新能源光伏發(fā)電技術應用的思考

宦興勝

（青海黃河光伏維檢有限公司，青海 海南州 813000）

引言

在我國大力推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略計劃的背景下，這些傳統(tǒng)能源發(fā)電發(fā)生已經(jīng)不再適用，與我國的發(fā)展目標相悖，這時太陽能、風能等清潔能源逐漸走進人們的視野，其應用成效得到社會各界的廣泛關注，也是社會發(fā)展的核心動力。如今，太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術已經(jīng)趨于成熟化，不僅可以保證經(jīng)濟目標高效實現(xiàn)，而且對于我國經(jīng)濟發(fā)展也起到，促進作用，與此同時，也最大限度的滿足社會能源消耗需求，因此，如何提升太陽能光伏發(fā)電技術水平成為重點研究課題，需要相關技術人員掌握太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的整體概況及優(yōu)勢，熟知其關鍵技術的具體應用，促進太陽能光伏發(fā)電施工技術的發(fā)展，為社會持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供技術支撐。

一、光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)是由數(shù)量眾多的電氣元件組成部件構(gòu)成系統(tǒng)，例如：蓄電池組、光伏板、逆變器、充放電控制器、負載、防反充二極管、匯流箱、變壓器、UPS 不間斷電源等。整個系統(tǒng)基本可以分成三大部分，即：太陽能電池方陣、并網(wǎng)逆變器、控制器。(光伏發(fā)電如圖1 所示)。光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本工作原理就是光生伏特效應，通過太陽能電池，轉(zhuǎn)化太陽光能。其中，光生伏特效應就是指太陽能電池被太陽光線照射時，太陽能電池就會吸收太陽光能，繼而促使光生電子的形成，光生電子在內(nèi)建電場的控制作用下便會與空穴產(chǎn)生隔離反應，相應地會產(chǎn)生異號電荷，一段時間后，隨著異號電荷的不斷積累，產(chǎn)生光生電壓。這時，如果負載被接入內(nèi)建電場中，便會流出光生電源，促使功率應用、輸出的實現(xiàn)，最終太陽能轉(zhuǎn)化為電能。在太陽光輻射作用下，太陽能電池方陣能夠有效轉(zhuǎn)化太陽能，使其變?yōu)橹绷麟姡绷麟娫趶牟⒕W(wǎng)逆變器中流經(jīng)以后變?yōu)榻涣麟?，利用配電箱來實現(xiàn)配電，在公共電網(wǎng)中饋入一部分電能，建筑物中電器通過運用剩余部分電能而正常運行。如果在夜晚或者陰雨天中發(fā)生發(fā)電量偏少現(xiàn)象時，為保證建筑物中設備的正常用電，可以運用公共電網(wǎng)進行供電。通過運用光伏發(fā)電技術，有助于噪聲污染問題的有效緩解，有助于空氣環(huán)境的保護，有助于能源消耗量的降低，同時還具有其他優(yōu)點，諸如便于安裝、能夠任意組合電池方陣、便于維護等。因此，條件許可下，在推進“綠色”建筑工程建設時應充分考慮運用光伏發(fā)電技術。

圖1 光伏發(fā)電

二、太陽能光伏發(fā)電的環(huán)保意義

由于霧霾、沙塵暴等惡劣天氣對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大影響，并且這種現(xiàn)象正在以每日遞增的態(tài)式發(fā)展，因此環(huán)境問題受到了全球的重視。但是，很少有國家或公司可以實施快速實用的解決方案，因此需要加大努力來研究和解決這一問題。在發(fā)電過程中，會產(chǎn)生二氧化碳甚至有毒的氣體，如果將這些氣體釋放到大氣中，將不可避免地對生態(tài)環(huán)境造成不良影響。例如，溫室效應是中國當前關注的一個環(huán)境問題。隨著溫室效應的加劇，所有國家都意識到全球變暖已是必然。但是太陽能發(fā)電的使用可以有效緩解這些環(huán)境污染問題，也可以實現(xiàn)資源的合理利用，保護生態(tài)環(huán)境。簡而言之，就國家發(fā)展或環(huán)境保護而言，太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)揮著不可替代的作用。

三、當下我國新能源光伏發(fā)電技術的開發(fā)利用現(xiàn)狀

自黨的十九屆五中全會勝利召開及“2036 遠景目標”的提出以來，生態(tài)文明建設被再次抬升到一個新的歷史高度，“人與自然和諧共生”的新型環(huán)保理念，再次成為指導國家和社會發(fā)展的重要指南。有基于此，傳統(tǒng)的，對于自然資源的過度開采及對不可再生能源的無度使用的“粗獷式”發(fā)展模式必須得到糾正和摒棄。因為歷史的經(jīng)驗表明，對于自然資源和不可再生能源的過分攫取，必將對社會的發(fā)展帶來難以逆轉(zhuǎn)的影響，對國家的經(jīng)濟帶來不可估量的損失，還會造成自然資源的枯竭，影響生態(tài)環(huán)境的和諧。為加快推進我國社會經(jīng)濟的健康發(fā)展，實現(xiàn)國家經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的目標，就必須擺脫“能源消費大國”的固有印象，轉(zhuǎn)而向“創(chuàng)新驅(qū)動”的新型科技發(fā)展道路轉(zhuǎn)向。我國海陸面積多達960 萬平方公里。幅員遼闊、人口眾多，而我國太陽能資源在全世界范圍內(nèi)排行第二，更是為新能源光伏發(fā)電技術的開發(fā)利用提供了較好的基礎支撐。新型節(jié)能環(huán)保設備的概念已經(jīng)逐漸被大眾所接受，大眾對于環(huán)保理念的覺悟也在不斷提升，這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，更是為新能源光伏發(fā)電技術的推廣，提供了良好的滋生“土壤”。因此，在當下，我國新能源光伏發(fā)電技術的開發(fā)利用，呈現(xiàn)出“一片光明”的現(xiàn)狀。

四、太陽能光伏發(fā)電施工關鍵技術的具體應用

（一）“綠色”建筑中光伏發(fā)電技術的運用

1.“綠色”建筑物屋頂設計方面。與“綠色”建筑物的墻壁相比，太陽光與屋頂?shù)慕佑|面積更小一些，同時屋頂對太陽光的吸收率更低一些，在屋頂安裝光伏發(fā)電設備過程中，需要考慮多個方面，如太陽能電池與太陽光的接觸面積，太陽能電池對太陽光的吸收率，雨、雪、大風等自然災害對光伏機械設備的影響，光伏機械設備的安裝角度等，并以此為依據(jù)，做好有效的防護對策。對光伏發(fā)電系統(tǒng)進行設計過程中，要確保系統(tǒng)的安全性，在出現(xiàn)自然災害時，不會影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)，不會產(chǎn)生任何的事故。

2.“綠色”建筑天窗安裝方面。在“綠色”建筑的工程建設中，天窗的設計發(fā)揮極為重要的作用，建筑物的遮陰效果與光吸收率深受天窗的安裝設計合理與否的影響，只有合理安裝天窗，才能夠充分發(fā)揮出光伏發(fā)電技術的作用。另外，在設計太陽能電池板過程中，一定要對它的形狀、規(guī)格進行合理設計，對太陽能電池板的傾斜角度進行分析研究，以促使太陽能電池板對光能進行更好的吸收。

3.“綠色”建筑外墻方面。由于“綠色”建筑物與光的接觸面積、光吸收率深受建筑物墻壁的影響，因此一定要合理設計“綠色”建筑物的墻壁。目前，我國不少設計人員常常會將“綠色”建筑物墻壁設計成為玻璃幕墻，這樣可以提高建筑物光吸收率，和擴大建筑物光接觸面，達到“綠色”建筑物外形美觀性和光能吸收率的同步提升。因此，通過給“綠色”建筑外墻披上玻璃幕，能夠高效地轉(zhuǎn)換收集到的太陽能，使其變?yōu)殡娔?，大大提高資源的利用率。

（二）光伏發(fā)電站

目前，太陽能發(fā)電廠大致分為分散發(fā)電廠和集中式太陽能發(fā)電廠兩種。分散發(fā)電廠是指在恒定電壓水平且不超過20000kW 并網(wǎng)的單個發(fā)電廠的點存儲容量，轉(zhuǎn)換后的電能主要用于變電站地區(qū)的太陽能發(fā)電設備。集中式太陽能發(fā)電廠在電能傳輸中有很多階段，設備也更復雜，它通常包括以下步驟：第一，通過轉(zhuǎn)換設備的作用將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，第二，轉(zhuǎn)換后的電能通過配電和接收設備輸送到逆變器。最后，在逆變器的作用下，直流電在交流變壓器箱中流動，并與網(wǎng)絡建立連接。為了確保在傳輸過程中安全使用電能，有必要確保各種太陽能組件的正常運行。

（三）在單體用戶中的應用

通常情況下，新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)在原理上可以應用在各地地區(qū)，通過太陽能的利用來為人們提供優(yōu)質(zhì)的能源，但小型的電源光伏發(fā)電技術當前主要應用在偏遠的山區(qū)中，該類地區(qū)不利于光伏建設電網(wǎng)，應充分發(fā)揮出其技術優(yōu)勢來解決該類地區(qū)的問題。因此在發(fā)展過程中，工作人員應全面的開展創(chuàng)新，結(jié)合實際情況來明確新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點，合理進行應用，立足于實際情況，如在單體戶中的應用，常見于家庭中，為單體用戶提供優(yōu)質(zhì)的能源，保證其正常的工作與生活有序開展。在實際的實踐過程中，通常情況下選擇并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)來供給電力，電力支持為5KW～9KW，充分發(fā)揮出新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)勢，以促使社會群眾的能源需求得到滿足，保證日常的生產(chǎn)與工作有序開展。

五、太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展前景展望

隨著我國科學技術不斷取得新突破，使各行各業(yè)的發(fā)展模式都發(fā)生了巨大的變化，同樣在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)方面發(fā)揮著重要作用，基于科學技術的發(fā)展，已經(jīng)研制出一些新型技術，但是對于光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的控制和切換方面仍然比較薄弱，需要繼續(xù)深入研究，并且作為將來的重點研究方向，推動太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的快速發(fā)展。從太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀來看，若想提升整個系統(tǒng)的運行效率，全面控制光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)進行是首要任務，切實解決系統(tǒng)切換為題，使光伏發(fā)電并網(wǎng)得到普及運用，為普通用戶提供優(yōu)質(zhì)服務。另外，光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的應用，雖然可以使太陽能發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢得到充分展現(xiàn)，但是仍然存在價格高、投資大的缺陷，與此同時，發(fā)電量也會受到環(huán)境因素等方面的影響，也是當下光伏發(fā)電系統(tǒng)運行的主要問題，相信在科技不斷發(fā)展的推動下，將并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展為全民的發(fā)電系統(tǒng)也是指日可待的，相關研究人員必須給予更高的關注度，不斷提升專業(yè)知識和操作技能，助力于我國太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的進一步提升，不斷開拓新領域。

結(jié)語

新能源光伏發(fā)電技術的發(fā)展，在我國，是未來發(fā)展的方向與趨勢，只有上下一心，內(nèi)外結(jié)合，以技術創(chuàng)新驅(qū)動新能源光伏發(fā)電技術的發(fā)展，以輿論引導，提升大眾對于新能源光伏發(fā)電技術的認知，才能真正實現(xiàn)新能源光伏發(fā)電技術的持續(xù)深化和進步。