摘要：随着经济的发展，人们对能源的看法也在悄悄的改变，近几年环境污染问题变得越发严峻，能源问题也变得越来越紧张，为了解决这两个问题，人们把目光放到了新能源开发上。太阳能成为人们首先考虑要开发的新资源，随之而出现的是太阳能发电技术，但是现在仍然有很多阻碍限制着太阳能资源的利用。
关键词：太阳能；发电效率；影响因素
随着经济的发展，现有的资源储备已经出现了一定程度的匮乏。在过去经济发展中，人们缺乏对资源的正确认识，当时的人们过于重视经济发展，而忽略了能源的不可再生性。因为能源的过度开发，有研究显示按照这样的开发速度进行下去，石油、煤炭资源将会在30年内枯竭，因此人们需要对此做出弥补。除了能源枯竭之外，过去的经济发展重视的是发展速度而非发展质量，因而引发了一系列的环境问题，因此新能源开发成为了我们的突破口。而太阳能作为一种新的能源物质吸引了很多研究学者们的关注，相对石油、煤炭等资源，太阳能更加绿色环保、具有可再生性，在使用的时候不会对大气和水资源造成污染。但是现在的技术还不够成熟，再利用太阳能的时候出现了很多限制因素，影响了太阳能资源的开发。
1 太阳能光伏发电的发电原理
太阳能的光伏发电系统是由非常多的部件组成的，这其中包括太阳能的电池、电池的充和放电的控制器，计算机的监控设备和蓄电池以及一些辅助的设备。太阳能的光伏发电的原理主要是利用阳光的照射，在阳光照射太阳能电池的表面的时候，太阳光中的光子就会被太阳能电池的硅材料吸收，这样光子的能量就会通过硅原子使得太阳能电池内的电子发生变化。在太阳能电池与外部的电路相连接的时候，就是产生一定的输出功率，这个过程就是一个光能转化为电能的过程。太阳能电池连接着蓄电的电池组，这样就可以将光能转化为电能的能源储存起来。进而通过电能的输送装置输送到电网中，以便人们使用。
2 太阳能光伏发电的优缺点
太阳能开发具有很多优点，具体表现在以下方面：首先，只要有太阳光照射的地方，就存在太阳能，人们就可以利用太阳能。其次，太阳能更加绿色环保，不会对大气和水资源造成污染，符合人们的可持续发展思想。最后，太阳的寿命很长，因此人们可以长时间的利用太阳能进行发电，而不用担心太阳能资源枯竭。但是现在的技术还不够成熟，因此难以对太阳能进行利用，比如说最成熟的光伏发电技术，也存在一定的缺陷。有些地区的太阳照射时间很短，一天之内只有数个小时能够有太阳照射，尤其是一些多雨地区和阴天地区，更是难以利用短暂的照射时间进行发电，这些缺陷限制了太阳能技术的应用。
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3 影响太阳能光伏发电效率的因素
3.1自然条件的影响
3.1.1 太阳高度角和地理纬度的影响
太阳高度角和辐射强度有一定的关系，随着维度的升高，太阳的高度角变小，照射在该地区的太阳强度也会越来越少；相反，随着维度的降低，太阳的高度角变大，照射在该地区的太阳强度也会越来越强；因此，在低纬度地区太阳能利用相对高纬度地区更具价值。
3.1.2大气透明度和海拔高度的影响
大气透明度也会影响地面接收到的太阳辐射。每当清空高照的时候，阳光就可以直接透过云层，照射到地面，地面接收到的太阳辐射就越强，但是如果是阴雨天气，云层很厚，这个时候地面上接受到的辐射度就越弱。山区地区因为海拔高，大气透明度就越大，地面接收到的太阳辐射就越强，越适合太阳能发电技术的应用。
3.1.3日照时数的影响
日照时间也会影响到一个地区适不适合进行太阳能发电，日照时间越长，地面接收到的太阳辐射就越强。
3.2逆变器整机效率对发电效率的影响
大功率的逆变器在满载时，效率必须在百分之九十以上。特别是在低负荷下供电时，仍须有较高的效率。逆变器效率的高低对太阳能光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要的影响。光伏发电系统专用的逆变器在设计中应特别注意减少自身功率损耗，提高整机效率。所以为了提高输出效率，并网逆变器应具有最大功率点跟踪控制功能，随时跟随太阳能辐射能力而变化。此外还能根据日出、日落条件的不同自动进行开与关。
3.3 最大功率峰值跟踪对发电效率的影响
输入的直流功率取决逆变器工作在光伏阵列的电流-电压曲线上的哪一个点上。理想状态下，逆变器应工作在太阳能光伏阵列的最大功率峰值上。最大功率峰值在一天内是不同的，主要是由于环境的作用，如太阳光的辐射和温度，但逆变器通过一个具有最大功率峰值跟踪的运算器来直接与光伏阵列相连，达到能量转移的最大化。最大功率峰值跟踪的最大效率可以定义为在定义的一段时间内逆变器从太阳能阵列获得的能量与理想状态下的最大功率峰值跟踪从太阳能阵列获得的能量的比率。许多最大功率峰值跟踪的运算法是建立在不同的基础上的，其参数有增量电导、寄生电容、恒定电压、电压的温度修正和模糊逻辑控制等。尽管如此，这种运算还是有些局限的地方，这将使最大功率峰值跟踪的效率在某些特定条件下有所降低。在非常低的太阳光辐射下，功率曲线变得非常平滑，找到最大功率峰值变得非常困难。
4 提高太阳能光伏发电效率要解决的问题
世界上利用太阳能作为发电能源的技术还处于开发状态，但是为了促进该行业的发展，我们需要从以下几个角度做好准备：首先，研发新的电池材料，加大能量转化；其次，研究电池最大功率跟踪算法，计算如何才能实现对能源的最大化利用；再次，研究最优化组合算法，让其发挥最大价值；最后，减少光伏电能对设备的破坏，延长太阳能发电设备的使用寿命。
结语
太阳能具有可持续性，我国的大部分地区日照时间长、雨季短，因此有丰富的太阳能资源，如何实现对太阳能资源的利用，提高太阳能的发电效率，是现代技术亟待解决的一个问题。只有解决好了太阳能发电的问题，才能够让太阳能更好的为我国所用。
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论文作者:危晨
论文发表刊物:《基层建设》2016年19期
论文发表时间:2016/11/29
标签：太阳能论文; 光伏论文; 效率论文; 太阳论文; 峰值论文; 逆变器论文; 能源论文; 《基层建设》2016年19期论文;