２０１４年第１０期 （总第１４２期） 信息通信 ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ２０１４ （Ｓｕｍ．Ｎｏ １４２） 太阳能光伏发电技术及应用探讨 自漪厉 （内蒙古电力（集团）有限责任公司电业局，内蒙古巴彦淖尔０１５０００） 摘要：作为一种可再生能源，太阳能有着干净无污染的优势，与此同时太阳能光伏发电也引起了人们的密切关注，其市场 发展前景极其广阔。通过将太阳能直接转化为电能的方式实现发电，这一高新技术无需燃料，且操作过程不会对环境造 成污染，不存在地域问题，这也使得光伏发电成为近年来太阳能开发利用中最具市场潜力的重要环节之一。文章就 太阳能光伏发电技术及其应用问题进行了细致分析。 关键词：太阳能；光伏发电；运行方式；技术应用 中图分类号：ＴＭ６１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３．１１３１（２０１４）１０．０２７５．０１ 太阳能资源的分布较为广泛，同时这一可再生能源不会 造成环境污染等问题，是公认的理想化替代性能源之一。光 伏发电通过对太阳能资源的直接应用实现发电，这对于生活 标准的提高有着重要的启示意义。随着光伏发电技术在全球 范围内逐渐推广与应用，其技术优势也不断突出，如并网型光 伏发电系统在人口密集地区的应用就有效缓解了用电高峰期 的系统安全压力问题，是对当地公共电网的有效补充。 １太阳能光伏发电技术的原理及运行方式 太阳能电池是光伏发电的主要能量转换器，它也被称为 光伏电池。关于太阳能光伏发电的原理简单概括就是光生伏 特效应，太阳能电池接触到太阳光线时，电池会自然吸收其中 的光能，进而构成光生电子。基于内建电场的控制，空穴与光 生电子发生隔离，异号电荷积累到一定程度之后便会汇聚成 为光生电压，这也就是所谓的光生伏特效应。在内建电场接 上负载后会导致光生电流流出，这就实现了功率的输出，成功 将太阳能转化为电能。 太阳能光伏发电系统是将太阳能转换为电能的主要装置， 这一装置也被称为太阳能电池发电系统，一般我们将地面太 阳能光伏发电系统划分为联网运行方式和离网运行方式两个 方面。所谓的离网太阳能光伏发电系统是指没有与公共电网 相接的光伏发电系统，它是一种相对的光伏发电过程，常 被应用于偏僻的农村或是公共电网难以覆盖的无电地区，甚 至牧区及海岛照明也通常会选用这一的太阳能光伏发电 系统。除此之外，离网太阳能发电系统还成功实现了为气象 台站及通信中继站等特殊地区提供电能。联网太阳能光伏发 电系统顾名思义是与公共电网相连接的光伏发电系统，通过 并网光伏发电的方式将太阳能转化为交流点，它与电网电压 同频同相，在与电网相连的过程中实现电能的输送。太阳能 光伏发电技术涉及到太阳能电池技术、光伏阵列最大功率跟 踪技术、孤岛效应检测技术以及聚光光伏技术等。商业化发 电阶段有着显著的规模化特征，无论是联网运行还是离网运 行都构成了电力工业的重要组成部分，它们势必将成为太阳 能光伏发电领域的核心技术格局。 ２太阳能光伏发电技术的具体应用 ２．１光伏发电系统的建立 光伏发电系统由于不与公共电网相连接，因此其建 设地点一般选在与电网隔离的偏远地区，比如海岛、移动通讯 站及边防哨所等。储能元件是光伏发电系统中不可缺少 的，这是由于太阳能发电一般选择在白天，然而负荷用电是全 天２４ｈ实施，这就需要在光伏系统中设置必要的储能元件。在 气象环境影响下，其供电可靠性很难得到保障，然而对于偏远 无电地区而言这一系统的建立己然产生十分重要的社会价值。 ２．２光伏建筑一体化应用 关于光伏建筑的一体化应用主要表现为两个方面：①通 过在建筑物屋顶安装光伏器件的方式实现电网与光伏阵列的 并联，进而构成光伏建筑一体化系统；②通过建筑和光伏器件 集成化的方式于屋顶位置设置光伏电池板，利用光伏玻璃幕 墙替代原有幕墙，提高墙面积屋顶的太阳能吸收量，这就同时 实现了建材功能与发电功能，是对光伏发电成本的有效控制。 与此同时，在墙体外饰材料研究方面也出现了全新的彩色光 伏模块，这在充分利用太阳能光伏发电原理的同时也使得建 筑物外观更具美学欣赏价值。 ２．３混合型光伏发电系统的构建 所谓的混合型光伏发电系统是将多种发电方式相互融合 并应用于光伏发电系统的过程，混合型光伏发电系统的构建 旨在发挥不同发电模式的技术优势，扬长避短，从而更加有效 地提高电能的利用率。例如光伏发电经常会受到天气状况的 影响，在冬季风力较大地区，就可通过光伏发电和风力发电的 混合模式，尽可能减少天气变化对发电系统的影响，进而达到 控制负载发电率的目的。 ２．４光伏发电在ＬＥＤ照明中的应用 作为半导体材料制作而成的组件，ＬＥＤ与光伏发电的结合 可实现电能至光能的转化。这一半导体照明技术不仅有着环 保、节能、高效的技术优势，并且照明周期较长，且易于维护。光 伏发电在ＬＥＤ照明系统中的应用突出了光生伏特效应的技术 原理，通过太阳能电池实现对太阳能至电能的转化，再借助 ＬＥＤ照明系统将其转化为最终的光能。由于ＬＥＤ照明和光伏 发电技术同是直流电，因此转化过程并不需要借助变频器，这 明显提高了整个过程的执行效率。除此之外，在可充放蓄电池 的辅助下，光伏发电在ＬＥＤ照明中的技术优势必将更加突出。 从业界权威数据资料统计分析，目前光伏发电设备销量 中光伏并网系统占据了约四成，它己逐渐成为这一领域的核 心发展趋势。值得注意的是，尽管我国光伏发电技术正处于 高速发展当中，然而与国外先进技术相比，无论是生产规模、 材料使用、技术水平还是产业链构建都存在着突出问题，行业 标准并没有从根本上得到确立，这也是未来太阳能光伏发电 领域亟需解决的重大问题。新能源开发是实现人类可持续发 展的必要前提，这也成为了世界各国的共识。作为一种天然 可再生能源，关于太阳能光伏发电技术的研究也势必将朝着 更加尖端的方向迈进。 ２７５
