摘要：随着化工产业的高速发展，石油、煤矿等化学能源的储量越来越少，太阳能作为可再生的清洁能源，众多国家都对其给予了足够的重视，其具有的发展前景不可估量。多年来，国家投入了大量的人力、物力、财力对太阳能光伏发电技术的应用进行了大力的研究，太阳能在各个领域的应用越来越广泛，其由于效率高以及清洁、无污染等特点被众多使用者喜爱，其相关技术的发展也受到了社会各界的密切关注。本文就太阳能光伏发电技术及其应用进行了分析探讨。
关键词：太阳能；光伏发电；技术；应用
引言
我国以煤炭为主要能源的传统能源结构在社会高速发展过程中已经慢慢显现出颓势，煤炭是不可再生能源，其含量十分有限，还会造成环境污染。在能源结构当中，能源改革正在迫切寻求可再生、清洁、易获取的能源代替传统能源，从而实现经济文明和生态文明的协调发展。在发电领域，太阳能的应用引起了广泛的关注。
一、太阳能光伏发电系统概述
通过太阳能电池将太阳辐射转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统，虽然其应用形式多种多样，应用规模跨度较大，但其组成结构和工作原理基本相同。太阳能光伏发电系统由以下几部分组成：太阳能电池板（用于发电）、蓄电池（用于储存电）、逆变器（用于将太阳能电池板发出的直流电转换为交流电）、光伏发电系统附属设施（直流配电系统、交流配电系统、上位机监控系统、防雷和接地系统等）等。
太阳能光伏发电系统可分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统两大类。
并网光伏发电系统就是太阳能电池板发出的直流电经逆变器转换为符合电网要求的交流电并经升压后并入公共电网，目前，并网光伏发电系统是全球光伏发电的主流，也是光伏发电的首选。
二、太阳能光伏发电技术
1、太阳能电池技术
对于太阳能光伏发电系统而言，太阳能电池在其中占据着最重要的地位，然而在应用太阳能电池时光电转换的效率以及生产的成本是其最应当注重的问题。
随着科技的进步，人们对太阳能电池进行了大力的研究，目前已有四代太阳能电池。第一代太阳能电池发展最长久技术也最成熟，可分为，单晶硅、多晶硅、非晶硅；第二代薄膜太阳能电池以薄膜制程来制造电池，种类可分为碲化镉、铜铟硒化物、铜铟镓硒化物、砷化镓；第三代电池与前代电池最大的不同是制程中导入有机物和纳米科技，种类有光化学太阳能电池、染料光敏化太阳能电池、高分子太阳能电池、纳米结晶太阳能电池；第四代则是针对电池吸收光的薄膜做出多层结构。目前第一代和第二代太阳能电池应用比较广泛。
2、聚光光伏技术
聚光光伏技术是通过聚光的方式把一定面积上的太阳光通过聚光系统会聚在一个狭小的区域（焦斑），太阳能电池仅需焦斑面积的大小即可，从而大幅减少了太阳能电池的用量。同样条件下，倍率越高，所需太阳能电池面积越小。实现太阳能聚光可以使用多种不同的光学系统，可分为两大类：反射式和折射式，其中反射式系统使用得较为普遍。但是由于目前的技术不够成熟，聚光光伏技术还未能大范围应用。
3、孤岛效应检测技术
孤岛效应是指电网突然失压时，并网光伏发电系统仍保持对电网中的邻近部分线路供电状态的一种效应。孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响，包括：危害电力检修人员的生命安全、影响配电系统上的保护开关动作程序、供电电压与频率不稳破坏用电设备等，因此，光伏发电系统必须能及时检测出孤岛效应并避免其带来的危害。孤岛现象的检测方法根据技术特点，可以分为三大类：被动检测方法、主动检测方法和开关状态监测方法(基于通讯的方法)。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4、最大功率点跟踪技术
研究表明，光伏阵列输出功率受太阳辐照度、环境温度和负载的影响。为了使太阳能电池充分发挥其光电转换能力，就需要实时控制光伏阵列的工作点以获得最大的输出功率。
最大功率点的跟踪控制实质上是一个自寻优的过程，通过测量电流、电压和功率，判断出当前工作点与峰值点的位置关系，并调节工作点电压（或电流），使其向峰值功率点靠拢，从而使光伏发电发电系统运作在峰值功率点附近，这一过程称为最大功率点跟踪。
三、太阳能光伏发电技术的应用
1、太阳能照明应用
目前，太阳能照明已成为绿色照明降低能耗的重要方式。太阳能照明系统的特点是：白天负载基本不消耗电能，在有太阳光时将太阳能电池发出的电储存在蓄电池中，晚上供给灯具使用。目前应用最多的是太阳能路灯、草坪灯、庭院灯和太阳能交通警示灯等。这类系统一般由太阳能电池板、蓄电池和控制器及灯座等组成，通常将所有部件集成在一起。
2、太阳能水泵
太阳能水泵是无电干旱地区的抽水工具，具有不需要连接电网，不消耗燃料，便于移动，安装方便，维护简单，工作寿命长，没有污染等有点，而且越是干旱，太阳光越强，太阳能水泵抽水越多，正好满足要求，所以特别适合于解决无电地区的人畜饮水和少量灌溉问题。一般来说，太阳能光伏水泵系统在建立的初期使用的资金是十分巨大的，但是在其运行过程中，会产生的费用较少，使用寿命较长，因此太阳能水泵的建设能够为我国的电力供应作出巨大的贡献。
3、光伏建筑一体化
太阳能屋顶计划在20世纪之时被首次提出，而其计划就提出了把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，并扩大其使用的范围。
4、通信工业中的应用
当前，太阳能光伏发电系统已经广泛的应用于通信工程行业，其涉及的行业有卫星通信、卫星电视接收系统、微波中继站等。
5、其他应用产品
由于太阳能随处可得，使用方便，有些用电量很少的产品，利用太阳能能发电有其突出的优点，如太阳能手机充电器等。在野外工作或旅行时，也可利用太阳能背包作为用电器的应急电源，有些在室内使用的如计算器、手表、玩具等可以应用非晶硅太阳能电池，成本便宜、发电量更多。
结束语
太阳能光伏发电在发电领域的应用，不但减轻了能源结构的环境污染压力，更是未来技术领域的创新方向。就技术层面上来说，太阳能光伏发电除了可以充分利用可再生能源，而且对于成本控制，发电的输出功率提高都有较高的意义和价值，值得推广和发展。
参考文献
[1]张立文，张聚伟，田葳，张晓红.太阳能光伏发电技术及其应用[J].应用能源技术，2010，03：4-8.
[2]李蔚.太阳能光伏发电技术的应用方式及发展前景[J].智能建筑电气技术，2011，02：22-24.
[3]吕豪杰.太阳能光伏发电技术进展及其应用[J].电子技术与软件工程，2015，02：146.
[4]芦浩.太阳能光伏发电技术应用研究与普及[J].中国新产品新技术，2016（08）：28-29.
[5]毛亮.我国发展太阳能光伏发电的必要性及技术分析[J].科技传播，2011（20）：66-68.
论文作者:秦培龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/28
标签：太阳能论文; 光伏论文; 太阳能电池论文; 系统论文; 技术论文; 电池板论文; 电网论文; 《电力设备》2017年第33期论文;