程鵬

（國網(wǎng)湖北省電力公司宜都市供電公司 湖北宜昌 443000）

關(guān)于光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)分析

程鵬

（國網(wǎng)湖北省電力公司宜都市供電公司 湖北宜昌 443000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快，使城市環(huán)境問題變得日益嚴(yán)重。近年來，很多城市中霧霾天氣在一年中出現(xiàn)的次數(shù)逐漸增多，對人們的身體健康構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，因而，人們對于環(huán)境保護(hù)問題也越來越重視?；诖?，對于綠色環(huán)保新能源的開發(fā)與利用成為人們的迫切需求。而光伏發(fā)電技術(shù)由于具有綠色環(huán)保清潔無污染的優(yōu)勢而受到世界各國的青睞，因此，對光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先對光伏發(fā)電的基本原理進(jìn)行了概述，同時，對其應(yīng)用進(jìn)行分析，并對光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了一定的探討。

光伏發(fā)電技術(shù)；特點(diǎn)；應(yīng)用

1 引言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源，而在世界范圍內(nèi)，能源緊缺已經(jīng)成為了一個十分嚴(yán)重的問題，而傳統(tǒng)的能源，例如石油、煤炭等在使用的過程中能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生較大的污染，雖然在對環(huán)境污染進(jìn)行改善的過程中投入了大量的資金，但是，取得的效果仍然不夠理想，因此，對綠色環(huán)保的清潔能源進(jìn)行開發(fā)與利用十分必要。

2 光伏發(fā)電的基本原理及其特點(diǎn)概述

2.1 光伏發(fā)電的基本原理

通過對太陽能電池的利用，將收集到的光能轉(zhuǎn)化為電能，這種能源轉(zhuǎn)換方式就是光伏發(fā)電。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對于太陽能的研究也不斷深入，光伏發(fā)電技術(shù)也由一開始的設(shè)想逐漸成為現(xiàn)實(shí)，這項(xiàng)技術(shù)在研究成熟后將很有可能會代替如今人們所使用的煤炭、石油等常規(guī)能源。之所以太陽能電池能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換為電能，主要是通過其中的半導(dǎo)體發(fā)揮作用來實(shí)現(xiàn)的。半導(dǎo)體本身具有一種光伏效應(yīng)，太陽光照射的光線照射到太陽能電池上，電池對于光線有著吸收的作用，并且在其作用下能夠產(chǎn)生大量的電子－空穴對，這是一種處于不平衡狀態(tài)的電子，其穩(wěn)定性非常差，空穴與電子之間能夠通過電池內(nèi)電場的作用而分離開來，從而形成兩個區(qū)域，這兩個區(qū)域在電池的兩端，通過不斷地積累就會形成異號電荷，換句話說就是形成了電壓。

2.2 光伏發(fā)電的特點(diǎn)

（1）光伏發(fā)電的原理比較先進(jìn)，其是使光直接轉(zhuǎn)換成電子，其中不存在任何間接的過程，也沒有任何機(jī)械運(yùn)動的發(fā)生，也就是說，在這個過程中，沒有燃燒，也沒有任何可能會對環(huán)境造成污染的因素，并且發(fā)電的形式也比較簡單。單從這個角度上來說，利用光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行發(fā)電，其效率是非常高的。

（2）太陽能資源是一種取之不盡、用之不竭的自然能源，環(huán)保無污染，而且也不需要運(yùn)輸費(fèi)用，因此，我國應(yīng)該對太陽能這種清潔型能源進(jìn)行充分地利用，從而實(shí)現(xiàn)我國的可持續(xù)發(fā)展。另外，硅是光伏發(fā)電的主要原料，在我國，該種原料的儲量也是十分豐富的。

（3）光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝簡便，在某些必要的情況下，如果需要對其進(jìn)行搬遷或者是對其容量進(jìn)行擴(kuò)大也是比較方便的，而且通過多年的研究，從我國光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能上來看，其具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性與可靠性。另外，光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行不需要工作人員進(jìn)行把手，因而維護(hù)的成本也是比較低的。

3 光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用

3.1 通信和工業(yè)應(yīng)用

光伏發(fā)電技術(shù)在通信與工業(yè)中的應(yīng)用主要是包括衛(wèi)星通信、光纜通信系統(tǒng)、衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)、鐵路與公路信號系統(tǒng)、部隊(duì)通信系統(tǒng)、氣象與地震臺站、燈塔與航標(biāo)燈電源、水文觀測系統(tǒng)、石油管道陰極保護(hù)等。

3.2 太陽能水泵

一般來說，在太陽能水泵中是不要安裝蓄電池的，其水泵工作主要是通過太陽能電池板來進(jìn)行的。在大型的光伏水泵站中，通常來說會有逆變器，首先是把太陽能電池板的直流電通過設(shè)備轉(zhuǎn)換為交流電，之后，水泵的運(yùn)行通過交流電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，如此一來，能夠使其與常規(guī)供電實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。盡管太陽能光伏水泵系統(tǒng)的建設(shè)需要一次性投入大量的資金，但是，其在實(shí)際運(yùn)行的過程中，費(fèi)用比較低，也有著比較少的維修次數(shù)，而且使用壽命也比較長，與小型柴油機(jī)抽水相比，其更加具有優(yōu)越性。尤其是在太陽輻射比較強(qiáng)的干旱地區(qū)，對光伏水泵進(jìn)行應(yīng)用有著更好地發(fā)展前景。

3.3 太陽能商品

主要有太陽能路燈、太陽能庭院燈、太陽能草坪燈、太陽能噴泉、太陽能城市景觀、太陽能信號標(biāo)識、太陽能廣告燈箱、太陽能電動汽車、太陽能游艇、太陽能鐘、太陽能帽、太陽能手表、太陽能玩具等。

3.4 太陽能照明系統(tǒng)

光與顏色之間建立的一種生理與心理環(huán)境就是所謂的“光環(huán)境”，其對于人們精神狀態(tài)以及心理感受而言，十分有利。而“綠色照明”是指節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、促效率、改善質(zhì)量、有益身心的照明光環(huán)境，太陽能照明即屬于綠色照明。在建筑領(lǐng)域中，應(yīng)用太陽能燈主要包括草坪燈、路燈、樓道燈等。太陽能燈的控制器除了需要一般光伏系統(tǒng)的防反充、防過充和過放、防短路和反接等功能以外，還要具有自動開關(guān)照明燈的功能。

3.5 在電動汽車上應(yīng)用光伏貯能系統(tǒng)的思路

光伏貯能系統(tǒng)就是通過對太陽光的利用來進(jìn)行發(fā)電，用蓄電池將其貯存起來，具有光電互補(bǔ)性。這也是光伏貯能系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。目前，在一般情況下，會將蓄電池作為電動汽車的主要動力源，但是，當(dāng)蓄電池的電能放完之后，就需要對其進(jìn)行充電，而蓄電池有著一定的使用壽命，電池的容量發(fā)生變化，就會對續(xù)行里程產(chǎn)生極為不利的影響，再加上充電條件的限制，會對其發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重的制約。在冬季的時候，氣溫比較低，電池的實(shí)際放電容量也會比較低，這樣也會對續(xù)行里程產(chǎn)生極為不利的影響。在白天太陽光比較強(qiáng)烈的時候，通過對太陽能板的發(fā)電能量進(jìn)行利用，從而提供動力給電動汽車，與此同時，將多余的電能貯存在蓄電池中。在光線比較弱或者是沒有陽光的時候，蓄電池中貯存的能量能夠?yàn)槠囂峁﹦恿?，從而使汽車的正常行駛得以保證，并在一定上延長電池的續(xù)行里程?？梢耘c汽車所需要的動力負(fù)荷以及太陽資源的情況來對光伏貯能系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過太陽能與電能的互補(bǔ)，不僅能夠使電池動力系統(tǒng)的可靠性得以提高，而且還能夠在很大程度上使電動汽車的使用成本得以降低。

4 光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展前景分析

4.1 民用光伏發(fā)電技術(shù)

現(xiàn)如今，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生產(chǎn)與生活中所使用的化石能源也逐漸減少，而且其在燃燒的過程中會對環(huán)境產(chǎn)生不可估量的影響，因此，各個國家正在對清潔型的可再生能源進(jìn)行研究與開發(fā)，并制定出一系列相關(guān)的政策。而光伏發(fā)電技術(shù)的興起與應(yīng)用不僅能夠使其自身對于電能的需要得以滿足，而且通過并網(wǎng)的方式能夠?qū)⑹Ｓ嗟碾娔苻D(zhuǎn)售給國家。我國人口較多，人均耕地使用面積較少，有大量的土地由于無法耕種而被閑置。隨著并網(wǎng)光伏發(fā)電的研究，投入并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的成本也將越來越低。在太陽能資源比較豐富的地區(qū)，通過對并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)，能夠?qū)﹂e置的土地資源進(jìn)行充分地利用，而在此條件下，對于民用光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展也有著一定的推動作用。

4.2 公用光伏發(fā)電技術(shù)

近年來，我國公用太陽能光伏產(chǎn)業(yè)受到政策以及市場等因素的影響而得到了進(jìn)一步的發(fā)展。隨著國家對于節(jié)能減排問題的重視，為了使公用建筑設(shè)施能夠減少對化石燃料發(fā)電的依賴，對于光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用力度進(jìn)行了加強(qiáng)，以此降低污染物的排放，改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。此外，隨著光伏發(fā)電設(shè)備造價(jià)的降低，公用樓宇設(shè)施中對光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用還能夠在一定程度使政府財(cái)政支出得以降低。未來，我國的公用太陽能光伏產(chǎn)業(yè)將會得到快速的發(fā)展。

4.3 光伏發(fā)電技術(shù)研究

我國光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了快速的發(fā)展與進(jìn)步，但是，與發(fā)達(dá)國家相比還存在著一定的差距。隨著我國民用發(fā)電領(lǐng)域以及公用發(fā)電領(lǐng)域的快速發(fā)展，我國對于光伏發(fā)電技術(shù)的研究也會不斷地推進(jìn)。近年來，各高校與科研機(jī)構(gòu)中對于光伏技術(shù)的研究力度也不斷加大，相信在未來，光伏發(fā)電技術(shù)將會在各個領(lǐng)域中均有所應(yīng)用。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，人們的生產(chǎn)生活中對于不可再生資源的使用量越來越大，其也逐漸呈現(xiàn)出一種即將枯竭的狀態(tài)，而且其燃燒過程中對于環(huán)境造成的影響也是不可估量的，因此，對光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行研究十分必要。近年來，我國對光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究取得了很大的進(jìn)步，相信通過更加深入的研究，光伏發(fā)電技術(shù)將會得到更好地應(yīng)用。

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2016-1-20