摘要：在我国科学技术不断发展的背景下,我国发电系统中也逐渐开始使用新能源光伏发电技术,其不仅可以有效缓解我国城市用电压力,还能在一定程度上减少对环境的污染,从而保证城市的可持续性发展。由于我国城市化水平的不断加深,城市人口数量也在持续增长,人口基数的增加使得我国能源的消耗程度不断增大,这给电力企业带来了很大的挑战与压力,其不仅需要满足人们日益增长的电力需求,还需要加大新能源的开发,从而达到节约资源的目的,提高企业发展过程中的经济效益与社会效益。因此,电力企业必须加强对新能源光伏发电系统应用的探究,在掌握其技术要点的基础上发挥其优势作用。
关键词：新能源；光伏发电系统；应用途径
一、国内外光伏电产业现状分析
太阳能光伏发电近些年备受世界各国关注,日本充分运用其技术优势,不断研发光伏发电产品,产量现已超过世界产量的60%;英国、美国、德国、日本等企业已垄断世界范围内的相关产品市场,出口额达到全球贸易额的85%之上。根据欧盟预估,此市场会从当下的3500MW上升至2020年的75Gp,光伏发电能满足非洲35%、OECD国家和经济合作国家15%的电力需求。
相比先进国家,我国光伏发电产业生成两头在外的局面,92%的原材料都是进口而来,而92%的光伏产品却流进了国际市场。其产业的发展速度也较慢,相应的光伏材料发展也无法与时俱进。早在上个世纪中期我国就已对太阳能光伏电池展开研究,并且把其成功运用在了东方红二号卫星上。70-80年代,因为成本较高,太阳能电池使用范围比较局限。直至90年代后,伴随成本的减少,太阳能电池产量飞速提升,其开始进军农村电气化与工业领域,开辟出更多的市场,我国也制定了具体的光伏计划。到2017年,我国电池产量达到了400MW,组件产量有600MW。
二、新能源光伏发电系统的应用现状
随着我国光伏企业的不断发展,光伏发电系统的应用范围也在不断扩大,国家加大对太阳能丰富的地区资金支持,推动新能源光伏发电系统在我国的大规模应用。但近些年来,由于西方国家反倾销政策等因素的影响,我国很多光伏组件生产企业所面对的挑战也在不断加剧,市场竞争压力的加大,使得光伏组件生产商的经营难度增大,很难在激烈的市场竞争中获得立足之地。与此同时,由于我国新能源光伏发电系统的起步较晚,在光伏发电的应用过程中还存在着很多的不足,这使得我国光伏组件的生产能力不佳,导致产品的生产成本增大,在市场竞争中无优势地位。而新能源光伏发电作为一项新型的、有效的开发应扩大应用,国家应该加大资金支持,而电力企业则必须在对实际的应用现状进行分析的基础上,加强其应用途径的探索,掌握其技术要点,在促进光伏产业的健康发展的同时,推动我国可持续性发展目标的实现。
三、新能源光伏发电系统的应用途径
（一）光伏发电技术在单体用户中的应用
太阳能资源是适合我国大部分地区应用的,但是中小型的光伏发电技术又表现出了其性能在10W到1000W之间不等,光伏发电技术仍然不能将发电网建设到偏远的地区,比如说海岛上又或者是高原地区和边防哨所。而家庭用电的需求,却能够得到光伏发电技术的支持,因为其所转化而成的太阳能能够产生5-9KW的电力支持。除此之外,光伏水泵技术发展,可以初步缓解某些地区的深井用水和灌溉需求,与此同时太阳能净水器的研发,也可以为光伏发电技术,提供无电净水的能力。单体用户的用电需求,需要设计出小型光伏发电技术系统的设计理念,这样才能为开放太阳能光伏发电系统,提供技术层面的支持。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总之,只有切实完善小型光伏发电技术的应用,最终才能使得整体电力系统中获得用电需求的基本保障。
（二）在建筑设计中的应用
新能源光伏发电系统的应用途径不仅包含了单体用户,还涵盖了建筑设计。在建筑设计中的应用主要体现在建材型建筑、普通型建筑的设计阶段,由于设计阶段需要对发电设备进行安装规划,在建筑设计过程中可以将光伏发电设备作为常规的建筑材料进行使用。在实际的设计工作中,可以对建筑方案以及施工图纸进行一定的分析,在确定施工方案的基础上将光伏发电设备嵌入外墙,后续进行一定的装饰,从而保证建筑的内部光照与美观。由于建筑施工过程中所涉及到的建筑设计存在着一定的差异,在实际的光伏发电设备材料的选取过程中,设计人员与施工人员也需要从整体设计出发,不仅需要考虑到建筑物和设备的安全性能,还需要注重建筑整体所呈现的美感。一般情况下,在建材型建筑中光伏发电设备材料主要是由钢和玻璃组成,在设计过程中需要注意避免建筑物受到大量光照,并对顶层住户与中间层住户的设计工作进行区分,加强光伏发电设备的检查工作,从而确保其能够为每一户居民提供电能。而在普通型建筑中,则需要按照建筑物自身的特点来进行光伏发电设备的融入,主要的材料一般是由钢混支架,发电设备和电线等组成,由于其主要设置在顶层,因此需要加强使用性能与防护工作安排,规避磨损和雷击等风险,保障其后续的正常运用。
（三）光伏发电技术的最大功率点跟踪技术以及并网逆变器技术
新型能源光伏发电技术的应用,其最大的特点便是光伏输出电压与环境温度、光照强度呈现出了非线性关系,所以光伏发电最大功率跟踪点技术的应用,就需要得到更加广泛的重视。落实到实际应用过程中,光伏发电最大功率跟踪点技术的应用,其包括定电压跟踪法、扰动观测法以及电导增量法等,这些技术方法需要在智能控制下展开应用,如此才能提升发电的效率与质量。在新能源光伏发电并网系统中,其系统设计的核心内容与关键技术,都是需要依靠并网逆变器来实现的。然而并网逆变器会由单级向多级方向发展,这个过程中的电能转化级数也会随之增加,同时并网逆变器也会发展出集中型、串级型以及模块集成型等结构。为了能够全面强化整个发电系统应用的效率,这时候就需要多台逆变器展开统一的控制。同时,针对大容量光伏并网系统，需要紧急处理的技术问题,便是更好地抑制低功率所产生的电流谐波,以及多台逆变器同时并网所产生的电流谐波叠加等问题。
（四）光伏发电的未来前景
首先,光伏发电系统是一种独立的系统,在离网工业领域、交通信号灯、离网住宅供电领域等方面有着较大的发展空间。现阶段,一些太阳能路灯、机场跑道照明系统、隧道照明系统等均是单独的光伏发电系统。其次,其属于并网光伏系统,在缓和光伏、用户并网光伏以及电站系统中有着良好的前景。最后,光伏发电目前在光伏声屏障系统与建筑一体化中的利用率也逐渐提升。建筑、景观相融合,光伏市场中占据较大份额的是基于BIPV的光伏屋顶,特别是近些年德国与日本在安装光伏时均采用了并网方式。
四、结论
综上所述,光伏发电技术的出现与运用是时代发展的必然趋势,相关人员必须要加大创新力度,让其更加满足我国基本国情,不断提高系统的安全稳定性,从而提高资源利用率。
参考文献
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论文作者:姜小静
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
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