摘要：随着工业化进程的发展，资源问题逐渐成为制约人类发展的重要问题，寻找新能源是摆在人类社会面前一个严峻的课题，目前世界各个国家都在积极探索清洁能源，清洁能源的生态效益对人类的可持续发展有着重要的意义。太阳能光伏发电就是应用清洁能源的重要方式。
关键词：太阳能；光伏发电；系统应用技术
引言
太阳能光伏发电是直接将太阳能转换为电能的一种发电形式。在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将光能转换成的电能贮存起来，以便夜晚和阴雨天使用；或者通过逆变器将直流电转换成交流电后与电网相连，向电网供电。
1.太阳能光伏发电系统的组成及分类
1.1太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池方阵、控制器和逆变器组成。
（1）太阳能电池方阵
在有光照（无论是太阳光还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏打效应”。在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，如同一个能量转换器。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。
（2）控制器
控制器对整个系统实施过程控制，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，控制器还应具备温度补偿的功能。
（3）逆变器
由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，当负载是交流负载时，逆变器是将直流电转换成交流电的必不可少的设备。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电；并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统；正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。
1.2太阳能光伏发电系统的分类
目前，太阳能光伏发电系统大致可分为两类：离网光伏蓄电系统与光伏并网发电系统。
（1）离网光伏蓄电系统
离网光伏蓄电系统是一种常见的太阳能应用方式，系统简单，适应性广，但因其蓄电池的体积偏大和维护困难，限制了使用范围，其系统结构示意图如图 1 所示。
图 1 离网光伏蓄电系统
图 2 光伏并网发电系统
（2）光伏并网发电系统
当用电负荷较大时，太阳能电力不足就向市电购电。在背靠电网的前提下，光伏并网发电系统省掉了蓄电池，从而扩展了使用的范围，提高了灵活性，并降低了造价，其系统结构示意图如图 2所示。
2.太阳能光伏发电面临的主要问题
在建设前卫生态村太阳能光伏电站的过程中，主要遇到以下几方面的问题：
2.1投资成本问题
与其它新能源项目相比，单位造价非常高，高达 6.2 万元/kW，因此回收期比较长。造成这种情况的主要原因是目前国内太阳能电池板的原材料硅的涨价非常快，目前的价格要比本世纪初翻了数倍，而太阳能电池板又是整个工程中耗费最大的部分，因此，要解决成本高的根本途径在于降低原材料的成本。
2.2对电网的冲击
由于太阳能光伏发电属于能量密度低、稳定差，调节能力差的能源，发电量受天气及地域的影响较大，并网发电后会对电网安全，稳定，经济运行以及电网的供电质量造成一定影响。
2.3缺乏政策的支持
在国外，政府将给予太阳能光伏发电的用户一定的优惠政策及补贴。在国内，由于太阳能光伏发电刚刚兴起，政府在这方面给予的支持力度相对不够，加上生产成本较高，从而造成了投资者对光伏发电项目的兴趣减少，要解决该问题，政府必须加大政策的支持。
3.太阳能光伏发电技术的应用
3.1农村边远地区的发电
相较于城市来说，农村发展程度较低，发展速度较慢，受限于经济发展水平，许多电力基础建设不完善，农村用电一度成为困扰我国农村发展的重要问题。应用光伏发电技术能够实现农村边远地区的发电，农村有着许多空旷的路堤，便于太阳能的收集，这就给光伏发电带来了有利条件，农村发电对光伏发电技术的应用主要有独立的光伏电站、太阳能照明灯、小型风光互补发电系统建设等。
3.2农业大棚光伏
农业大棚光伏将太阳能光伏发电和智能温控结合到一起，形成现代化的农业大棚，大棚采用钢制骨架，在大棚上安装太阳能光伏组件，同时保证光伏发电和大棚采光要求，光伏发电支持大棚灌溉系统，进行植物补光，提升大棚温度，满足冬季供暖，促进大棚作物生长。
3.3鱼塘光伏
鱼塘光伏主要指的是在鱼塘上设置太阳能板进行发电，甲鱼、大闸蟹不喜阳，利用太阳能板遮阳，对于喜阳的水产品，则加大太阳能板组件之间的距离，将养鱼业和光伏发电结合起来，提升效率，优化资源配置，上可发电下可养鱼。
3.4分布式光伏电站
分布式光伏电站通常是指利用分散式资源，装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统。分布式光伏电站一般在建筑的屋顶安装太阳能光伏发电模块，能够通过阳光实现持续的补充电力。分布式光伏电站能够减少对环境的污染，实现清洁发电，在遇到地震等重大自然灾害的时候，能够满足建筑的供电需求，不会因电网的中断而受到影响，发电的稳定性较强。
4.结语
综上所述，能源问题是制约人类社会发展的重要问题，太阳能是清洁型能源，对太阳能的利用符合可持续发展的需求。太阳能光伏发电技术能够实现太阳能向电能的转化，其在社会上的各个领域都有着重要的应用。
参考文献：
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[2]李蔚.太阳能光伏发电技术的应用方式及发展前景[J].智能建筑电气技术，2011，02：22-24.
[3]吕豪杰.太阳能光伏发电技术进展及其应用[J].电子技术与软件工程，2015，02：146.
论文作者:蒋凡
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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