新能源光伏发电技术运用初探

发表时间:2020/8/12   来源:《电力设备》2020年第10期   作者:郭晓虎
[导读] 摘要:众所周知,太阳能资源不仅仅具备可再生的属性,而且其更具备现代人在发展经济过程中提出的清洁无污染的标准和要求。
        (中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司  新疆乌鲁木齐  830013)
        摘要:众所周知,太阳能资源不仅仅具备可再生的属性,而且其更具备现代人在发展经济过程中提出的清洁无污染的标准和要求。太阳能的利用不仅给我国的电气自动化技术带来了全新的发展机遇,更为实现我国经济的可持续发展提供了重要的能源基础。利用新能源光伏发电,将太阳能转化成为各个领域所需要的电能,这不仅给人们的实际生活提供了更多的便利,更为时代的发展提供了更加强大的推动力量。
        关键词:新能源;光伏发电技术;运用
        引言
        光伏发电是较为清洁的发电方式,所采用的为可再生的太阳能,和传统的化石能源相比具有明显的优势,近年来在电力系统中的装机容量不断扩大,在电力系统中已经具有较高的电量占比。光伏发电项目在进入实际施工之前,需要对该项目的技术和经济性进行分析,评估项目实施的必要性、可行性和经济性。
        1新能源光伏发电原理
        就新能源光伏发电技术来看,在实际应用当中,它能够实现对太阳能的转换,使其变为电能。具体而言,新能源光伏发电技术中最为重要的设备就是太阳能电池,光生伏打效应最早是在1839年所发现的,这也为太阳能电池的发展提供了条件。在太阳能电池芯片当中的PN结被太阳光所照射的情况下,电子芯片能够与高能状态下对光能进行吸收,激发其中的所有自由电子,在晶体内,自由电子能够实现移动,同时调动剩下的晶体来围绕其进行移动,N结出形成自由电子聚集,P结出形成空穴聚集,所以,在PN结之间,将会出现电势差,从而得以产生对应的电源。
        2新能源光伏发电技术运用
        2.1在通信、工业、交通中的应用
        随着我国新能源光伏技术的迅速发展,国内各个领域已经广泛应用该技术提供能源。在通信领域、工业领域和交通领域都离不开光电技术的应用,例如,太阳能无人值守微波中继站、广播/通讯/寻呼电源系统、卫星通信、光缆维护站、通信机、农村载波电话光伏系统、水闸阴极保护、铁路和公路信号、士兵GPS供电、航标灯、无人值守道班供电、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、气象和地震台站、石油管道阴极保护、高速公路/铁路无线电话亭等,都得到了广泛的应用。这些应用极大地加快了我国通信、工业、交通领域的发展。
        2.2在商品中的应用
        新能源光伏发电技术在商品上的使用,尤其是家庭灯具电源和一些日常用品上,在很大程度上增加了太阳能光电技术的经济效益,推动了太阳能发电技术的发展。目前,在家庭灯具电源上的应用主要用于庭院灯、路灯、手提灯、节能灯等。在一些日常用品上,通常有太阳能玩具、太阳能手表、太阳能电池等。新能源光伏发电技术在商品上的应用,大大地方便了我们的日常生活,这些商品很多都已经成为我们的生活必需品,因此,太阳能在商品上的使用极大地提高了太阳能发电的经济效益。
        2.3在建筑中的应用
        所谓的光伏建筑,就是把太阳能技术融入到建筑设计中,不仅保持了建筑的所有特征,而且还降低了能源的消耗,由于建筑具有一定的复杂性和系统性,所以需要对太阳能技术进行充分运用。那么,在实际的应用中,可以把新能源光伏建筑一体化设计分成光伏发电和建筑的结合、光伏方阵与建筑的集成这大两类。不管建筑属于哪个类别,在实际的设计中,都需要从多个方面、多个角度对要素进行考虑和分析。

从结构的安全性能方面而言,主要体现在组件自身结构上和组件固定的方式上,对于组件自身的结构安全,一般情况下,部分高层建筑物屋顶上的风荷载一定会大于地面上的风荷载,这时,光伏组件就没有很好的强度,很难达到实际的要求,在风荷载的作用下,电池板会受到不同程度的影响。对于固定组件的连接方式,就是对组件之间的连接点进行安装、固定,该工作看似简单,其实是比较复杂的,不仅需要对结构进行准确计算,而且还需要对一些不确定因素进行充分地考虑和分析。一般情况下,建筑物的寿命远远高于光伏组件的寿命,大约高出近三十年的时间,突出了结构安全问题的重要性,而建筑的构造设计会对光伏组件是否能够正常运行起到了决定性影响。在新能源光伏建筑一体化设计中,可以把光伏组件应用到采光屋顶上或者幕墙上。在光伏组件和方阵的设计过程中,光伏组件接受到的太阳能以及光伏组件自身性能这两种因素都会对光伏发电产生直接影响。那么,地理位置,大气情况以及海拔高度等等都是影响太阳辐射量主要因素,并且在一年中的变化是非常明显的,如果这种太阳辐射与地面的比例相适应,就会对太阳能的发电产生直接影响,而该因素对建筑物来讲是一种具有客观性特点的因素,不能对其进行主动选择。但光伏组件自身可以在设计中对光伏方阵的倾斜角度、光伏方阵表面的干净程度、工作环境以及电池的转化率进行充分的考虑,简单来讲,就是在建筑设计过程中,为了使太阳能获得更多的方阵,就应把光伏组件结构放置到太阳光充足的位置。
        2.4在电能转换中的应用
        新能源光伏发电是将太阳能转化成为电能,以供现实生产和生活所用。电气自动化技术在此方面的具体应用便是将直流光伏电能转化成为交流电能,转化后的交流电能是要被输送到电网当中使用的。电气自动化在电能转化过程中,需要注意一点,就是电能转化需要对光伏发电系统中的光伏阵列,相关人员必须要加强对充放电控制器和蓄电池的管理力度,避免意外情况的发生。
        3光伏发电趋势及展望
        技术层面,负责能量转换的光伏发电技术可以将光能转换为电能,刚好达到了可持续发展的能源系统的要求。虽然该技术还未成熟,还在不断的完善的阶段。但稳定增长和高增长率会随着技术的不断完善尽快的得到实现,为提供更加安全可靠的电力供应不断发展。未来科技的发展会带来发电成本的降低。未来市场上会层出不穷的涌现出更强的技术更好的的材料。更好的发展则会引导模块的转换效率将不断地上升。最后光伏模块的转换效率可达到30%~50%,可以更加全面的合理地利用太阳辐射能量。通信领域和边远地区在光伏发电系统中多被选择为主要应用地区,未来的应用范围可以扩充至水泵,工业领域以及屋顶发电系统等领域。常规电力越发紧张,光伏发电逐渐向公共电力规模不断靠近,屋顶光伏发电系统,大型独立光伏电站,中心并网电站以及大型风光互补电将会在公共电力有更大的发展空间。电动汽车的发展也会给光伏发电迎来新的起点,在未来,光伏发电有可能得到更大规模的发展。
        结语
        我国太阳能资源丰富,新能源光伏发电技术迅速发展,已经成为我国重要的发电技术之一,但是,虽然该技术在我国已经广泛应用,有很大的发展前景,却与国外相关技术还有较大差距,不仅在技术开发和应用领域方面,我国光伏发电的材料也稍逊色于国外,整个太阳能发电产业链还不够成熟。对此,我国应学习外国太阳能光电技术的优势,吸取产业开发中出现的经验教训,尽快完善新能源光伏发电技术,摆脱对化石能源的依赖,尽力开发利用可再生资源,因地制宜,使太阳能成为21世纪发展过程中取之不尽用之不竭的清洁能源,实现人类可持续发展和与自然和谐共生。
        参考文献:
        [1]申卫华,江浩,亢超群.太阳能光伏发电环境效益研究[J].电力与能源,2014,35(05):627-631.
        [2]王文静,王斯成.我国分布式光伏发电的现状与展望[J].中国科学院院刊,2016,31(02):165-172.
        [3]彭健.太阳能光伏发电并网技术应用分析[J].科技经济导刊,2019,27(28):84+138.
        [4]方刚剑.太阳能光伏发电技术及其应用探讨[J].智能城市,2019(11):81-82.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: