晶硅太阳能电池
这种电池主要基于高质量的单晶硅材料以及相关处理工艺，其转化效率可达23%，而已生产电池的转化效率为15%。当前该电池研发最具表现性的是钝化发射区电池以及局域化背场电池，而倒金字塔技术、双层减反射膜技术和陷光理论的不断完善则是高效率晶硅电池大规模生产应用重要基础条件。
2.2多晶硅太阳能电池
和单晶硅太阳能电池相比，多晶硅太阳能电池使用的硅量少且成本较低，但多晶硅晶粒界面和晶格错位缺陷较为明显，这样使得该电池实际光电转化率始终低于20%。这种多晶硅太阳能电池实验室条件下转化效率仅为18%。乔治亚工大光伏中心基于磷吸杂以及双层减反射膜技术，可使得转化效率提升至18.6%。随着该电池光电转化效率的有效提升，并结合成本低的特点，其实际应用前景更加广阔。
2.3薄膜太阳能电池
基于材料、加工工艺等方面限制，单晶硅太阳能电池成本降低难度相对较大，因此可以研发薄膜太阳电池进行代替。目前薄膜太阳电池代表性产品大体分为下面两种类型。首先非晶硅太阳电池，其首先由美国学者在2000年提出相关概念。目前我国对于这种电池研究主要集中于双结非晶硅电池。其次CVD多晶硅薄膜和电池，其主要使用PECVD技术及其相关设备生成多晶硅薄膜。德国研发人员使用二氧化硅和氮化硅包覆陶瓷或碳化硅包覆石墨作为衬底，然后使用CVD技术生成相应的多晶硅薄膜，再经过结晶处理得到薄膜太阳能电池。根据相关仪器测试，上述两种衬底制备的薄膜太阳能电池光电转化效率分别为9.3%以及11%。
2.4太阳能光伏发电系统组成
一般来说，太阳能发电系统大体分为下列四类组成单元，其中太阳能电池组作为太阳辐射和电能转化的关键单元。太阳能控制器对系统运行进行有效控制，并可对蓄电池实施重点保护。对于蓄电池来说，当前应用较多的是铅酸电池、镍氢电池以及镍镉电池，其可将转化得到的电能进行储存。而逆变器则将太阳能发电系统产生的直流电能转换为交流电能，这样更加方便实际利用。首先最大限度利用建筑物屋顶以及幕墙，占用土地资源相对较少；其次现场发电和使用，从而有效减低电力输送造成的线路损耗；再次大量彩色光伏组件使用可有效节省外饰材料；接下来用电高峰期使用能够有效缓解高峰电力需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3聚光光热发电技术
太阳能聚光光热发电(Concentrating Solar Power，简称CSP)是又一种利用太阳能发电的形式，CSP是一种利用聚光装置将太阳光聚集起来以增加太阳辐射能的密度，进而加热循环介质并产生蒸汽推动汽轮机发电的技术。与PV相比，CSP可利用全波段的太阳光，也可通过蓄热实现昼夜连续发电，对电网影响较小，同时CSP也克服了PV中太阳辐射能密度低的缺点。根据聚光方式的不同，太阳能聚光热发电技术可分为塔式、槽式、菲涅尔和碟式4类热发电技术。
3.1槽式热发电技术
槽式热发电是通过槽式抛物面反射镜，将太阳光聚成一条焦线加热集热管内的传热介质，经过换热器交换热量，将收集到的太阳热能传递给动力回路中的蒸汽，进入汽轮机带动发电机发电。聚光器对太阳辐射进行一维跟踪，在太阳能不足的情况下可以进行辅助加热，以保证系统运行的稳定。
3.2菲涅尔热发电技术
线性菲涅尔热发电是利用条状平面镜或低曲率镜面做反射镜，将太阳光线汇集于集热管加热循环介质，产生高温蒸汽推动汽轮机发电。与槽式热发电系统类似，但菲涅尔反射镜一般安装在接近地面，菲涅尔反射镜布置密集，易出现反射光线被相邻镜面遮挡，以及光线入射到镜面会产生阴影，导致太阳能收集率低、光电转换效率低，该技术目前仍处于示范阶段。
3.3塔式热发电技术
塔式热发电是通过地面镜场将太阳辐射聚集到距离地面一定高度吸热塔的吸热器上，吸热器直接接受地面镜场反射的太阳辐射，吸热器中的传热介质(熔融岩)获得高温热能，再将热能输送到蒸汽发生器产生蒸汽推动汽轮机发电。这一系统中，定日镜以吸热塔为中心分布在吸热塔的周围，要把太阳光准确的反射到吸热器上，需要对镜场中每个定日镜都要进行单独的二维跟踪控制，镜场控制系统复杂，但其聚光效率高，系统发电效率高。随着技术研发的不断深入和关键技术的不断突破和建设成本的不断降低，塔式光热发电技术会成为未来CSP的主要形式。
3.4碟式热发电技术
是利用蝶形反射镜将太阳光聚集在焦点上，焦点处的接收器收集较高温度的热能加热介质以驱动汽轮机，将热能转化为电能。该系统采用双轴跟踪方式，聚光比高，相较于前面几种技术，碟式热发电系统发展相对缓慢。
3.5向下反射式光热发电技术
向下反射式技术基于二次反射原理，在塔式光热发电技术基础上改进而来的新型太阳能光热发电技术，最早是以色列人RablA于1976年提出来的。这种发电系统将定日镜镜场作为主镜，塔上的双曲面作为第二次反射的副镜，集热器位于塔的下方距离地面很近的位置，太阳光经过两次反射聚集在吸热器中，提高集热器的效率，减少热能传递损失，解决导热材料上塔的难题，保证整个系统的安全性。国内外研究机构针对向下反射式光热发电系统进行大量研究工作，沈焕波等人通过仿真分析双曲二次反射面的光斑特性，求得塔上双曲面最优化选择;以色列研究机构通过实例仿真分析了混合循环模式下的向下反射式光热发电系统，这些研究工作主要集中在系统选择、结构设计等方面，离建立试验装置还有一定距离。
结束语
随着经济的不断发展，发展各项事业所需要的能源日趋短缺，能源危机已经成为世界各国面临的重要问题之一。作为工业、企业发展的主要支撑能源，煤炭、石油虽然在我国的储量丰富，但是同时也面临日趋短缺的状况，而且这些能源的使用会给环境带来极大的破坏性。因此必须加大对可再生绿色能源的研究和利用。
参考文献
[1]李炬.太阳能发电技术的研究发展分析[J].中国战略新兴产业.2017 (12)
[2]寇凤海.太阳能发电技术的研究进展[J].科技展望.2015(28)
[3]韦才雁.太阳能发电技术及其设计的探讨[J].通讯世界.2015(20)
论文作者:李殿东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/4
标签：技术论文; 太阳能论文; 太阳能电池论文; 电池论文; 光热论文; 太阳能发电论文; 太阳光论文; 《基层建设》2018年第33期论文;