探究太阳能光伏发电应用的现状及发展

探究太阳能光伏发电应用的现状及发展

张洋

（国网江苏省电力有限公司扬中市供电分公司江苏扬中212200）

摘要：太阳能作为可再生资源，随着现代科技的进步，被越来越广泛的运用。其中光伏发电应用，是国家推进可持续发展的重要举措之一，本文首先阐述了太阳能光伏发电系统，针对太阳能光伏发电发展的现状进行了分析，并对探究其未来发展状况，为促进太阳能光伏发电的良性发展而努力。

关键词：太阳能光伏发电；应用；现状；发展

上世纪中期，太阳能光伏发电才开始获得研发者的关注。它依靠太阳光来获得能量，并通过半导体电子器将太阳能转化为可以被我们使用的电能。由于太阳能发电无污染的特征，以及太阳能的用之不竭，使得各国都将其放在研发的首要位置上。二十世纪后，由于科技的发展，生产技术的提高，各种零件的价格普遍下降，使得光伏发电同燃烧能源相比更具有竞争性和持续性。

1太阳能光伏发电系统概述

1.1太阳能光伏发电原理

太阳能光伏发电利用了太阳能天池的光生伏打效应，从而将太阳光的辐射直接转化成电能。当物体受到阳关的照射时，物体的电荷分布会发生变化，从而产生电动势，光伏发电就是利用了这个原理。发电时太阳光照射半导体的PN节，PN节的两边就会出现光生电压，这就是光生伏打效应。

1.2光伏发电系统的种类

光伏系统由太阳能电池组件、充放电控制器、逆变器和检测仪表等构成，根据不同的用途和不同的应用环境，还可以细分为离网光伏发电系统、并网光伏发电系统和混合体统。离网光伏发电系统多使用在偏远山区、海岛、荒漠地带等等，这些位置的最大特点就是与电网的距离较远，使用光伏发电系统就可以为少量用户供电。并网光伏发电系统将光伏发电和电网相连，可以调整电网的高峰，并减少电网建设的投入，具有很强的灵活性，这种技术也正常成为光伏技术发展的主流。混合系统具有很强的适应性，结合了不同发电方式的优点，充分使用太阳能，但是这种方式控制非常复杂，必须有独立的系统才能有效维护。

1.3太阳能光伏的发电特性

首先，由于其能量来源是太阳，使得发电非常清洁，并且还不存在资源枯竭的问题，也不会因为市场因素导致原料变动从而造成发电成本的变化。其次，这种发电方法受到的限制很小，太阳光在任何地方都存在，使得光伏发电具有较强的通用性。最后，光伏发电的设备比较简单，不需要太多的维护，也不会在发电过程中产生垃圾。但是光伏发电受到时间因素的影响很大，在夜间并不能工作，季节、天气等因素等变化也会影响到发电量。

2太阳能光伏发电发展的现状分析

2.1太阳能光伏发电应用的必然性

应用太阳能光伏发电的必然性主要体现在以下几个方面：首先，现阶段我国能源形势比较严峻。近年来社会经济不断发展，但是对能源的需求量也相应增加，尤其是社会用电总量的不断增加，使得发电方式的优化创新成为时代的必然要求。我国发电方式主要有火力发电、风力发电、水力发电等，其中火力发电仍然占据较大比重，不仅对生活环境造成污染，还会造成能源的不断消耗。当前我国天然气、煤炭、石油等能源的储备量不断下降，因此能源保护是促进社会可持续发展的重要举措；其次，我国生态环境破坏严重。煤炭的大量燃烧使大气遭受严重污染，臭氧层破坏、大气雾霾成为当前严峻的环境问题，因此必须采用清洁环保的发电方式。

2.2我国太阳能光伏发电发展存在的问题

近年来我国太阳能光伏发电的项目建设水平不断提升，在世界光伏发电产业中占据稳定份额，这主要有两方面的原因，一是世界光伏发电产业不断发展的推动作用，二是内部能源问题和环境问题的压力作用，因此我国光伏发电产业的发展已经具有一定的成果，大批光伏发电产业不断涌现出来，并在国际市场上凸显出显著优势。虽然太阳能光伏产业的发展速度较快，但是国内市场却并不完善，对太阳能光伏发电的需求量不高，因此光伏发电产业的发展主要集中于国际市场。另外，我国太阳能光伏产业需求的原材料大多数来自于国外，产品也远销海外市场，导致市场和产业之间的关系严重不协调。

3太阳能光伏发电发展的前景分析

3.1太阳能光伏发电的优势和劣势

要分析太阳能光伏发电的前景，必须明确当前太阳能光伏发电的优势和劣势。就太阳能光伏发电的优势来看，主要体现在以下几个方面：首先，利用太阳能光伏发电不需要消耗能源，因此发电的成本会相应下降；其次，太阳能光伏发电具有可持续性，不会受到能源储备的影响；第三，太阳能光伏发电主要依靠可再生能源，因此具有取之不尽、用之不竭这一特点；第四，太阳能光伏发电没有环境污染和噪音污染，更加安全环保；第五，太阳能光伏发电有利于偏远地区的用电，不会对电网建设形成制约，就太阳能光伏发电的缺陷来看，主要体现在以下几个方面：一是受气象变化的牵制，发电具有不连续和不稳定的特点；二是占地面积较大，不利于大规模建设；三是太阳能光伏发电的技术应用不成熟，因此投资成本较高，难以大范围推广。

3.2太阳能光伏发电的前景思考

太阳能光伏发电主要应用的原理是光生伏打效应，指的是半导体材料在太阳光照射的情况下产生电动势，能够将太阳光之间转换为电能，从而实现发电需求。当前太阳能光伏发电主要有两种应用类型，一种是并网光伏发电系统，另一种是独立光伏发电系统。由于我国对太阳能光伏发电的研究已经相对稳定，因此未来必将进入大规模的建设时期，并成功应用于工业、通信等行业，同时实现偏远地区的项目建设，例如当前在青海、甘肃、宁夏、新疆等省份已经核准大规模的并网光伏发电系统建设，从而保障偏远地区的供电。由于电能的转换来自于太阳能，因此太阳能光伏发电的效果与气象情况具有密不可分的关系，在电网规划中应该将气象预报纳入其中，避免太阳能光伏发电不稳定影响电网的运行安全。

3.3太阳能光伏发电的发展建议

太阳能光伏发电产业是有利于国计民生的重要产业，因此必须制定合理的发展目标。当前我国产业发展的主要问题集中于市场需求与产业发展之间的不平衡，因此必须加快对市场的刺激，提高市场对太阳能光伏产业的认知程度和重视程度，同时对光伏发电的技术进行深入研发，着重在降低成本的前提下提升转换的效率，加快对原材料的研发，转变从国外进口材料的现状。例如国家可以联合社会电力企业，建立专项的光伏发电研发中心，引进先进研发人才和资源，加快光伏发电材料的研制，并且开展系列化的光伏发电实验，针对不同的市场需求规范太阳能光伏发电的使用方式和发电准则，从而与市场需求相衔接。例如开发房顶发电项目，使太阳能光伏发电能够实现与建筑一体化的发电方式，从而刺激市场的需求。另外，还可以综合应用清洁能源进行发电，弥补太阳能光伏发电不连续、不稳定的影响。例如在将风力发电和太阳能光伏发电相结合，对当前清洁能源的市场进行补充和完善。

结语

21世纪以后，我国为实现可持续发展的战略目标，加快了对可再生能源的研发速度，太阳能作为可再生能源中的一种，被放在了研发的首要位置。想要实现发展可持续，就必须使用清洁能源。大力支持太阳能光伏发电行业的发展是大势所趋，只有利用诸如太阳能一类的清洁能源来发电，才能从根本上改变电力行业高消耗、高污染的现状。

参考文献：

[1]黄传水.风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势[J].江西建材，2016（15）：207-207.

[2]耿恒.居民太阳能光伏发电应用与发展研究[C]//2016年中国电机工程学会年会.2016.