关于新能源光伏发电技术的一些探讨思考

关于新能源光伏发电技术的一些探讨思考

万春 

云南建投第五建设有限公司

云南省 昆明市 650000

摘要：随着社会经济的迅速发展，公众对环境保护的意识日益增强，进而推动了清洁能源，特别是太阳能的广泛应用。我国城市化进程不断加速，人口规模持续扩大，导致资源消耗加剧。为优化电力供应，有必要根据实际情况研究并开发新型能源，实现资源节约，并提升电力企业运营效益。电力企业应在熟练运用现有技术的基础上，深入研究太阳能发电技术。

关键词：新能源；光伏发电技术；可再生能源

引言：

如今，太阳能已成为一种至关重要的可再生能源，其主要应用于光伏发电，以满足社会发展所期望的环境友好、资源节约和污染降低的需求。光伏发电技术，本质上是通过半导体表面的光生伏特效应将太阳能转化为电能的一种能源生产方式，具有较低的污染和消耗特点。深入研究光伏发电核心技术，加速其技术发展，有助于缓解我国能源短缺问题，进而促进社会持续发展。

一、光伏发电技术概述

光伏发电技术的广泛应用，不仅为国家注入了强大的发展动力，也为社会创造了丰厚的经济效益。光伏能源主要包括热能、电能以及光热和光电形式，均由太阳能电池接收的太阳辐射转化而来。蒸汽轮机产生的光电效应在光电转换过程中具有重要意义，太阳辐射经过转化成为电子管的能量。当太阳照射半导体时，其能量被转化为电能，进而形成电流。目前，我国太阳能电池由众多紧密排列的电池组成，有助于提高光伏发电的效率。

相较于传统的发电技术，光伏技术具有显著优势，契合我国电力企业当前及未来的发展需求。通过适度调整和优化传统发电方式，可以降低成本，更有效地保护自然环境，进而实现我国电力事业的可持续发展目标。

二、新能源光伏发电关键技术应用

（一）在离网型光伏系统中的应用

  在偏远地区，离线式太阳能发电成为必要选择，同时需配备储能设施，如蓄电池，以确保持续稳定的电力供应。当前，光伏系统已广泛应用于边境警戒点及其他无城市电力之地，充分利用太阳能电池在白天充足阳光时段发电，满足电力需求。针对这类系统，提高太阳能电池使用效率成为关键，在小规模发电设备安装条件下，应深入研究光伏发电接收问题。当电力需求较小且分布广泛时，需探讨光伏发电与建筑负荷使用规律，为基础设计系统，确保发电、储能及使用间的协调性。现阶段，硅基和碲化镉等薄膜电池占据晶硅类太阳能电池市场主导地位，作为二代电池，技术相当成熟，并能与建筑物紧密结合。在实际应用中，需根据环境和光照资源选择适用电池。例如，在弧形或其他非直线异形屋顶上安装光伏电池，晶硅电池作为刚性结构，而薄膜电池具备一定伸缩性，因此选用薄膜电池更为合适。

在选择储能电池时，应注重电池寿命、稳定性和高效性。家庭光伏发电系统的储能能力有限，但由于输入电流为低压直流电，回路电流较大，并联蓄电池数量通常不超过4组；若有多个储能设备，应整齐地置于坚实耐用的储能设备盒内，确保良好通风和散热。同时，使用专业接线设备如冷压线端子，并配备防护设备，以防触电事故发生。

（二）在分布式光伏系统中的应用

通常，分布式光伏系统应用于家庭供电，并将多余电力接入配电网。主要包括屋顶太阳能发电系统和外墙太阳能发电系统等，这类系统的设计大多依据建筑特性进行。安装在屋顶等地的太阳能电池板受天气和气候等因素影响，可能导致太阳能产量波动。为提高转换效率，需对光伏阵列进行合理设计，观察太阳光照射与光伏组件表面法线夹角的变化，可得当法线与入射夹角减小时，光吸收效果提升。在精确设定光伏组件朝向和安装角度等参数后，实际安装光伏阵列时，应确保实际倾斜角度与设计值偏差不超过±2°。在采用整合技术施工光伏建筑项目时，需评估太阳能电池产生的热量对建筑的影响，并设定相应的燃烧和防火性能标准。通常，选用双玻璃光伏组件以满足A级燃烧性能标准；考虑光伏阵列自身重量对建筑结构的影响，全面评估荷载、雪压等因素，合理规划光伏支撑架和连接点等，确保结构安全稳定性。

此外，鉴于分布式太阳能发电系统分布广泛，构建的配电网络往往难以实现有效管理。同时，逆变器输出会因负荷变动而发生变化，可能导致谐波污染，在并网过程中可能对电力网产生影响。因此，在系统连接时，若系统电压保持稳定，需对逆变器直流母线电压进行适当调整，以确保满足70%的空载负荷，当系统功率保持不变时，可通过逆变器根据电力系统指示实现自动化调节。在电力储备状态下，利用直流电转移实现并联供电，持续改变逆变器输出电压；在追踪功率模式中，实时监测太阳能电池电压和电流，确保输入与输出一致。通过发送各类控制命令，周期性修正波形误差，并借助逆变器对状态物体实施持续管理，以确保电力稳定供应和安全地连接。

（三）在并网光伏发电系统中的应用

此类系统通过融合传统电力网络，将太阳能供电输送至电网。并网系统与独立系统具有相似之处，包含太阳能电池板阵列以捕获太阳能。在并网系统中，逆变器发挥着关键作用，负责将太阳能电池产生的直流电转换为交流电，并保持与电网同步。逆变器不仅具备检测系统运行状况的能力，还能提供相关数据反馈。借助逆变器，并网系统将电力输送至电网，实现能源互换，使用户在需求时获取电力，同时将剩余电力返还给电力公司。通常，并联系统配备电力计和检测工具，以监测太阳能发电系统的运行状况及所产生的电力，对提高系统运行效益和资源利用率至关重要。全球多地政府均在推动并网光伏系统的建设，并实施了一系列激励措施，如太阳能补贴和电力转售政策，旨在促进可再生能源的应用。

三、新能源光伏发电技术的挑战和未来展望

（一）技术挑战

近年来，光伏发电系统的初始成本有所降低，但其制造成本的减少及能源生产效率的提升仍是一项重大挑战。鉴于太阳能与风能的周期性，必须寻求一种高效的能源储备策略，以确保在阳光或风力不足的情况下仍能供应电力。针对大型光伏发电系统的整合，有必要提升电力网络的性能并具备适应性，从而有效控制分布式能源并平稳应对能源波动。然而，制造部分光伏电池可能需要稀有原材料，可能限制大规模生产的实施，并可能导致供应短缺及价格波动。

（二）未来展望

随着科技进步与生产能力的提升，光伏发电系统的成本将不断降低，进而提升其经济性与实用性。当前，新型储能技术的提升，如先进电池技术与热储能系统，有助于解决能源不稳定性问题，增强系统稳定性。各地区已实施相关政策，以促进可再生能源的应用，其中包括太阳能。未来，更多政府援助与激励政策将助力光伏发电规模的扩大。得益于光伏科技的持续发展，如有机太阳能与双向太阳能等，预计在未来将广泛应用于各类场景。

结论：光伏发电技术在当今能源领域发挥着重要作用，标志着可再生能源未来发展的方向。该技术将太阳能转换为电能，为我国提供了一种环保且可持续的能源供给，有助于减轻对化石燃料的依赖，降低环境压力，并推动能源转型。在科技创新不断加速、政府扶持及全球共同努力下，太阳能发电有望保持强劲增长态势，为未来清洁、可再生能源的发展开辟新的道路。

参考文献

[1]丁海忠,贺中华.新能源光伏发电技术的应用探析[J].中国设备工程,2023,(S2):123-125.

[2]吴程.关于新能源光伏发电技术的一些探讨思考[J].新能源科技,2022,(06):25-27.