光伏電站發(fā)電技術(shù)研究及應(yīng)用

摘要：太陽(yáng)能是具有非常高應(yīng)用價(jià)值的能源，不僅綠色環(huán)保、并且太陽(yáng)能還是一種可再生的能源。通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能的開發(fā)和利用，我國(guó)的光伏發(fā)電技術(shù)逐漸被普及應(yīng)用，迎來(lái)了全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。光伏產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)隨著現(xiàn)代化社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，正在進(jìn)行積極的革新，從市場(chǎng)、技術(shù)、設(shè)備等方面強(qiáng)化自身的綜合實(shí)力，在國(guó)際市場(chǎng)中提高競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)未來(lái)的進(jìn)一步發(fā)展，為我國(guó)的綜合國(guó)力建設(shè)夯實(shí)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；發(fā)展；趨勢(shì)；能源；污染引言:能源可分為可再生、不可再生兩種，在過(guò)去多年的發(fā)展中，工業(yè)領(lǐng)域?qū)κ汀⒚禾?、金屬等不可再生資源的應(yīng)用量較大，不僅對(duì)自然環(huán)境造成了影響，而且不利于構(gòu)建良好的生態(tài)環(huán)境。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵸Y源逐漸沖擊了能源領(lǐng)域，與傳統(tǒng)能源相比，太陽(yáng)能、風(fēng)能等屬于清潔能源，衛(wèi)生程度極高，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，未來(lái)發(fā)展前景良好。如今太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)愈加成熟，且不再局限于某一單獨(dú)類型，而是更加多樣化、實(shí)用化。1光伏電站發(fā)電技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展中國(guó)科技的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了從跟跑、并跑到領(lǐng)跑三個(gè)環(huán)節(jié)的連續(xù)發(fā)展，光伏電站發(fā)電技術(shù)的發(fā)展亦是如此。最開始借鑒國(guó)外光伏發(fā)電技術(shù)成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn)，在新能源企業(yè)不斷努力和國(guó)家政府的大力支持下，我國(guó)光伏電站發(fā)電的技術(shù)水平發(fā)展到和國(guó)外技術(shù)并駕齊驅(qū)，為國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電市場(chǎng)開辟了新的方向。現(xiàn)階段，我國(guó)光伏電站發(fā)電技術(shù)在研究人員自主研發(fā)和創(chuàng)新的努力下在全世界達(dá)到了領(lǐng)跑階段。今年在國(guó)家能源集團(tuán)和碧桂園集團(tuán)的通力合作下，第一個(gè)光電建筑(BIPV)應(yīng)運(yùn)而生。國(guó)內(nèi)第一座光電建筑-銅銦鎵硒(CIGS)的成功建設(shè)解決了地面電站占地、存儲(chǔ)能量設(shè)備花費(fèi)高的問(wèn)題。光電建筑將光伏發(fā)電技術(shù)與建筑工程的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了將光能高效利用的目標(biāo)。2太陽(yáng)能光伏發(fā)電的原理分析太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)作為可再生技術(shù)的一種，具有非常大的潛力，太陽(yáng)能光伏發(fā)電是在太陽(yáng)能電池中儲(chǔ)存太陽(yáng)能輻射光能后，產(chǎn)生電能。在太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)中，應(yīng)用到的原理主要是半導(dǎo)體光伏發(fā)電光能原理，通過(guò)聚集太陽(yáng)能輻射光到太陽(yáng)電池中形成電能。具體的太陽(yáng)能輻射光轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程是太陽(yáng)能電池中存在電場(chǎng)，而在光能中存在“光生電子-空穴”，在電子和空穴之間形成了互相分析作用，最終有電荷形成在電池的兩側(cè)出現(xiàn)電壓。太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)中，最為典型的應(yīng)用就是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多個(gè)部分組成，包括電纜、蓄電池組、交直流逆變器、光伏電池組、光伏系統(tǒng)電池控制器等，每個(gè)不同的組成部分都發(fā)揮著不同的功能作用。在這其中，發(fā)電系統(tǒng)的核心部件是太陽(yáng)能光伏電池組，它是由一系列各種材料的太陽(yáng)能電池排列組合形成的，主要負(fù)責(zé)能量轉(zhuǎn)換。太陽(yáng)能電池使用材料各有不同，常常是以以下四類為主，分別是聚合物光伏電池、化合物光伏電池、硅基光伏電池和納米晶光伏組件。其中納米晶光伏組件和聚合物光伏電池中，起作用的主要材料是成本較低的聚合物光敏活性層和納米染料增感材料，目前此兩種材料的能量轉(zhuǎn)換效率并不高，無(wú)法保證良好的穩(wěn)定性，因此仍舊處于探究初期階段。3太陽(yáng)能發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)光伏特性效應(yīng)發(fā)電是太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的主要特征，在我國(guó)并網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀下，兼續(xù)大規(guī)模集中開發(fā)與分散開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了中高壓接入與低電壓就地接入并舉的特點(diǎn)。（1）關(guān)鍵技術(shù)。在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，核心技術(shù)包括組件的絕緣技術(shù)、孤島效應(yīng)保護(hù)技術(shù)、最大功率跟蹤技術(shù)、夜間零耗電技術(shù)、陽(yáng)能并網(wǎng)技術(shù)、電能雙向計(jì)量技術(shù)以及電磁兼容性技術(shù)。（2）并網(wǎng)技術(shù)面臨的壓力。受電能質(zhì)量等因素的影響，容易出現(xiàn)三相電流不平衡的情形，從而引發(fā)輸出功率與產(chǎn)生諧波的閃變。受此影響光伏電源會(huì)產(chǎn)生電壓波動(dòng)，且變化幅度大。面對(duì)自身不具備慣量的屬性，在電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)以及電壓無(wú)功控制的指標(biāo)約束下，電能計(jì)量計(jì)費(fèi)技術(shù)問(wèn)題生成多電源結(jié)構(gòu)保護(hù)，對(duì)于后續(xù)運(yùn)行控制措施產(chǎn)生促動(dòng)。（3）分布式并網(wǎng)的原則。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有光伏并網(wǎng)系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范中，受可靠性和安全運(yùn)行缺失的影響，導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)劃存在極大的局限性。一方面，標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重滯后，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和管理體系尚未健全。這就需要在加強(qiáng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定的安全性，加裝在線檢測(cè)裝置，提升電能質(zhì)量要求，按照不可逆接入方式劃分做好安全與保護(hù)的并網(wǎng)性能。另一方面，分布式并網(wǎng)要減少對(duì)電網(wǎng)供電的依賴，做好光伏電站等級(jí)分類的劃分，提升差額的補(bǔ)償與外送，降低光伏電站的占地面積，利用電能雙向計(jì)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器諧波的科研水平。4光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和前景展望4.1太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用前景太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在未來(lái)的應(yīng)用和發(fā)展中，通過(guò)對(duì)可再生能源的充分利用，大大降低了對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)化石能源的消耗，體現(xiàn)了我國(guó)建設(shè)所遵循的可持續(xù)發(fā)展理念。太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用前景體現(xiàn)在分布式光伏電站的推廣應(yīng)用、光伏建筑一體化應(yīng)用、混合式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、太陽(yáng)能商品四個(gè)方面。光伏發(fā)電站的推廣使用結(jié)合社會(huì)用電的需求最大限度的豐富了發(fā)電的類型，將獨(dú)立的發(fā)電系統(tǒng)設(shè)立在偏遠(yuǎn)地區(qū)，降低了發(fā)電成本，解決了電網(wǎng)延伸不足的問(wèn)題。光伏建筑一體化指的是將光伏發(fā)電技術(shù)和建筑結(jié)合在一起，不僅體現(xiàn)了清潔環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)，光伏建筑內(nèi)的供電將會(huì)不受到異常故障的影響，例如太陽(yáng)能光伏屋頂、墻壁、窗戶的設(shè)計(jì)就是該應(yīng)用下的重要產(chǎn)物?；旌鲜焦夥l(fā)電系統(tǒng)是一項(xiàng)組合設(shè)計(jì)，結(jié)合了光伏發(fā)電系統(tǒng)和其它發(fā)電系統(tǒng)，將多種發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，把單個(gè)發(fā)電系統(tǒng)中的缺點(diǎn)規(guī)避和消除。太陽(yáng)能商品應(yīng)用廣泛，形式多樣，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，為人們的生活體驗(yàn)帶來(lái)全新的改變4.2分布式光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展分布式光伏發(fā)電進(jìn)一步提高了能源利用率，要充分利用太陽(yáng)能，將其就地發(fā)電、消納性能發(fā)揮得淋漓盡致，同時(shí)強(qiáng)化大電網(wǎng)系統(tǒng)的抗災(zāi)害能力?；诖?，要在并網(wǎng)技術(shù)條件方面下大功夫，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的分散式管理，一旦出現(xiàn)穩(wěn)定性與安全運(yùn)行不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，可以利用中、低壓配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)輸送能力的促進(jìn)與優(yōu)化。在并網(wǎng)技術(shù)條件的綜合考慮區(qū)域上，有效要基于穿透率和逆功率的特點(diǎn)，發(fā)揮波動(dòng)性與隨機(jī)性特征，結(jié)合電網(wǎng)與分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)之間的關(guān)系，在光伏發(fā)電系統(tǒng)集成體系的開發(fā)進(jìn)程中，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)性能較高的逆變?cè)O(shè)備，（1）減少對(duì)電網(wǎng)的負(fù)面影響；（2）提升發(fā)電、配電的安全性。在此基礎(chǔ)上，做好穿透率與逆功率的平衡協(xié)調(diào)，嚴(yán)格依照研究標(biāo)準(zhǔn)額屬性劃分，在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的創(chuàng)新機(jī)制中保持領(lǐng)先效應(yīng)。為此壓迫加強(qiáng)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按照光伏發(fā)電系統(tǒng)的穿透率需要，在配電網(wǎng)與分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，以輸送能力因素為考慮內(nèi)涵，不斷加強(qiáng)供電系統(tǒng)的儲(chǔ)能量，拓寬電能覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的功率調(diào)整，為供電系統(tǒng)收納電力拓寬電能覆蓋范圍奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。結(jié)束語(yǔ):綜上所述，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用是目前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，不可或缺的重要技術(shù)手段，光伏發(fā)電技術(shù)推動(dòng)了我國(guó)現(xiàn)代化社會(huì)的建設(shè)，為我國(guó)社會(huì)人們的生產(chǎn)生活提供保障。應(yīng)用太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)不僅緩解了能源短缺的現(xiàn)狀，針對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)存在的電能供應(yīng)不足問(wèn)題，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)更是發(fā)揮了自身的優(yōu)勢(shì)作用，給我國(guó)社會(huì)人們的生活帶來(lái)了全新的改變。未來(lái)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)將會(huì)持續(xù)突破、擁抱廣闊的發(fā)展前景。參考文獻(xiàn)[1]秦騰.分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)影響的實(shí)測(cè)與仿真分析[D].山東大學(xué),2019.[2]粟剛,謝保衛(wèi).光伏發(fā)電項(xiàng)目并購(gòu)的技術(shù)難點(diǎn)和對(duì)策[J].湖南水利水電,2019(06):107