提升光伏系统发电效率的技术

提升光伏系统发电效率的技术

尹祥

江苏思捷建设工程有限公司 江苏南京210000

摘要：在电力行业管理中，光伏发电是电站建设中常见的系统。但是在实际运行中，影响光伏电站发电效率的因素较多，发电效率过低对能源供应和生产造成了严重损害，因此需要加强光伏系统发电效率的研究。在现代电力建设中，光伏系统发电已成为一种发展趋势。对于光伏系统的发展，进一步增强电站建设，提升用电效率和质量，是能源行业面临的新挑战，也是能源企业的重要研究课题。光伏系统在电力公司的运营中发挥着至关重要的作用，具有非常重要的价值。本文对提升光伏系统发电效率的技术展开分析，对电力行业的发展具备重要意义。

关键词：光伏发电工程；建设原则；发电效率提升

引言

在“碳达峰碳中和”背景下，关停了高污染、高耗能火电厂，停止了新建项目建设。在这种新形势下，采取可持续的绿色能源发电显得尤为重要。尤其是在能源紧缺、环境污染问题日益严重的今天，有效借助清洁可再生的太阳能开展光伏发电是贯彻落实党中央“双碳”决策，加速绿色低能耗转型发展的重要举措。本文在分析光伏发电项目建设重要性的基础上，提出了进一步提升光伏系统发电效率的控制原则和策略。

1. 光伏发电概述

光伏发电系统由电池板、控制器、电池板和AC/DC逆变器组成，电池是太阳能发电厂的供电设备，起到能量调节、储能和电能的作用，用于将太阳能辐射转换为电能。需要使用时，会释放能量。充放电控制器的功能是避免电池过电压和过充电造成电池损坏。太阳能资源不仅用之不竭，而且分布广泛。有光能的地方，就可以使用太阳能资源，而不受地理位置的影响。利用太阳能发电技术可以将太阳能直接转化为电力，工作过程简单，不需要机械传动、燃料燃烧和冷却剂等中间步骤，可以有效节约成本。但由于太阳能本身的技术条件和特点，太阳能新技术也存在效率低、运行时间不合理、受太阳日照条件的影响大、电池制造技术成本高等缺点。

2  光伏系统发电效率影响分析

2.1自然环境因素

通常，光伏系统的太阳辐射借助效率只有10%左右，因此，要考虑太阳辐射强度、光谱特性和气候条件。太阳辐射是光伏系统运行的主要能源，在光伏发电的接收过程中无法控制自然因素，光伏系统的发电效率会受到灰尘、雨水、云等因素的影响，阻碍太阳辐射，从而限制太阳能资源的接收，会对发电效率形成不利影响。因此，在实际工作中，电力公司管理者采取有效措施，将自然环境因素对光伏电站发电效率的影响降到最低。

2.2  光伏发电站设备因素

光伏电站在运营和生产过程中，用到的设施比较多。当一个装置发生故障时，能源供应的效果就会得不到保证，妨碍整个能源系统的运行和生产。因此，光伏发电系统和电能转换系统会受到设备运行的限制。电厂在运行过程中，应合理选择多台用电装置，保证装置的稳定运行，满足供电系统的需要。同时应对光伏组件等常用设备进行性能测试，保证设备的日常运行水平。

3.太阳能光伏发电技术

3.1 太阳能电池技术

光能转化为电能是光电效应的主要手段，这种转换能量由各种电气设备传输和使用。在众多的光电技术中，应用最为广泛的是太阳能电池技术，目前正处于大规模太阳能研究的阶段。在这项研究中，开发了许多新概念和新电池结构，并将光转化率和效率提高了90%以上。光学转换过程的特殊复杂性高，要求将硅用作原料，硅可以储存大量的电能，但其成本非常高。随着科技的发展，这个问题将来会得到解决，太阳能电池板的生产成本也会下降。

3.2 光伏阵列最大功率跟踪技术

为了进一步提高太阳能生产中的太阳能利用效率，必须提高光转化率。目前研究表明，太阳能的强度和温度影响太阳能的光转化效率，太阳能的非线性特性决定了其对外界因素的显著依赖性。为了使太阳能在光电转换过程中更有效，工程师们开发了光伏阵列最大功率跟踪技术，从而有效调节太阳能电池板的输出功率，以提高整个电池板的工作效率。

3.3 孤岛效应检测技术

与其他太阳能技术相比，这项技术可以更有针对性，有助于提高光伏发电的安全性。在实际应用过程中，受各种外界因素的影响，导致部分电网出现供电故障电，导致局部地区停电。该技术采用更先进的信息技术，即使电路中断，也能继续输出电力并充当备用电源。其中最重要的技术之一是检测隔离，根据实际情况保护设备，降低发生风险。

4. 光伏系统发电效率提升方法措施

4.1采取先进项目管控技术

在建设光伏发电项目过程中，如果继续沿用传统的人工控制技术，将进一步降低项目整体控制效果，消耗大量人力资源。此时，利用先进的管控技术，将更有利于提升发电项目建设质量。例如，应用自动监控技术、无人机技术、视频监控技术等创新应用。在项目建设实践中搭建完善的远程监控平台，进而做到24小时监控项目运行过程。此外，鉴于应用了自动识别技术等先进科学技术，能够自动识别项目建设过程中存在的不足或问题，更好地保障项目建设的安全。

4.2完善项目建设管控方案

考虑到光伏发电项目规模大、要求高、建设周期长，这些特点决定了项目建设的难度，项目建设过程中涉及到诸多影响质量和安全的因素。因此，为更高效地开展项目建设工作，应当加快建设进度，完善光伏发电项目建设控制方案。一方面，要抓好工程质量的有效控制。以风能项目为例，需要注重项目建设细节的优化，其中包含认真审查项目图纸、施工材料质量、设备运行性能和组织方案的合理性，确保严格依据项目进度和建设计划排查光伏发电项目建设过程中的安全隐患。设计和科学采取安全控制预案，保证整个项目的有序开展。

4.3 独立光伏发电的主要应用场景

光伏发电的一大优点是整个发电系统自成一体，可大可小，应用场景比较广泛。大型独立太阳能发电系统可以在为偏远关键地区供电，如偏远山村供电、遥信基站供电、偏远地区科研站供电等方面发挥重要作用。小规模太阳能独立发电应用场景更广泛，基础设施建设中大量独立太阳能发电可有效节省投资成本。此外，通过在独立的太阳能发电系统中增加交流逆变器，还基于我们专有的太阳能发电技术构建了与现有电源互补的综合供电模式，以提高清洁能源的利用率并减少影响，达到节能减排的环保功效。

4.4太阳跟踪及控制

从以上分析可以看出，要想进一步提升发电效率，要保证单位面积的光伏电池得以进一步提升自身的能量转化率。通常，光伏发电设备需要将太阳能电池板与阳光方向有效连接。简而言之，光伏电池阵列需要始终朝向阳光，以便进行有效的实时调整。太阳能电池板是每一个光伏电池和发电系统的主要组成部分，阳光照射的角度会引起相应的太阳辐射变化。借助提高辐照度，能够进一步提升能量转换效率。一般情况下，往往根据这个前提，团队和技术人员开发了太阳能跟踪技术，以确保阳光垂直照射到太阳能电池板上，进一步提高辐照度。在这个过程中，技术人员需要科学高效地计算出太阳的高度角和方位角，构建有效的水平坐标系，促进达成对太阳照射坐标的有效控制，构建多维、多层次的结构坐标，从而做到更加科学和高效的太阳能资源。太阳能跟踪技术涵盖视日跟踪技术、光电跟踪技术和太阳能跟踪控制改进技术。具体来说，团队应当参考太阳的运动来实时有效地调整太阳能电池板的角度，这种技术叫做太阳能跟踪技术，这与之有一点相似的是向日葵原理。借助太阳能跟踪技术，太阳能电池板可以获得最大的辐照度，进一步提升能量转换效率。另一种是光电跟踪技术。相关技术主要是借助在太阳能装置中加入光电传感器，借助光敏传感器感应照射角度的变化来调整太阳能电池板的转动位置。这期间需要AD转换器来控制输入输出信号，并选用机械控制单元来有效控制轴距。太阳能跟踪控制技术作为光伏发电领域不可或缺的关键要素，借助相关技术的科学高效运用，能够进一步提升整个系统的综合运行水平。复合控制与精细控制相结合，能够减少控制过程中的误差，进一步提升控制精度，提升工作管理效率。

结束语

光伏发电技术是一种借助开发太阳辐射能而获得的绿色清洁能源。其基本性质和应用充分体现了可持续生态发展理念，符合社会和人类发展新理念的要求，能有效缓解能源供应和生态环境压力。太阳能是可再生能源，太阳能丰富且分布均匀，利用太阳能发电不仅大大节省了资源，而且不会造成污染环境，应用技术安全便捷。鉴于科技指标高，有必要加强新材料的研究和开发，提高太阳能生产效率，降低生产成本，带动这个行业进一步发展。因此，随着太阳能技术的发展，将成为在能源效率和能效方面具有最大可持续发展潜力的新能源技术之一。

参考文献

[1]张佳平.积灰阴影遮挡对光伏发电系统的影响[J].上海节能，2021（2）：120-125.

[2]李正平,杨黎飞,沈文忠.硅基异质结太阳电池新进展[J].物理学进展,2019,39(1):8.

[3]刘振莉,武萍,张可敏,等.光伏发电项目造价数据管理方法研究[J].建筑经济,2021,42(S1):99-102.