摘要：太阳能资源的分布十分广泛，作为一种新型的能源之一。由于太阳能资源的使用不会导致环境的污染，所以是当前被当作取代传统污染能源的热门研究对象。而光伏发电技术实现了对太阳资源的合理利用以及太阳能的发电和电能的使用。应用太阳能进行发电可以使得我们的生活标准得到提升，并减少环境的污染，本文将对太阳能光伏发电技术以及其应用进行简要的分析。
关键词：太阳能；光伏发电技术；应用
社会经济的发展需要石油、煤炭及水力等能源，但是这些能源的储量是有限的，而且这些能源的开发利用过程中，会对环境造成严重的污染。所以，世界各国都在发展新型的清洁能源。我国是能源需求大国，而应用太阳能光伏发电技术不仅能解决能源不足的问题，还能够减少环境污染，所以研究太阳能光伏发电技术具有重要意义。
1太阳能光伏发电的原理及优点
1.1太阳能光伏发电原理
太阳能光伏发电技术是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，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，实际过程为：太阳能电池中有电场的存在，而光能中有“光生电子——空穴”的存在，电子和空穴相遇，就在电池的两侧产生电荷，出现电压。
1.2太阳能光伏发电体的优势
1.2.1高效、节能、清洁
与其他的电力系统发电相比，太阳能光伏发电产生电能的过程更为简单，其主要是通过将太阳光能中的光子转变为电子，进行产生电能，所以太阳能光伏发电具有高效、清洁的特点，而且在节能环保方面也有所突破。
1.2.2储备丰富、分布范围广
太阳能光伏发电系统主要由太阳电池组件、蓄能蓄电池、直交流逆变器等部分组成。太阳能的应用不仅能保护环境，还能减少资源浪费，由于太阳光分布范围比较广泛，所以对其进行开发和利用也非常便捷。
2太阳能光伏发电技术
2.1太阳能电池技术
作为太阳能光伏发电系统的核心部分，光伏电池在应用的过程中应注意以下两个问题：一是光电转换效率；二是生产成本。第一代光伏电池的原料是硅，随着硅材料应用范围的不断扩大，应用程度已经得到了最大范围的开发，并且应用技术也达到了成熟阶段，但使用成本却居高不下。在科技的支撑下，人们研制出了第二代光伏电池。电池里面铺设了很多非硅材料在衬底上，以减少半导体材料对电能的消耗，因不受制作材料以及生产成本的限制，所以可批量生产。晶体硅和薄膜电池也是后来开发的一种新型电池，其之后相关专家又进行了更为深入的研究，结合先进的设计理念和技术，以增加电池光子的方法使光伏的转换效率得到进一步的提升。
2.2光伏阵列的最大功率跟踪技术
从应用情况来看，光伏阵列功率输出可以进行非线性传导，该技术与环境、光照强度等都有紧密的联系。如下图1所示，光伏阵列电流、电压输出特性可用两条曲线表示。若曲线1和曲线2的太阳光照强度不同，那么，在某一时刻，光伏阵列的运行轨迹达到A点。此时，改变太阳辐照强度，输出特性曲线就会发生变化，由1上升为2，此时若负载1不变，那么系统将运行到A＇点，与相应的功率最大点存在一定的距离值。为了能够继续观察最大功率点的运行情况，将负载特性从1变化至2，同样，太阳辐照度变化从特性2变至特性1，相应的工作点由B点变化至B＇点。在负载2降低至负载1后，可以有效地保证系统在太阳辐照度减小的情况下仍然运行，处于最大的功率点A上。
2.3聚光光伏技术
太阳的光能传播过程中会出现损耗，所以地面上太阳光能中的能量十分有限，而聚光光伏技术的产生，不仅能够减少路径对太阳光能的损耗，同时还能进一步增加太阳能的使用效率。其主要的工作原理是使用面积较小的高性能聚光电池来聚集太阳光，这样能够在提高太阳光辐照密度的同时，有效地减少生产的成本。聚光器在聚光光伏系统中非常重要。其中热光伏聚光器主要是通过辐射器来加入太阳能，进而获得成光热能，再利用辐射器将成光热能发射到太阳能电池中，进而转化为光电。
2.4孤岛效应检测技术
在电网运行中，错误的操作或维修原因造成供电中断等故障时，光伏发电系统会持续运行，并通过负载电压的方式来实现供电，因此形成了自给供电的孤岛，这种现象我们称之为孤岛效益。一旦光伏发电系统出现孤岛效应，会出现电频、电压无法控制，用户用电设备受到损害等情况，甚至在维修的过程中还会对维修人员的安全带来影响。在逆变器侧中，孤岛效益的检测方法主要有两种方法：被动检测和主动检测。其中被动式检测主要应用于电网断电的情况下，其能够通过对逆变器输出端电压、频率以及相位等变化来检测电压输出中是否出现孤岛效应。而主动式检测主要是通过对逆变器进行调整来对其输出的频率、功率等带来干扰。在电网正常运行时，主动式检测所造成的干扰会被电网锁相环的平衡消除。电网出现故障则会出发孤岛效应。
2.5光伏发电与LED照明的结合、LED照明，也称固态照明
光伏LED照明技术是将光生伏特效应原理应用在照明上，即利用太阳能电池将太阳能转换成电能，再用LED照明装置将电能转换为光能。光伏发电技术能与LED照明完美结合关键在于两者同为直流电、电压低并能互相匹配等特点。两者结合不需要变频器将光伏电池产生的直流电转化为交流电，因此提高了整个照明系统的效率，同时也可借助于技术或可充放蓄电池，所具有的优势显而易见。
3太阳能光伏发电技术的应用
3.1节能环保方面的应用
随着世界能源的不断匮乏，我国开始对能源的利用和资源的保护采取有效的措施，不断发展可持续利用的能源。我国对于太阳能光伏发电技术应用比较多的是路灯，还有太阳能热水器。另外在太阳能照明的应用中太阳能灯控中结合了光伏系统的功能，所以在应用的时候通常会用定时和光控的方式。
3.2太阳能水泵
太阳能水泵就是利用太阳能带动水泵的运转，这个过程会将太阳能转换为电能。要想使得大型的光伏水泵顺利的运转，在前期需要逆流器将太阳能转换的直流电，通过它转换为交流电，这个过程需要较高的费用。虽然前期投入大，但是在后期运行的过程中产生的费用较小，太阳能水泵还有一个优势就是一旦建立起来使用寿命长。
3.3光伏建筑一体化
20世纪时，太阳能屋顶计划被首次提出，该计划就提出了将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。
结语
综上所述，太阳能具有清洁、取之不竭等优点。太阳能光伏发电技术比较常见的有包括太阳能电池技术、聚光光伏技术、光伏阵列的最大功率跟踪技术，应用太阳能光伏发电技术，能够较好地解决资源、环境等问题。所以，相关人员应该积极研究应用光热发电技术。
参考文献：
[1]王光伟，沈洁，杨旭，张巍，葛颖，许书云.太阳能光伏发电主要技术及应用评述[J].天津职业技术师范大学学报，2014，04：1-5.
[2]徐建明.离网式太阳能光伏发电技术及应用研究[J].电子制作，2014，15：2-3.
论文作者:吴浩瀚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/9/18
标签：光伏论文; 太阳能论文; 技术论文; 光能论文; 电能论文; 电网论文; 太阳能电池论文; 《电力设备》2018年第7期论文;