光伏电站发电技术研究及应用

发表时间:2021/1/28   来源:《中国电业》2020年第28期   作者:赵阁昕
[导读] 目前,我国的经济在迅猛发展,社会在不断进步
        赵阁昕
        国家电投集团抚顺抚电能源分公司,辽宁省抚顺市,113008
        
        摘要:目前,我国的经济在迅猛发展,社会在不断进步,人们越来越认识到环境保护的重要性。正如习近平总书记曾经提到过的科学论断:“绿水青山就是金山银山”,更加体现出国家对于环境保护和新能源技术开发的重视程度。人们应该在大自然体系运行良好的前提下充分利用大自然特有的资源,最大限度实现人与自然和谐发展。近年来,为了减少对自然环境的污染,人们致力于对潮汐能、地热能、风能、生物能等可再生能源的开发。在国内外的大环境中,光伏电站发电技术的开发均得到了广泛使用。如今光伏电站发电技术仍存在缺点和不足,因此对于光伏电站发电技术的研究和开发要不断向前。
        关键词:光伏电站技术;发展趋势;研究应用
        引言
        随着目前能源和资源形势的改变,节能环保工程受到大家的重视,在社会进步和发展过程中,人与自然和谐发展成为新趋势。光伏发电工程是一种新型节能技术,通过将太阳能转化为电能,绿色健康、清洁无污染,是我国目前绿色能源工程之一。为了促进光伏发电工程健康稳步发展,需要提高光伏电站工程建设项目的管理水平,促进光伏电站工程建设的效率和质量的提升,提高企业竞争力,更好地落实节能资源的开展,保证光伏发电工程的经济增长。
        1光伏发电技术简介
        光伏发电主要是利用太阳能进行发电的一种方式,使用半导体材料的光伏效应,将太阳能转化为电能,根据光伏发电选择的电池材料以及制造方法,可以将光伏发电技术分为以下3种,也就是晶硅太阳能电池技术、聚光太阳电池技术和薄膜太阳能电池技术。在这其中晶硅电池又能够分为多晶硅电池和单晶硅电池,而薄膜电池也能够分为铜铟硒电池、碲化镉电池以及非晶硅电池等等。现如今在实际的应用过程中,应用最为广泛的就是晶硅太阳能电池,而且这种技术是目前我国成熟度最高,应用规模最为广泛的产品。在实际的应用过程中,单晶硅太阳能电池进行光电转换的效率已经可以达到17%左右,其使用寿命一般在15年,最高可达到25年,现已经广泛应用于空间和地面。薄膜电池和其他类型的太阳能电池,更适合应用于沙漠电站,由于薄膜电池的弱光效应非常的好,所以能够有效的应用于建筑光伏一体化,但是由于衰减较大,会降低电池的光电转化率,而且这种设备的投入资金也比较高。光伏发电技术的原理相对简单,光伏电站的建设施工周期较短,而且在设备运行维护中也比较简单,因此光伏电站应用的非常广泛。由于光伏发电属于静态发电,不会产生噪音,同时不需要燃料,后续运营维护成本低,是一种易于标准化的绿色发电技术。进行光伏发电厂址的选择也非常的方便,其前期投入较小,一般来说大型的光伏发电站建设时间不会超过半年。光伏电站的组件通常是由光伏组件和逆变器来组成的,在运行过程中不需要消耗燃料,而且可以实现无人看守,其运维成本也非常低。此外由于光伏电站的应用形式非常多,包括分布式建筑光伏、离网光伏以及大型并网电站。在这几种电站中,大型并网电站的建设成本非常的低,可以应用于平坦开阔阳光比较充足的地面建设,离网光伏可以将其建立在地区偏远的地方完成电力的供应,分布式建筑光伏是在建筑物上设置的,将其接入到配电网中能够完成就地消纳。虽然在实际的应用过程中光伏电站具有非常多的优势,但是其缺点也非常的明显,具有一定的间歇性和不确定性,特别是在没有阳光照射和阳光比较少的地区,使用光伏发电的形式,间歇性非常的明显。


        2光伏电站发电技术研究及应用
        2.1智能的光伏组件
        所谓智能光伏组件是应用物联网技术,集成了对组件进行测量和管理的能力,对不同光伏组件的电流、电压、温度等运行参数进行监测,然后利用智能化云平台对监测后的数据保存、分析,提供了有效的监视整个光伏发电系统的技术手段,使维护人员能迅速确定发电水平,及时发现组件存在的问题及具体位置并发出报警信号。通过智能光伏组件的应用在一定程度上提高了光伏电站的发电效率,在不同组件进行独立跟踪,减轻光伏电站的运维经济成本,提升企业的社会经济效益。
        2.2并网光伏发电系统
        并网光伏发电系统采用了将光伏发电技术与建筑工艺两者融合,具有方便、环保和轻捷等特点。该系统在太阳能电池吸收太阳能后变成直流电,然后通过转换器转换输出与电网同伏的交流电。光伏电站发电的使用遍及千家万户,成为发电领域使用最频繁的发电技术。相对于水力、火力发电技术来说光伏电站发电既不污染环境也节省了成本。近年来,随着国家对光伏电站发电技术的研发和深入了解,光伏电站逐渐由离网光伏发电系统转为并网光伏发电系统。传输距离也从最初的短距离传输发展为远距离传输。离网光伏发电系统的优势在于灵活多变,但是也具有一定的局限性,于是并网光伏发电系统应运而生。并网光伏发电太阳能板的放置位置可以在屋顶也可以放置在地面上。屋顶一般放置中型并网发电站,提供的电能也仅仅限定在一定的传输距离内。地面并网光伏发电站是一个庞大的发电系统,具有占地面积大、发电站位置偏僻等特点。并网光伏发电的电能会输入到公共电网提供给更多住户使用,中间不需要经过蓄电池的输入和输出。这种发电方式在一定程度上将能源损失量降到最低并且节约了设备成本,并网光伏发电技术将是未来世界最有潜力的发电技术。
        2.3加强项目建设的设计管理
        光伏电站工程建设的合理设计方案,能够保证整个工程建设的合理性、科学性,对工程后期的发电性能也产生直接影响。光伏发电额效率受多种因素的影响,包括芯片表面的温度以及蓄电池的温度会致使峰值功率增加,输出功率存在损失。因此,要重视项目建设设计方案的完善,要做好设计的前期踏勘,力争做到设计合理且便于施工,图纸必须经过会审通过。要选择最佳的芯片倾斜角度,保证芯片表面的清洁程度,避免因为污垢降低光转换率。在电站工程选址时,要结合周围自然条件,避免由于自然因素影响光伏芯片的表面洁净度。光伏电站工程设计工作要综合衡量当地气象因素以及影响电站正常运转的因素,结合该地区太阳的高度再对芯片的倾斜角进行设计,通过提高设计方案的合理性,提高光电转化率,将能源作用发挥最大化。
        2.4科学的预测瞬时功率
        光伏电站主要是借助太阳能资源发电,在发电过程中容易受到气候、环境、自然因素的影响,光伏发电存在多种不稳定性。企业需要根据实际情况加大对光伏电站的管理和监督力度,尤其是科学预测瞬时功率,纳入现代科学技术对云图像的数据进行实时分析,判断出云的移动速度,然后测出当地光伏电站的运转功率,科学地提高管理、监督的质量和效率。
        结语
        光伏电站发展技术的研发是无止境的,国家不断加大对光电技术的研发力度。文章对光电技术进行了介绍,分别介绍了光伏电站发电系统的三个种类,为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统、分布式光伏法发电系统。最后介绍了光伏发电技术的发展前景,分析处BIPV系统将是未来光伏发电技术的最佳方向。通过以上介绍综合说明了光伏电站发展的重要性,研发光伏电站发电技术应该成为人们大力发展的技术。
        参考文献
        [1]王景丹,刘桂莲,等.基于光伏电站的智能化运维知识库的研究[J].电源技术,2016,8.
        [2]赖菲,陈亚鹏,等.深度学习算法在光伏电站无人机智能化运维中应用[J].热力发电,2019,9.
        [3]陈刚.智能技术在光伏电站中的应用[J].企业技术开发,2019,5.
        [4]吴伟晴,高阳,于杰承.光伏电站智能化运维技术[J].山东工业技术,2016,22.
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