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摘要:在目前的经济发展情况来看,环保、节能是当下最新的发展理念,因为在工业革命时期人们对资源的没有节制地开采,造成了大量的常规能源的浪费,并且对环境造成了巨大的污染。在社会的不断发展中,经过科学家不断的探索研究发现太阳能资源能够有效的缓解能源短缺的问题。并且预见在以后的发展中太阳能资源将会占据重要位置在能源中。太阳能源的应用在未来的发展中占据重要地位。
关键词:光伏发电技术;现状;对策
引言
开发新能源是当今世界的一个热点,太阳能作为世界上最丰富的可再生能源之一,具有分布广泛、可再生、不对环境产生污染等优点,是大家认可的理想代替资源。光伏发电作为新的发电方式,对环境无污染,而且能够提高生活质量。
1光伏发电技术简介
1.1基本原理
光伏发电的原理简单来讲就是光生伏特效应,太阳能电池在这个过程中起到了重要的能量转化作用。具体而言,当太阳光线接触到太阳能电池时,其中的光能会被电池所吸收,进而形成光生电子,而在内建电场的控制之下,光生电子会与空穴发生隔离反应,这种反应产生的异号电荷在经过一段时间的积累之后会汇聚形成光生电压,这就是所谓的光生伏特效应。另外,在内建电场中,一旦接上负载就可以使光生电源流出,从而实现功率的输出与利用,完成从太阳能转化成为电能的最终目的。
1.2系统结构分析
光伏发电系统主要分为两种,即并网式光伏发电系统及独立式发电系统。在偏远或无电网地区独立式发电系统的应用较为广泛。在实际运行过程中,由于太阳能电池发电量会受到环境、光照等影响,因此,在独立式发电系统当中会配备一些电能存储装置如蓄电池等。相对于独立式光伏发电系统而言,并网式光伏发电系统应用范围更广。它是由光伏阵列、控制器及逆变器构成,具体结构如下图1所示:
图1并网式光伏发电系统结构
并网式光伏发电系统主要是通过逆变器与电网相连,在逆变器的作用下将电能直接输入至公共电网。部分系统为了实现电能峰谷调配,也会加入一定的电能存储装置。控制器可对光伏阵列当中的最大功率点进行跟踪,并对逆变器并网的功率及波形进行动态调控,以保证电能能够稳定地输入至电网当中。
1.3光伏发电的优点
1.3.1利用率高、节能、环保
光伏发电技术是将光子转换为电子的一个过程,这个过程中相对于其它发电技术来说简单一些,也就是说用简单的方式获得电能。在整个转换过程中节能,更是非常的环保,不会产生污染。这些都遵循可持续发展的理念。
1.3.2储备丰富、分布范围广
首先中国的占地面积是很大的,并且光照充足,这就使得我们的太阳能资源储备丰富,其次,我国不同地区的关照时间不同,总之太阳的光照我国的每个地方都有。因此,对于太阳能的利用是非常有必要的。
2光伏发电技术现状
中国对太阳能能源的开发是比较重视的,在1958年中国就提出要进行太阳能技术的开发,加大在光伏产业上的投入,使太阳能能源日后成为中国重要的能源输出。21世纪以来,中国在太阳能发电技术的研发、运用、生产等方面进步速度很快,具有很大的发展潜能。2000年在中国发改委领导下发布了“光明项目”,这个项目是提倡使用风电技术、光电等其它较为保护环境的技术,为国际边防、偏远地区公、铁路运营和不能使用电的地区有效解决无电问题。2007年中国已经是世界上第二大光伏发电的制造基地了,光伏电池产量已经达到1000MV,但是中国的使用量仅为20MW,累计使用装机量100MW,大约是全球当年使用量的0.5%和累计使用量的0.8%。从2007年8月31号开始,中国发改委出台了《可再生能源发展“十一五”规划》,中国又相继颁布了一系列津补、扶持政策,使得太阳能步入高速研发期。2013年开始国内光伏发电3a新增使用量超过10GW。2015年全球新增光伏装机量53GW,中国新增光伏装机容量15.13GW,占全球新增装机的1/4以上,占中国光伏电池组件年产量的1/3。到2015年年底时,国内使用光伏发电总量为43.18GW,超过排第一名的德国,成为世界上最大的光伏发电使用量及发电量国家。到2015年上半年,国内新使用的光伏装机量更创纪录地突破20GW。按照国家能源局规划,截止2020年中国光伏装机量将要完成150GW,后续每年装机量将在21GW以上。
2015年国家能源局发布了光伏“领跑者”计划,就是为了提高光伏技术的产品应用,带动产业升级,旨在鼓励能效光伏“领跑者”产品的技术研发和推广,大力建设光伏发电示范基本、创建新技术示范工程。国家能源局设定了示范工程所要包含的先进技术指标、设置建设规范、督查管理运行、完善信息监测等,省一级的能源管理部门要采用具有比拼性的排名机制来选择具备能力较强的企业,企业再筛选出“领跑者”规定指标的产品。“领跑者”计划与工信部《光伏制造行业规范条件》相结合,引导行业从同质化竞争向注重高效产品转变,对促进行业健康发展、加快产业升级步伐起到了引领作用。
3促进光伏发电行业的对策
3.1加强企业的技术投入和创新
把资金用在关键性的技术研发上,带领行业朝着高技术、高产值的方向发展,对于科研机构和相关技术院校进行一定投入和支持,培养光伏产业的相关技术人才。因此资本需要找到光行业的至高点和关键点,不盲目的进行投资,把资金用在正确的项目上,加强对于行业的了解和未来发展的规划。
3.2规范化行业标准和秩序
政府有关部门应做好行业发展的监督工作,以及建立相关的行业标准,加快光伏行业的配套基础设施的建设工作,为光伏产业提供一定发展环境。从上游到下游的每个环节都进行有效的监督和指导。
4光伏发电技术的有效应用
4.1照明系统的应用
随着人们的环保意识逐渐增强,对照明环境也提出了较高要求,同时,国家也提倡使用节能环保的照明设施,而利用太阳能进行照明正好符合绿色照明的所有要求。近年来,太阳能照明系统在建筑领域被广泛使用,除了社会公共区域的路灯和草坪灯,小区内的楼道灯及私人建筑的庭园灯也开始采用太阳能灯。太阳灯照明系统主要是由蓄电池、电池板和充放电控制器等零部件组成,其中对控制器的设置一般会根据实际需要进行设定。如在路灯的使用上,可以采用计时器对路灯的工作时间进行控制,而在楼道灯方面,则可安装光敏配件,当楼道环境的照度低于设定值时方可自动开灯,照度高于设定值时再自动关灯。这些设置都能够真正实现节约能源的目的。
4.2太阳能水泵的应用
在中国西北地区,不仅太阳能资源丰富,对光能储备的能力也较强。因此,在大型农场或畜牧场可以投入使用太阳能水泵。由于太阳能水泵有太阳能光伏发电技术作为重要支持,所以通常情况下不需要利用蓄电池发电,而是采用光伏发电系统带动水泵正常运转。虽然太阳能水泵在使用初期投入较大,但在实际运行过程中所消耗的成本却很低,并且具有使用年限较长、易于维护、工作效率高等特点,因而具有非常广阔的使用前景。
结语
目前,光伏发电是一种比较理想的绿色能源,在中国的应用领域非常广泛,并充分发挥了其优势功能。中国在对光伏发电的保护方面,应积极制定相应措施、完善相关政策法规,从而促进光伏发电技术可持续发展,为未来的绿色工程建设起到推进作用。
参考文献:
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[2]张保民.中国太阳能光伏发电产业的现状、问题及对策分析[J].中国高新技术企业,2011,36:9-10.
[3]苏芳.探讨市政照明中应用太阳能光伏发电技术[J].山东工业技术,2016(9):79.
论文作者:蔡天龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
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