摘要：太阳能发电技术以清洁、无污染、可再生、成本低、资源丰富、不受地域限制等优势在众多替代能源中脱颖而出，其中太阳能光伏发电技术尤为人们所青睐。本文笔者就围绕着太阳能光伏发电技术进行讨论，阐释了太阳能光伏发电技术的具体原理以及发电系统的各关键组件功能类型，接着就光伏发电系统中所应用的关键技术的优缺点进行讨论分析，最后就光伏发电技术的应用和发展前景进行展望。
关键词：光伏发电技术；现状；应用趋势
1 光伏发电概述
光伏发电的主要原理为半导体的光电效应。当光子照射于金属上时，其能量会被金属当中的电子吸收。当电子所吸收的能量足够大时，可有效克服金属内部引力，并从金属表面脱离出来成为光电子，此时半导体与金属结合的不同部位便会产生电位差，便会形成电压。也就是说，光伏发电是光子转变为电子、光能量转变为电能量的过程。从电力生产发展趋势来看，推广光伏发电具有其必然性。我国是一个典型的能源生产大国，但同时也是能源消耗大国，人均能源占有率远低于世界平均水准。同时，在能源消费结构上，我国与其他发达国家相比存在较大的差异，调整空间巨大。在这种背景下，国家对优化能源消费结构愈来愈重视，于“十二五”期间提出了能源结构调整目标，其重点在于非石化能源比重增加及碳减排两个目标，从而形成低排放、低污染、低能耗的新型经济形态。在这种背景下，生物质能、风能及太阳能等可再生资源得到了广泛关注。其中太阳能是常见能源中一次性转换效率最高的能源，优势十分明显，是未来能源发展的重要方向。正是基于太阳能的这种特性，光伏发电有了巨大的发展空间，并逐步得到推广，部分地区已经构建成了较为成熟的光伏发电站。
2 我国光伏发电技术现状
2.1对于光伏发电市场应用认识不足
由于政府政策导致市场过热，引起了大量的资本流入，这必然会引起行业出现乱象，很多资本都是第一次或对光伏产业没有足够的了解，就进入到了光伏发电的产业中去，对于市场的认识不足，很有可能造成投资的失败，这些都是跟风式的投资，对于行业缺乏一定的了解。
2.2恶性竞争
大量的资本涌入必然造成一定的竞争存在，导致行业的利润进一步下降，投资回报变低。光伏发电的主要技术集中在行业的上游也就是晶体硅、硅片的生产研发中，而热钱由于对行业的不了解和技术的匮乏，都集中在下游的光伏电站进行大量投资和竞争，导致了行业的投资出现偏移，不利于整个光伏发电行业的持续性科学发展，也导致了下游产业的产能过剩。
3 应对措施
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。
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4 光伏发电技术应用前景及展望
4.1太阳能光伏电池的发展前景
根据太阳能光伏电池的研究进展，未来应用前景较大的四大技术分别是太阳能炼硅技术、高效聚光硅基电池、高效低价硅丝光电池以及染料敏化太阳电池。太阳能炼硅技术是利用太阳能炉将一万倍以上的太阳光聚集在一个直径在2.6厘米左右的球体范围内，以获取足额能量来冶炼高纯度硅的一门新型技术，目前该技术已经取得技术突破，实验得到利用该技术炼制的单晶硅的纯度达6个9的纯度，能够大幅度提高光电池的电力达4.3倍左右，该技术的大范围应用有望降低单晶硅的制作成本。利用太阳能炼硅技术制成的高效聚光硅基电池已经实现了20%的高转换效率。硅金属丝太阳能电池的研制实现了太阳能光谱96%的大范围吸收，且硅丝的结构大大降低了高纯度硅的消耗量，太阳能炼硅技术+硅金属丝的高效低价硅丝光电池是又一发展趋势，该电池不仅低成本而且转换效率高。染料敏化太阳能电池是将光感染料敏化材料、稳定电解质、半导体基底和纳米多孔半导体薄膜等物质组成夹层结构，模仿光合作用所制成的太阳能电池，目前达到的转换效率在11%左右，也是低成本高转换率的代表。这些新技术及新发展的商业化均需要继续技术攻关，它们均是未来太阳能电池的应用趋势。
4.2太阳能光伏发电技术的应用前景
太阳能光伏发电技术的应用前景主要表现在四点，分别是混合式光伏发电系统设计、光伏建筑一体化应用、太阳能商品和光伏发电站的推广应用。太阳能光伏发电技术未来的应用均能充分利用可再生能源，减少化石能源的消耗和环境污染，是可持续发展理念的有力体现。混合式光伏发电系统是将光伏发电系统与其他发电系统组合设计，以利用多种发电系统的优势，合理规避单个系统的缺点。光伏建筑一体化是将建筑与光伏发电技术合为一体，代表技术是太阳能光伏屋顶设计，这一应用不仅清洁环保，而且当供电系统故障时，可以使光伏建筑内保证正常供电。太阳能商品的设计制造能够有效提升人们的生活体验。光伏发电站的推广使用可以丰富发电类型，最大限度地满足社会用电需求，并且可以在偏远地区设立独立发电系统，解决电网延伸不到的难题，降低成本。
4.3太阳能光伏发电关键技术的优缺点
太阳能光伏发电系统的关键技术主要有两个，其一是最大功率点追踪技术，其二是孤岛检测技术，这两大技术均是控制器设计所需要考虑的内容，两大控制技术的每个方法各有其优缺点，在设计时，要根据具体情况选择合适的应用技术。最大功率点追踪技术的功能是控制光伏电池组件，使其能够将吸收的能量以最大功率输出，常见的最大功率点追踪算法有三种，分别是恒定电压法、扰动观测法、和电导增量法。恒定电压法的控制思路是稳压控制，也就是将光伏系统的电压固定为最大功率点的电压。该算法的优点是控制简单，缺点是受环境影响大，追踪效果差，一般很少单独使用。
光伏发电是未来我国电力事业发展的重点方向之一。除了光伏并网发电系统外，分布式光伏发电系统也具有较好的前景。将分布式发电与微电网结合，不但能够就地提供电力资源，而且可用于电网调度，还能提供调压、调频等辅助服务，可从侧面保障电力系统的应急备用能力及供电安全。在电力改革背景下，光伏发电会不断普及，其发展空间是巨大的。
参考文献
[1]王宏华.光伏发电技术系列讲座(1)光伏发电原理及发展现状[J].机械制造与自动化,2010,04:186-189.
[2]王宏华.光伏发电技术系列讲座(3)光伏发电控制技术的发展现状[J].机械制造与自动化,2010,06:173-176.
[3]刘学贤,孙少越.太阳能光伏发电技术及在农村地区住宅建筑上的应用[J].青岛理工大学学报,2014,05:37-41.
[4]殷忠宁.独立光伏发电系统最大功率跟踪及能量控制技术的研究[D].重庆大学,2012.
[5]肖进,陈磊,袁洪春,熊超,马金祥,赵宇,杜文汉,柴济民,朱锡芳.Matlab/Simulink仿真在光伏发电技术课程中的应用[J].高教学刊,2016,22:85+87.
论文作者:张盛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/7
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