摘要：目前，我国太阳能资源分布非常广泛，只要有光照的地方就会产生太阳能资源，因此其发展前景十分广阔。太阳能光伏发电是一种利用可再生的资源太阳能的新技术，其本身具有清洁，无污染，可再生的优势，在我国的能源开发过程中具有重要的作用，对我国的能源补充占据着重要的位置。目前太阳能光伏发电被称为是当前最理想化的替代能源之一，对解决我国能源短缺问题具有重要的作用。文章对太阳能光伏发电技术及应用进行了探讨
关键词：太阳能；光伏发电技术；原理；有效应用
引言
目前，在人们对新能源的长期探索中可以看出，开发利用太阳能资源能够有效解决当今世界所面临的能源短缺的问题。同时，太阳能资源是一种不会对环境造成污染的可再生资源，被人们公认为最理想的替代能源之一。其中太阳能光伏发电技术作为一种新型太阳能资源利用技术，已经逐步成为各行业重点研究对象，在未来的能源发展中对太阳能光伏发电技术的应用必不可少。由此可见，对太阳能光伏发电技术及其应用的研究有非常重要的现实意义。
1 太阳能光伏发电技术简介
1.1 太阳能光伏发电的基本原理
太阳能光伏发电的原理简单来讲就是光生伏特效应，太阳能电池在这个过程中起到了重要的能量转化作用。具体而言，当太阳光线接触到太阳能电池时，其中的光能会被电池所吸收，进而形成光生电子，而在内建电场的控制之下，光生电子会与空穴发生隔离反应，这种反应产生的异号电荷在经过一段时间的积累之后会汇聚形成光生电压，这就是所谓的光生伏特效应。另外，在内建电场中，一旦接上负载就可以使光生电源流出，从而实现功率的输出与利用，完成从太阳能转化成为电能的最终目的。
1.2 太阳能光伏发电的运行方式
（1）并网系统：要和公共电网联接，进行共同供电。它是未来
电力产业的发展方向，以及应用于大规模发电的必要之选。联网太阳能光伏发电系统拥有众多显著的特点，如：不用蓄电池，直接将电网作为储能装置；产生的电可以反馈回电网；相比于独立太阳能光伏系统，可以减少将近 1/3~1/2 的建设投资，发电成本显著降低；出入电网灵活，减少线路的损耗以为维持电力系统的平衡。
（2）离网系统：不与公共电网相联接，进行单独供电，即独立
太阳能光伏发电系统。其多用于附近没有公共电网的无电区域以及特殊位置，比如在偏远山区、边防、通信中继站等没有公共电网设备的地方。
2太阳能光伏发电技术
2.1 太阳能电池技术
在太阳能光伏发电技术中光伏电池是其中最重要的组成部分，是直接关系到太阳能是否能够成功发电的核心零件。随着太阳能光伏发电技术的不断完善，其在我国大范围使用。但是随着大范围的使用，其中的缺点和不足逐渐暴露，如光能转化电能效率和速度不高；转化成本较高，经济效益较低。在太阳能光伏发电大规模使用过程中，一般都是以硅片作为太阳能光伏发电的基础，这也是第一代的电能电池，但是虽然这一技术发展时间较久，技术较成熟但是其成本却一直都居高不下。于是很多企业都在不断开发新一代的电能电池，以弥补第一代电池的不足，从多晶硅、单晶硅到薄膜技术，从聚光技术到自动跟踪技术，从PERC 技术到叠瓦技术，其电池组件技术越来越先进，转换效率越来越高，单位成本越来越低。目前在我国太阳能光伏发电技术主要就是采用新一代单晶硅电池，其转化率大大提高，相应的其生产成本也逐渐减低大大降低了发电成本。当前我国对于太阳能电池的研究大多都集中在PERC技术和叠瓦技术的开发和研究中，科学家不断采用先进的技术提高其转化效率和转化速度，提高太阳能光伏发电的经济效益，降低生产成本，保证其经济效益。
2.2光伏阵列的最大功率跟踪技术
据调查和研究的工作过程中能够发现，经过太阳能的光伏发电，其整个输出的功率特点具有非线性的整体性特征，主要就是在整个发电过程中，由于相关的设备受到太阳辐射的照射以及温度的变化，其整个电脑的荷载情况也会产生不同的变化。而很多电厂为了能够保证太阳能的电池，在整个供电系统中发挥出其应有的能力，也就是光向电能转化的能力，就需要在整体工作的过程中控制好光伏电池的列阵，这样才能够获得最大的功率输出。同时在整个电场中，光能发电获得最大功率的过程中进行跟踪实现，实质上就是一个动态的寻找最优光能的过程。通过对功能电池的列阵，输出的电压和电流进行检测，以此得到目前光伏电能，这样才能够选取最佳的功能，随后再次进行检测和比较，这样周而复始地进行工作，才能够保证整个光能向电能转化的过程中，其功率达到最大化，也能够满足人们的用电需求。
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2.3 聚光光伏技术
要想实现太阳能转化成电能首先必须其聚光技术能够不通过任何介质直接达到地面，只有这样才能保证减低太阳能的密度，其发电最高峰值也不会超过 1k W/m ，因此如何在太阳能光伏发电过程中提高聚光光伏发电技术的应用技术，这是提高太阳能光伏发电效率的重要技术之一。聚光光伏技术简而言之就是将光伏进行聚集，让太阳能集中到光伏电池上，提高这一区域的输电率，这种技术能够将巨大的太阳能集中到面积很小的高效电池上，提高太阳能转化成电能的效率，提高太阳能照射和辐射的密度，提高太阳能转化成电能的效率。
3太阳能光伏发电技术的有效应用
3.1 照明系统的应用
随着人们的环保意识逐渐增强，对照明环境也提出了较高要求，同时，国家也提倡使用节能环保的照明设施，而利用太阳能进行照明正好符合绿色照明的所有要求。近年来，太阳能照明系统在建筑领域被广泛使用，除了社会公共区域的路灯和草坪灯，小区内的楼道灯及私人建筑的庭园灯也开始采用太阳能灯。太阳灯照明系统主要是由蓄电池、电池板和充放电控制器等零部件组成，其中对控制器的设置一般会根据实际需要进行设定。如在路灯的使用上，可以采用计时器对路灯的工作时间进行控制，而在楼道灯方面，则可安装光敏配件，当楼道环境的照度低于设定值时方可自动开灯，照度高于设定值时再自动关灯。这些设置都能够真正实现节约能源的目的。
3.2 在通信领域和工业方面的应用
当前我国的太阳能光伏发电技术应用比较广泛，特别是在通信领域和工业领域使用更是普遍，由于通信领域和工业领域使用分散、电量比较大，且经济性较强，因此太阳能光伏发电技术应用范围广。其应用主要有微波中继站、光缆通信系统、卫星通信和卫星电视接收系统、农村程控电话系统、部队通信系统、铁路和公路信号系统、灯塔和航标灯电源、气象和地震台站、水文观测系统、水闸阴极保护和石油管道阴极保护等。这些应用大大推动了通信行业和工业方面的发展。
3.3 光伏建筑一体化应用
随着太阳能技术不断发展，太阳能光伏发电技术近年来被广泛应用到建筑工程之中，并初步形成光伏建筑一体化模型。目前，太阳能光伏发电系统在建筑方面的应用主要是将系统装置放在建筑物的顶端，通过连接建筑内部的电力线路，实现太阳光能向电能的转化，从而充分发挥太阳能对建筑内部用电的补偿作用，即当建筑室内由于电力系统故障出现断电时，可以启用太阳能光伏发电系统，保障室内用电设备正常运转。另外，光伏建筑一体化的未来发展目标是完成光伏器件与建筑材料的集成化。例如用光伏器件来代替建筑向阳外墙、建筑屋顶或建筑窗户，而这不仅仅是单纯的建材替代，还能起到为建筑内部发电的作用。当然，对于光伏器件而言，不但要在防水防潮、电气绝缘及隔热保温等方面符合建材要求，还要在方便施工和安全可靠等方面进行慎重考虑。
3.4 太阳能水泵的应用
在中国西北地区，不仅太阳能资源丰富，对光能储备的能力也较强。因此，在大型农场或畜牧场可以投入使用太阳能水泵。由于太阳能水泵有太阳能光伏发电技术作为重要支持，所以通常情况下不需要利用蓄电池发电，而是采用光伏发电系统带动水泵正常运转。虽然太阳能水泵在使用初期投入较大，但在实际运行过程中所消耗的成本却很低，并且具有使用年限较长、易于维护、工作效率高等特点，因而具有非常广阔的使用前景。
3.5 大型光伏发电站
在我国，太阳能最充足的地方是戈壁、沙漠、荒地，这些地方地域广阔，这些地区常年干旱少雨，土地无法耕种，没有任何经济作物可以在这里生长。为了不造成资源的浪费，很多企业在此进行太阳能光伏发电的投资，建立大量的发电站。同时发电站的建设不仅解决了一些地区电能不足的情况，而且还能提高当地的就业率，为当地经济社会的发展贡献自己的力量。
4结束语
随着社会经济快速发展，太阳能光伏发电技术的优势逐渐凸显。目前，太阳能光伏发电是一种比较理想的绿色能源，在中国的应用领域非常广泛，并充分发挥了其优势功能。中国在对太阳能光伏发电的保护方面，应积极制定相应措施、完善相关政策法规，从而促进太阳能光伏发电技术可持续发展，为未来的绿色工程建设起到推进作用。
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论文作者:黄俊华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：太阳能论文; 光伏论文; 技术论文; 电能论文; 系统论文; 光能论文; 建筑论文; 《基层建设》2018年第23期论文;