新能源光伏發(fā)電的發(fā)展思路探析

張宇楠

摘要：太陽能是一種可以供人類利用并且具有持續(xù)可再生能力的清潔能源，十分高效。迄今為止，中國光伏發(fā)電技術(shù)還處于發(fā)展階段，與世界先進(jìn)光伏技術(shù)相比還有很大差距，積極開展相關(guān)技術(shù)研究是中國落實(shí)其可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵，可見，深入研究新能源光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展對(duì)促進(jìn)未來階段光伏技術(shù)的發(fā)展具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：新能源;光伏發(fā)電;發(fā)展思路

1光伏發(fā)電技術(shù)概述

這是一種新型將光能轉(zhuǎn)化成電能的半導(dǎo)體，以半導(dǎo)體為材質(zhì)進(jìn)行了太陽能能量的有效轉(zhuǎn)換工作，光能變成具有高能量的離子態(tài)，也會(huì)得了自由電子，形成了有效的電流，提供了電能的使用。這個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了太陽能轉(zhuǎn)化為電能。與傳統(tǒng)的風(fēng)能、水力發(fā)電等發(fā)電方式不同，太陽能光伏發(fā)電具有高效率的轉(zhuǎn)換率，在實(shí)際應(yīng)用中不需要使用機(jī)械零件，也不需消耗燃料，太陽能光伏發(fā)電具有著清潔、無污染的特點(diǎn)。在此過程中高效利用了太陽能，緩解了能源方面的壓力，減少了資源的利用量，也較好地適應(yīng)了我國目前提倡的環(huán)?？茖W(xué)發(fā)展理念，因此，在當(dāng)前高速發(fā)展的時(shí)代背景下，光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用十分關(guān)鍵，提升研發(fā)與應(yīng)用的力度，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的長期穩(wěn)定發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

光伏發(fā)電技術(shù)在國家建設(shè)中的應(yīng)用，不僅在國家建設(shè)中發(fā)揮了重要作用，在社會(huì)上也有一定的商業(yè)價(jià)值，而且這項(xiàng)技術(shù)在未來仍具有很大的開發(fā)潛力。光-熱-電和光-電-電-光-電相結(jié)合實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換，前者充分利用了太陽能輻射進(jìn)行熱量的傳遞和有效的分析工作，通常利用太陽能集成器進(jìn)行熱量的結(jié)合和有效的分析工作，轉(zhuǎn)化成蒸汽或者一定的動(dòng)力能源，推動(dòng)汽輪機(jī)等，實(shí)現(xiàn)了光能到動(dòng)能到電能的快速轉(zhuǎn)化工作。在此過程中，太陽能電池是十分關(guān)鍵的裝置之一，多個(gè)太陽能方針由電池排列而成，也有著很大的輸出功率，因此能更有效地實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的光伏發(fā)電。

2.新能源光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀分析

當(dāng)前資源過度開發(fā)和利用是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中面臨著的限制性問題之一，在新時(shí)期的發(fā)展中，經(jīng)常出現(xiàn)能源短缺的問題，節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展理念的有效指導(dǎo)之下，國家已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)的法律文件等，需要重點(diǎn)落實(shí)新能源的開發(fā)和利用的工作，提升能源利用的有效性。在當(dāng)前技術(shù)的有效發(fā)展中，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)提升十分關(guān)鍵，在當(dāng)前的工作中已經(jīng)出現(xiàn)了一系列的問題需要解決，一方面光伏發(fā)電的產(chǎn)量不夠高，也就體現(xiàn)在技術(shù)方面的不成熟性，限制了發(fā)電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與提升。在新疆、內(nèi)蒙等地的大規(guī)模光伏發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行的過程中，電網(wǎng)配套建設(shè)不夠完善。并且在當(dāng)前的全方位工作建設(shè)過程中資源合理利用程度不高，也就導(dǎo)致資源利用率有限，投入和產(chǎn)出不成正比。

3新能源光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

3.1光伏發(fā)電在生活電力中的應(yīng)用

光電技術(shù)的典型應(yīng)用案例就是日常生活中涉及的各類電力系統(tǒng)。近幾年，在光伏發(fā)電技術(shù)迭代速度逐步提高的背景下，太陽能電源逐漸成為生活中的重要組成部分，尤其是在電力傳輸困難的貧困地區(qū)，光伏發(fā)電顯著降低了此類用戶的用電成本。一般情況下，太陽能電源的供電功率在10～100瓦之間，因此，可以滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)的基本用電需求。

3.2在交通領(lǐng)域中光伏發(fā)電的應(yīng)用實(shí)例

在交通領(lǐng)域，光伏發(fā)電的應(yīng)用非常廣泛，具體例子包括：航向燈、交通警告燈、路燈、高速公路導(dǎo)航燈等，為國內(nèi)交通事業(yè)發(fā)展提供了便利。

3.3在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例

采用太陽能自動(dòng)微波中繼站、光纜大修站、信號(hào)中繼電源系統(tǒng);農(nóng)微型通訊終端。

3.4其他地區(qū)

光電技術(shù)在石油化工、勘探、測(cè)繪等領(lǐng)域都取得了較好的效果?，F(xiàn)實(shí)生活應(yīng)用方面，常見的有家用燈具供電、

光伏電站、綠色建筑供電和光伏汽車。可見，太陽能再生發(fā)電系統(tǒng)在國內(nèi)民用領(lǐng)域的應(yīng)用范圍非常廣泛。此外，一些新能源光伏與建筑一體化的設(shè)計(jì)思想已經(jīng)在一些西方國家取得了實(shí)質(zhì)性的研究成果?？梢酝ㄟ^兩種方式將光伏和建筑物結(jié)合起來：一是通過在建筑物頂上加裝大量的太陽能電池板來實(shí)現(xiàn)建筑供電，形成用戶和聯(lián)系統(tǒng)，典型案例是國內(nèi)的"太陽能屋頂設(shè)計(jì)"。其次是建筑光伏電源的升級(jí)版，除了在建筑物頂部安裝光伏電池板，在建筑物外架設(shè)光伏發(fā)電的玻璃墻，從而進(jìn)一步提高光伏發(fā)電的功率，借助于屋頂和墻面的電池組并聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)太陽能的吸收與轉(zhuǎn)換，現(xiàn)階段在墻體材料中已取得突破。

4新能源光伏電站建設(shè)管理要點(diǎn)

4.1材料、設(shè)備質(zhì)量嚴(yán)格控制

嚴(yán)格控制原材料、設(shè)備供應(yīng)商，確保各項(xiàng)材料質(zhì)量符合相關(guān)工程建設(shè)要求和規(guī)范，在項(xiàng)目前期進(jìn)行嚴(yán)格控制。與此同時(shí)，采購工程師應(yīng)加強(qiáng)與項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的溝通合作，嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范和要求，對(duì)材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，只有符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的物料才能入庫，否則應(yīng)盡快清退處理。

4.2加強(qiáng)對(duì)施工人員的培訓(xùn)教育

對(duì)于新能源光伏發(fā)電站的建設(shè)，相關(guān)部門必須提前組織全體參與建設(shè)的人員進(jìn)行培訓(xùn)和教育，使之掌握有關(guān)理論和技術(shù)知識(shí)，并掌握工程建設(shè)過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量通病和相關(guān)預(yù)防措施。與此同時(shí)，對(duì)于技術(shù)難度較大、風(fēng)險(xiǎn)較高的系統(tǒng)，必須安排具有相關(guān)資格證書、經(jīng)驗(yàn)豐富的人員負(fù)責(zé)，從而有效保證發(fā)電站建設(shè)質(zhì)量。

4.3加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)的控制力度

在光伏電源并網(wǎng)后，由于光伏電源極易受到各種因素的影響，因此相關(guān)管理人員必須高度重視發(fā)電站所在區(qū)域內(nèi)各種信息數(shù)據(jù)的收集、整理，再借助計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建一個(gè)光伏發(fā)電功率數(shù)學(xué)模型，并借助計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建一個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電數(shù)據(jù)，以確定其運(yùn)行過程中所需的各種信息數(shù)據(jù)。有關(guān)人員應(yīng)深入研究和分析電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的以往運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定最佳安裝位置，以最大限度地減少外界因素對(duì)光伏電源的影響，有效提高光伏電源并網(wǎng)后的可靠性和安全性。

5新能源光伏發(fā)電技術(shù)展望

目前，我國新能源光伏發(fā)電技術(shù)雖然取得了長足的發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國家相比，仍存在并網(wǎng)發(fā)電、逆變、安全等問題，還需要進(jìn)一步研究和探索，尋找解決這些難題的方法，不斷提高我國新能源光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用水平。目前光伏發(fā)電的并網(wǎng)問題主要是由于目前太陽能光伏發(fā)電的預(yù)測(cè)精度不高，難以保證光伏發(fā)電站能源供應(yīng)的穩(wěn)定。對(duì)于這個(gè)問題的處理，可以嘗試將風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電結(jié)合起來，使發(fā)電平衡;安裝無功補(bǔ)償裝置，以減少光伏電站對(duì)公共電網(wǎng)的影響;接入公共電網(wǎng)以確保光伏系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。逆變的難題主要在于逆變電源可以將直流轉(zhuǎn)換為交流電，為用戶提供頻率和電壓，該頻率和電壓在逆變過程中常常產(chǎn)生電壓脈沖，這就要求使用濾波器對(duì)此進(jìn)行處理。至于安全方面的難題，雖然目前我國光伏發(fā)電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)采取了全面的保護(hù)措施，但發(fā)電站一旦脫離電網(wǎng)，光伏系統(tǒng)往往會(huì)出現(xiàn)孤島效應(yīng)，從而引發(fā)設(shè)備故障，嚴(yán)重時(shí)危及相關(guān)人員的生命安全。為解決這個(gè)問題，需要采用主動(dòng)移頻技術(shù)，對(duì)電源故障、電壓等進(jìn)行有效的檢測(cè)，以發(fā)現(xiàn)潛在的安全問題并加以處理。

結(jié)論

由于國內(nèi)特殊條件的限制，總體人口結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，人均資源占有量較少，對(duì)各種能源的需求逐漸增加。而且我國各類型能源的綜合利用率都處于較低水平，在污染環(huán)境的同時(shí)，資源耗竭速度也進(jìn)一步加快。所以，積極開發(fā)新能源技術(shù)，加快推廣和建設(shè)各種類型的光伏發(fā)電產(chǎn)品，是改善中國能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的主要途徑，也是提高國內(nèi)新能源領(lǐng)域發(fā)展規(guī)模的重要途徑。光伏發(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)很有發(fā)展前途的環(huán)保技術(shù)，具有較高的整體商業(yè)價(jià)值，應(yīng)用范圍廣泛，在能源市場(chǎng)上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]覃廣德.太陽能光伏發(fā)電材料的研究進(jìn)展及發(fā)展前景[J].科學(xué)與財(cái)富，2020（18）：152，178.

[2]高巍.我國發(fā)展光伏發(fā)電存在的問題面臨的形勢(shì)及建議[J].百科論壇電子雜志，2020（5）：291.