摘要：随着社会经济的快速发展，当前人们所面对的重要问题就是环境污染和物质资源匮乏。在电力资源被大量开发使用的今天，太阳能光伏发电已经成为电力资源再生的重要技术之一。在这种情况下，其得到应用的范围与规模也在持续扩大，也已经成为现代社会新型能源研究领域中的重点。本文主要对太阳能光伏发电技术及其应用展开全面深入的研究，以期能够帮助我国太阳能光伏发电技术更好的发展。
关键词：太阳能；光伏发电；技术；应用
在社会发展迅速的今天，目前人类已经开始面临资源短缺、环境污染等非常严重的问题，这种的背景之下，资源的重复开发和利用对社会发展就起着非常重要的作用。太阳能作为可再生资源中比较突出的一个能源，其以储存量大、安全等优点得到了广泛研究与应用。现阶段，在我国太阳能发电技术中分成热发电和光伏发电。其中具有明显优势的就是光伏发电技术，因此针对其进行研究就有着很大意义。
1、对太阳能光伏发电技术进行研究的意义
目前，环境污染和全球变暖都跟不能再生资源消耗有着密不可分的关系。庆幸的是在面对这些问题时，世界发达国家都在为能源再生积极推进相关技术的发展。在可再生能源中太阳能光伏发电更是其中比较重要的，太阳能光伏发电不但具有重复再生、无污染、适用范围广等特点，更不会对环境造成污染，其已经成为了世界每个国家重要发展的对象之一。根据相关研究中心的研究结果显示，在2030年太阳能发电将会成为世界主要能源之一，在那时太阳能发电得到的电力资源将会被人们所广泛应用，这就进一步显现了对太阳能光伏发电技术研究的重要性和必要性。
2、太阳能光伏发电的主要原理
光伏发电技术的原理，就是通过半导体材料构成一个PN结两侧因多数载流子，在逐渐向对方进行扩散的过程中，形成一个宽度偏窄的电荷区域，并创建自身的电场。其就相当于多数载流子的墙壁，阻碍了互相朝向的扩散，但是其针对少数空穴和电子则有着一定的引导作用，能让双方在短时间内被拉到对方的所属范围之内。在稳定平衡的状态下，载流子的数量就偏少，很难形成电流或者需要输出的电能。但是，在太阳对PN结进行了照射以后，光子存在的主要结构就会和原子价电子之间出现碰撞，形成很多非平衡状态的电子。在这种情况下，少量的载流子就会在电场所产生的影响下，把相关区域（P）内存在的非平衡电子朝别的区域（N）进行驱赶，而N区中所拥有的非平衡空穴就会逐渐向P区前进，最后造成N区中存在过量的电子数量，而P区中则存在过多的空穴，这时PN结周围就能出现和内部电场方向明显相反的光生电场。这种光生电场出了能够能和内部建设的电场进行抵消以外，还能让P型层自身附带一定程度的正电，让N型层自身附带一定程度的负电，在N和P这两个区域中间存在的薄层就会出现光生电动势。在连接是外部存在的电流线路时，就会出现电流，随后开展电能的输出工作。在把多个这种偏小的太阳能光伏发电单元进行串联和并联以后，就能形成光伏发电阵列，在太阳能下就可以持续输出较大的电能流量。
3、太阳能光伏发电技术
在太阳能光伏发电的实际过程中，比较关键的就是太阳能光伏发电系统的构建，其包含了电池板、控制设备、电能储存设备和变换结构等。针对整个光伏发电系统来说，其拥有着太阳能电池、光伏功率追踪、孤岛效应检测等一系列相关技术。
3.1、太阳能光伏发电中的电池技术
在太阳能光伏发电系统当中，最为重要的就是光伏电池这个部件，其在应用过程中能够有效解决存在的两大问题。一方面就是增强光和电之间存在的转换效率；另一方面，就是能够有效减少生产所需要的成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在过于传统第一代利用硅片来制造的光伏电池，虽然技术已经较为成熟，但是其成本却一直保持较高趋势。而第二代利用薄膜技术的光伏电池，能够有效降低半导体材料在运行过程中的消耗，并且其能够在生产过程中实现自动化和大规模，进而极大程度上减少了光伏电池的制造成本。在晶体硅与薄膜这两种光伏电池以后，很多具有新型概念与结构的电池都获得了重点研究，其利用降低非光能源的消耗，提高了光子的利用效率，并且降低了光伏电池含有的内部电阻，让光伏转换的基本效率有很大希望获得增加。现阶段，很多研究学者都开始研究第三代太阳能电池，包括了量子点电池、多层多结电池等，这种电池制造技术在研究过程中，主要就是把增加光电之间转换效率与减少生产成本作为重点。
3.2、太阳能光伏发电中的光伏阵列功率追踪技术
通过相关的研究资料显示，光伏阵列的功率在输出上面有着一定非线性的主要特点，并且其会受到太阳能辐射、环境、温度与负载量等诸多方面的影响。而为了让太阳能电池在使用过程中，能够高效率的发挥出自身的能力，我们就应该对光伏电池阵列中最大功率输出进行实时的严格控制。在这个过程中，就是利用对其输出电压和电流展开一定的检测，获得实时光伏电池阵列所拥有的功率，并且按照和前期所储存的功率进行对比，保留功率较大的一方，就这样一直循环下去，这样就能够让光伏电池阵列在工作中一直保持最大输出功率。现阶段，我们所利用的跟踪方法中，包括电压跟踪、扰动观察和模糊控制等都能够有效实现追踪目的。
3.3、太阳能光伏发电中的孤岛效应检测技术
因为如果在系统发电时发生电网故障、断电、设备故障等相关现象时，光伏发电系统所承载的电量就形成了一定程度上的孤岛。而在孤岛效应检查工作来看，其主要的方法就分成了被动与主动两种形式。被动式检测技术就是通过电网断电时产生的电压、频率等来开展孤岛检测工作，这种方法更加适用在负载功率没有较大变化的情况下。而主动检测方式就是利用对逆变设备的控制，来让其所拥有的输出功率和频率等发生扰动。目前，在主动检测方式中，包含了阻抗测量方法、输出功率和主动频率的扰动或者偏移方法等。
4、太阳能光伏发电技术的主要应用
首先，构建独立的光伏发电系统，这种系统一般都建设在偏远地区，或者制造成可移动的便携式电源，而在制造过程中需要我们注意的就是其系统中，不能缺少储能元件，虽然这种供电系统稳定性会受到环境因素影响，但其是偏远地区中群众用电和社会用电的主要方式之一。其次，构建并网光伏发电系统。这种系统在建设过程中要和公共电网进行连接，一起来承担相应的供电需求。这时系统中的光伏电池阵列就会把直流电转变成交流电，随后再传输给电力系统。并网系统不用设置蓄电池，能够有效减小系统在运行过程中的成本，增强了系统在运行过程中所拥有的稳定性。最后，就是创建混合光伏发电系统。这种系统主要是把多种发电方法都一起融入到光伏发电的主要系统当中，其主要目的就是为能够利用不同方式的优点，而减少各自缺点的出现。
结束语
随着社会的快速发展，人们对生活水平和质量的要求也在逐渐增长，这也直接导致物质资源的快速消耗，按照当前这样的消耗速度来看，也许用不了多久资源短缺就是人们将会面临较为严重的问题。因此，针对太阳能光伏发电技术及其应用进行深入研究，对社会乃至全人类来说都有着至关重要的现实意义。
参考文献
[1]谷伟.太阳能光伏发电技术及其应用研究[J].工程技术:文摘版,2016(7):00162-00162.
[2]芦浩.太阳能光伏发电技术应用研究与普及[J].中国新技术新产品,2016(16):28-29.
[3]孙勇,孙田丰.我国太阳能光伏发电技术应用综述[J].科技创新与应用,2016(27):88-88.
论文作者:秦怀志,肖群,李乐旭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
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