摘要：太阳能光伏发电技术的应用有效地解决了偏远地区电能的供应性问题，同时其广泛应用有助于缓解能源短缺现状，有望成为替代能源，同时也应该看到，太阳能光伏发电技术的研究和应用还存在着很多问题需要解决和研究，特别是在我国这样一个起步比较晚的国家，但毋庸置疑的是，随着科研人员的不断努力，未来太阳能光伏发电技术的技术瓶颈一定会被不断突破，而其应用前景也将越来越广阔。
关键词：光伏发电技术；现状；应用趋势
引言
太阳能作为一种绿色环保的可再生能源，能发挥较大的应用价值。光伏发电技术的发展将面临良好的机遇。我国光伏产业通过市场方面、设备方面、技术方面、以及产业方面不断努力，能够促进光伏产业得到良好发展，这样才能使我国太阳能光伏产业在国际竞争中站稳脚跟。
1太阳能光伏发电的原理及优点概述
1.1太阳能光伏发电原理分析
当前，太阳能光伏发电技术已成为最有潜力的可再生技术之一，其主要是通过将太阳能辐射光能储存到太阳能电池中，从而产生电能。该技术中利用了半导体光伏发电光能的原理，在太阳电池中聚集来自于太阳能辐射的光，将其转换为电能，具体过程为：太阳能电池中有电场的存在，而光能中“光生电子-空穴”的存在，因此使得电子和空穴相互分析，在电池的两侧产生电荷，进行出现电压。
1.2太阳能光伏发电体的优势
光伏产业遵循了环保的理论，其作为一种绿色能源，人们将其称为战略性的朝阳产业，我国对光伏发电产业的发展十分重视，并给予了大力支持。原因如下：《京都议定书》给予各国以压力，让各国政府将开发清洁型能源积极落实，其中太阳能就是其中的一种，其对温室气体的排放的减少有着良好的作用。中东作为全球石油主要生产地区，中东地区的政治趋势一直处于紧张的状态。为了使能源供应更加稳定，各国政府只有大力开发可再生能源，以此更好的实现能源长期供应，其中就包括太阳能。
我国矿物能源正面临逐渐减少，比如，石油、煤炭等，各国政府不得不积极开发包含太阳能在内的可再生能源，这样才能使能源长期供应。一些发达国家都逐步推出了大型国家光伏发展计划与太阳能屋顶计划，其对促进世界光伏产业的发展发挥一定作用。作为一项绿色环保的可再生能源，光伏发电将发展成最重要的基础能源。光伏能源是可再生能源中具有较大价值的能源，其重要性在生活中逐渐凸显出来，世界各国对光伏产业的发展出台了相关的法规政策。
2光伏发电技术分析
光伏发电技术采用的是半导体的光生伏特效应，其主要是将太阳能直接转化为电能的固态发电技术，下面对光伏发电主要技术类型进行分析。
2.1晶硅电池技术
晶硅电池主要分为两种，分别为单晶硅电池、多晶硅电池，该技术较为成熟，且产业规模较大。当前商业化生产的单晶硅电池的光电转换效率为20%左右，最高的实验室效率可达到25%。单晶硅电池使用寿命至少达到15年左右，最长为25年。单晶硅电池的构造与生产工艺已经定型，且在空间与地面得到良好应用。多晶硅电池的制作工艺与单晶硅电池有着相似之处，但是多晶硅也具有一定的缺点，就是光电转换效率较低。商业化生产的多晶硅电池光电转换效率约为18.45%左右，实验室效率最高可达到20.4%。另外，多晶硅电池的生产成本比较低，在寿命方面不如单晶硅。
2.2薄膜电池技术
根据材料体系的不同，可将薄膜电池分为两种类型，分别为多元化合物薄膜电池、硅基薄膜电池，当前技术还不够成熟，且产业化规模相对较小。其中硅基薄膜电池硅材料具有一定的优点，最突出的就是成本低、耗电低等，最重要的是在较弱的条件下能够发电，但也存在着缺点，就是光电转换效率较低。当前，国际上商业化生产的硅基薄膜电池的效率还不够稳定，一般为6%~8%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆多元化合物薄膜电池有较多类型，有硫化镉、铜铟硒薄膜等，其中铜铟硒薄膜电池转换效率与多晶硅电池有着相近之处，其在价格上十分低廉，性能也比较好等优点，但由于铟和硒比较稀缺，因此，这种类型的电池的发展规模受到一定的限制。
3太阳能光伏发电技术的应用
3.1太阳能照明应用
目前，我国开始对能源的利用和资源的保护采取有效的措施，太阳能照明已成为绿色照明降低能耗的重要方式。太阳能电池板、蓄电池、节能等部分组成了太阳能照明系统。当前，太阳能照明在我国得到了广泛的应用，常见的地方有路灯、楼道灯等。此外，在太阳能照明中，太阳能灯控制系统中同时具备了光伏系统的功能，因此为了有效的控制太阳能照明系统，通常会使用定时和光控的方式。
3.2太阳能与LED光源相结合
近年来，半导体技术和固体物理技术的发展十分迅速，衍生出了固体光源LED。该产品具有能耗低、寿命长、光效高的特点，同时其与白炽灯相比，固定光源LED的反映较快、污染较小。目前在我国灯源市场，固体光源LED成为了其发展的主要趋势。
3.3太阳能水泵
在太阳能水泵运行的过程中，并不需要蓄电池来提供动能驱动其运行，一般情况下其运行主要依靠太阳能电池板的作用。而在大型的光伏水泵中，为了将太阳能电池板中的直流电转换为交流电，通常会安装逆变器，从而促进水泵工作的顺利进行。一般来说，太阳能光伏水泵系统在建立的初期使用的资金是十分巨大的，但是在其运行过程中，会产生的费用较少，使用寿命较长，因此太阳能水泵的建设能够为我国的电力供应作出巨大的贡献。
3.4光伏建筑一体化
太阳能屋顶计划在20世纪之时被首次提出，而其计划就提出了把太阳能电池板安装在建筑物的屋顶上，并通过控制器以及逆变器来进行公共电网的连接，进而产生了户用并网光伏系统。户用并网光伏系统主要由太阳能电池板和电网并联向用户供电，且可靠性较好。同时在供电的过程中，其并不需要依靠蓄电池，大大提高了节能环保的效果。此外，对于光伏建筑一体化而言，其最重要的目的就是为了实现光伏器件以及建筑材料的集成化，从而帮助企业降低光伏发电成本，并扩大其使用的范围。
4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。
结束语
对于当前能源的缺乏与环境的危机背景下，太阳能具有较多的优点，比如，安全性、环保性以及使用寿命较长等，与其它能源相比，其无需进行较多次的维护。太阳能作为一项重要的可再生能源，太阳能的价值无可比拟，因此，光伏能源在所有能源中占据重要地位，具有较高的应用价值。
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论文作者:王二虎
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/24
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