摘要：太阳能因其具有无污染、可再生等优点，光伏发电技术最近几年得到了十分迅速的发展。本文将以光伏发电的重要性为根本，深入分析提升光伏系统发电效率的技术对策，供相关部门及企业参考。
关键词：光伏系统；发电；太阳能
一、光伏发电的重要性
现阶段，应用的能源主要是以煤、石油及天然气等相关化石燃料作为主体的非再生能源，因为化石能源储量具备有限性，而化石燃料在人口数量不断增长与社会经济快速发展下，慢慢消耗殆尽，并且化石燃料的燃烧还会释放大量的二氧化碳和二氧化硫等多种有害气体，严重影响着人类的身体健康，必须有效处理能源危机与环境污染问题。解决这些问题就一定要从能源方面入手，目前人类已经深刻意识到能源供应一定要坚持可持续发展道路，将化石能源慢慢转换成为可再生能源。近些年来，太阳能具备的优势和特点受到各国的重点关注，特别是太阳能光伏发电可以实现持续应用与发展。
二、提升光伏系统发电效率的技术对策
1.提高光电转换效率
光伏电池组件中转换效率主要指太阳能的电池板把太阳光转换为电能的效率。若是转换率比较高，功率一致的电池板相应面积就比较小，同时半导体材料与制造工艺水平直接影响着转换效率。现阶段，结晶硅类型的太阳能电池能量转换效率提高已经接近极限，但是化合物类型的太阳能电池能量转换效率，利用技术开发依然存在相对比较大的提升余地。在创新型太阳能电池的应用中，其能量转换效率可以接近或是超出40%的效率比较高的太阳能电池板。
2.聚光技术
聚光技术是将一定面积的太阳光，通过聚光系统照射到太阳能电池板上从而形成一个狭小的区域。增大了单位面积的光强，从而使太阳电池组件始终工作在最大功率状态下，使得设备生产尽可能多的电力，减小太阳能电池板使用量又提高了效率。目前lcm2的聚光电池在标准光强下输出功率仅12-14MW，而同等面积的聚光为400-600高倍聚光电池的输出功率可达6-10W以上。聚光技术的主要部件是聚光镜，在实际应用过程中聚光镜可分为以下两种。第一，折射式。普通菲涅尔聚光透镜在使用中需精确跟踪太阳且容易使电池温度过高而导致电池热退化、降低电池寿命需为电池配备散热装置。在实际中，基于边缘光线原理的线聚焦菲涅尔聚光透镜应用更为广泛。第二，反射式。反射式聚光器利用光的反射原理进行聚光，主要采用镀铝面或镀银玻璃为反射材料，薄膜反射面反射率高但应用较少，反射式聚光器代表类型为碟式聚光器、抛物面聚光器与复合抛物面聚光器。技术成熟、应用最为广泛的是蝶式聚光器。
3.阳光跟踪控制
太阳的跟踪控制方法主要是在明确太阳相对于光伏电池组件相关高度角与方位角参数基础上，保证太阳能的电池板接受面可以自动跟踪太阳。现阶段，普遍应用的太阳跟踪计算方法包含了光强比较法和时钟定位方法等。针对能量密度相对比较低的太阳能光伏发电系统而言，只要一直持续运行，就会导致系统运行能量发生损耗。可是阳光跟踪方法并不需要较高的精度。通过cos5°=0.996 能够得出，阳光跟踪方法的关键就是防止入射角度出现大幅度偏离，但是允许出现小角度偏离。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而跟踪系统相应方位角会在4分钟出现1度的变化，可高度角变化相对比较缓慢。对此，跟踪系统能够在相对比较长的时间间隔中执行断续耗时片段的位置调节操作，剩余的时间关闭接卸驱动的机构电源，保证控制器中定时唤醒机实现最小功耗，从而就可以在一定程度上有效减小跟踪机构电能消耗。
4.最大功率的跟踪法
最大功率点跟踪控制策略是实时检测光伏阵列的输出功率，通过一定的控制算法预测当前状况下阵列可能的最大功率输出，从而改变当前的阻抗值使得阵列输出的功率最大。常用的最大功率跟踪方法有：功率匹配方法、扰动观察法、导纳增量法。第一，功率匹配方法。根据相关数据得到太阳能阵列的输出特性，使得特定的辐射和负载条件下达到功率的最大化，故存在一定的局限性。第二，扰动观察法。通过扰动电池板的输出电压，判断前后系统输出功率的变化。易于实现、利用效率较高，但当光强急剧变化的时候，会产生振荡，系统工作点无法稳定在最大功率点上。第三，导纳增量法。通过对电池板的功率——电压曲线进行求导，得出最大的功率点。这种方法控制效果较好、稳定度较高，而且不受时间的影响，但算法复杂，对系统要求高。基于以上三种做法，又提出三点比较法、改进的导纳增量法、三点最小二乘法等，这些改进算法可以有效地克服原来方法的缺点，实现比较稳定的跟踪。统计研究发现，最大功率的跟踪技术能够使得光电转换效率提高20%以上、经济成本比较低，是目前降低光伏发电系统发电成本、提高发电效率的最直接、最有效的方法。
5.群控技术优化
优化逆变电路的拓扑与调制方式，其能够在很大程度上提升太阳能光伏系统的发电效率，可是这两种方法都是变流器层面的，被称之为微观层面。而在宏观方面应该利用提升逆变环节工作效率的对策，通常是主变流器相关群控技术。现阶段，光伏发电行业依然处在初级时期，为了能够确保光伏发电行业的稳定与可持续发展，有效提升光伏发电效率。首先，要深入研究太阳能电池的新材料，提升电池相应光电转化效率；其次，深入分析光伏发电相关软并网技术，在一定程度上降低光伏电能造成的电网冲击。最后，还应该充分应用光伏电池的最大功率跟踪技术，完成太阳关的最大功率有效跟踪。
6.采用全新的构思
传统的太阳能板集太阳能收集和转换于一体，由于材料和工艺的限制从而导致太阳能吸收效率、转化效率的不理想。如果将这两个过程进行分离，分别用一个高效的装置去完成，将在很大程度上提高效率。探索并实现太阳能光伏发电与建筑物建设相结合，从而大幅度地增大太阳能电池的面积并可实现建筑物绿色发电与自我供电。
结语
综上所述，我们都知道太阳能是取之不尽，用之不竭的，它是一种天然的、健康的、理想的能源。但是要想充分利用这种能源，就要不断研发出新的技术，让其在生活中可以得到广泛应用，从而就能够减少能源危机所带来的各种压力。
参考文献
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[3]柴亚盼.光伏发电系统发电效率研究[D].北京：北京交通大学,2014.
论文作者:程秀举
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/1
标签：光伏论文; 效率论文; 太阳能论文; 系统论文; 电池板论文; 技术论文; 太阳能电池论文; 《电力设备》2017年第11期论文;