摘要：能源问题一直受到社会的广泛关注，这不仅关系到社会的发展，还对自然环境有着重大的影响，太阳能作为一种可再生的清洁能源，随着科技的发展得到广泛的运用，取得了很好的社会经济效应。光伏发电作为一个新兴产业正在迅速发展，具有很大的发展前景。
关键词：光伏发电系统；应用；分析
引言
国家能源局于2013年11月18日发布《分布式光伏发电项目管理暂行办法》中第三条：鼓励各类电力用户、投资企业、专业化合同能源服务公司、个人等作为项目单位，投资建设和经营分布式光伏发电项目。所以加强光伏发电在各个领域的应用将会是一种趋势。
1光伏发电系统研究
1.1系统构成
（1）光伏组件方阵：是由若干光伏组件及支架组成的方阵，支架是光伏阵列的支撑结构，光伏组件方阵可看做是一个中间的媒介，是连接太阳能和电能的设备，将接收到的太阳能转换成电能。
（2）逆变器：担负着系统的DC/AC转换，并准确控制转换电压、频率、相位、谐波含量等重要指标，具有最大功率跟踪功能，是把光伏方阵连接到系统的部件。
（3）光伏储能部件：由蓄电池组和光伏充放电控制器组成，在“负荷调节、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等几大功能应用。
（4）交流并网系统：由交流并网柜、升压变压器、SVG无功补偿装置及综合控制系统组成，主要作用是升压及无功动态补偿调度通讯等功能。
1.2系统工作原理
光伏发电系统主要依靠“光生伏打效应”实现能量转换。系统使用的光伏材料为半导体材料，分为P型半导体和N型半导体，前者多数载流子为空穴，后者多数为电子。利用特殊的工艺将两种半导体结合在一起，可以构成PN结。PN结拥有特殊的薄层结构，在接收到太阳时能够发挥内建电场的作用，将结内的电子和空穴进行运动转化，使空穴由N区向P区运动，电子向相反方向运动，以形成电位差，继而产生电流。而每个光伏电池PN结受太阳照射的角度、时间等不同，将拥有不同输出功率。因此想要实现稳定的光伏输出，还要将太阳能电池串并连接，以构成光伏发电系统。
2光伏发电系统应用分析
2.1交通领域
海上灯塔的方向灯、铁路轨道上的信号灯、马路警示/标志牌、空中指示灯、无人值守道供电等。据相关报道：未来交通运输部将继续推进绿色出行，能源尽量来自光伏发电。从居民乘坐较多的公共交通优先考虑，比如公共汽车、电动车、自行车等在都市还是使用范围较大和极其方便的，应该积极推进城市轨道交通、公交专用道、快速公交系统等公共交通基础设施使用光伏发电。这些推广应用，主要采用的能源供给就是绿色能源，可以减少污染，实现空气净化。光伏发电能源的大幅度使用，出行工具就可以达到要绿色低碳，这对能源节约和环境保护都是极其重要的。
2.2汽车领域
随着经济的发展和人们生活水平的提高，我国作为一个人口大国，多数的都是家庭都是用汽车，汽车的使用率在逐年上升，汽车销售量就大涨。如果汽车使用太阳供电和供能，那对环境保护起到重要作用，而且能源得到充分利用，成本也会降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆化石燃料相对廉价，也容易获得，但是也造成空气污染和导致严重环境问题。很久以前环保就成为大家关注的问题，但是风能、太阳能这些新能源发电来驱动汽车并不是瞬间实现的。光伏发电系统一直有人研究，并且逐渐发展。其中的工作原理和核心就是；充分吸收太阳能，然后在光能转化成电能效率高。因为太阳能是很容易得到的，太阳本身具有无穷的能量，尤其在夏天，太阳能得吸收可以降低室内温度又可以充分利用能源。人们已经意识到为减少污染，光伏发电应用在汽车领域是很重要的。新能源动车、汽车、公交车在现代化城市慢慢盛行，而且越来越受到国家的支持鼓励和提倡，提出一些相关的优惠政策。《上海市燃料电池汽车发展规划》中提到符合上海市燃料电池汽车示范运行有关技术标准，并在本市确定的燃料电池汽车商业运营示范区内运行的燃料电池汽车，按照不超过中央财政补助1∶1的比例给予本市财政补助。
2.3用户太阳能电源
（1）小型电源，主要是指军民生活用电，比如一些高原、小岛等的照明、家用电器等；（2）光伏水泵主要解决无电地区的生活用水问题，光伏水泵如图2所示。工作原理是指能源来自太阳，太阳光照射到太阳能组件上，吸收光能，接着传输到控制器，控制器再转到蓄电池上，最后转换成直流电或交流电使用。
2.4太阳能建筑
太阳能建筑是新兴的一种建筑，将光伏发电与建筑物相结合，这里面考虑了多方面因素，是在原建筑设计的基础上融入了光伏板。主要原理就是在建筑物的表面，尤其是有利于接收太阳光的一面把光伏板设置成一个完美的角度以最大程度吸收太阳能。现在有许多这种太阳能发电建筑的设计，不仅美观还起到能源充分利用的效果。就像个巨大的遮阳伞，冬暖夏凉。光伏建筑一体化光伏发电属于分散式小型并网光伏，是光伏发电并网的主流。世界各国在极力发展太阳能建筑。光伏能源在德国热回收达到80%，连接到区域热网，外围3层玻璃；奥地利是主动和被动吸收太阳能，一部分面积是太阳能集暖器，一部分生活热水喝采暖（低温采暖）；瑞典的一处建筑与风电发电厂相连，通风热回收80%，仅用5m2太阳能集热；西班牙是3000m2面积，自然采光，10kWP光电利用，辐射制冷。由此可见，太阳能不仅可以发电，还可以用于采暖、供热等。也可以发电后，用电产生热能。除此外，世界上有许多很特别的太阳能建筑物。比如说印度孟买的一个像鸡蛋一样形状的办公楼，它的外形就像是一个倾斜的鸡蛋，有一定倾斜角，表面是覆盖式太阳能电池板。能量由此和屋顶风力涡轮机提供。这个建筑集中了很多自动化控制在其中，建筑内部温度、湿度可以自行调节，吸收的太阳能能量还可以用于照顾乔木，灌溉花草。外形是网状，具备美观、节能的特点；弗莱堡太阳能城市相对来说建筑的艺术性没有那么强，同样也是在居民的屋顶覆盖光伏板，光伏板在屋顶就像一个巨大的遮阳伞，起到遮阴的作用。屋顶是具备能源可再生、给居民提供凉快的特点。虽然外形不算奇特，但是太阳能的利用很充分，最大程度吸收太阳能并且利用起来；迪拜的垂直村落，这个建筑非常怪异，同样的特点也是可持续发展设计，有利用太阳能，设计目的也是最大程度吸收太阳能并且可以自主调节建筑物内的温度，希望可以清凉一些。外形从上空往下看，上面这部分像是21两个数字，底下部分是不规则形状做基底，两部分分别约有20层楼高，是一个大型建筑，表面覆盖太阳能吸收板。在世界上这些美妙的太阳能建筑还有很多。事实上，很多国家的建筑行业已经跟太阳能结合起来，建筑表面的面积可以得到充分利用，太阳能也得到充分吸收。这个对太阳的吸收和利用具有非常大的意义，同时提高生活水平又不至于浪费巨大能源。
结语
光伏发电系统是一项新能源系统，不仅是绿色环保，还是取之不尽用之不竭的能源，应大力发展这项新技术以面对目前能源枯竭的问题，目前应当寻找最佳的控制策略和最大程度下激发它的使用率是这项技术的重中之重。另外从能源利用的国际趋势上看，光伏发电正在向大规模并网发电和光伏建筑集成的方向快速发展，光伏发电将进入电力交易化市场，光伏应用的发展值得期待。
参考文献：
[1]上海市发展和改革委员会.关于印发《上海市光伏发电项目管理办法》的通知[J].上海建材，2014（6）：1，3.
[2]国家能源局.研究部署分布式光伏发电建设工作[J].设备监理，2013（5）：7.
论文作者:陈海波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/18
标签：光伏论文; 太阳能论文; 能源论文; 建筑论文; 系统论文; 汽车论文; 方阵论文; 《电力设备》2018年第17期论文;