秦昊

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，逐漸出現(xiàn)能源短缺的情況，為了有效緩解國(guó)家能源短缺問(wèn)題的出現(xiàn)，我們現(xiàn)在的當(dāng)務(wù)之急就是去開(kāi)發(fā)新能源，確保所開(kāi)發(fā)的出的新能源能夠滿足人們的需求，不會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成影響，有效地緩解能源短缺的問(wèn)題，進(jìn)而滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。

關(guān)鍵詞：新能源;光伏發(fā)電技術(shù);研究

一、光伏發(fā)電

1.光伏發(fā)電技術(shù)概述

將普通半導(dǎo)體太陽(yáng)能材料，直接進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而變換為太陽(yáng)能，純電能值的太陽(yáng)能半導(dǎo)體光伏技術(shù)一般也通常稱為半導(dǎo)體太陽(yáng)能光伏直接發(fā)電及應(yīng)用新技術(shù)。太陽(yáng)能電池元器件在經(jīng)過(guò)電路串聯(lián)電路連接后，進(jìn)行封裝處理及電路保護(hù)處理，便已可實(shí)現(xiàn)組裝并形成了一個(gè)大面積的光伏太陽(yáng)電池組件，再通過(guò)配合在組件基礎(chǔ)上形成的太陽(yáng)能功率控制器組件等，其他輔助組成部件使用后也就已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)形成更大規(guī)模的分布式太陽(yáng)能光伏分布式發(fā)電裝置。光伏分布式發(fā)電裝置系統(tǒng)具有單體安裝工程較少且未受電網(wǎng)地域垂直分布空間限制、安全方便和經(jīng)濟(jì)可靠、無(wú)嚴(yán)重環(huán)境噪聲、低輻射性污染、無(wú)需電網(wǎng)再一次消耗其他任何外部燃料資源和需要單獨(dú)重新架設(shè)高壓輸電線路，即可快速進(jìn)行的就位地光伏集中式發(fā)電和直接集中供電改造過(guò)程及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)投資建設(shè)維護(hù)過(guò)程周期短等等眾多的綜合優(yōu)點(diǎn)。圖1為光伏發(fā)電技術(shù)圖片。

2.光伏發(fā)電技術(shù)原理

新能源光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)，是一種利用另一種半導(dǎo)體太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)直接自發(fā)地通過(guò)，將部分太陽(yáng)光照耀下獲得的部分熱輻射光電能直接轉(zhuǎn)化而換為熱輻射的電能來(lái)產(chǎn)生電力的光伏新發(fā)電系統(tǒng)模式，利用到了半導(dǎo)體PN結(jié)中的光生伏特效應(yīng)。當(dāng)一大部分太陽(yáng)光的集中照射使得半導(dǎo)體在這PN結(jié)片平面上形成時(shí)，部分太陽(yáng)的射光能量就將被這些半導(dǎo)體光子反射，其余部分成為太陽(yáng)能或則直接地變成轉(zhuǎn)換為熱能，或則直接使這些半導(dǎo)體光子也能通過(guò)與半導(dǎo)體表面中的原子價(jià)電子層之間發(fā)生的電子間碰撞作用，以形成另外一個(gè)空穴電子對(duì)。由于在太陽(yáng)表面存在著電子的擴(kuò)散和運(yùn)動(dòng)，P結(jié)區(qū)就帶伏著一正電，N結(jié)區(qū)同時(shí)也會(huì)帶伏了一個(gè)負(fù)電，PN結(jié)區(qū)的陰陽(yáng)兩端之間便可以產(chǎn)生出一個(gè)正負(fù)電勢(shì)力之位差，如果通過(guò)太陽(yáng)能逆變器將多個(gè)的太陽(yáng)能電池分別串聯(lián)連接著一起或并聯(lián)在一起，接通電路的太陽(yáng)能外接儲(chǔ)在電路里也就會(huì)被相應(yīng)的形成出了一電壓勢(shì)差和一個(gè)電流，太陽(yáng)能便能夠被太陽(yáng)直接地轉(zhuǎn)化電能而產(chǎn)生為太陽(yáng)電能。

光伏和分布式風(fēng)力發(fā)電光伏應(yīng)用太陽(yáng)能技術(shù)過(guò)程中一個(gè)最重要的光伏儲(chǔ)能組件材料也就是硅有機(jī)太陽(yáng)能電池，根據(jù)有機(jī)太陽(yáng)能電池材料技術(shù)應(yīng)用的各種具體工藝研發(fā)完成的時(shí)間階段，光伏技術(shù)應(yīng)用又可以大致粗略劃分為三代。由于目前各種太陽(yáng)能半導(dǎo)體材料的本身具有的技術(shù)性能類型幾乎完全的不同，每一代太陽(yáng)能光伏電池的應(yīng)用產(chǎn)品整體效率能表現(xiàn)水平和技術(shù)安全性能差別很大。

根據(jù)發(fā)電應(yīng)用結(jié)構(gòu)形式，可進(jìn)一步將小型光伏太陽(yáng)能發(fā)電類型分為有以下這幾種：（1）光伏大型太陽(yáng)能并網(wǎng)互補(bǔ)電站。發(fā)電模式主要被用于大規(guī)模并網(wǎng)，占地范圍大、光照條件要求好、規(guī)?？刂拼?、電成本低、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸，需定期進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功轉(zhuǎn)換補(bǔ)償處理;（2）離網(wǎng)型分布式光伏。用于解決邊遠(yuǎn)無(wú)供電區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)村的居民用電的問(wèn)題，不方便并網(wǎng)，需要用戶配備光伏蓄電池組等輔助儲(chǔ)放電裝置，在惡劣陰雨天氣時(shí)用戶也應(yīng)能得到持續(xù)可靠供電能力;（3）建筑分布式太陽(yáng)能光伏。結(jié)合住宅建筑特點(diǎn)需求而加以設(shè)計(jì)，比如建筑屋頂太陽(yáng)能直接發(fā)電、窗式太陽(yáng)能直接發(fā)電設(shè)施等，可用于建筑家庭室內(nèi)照明安裝及家庭用電，也有可單獨(dú)接入小區(qū)配電網(wǎng)。

二、新能源光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用

1.光伏并網(wǎng)應(yīng)用

光伏逆變器在并網(wǎng)工作之后，還可以自動(dòng)隨時(shí)的將在其電網(wǎng)區(qū)域覆蓋范圍內(nèi)有富余電能的部分，自動(dòng)地輸送或出給其他電網(wǎng)的負(fù)載，這樣做便不會(huì)因此造成事故影響到該負(fù)載其本身供電的其他電網(wǎng)負(fù)載正常穩(wěn)定的安全使用。而當(dāng)此時(shí)，在自身處于完全沒(méi)有光照狀態(tài)下的惡劣電網(wǎng)環(huán)境狀況條件下，將其可迅速地將其自身的剩余電量中的一切多余的電量全都自動(dòng)地傳入到其整個(gè)的電網(wǎng)系統(tǒng)之中，進(jìn)行備用的電量的儲(chǔ)存。對(duì)于整個(gè)太陽(yáng)能和光伏的發(fā)電光伏并網(wǎng)系統(tǒng)模式而言，可被細(xì)分為，可被調(diào)度式電站的發(fā)電光伏系統(tǒng)分布式的并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的光伏電站系統(tǒng)模式以及分布式不可被調(diào)度式發(fā)電光伏系統(tǒng)電站分布式并網(wǎng)分布式光伏發(fā)電的光伏電站系統(tǒng)，二者其本身系統(tǒng)所需要和具備滿足的最主要系統(tǒng)功能范圍自然也是會(huì)各不相同。對(duì)于這種可調(diào)度式設(shè)計(jì)的光伏太陽(yáng)能并網(wǎng)直流發(fā)電池系統(tǒng)電源回路而言，其設(shè)計(jì)功能也不完全單一，但因?yàn)槠淇梢宰龅綄⑹固?yáng)能蓄電池系統(tǒng)經(jīng)過(guò)直交流逆變器進(jìn)行升壓和處理過(guò)程以后，把所規(guī)定要進(jìn)行轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生出來(lái)的電壓的太陽(yáng)能直接的交流系統(tǒng)輸出和電流全部都輸入到直流電網(wǎng)回路系統(tǒng)中，同時(shí)該蓄電池系統(tǒng)還可同時(shí)，直接轉(zhuǎn)換出來(lái)作為太陽(yáng)能備用的蓄電池，以此即能真正保證太陽(yáng)能光伏電池直接交流發(fā)電系統(tǒng)和光伏并網(wǎng)充電系統(tǒng)工作中不會(huì)有長(zhǎng)時(shí)間的斷電，進(jìn)行逆變器的正常轉(zhuǎn)換工作。而這對(duì)于這樣一種基于不可調(diào)度式的太陽(yáng)能光伏電站的分布式并網(wǎng)太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng)逆變器設(shè)計(jì)而言，在一束太陽(yáng)光照射經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能逆變器內(nèi)部的處理放大后，其太陽(yáng)能逆變器便可以進(jìn)行迅速地轉(zhuǎn)換和調(diào)制釋放出一束直接產(chǎn)生與整個(gè)公共主電網(wǎng)頻率、相位要求達(dá)到相同電壓值信號(hào)的太陽(yáng)能交流電，而由于這樣一種在對(duì)太陽(yáng)光照能量產(chǎn)生的最強(qiáng)烈的反射的作用狀態(tài)情況下，太陽(yáng)能電池板組件中也會(huì)隨之直接地產(chǎn)生了相當(dāng)?shù)拇罅渴Ｓ嗟木褪枪夥娔?，?dāng)某個(gè)負(fù)載所產(chǎn)生剩余光伏電力的實(shí)際總光伏電能數(shù)量，都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)顯著要比其他所有負(fù)載實(shí)際的使用的光伏發(fā)電的剩余總光伏電能多時(shí)，剩余的光伏發(fā)電的剩余總光伏電能數(shù)量便自然也便會(huì)被隨之的直接快速的傳入分配到了整個(gè)的公共電網(wǎng)的各個(gè)電網(wǎng)線路節(jié)點(diǎn)中，這樣無(wú)論是在任何晴朗或是陰雨天氣環(huán)境中又或者即使是完全沒(méi)有受到任何的陽(yáng)光的輻射影響的氣候環(huán)境情況下，電網(wǎng)系統(tǒng)自身的也是將可保證同時(shí)地向其他各的負(fù)載點(diǎn)所進(jìn)行的大量光伏電能的直接快速輸送，以同時(shí)能夠保證各種負(fù)載下也有可以正常高效地進(jìn)行的正常滿負(fù)荷工作。

2.光伏建筑一體化應(yīng)用

建筑物規(guī)劃中還能夠靈活選擇需要收集太陽(yáng)能的地方，陽(yáng)光量比較多集區(qū)中的任意幾個(gè)地方來(lái)并聯(lián)配置太陽(yáng)能光伏器具，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)光伏太陽(yáng)能發(fā)電光伏器具之間和光伏智能電網(wǎng)系統(tǒng)之間的并聯(lián)，與傳統(tǒng)的光伏建筑之間的一體化。這種在太陽(yáng)能光伏建筑物一體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，使用屋頂太陽(yáng)能技術(shù)的一種形式是指將在光伏器具的高度集成化建筑物和高度一體化的建筑物體系中，全部在建筑房頂太陽(yáng)能上全部安裝太陽(yáng)能光伏電池板，同時(shí)可以將高度在一體化的建筑物結(jié)構(gòu)體系中，所有建筑物頂部的屋頂太陽(yáng)能幕墻全部通過(guò)使用屋頂太陽(yáng)能光伏玻璃幕墻技術(shù)，來(lái)達(dá)到全部的代替，這樣既可以進(jìn)一步地提高對(duì)屋頂太陽(yáng)能系統(tǒng)資源的綜合及有效化利用，而且同時(shí)它本身還更有利于地實(shí)現(xiàn)光伏太陽(yáng)能建筑物材料和屋頂其他建筑光伏太陽(yáng)能建筑物發(fā)電及其相關(guān)建筑材料都能夠被同時(shí)廣泛地被使用在光伏一體化發(fā)電建筑物系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，最有效合理地的去控制和用好整個(gè)屋頂太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)發(fā)電建筑工程的建筑總成本建造總成本。

3.獨(dú)立光伏發(fā)電應(yīng)用

獨(dú)立發(fā)電光伏系統(tǒng)并不會(huì)擔(dān)心對(duì)外界電網(wǎng)信號(hào)帶來(lái)直接干擾，控制管理方式上較為直接簡(jiǎn)便，常常能夠被實(shí)際應(yīng)用擴(kuò)展到原有電網(wǎng)設(shè)施無(wú)法充分覆蓋應(yīng)用到電網(wǎng)的其他地方。由于分布式獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用覆蓋地區(qū)范圍極廣，應(yīng)用實(shí)施難度更低，受到人們廣泛地關(guān)注應(yīng)用和示范應(yīng)用。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)雖然在生產(chǎn)應(yīng)用發(fā)展過(guò)程中，卻也同樣存在諸多致命性能缺陷，如發(fā)電量極可能易因此受到外界天氣、氣候變化的干擾影響，發(fā)電的穩(wěn)定性差。但是，其安全簡(jiǎn)便且實(shí)用便捷的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，依然對(duì)中國(guó)偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)村的人們?nèi)粘Ｕ彰饔秒娙跃哂邢喈?dāng)重大積極的推廣作用。同時(shí)，其具備經(jīng)濟(jì)、環(huán)保并重的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，符合我國(guó)可持續(xù)快速發(fā)展模式的新要求，未來(lái)產(chǎn)品將持續(xù)在全球新能源的光伏發(fā)電市場(chǎng)領(lǐng)域里占有一席之地。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新能源光伏發(fā)電技術(shù)的出現(xiàn)，有效地緩解了我國(guó)能源短缺的問(wèn)題，并從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，新能源光伏發(fā)電技術(shù)不僅可以有效地保證能源的供應(yīng)，還能夠避免環(huán)境的污染，可謂是一舉兩得。

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