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摘要:随着我国能源问题变得越来越紧张。为了有效缓解这一问题,解决经济发展与能源紧缺的问题,我国积极发展新能源的开发与探索,并通过光伏发电技术的应用和推广,为人们带来了更加充足的清洁能源,解决了经济发展与能源之间的矛盾,很大程度缓解了各类能源的压力。基于此,本文对近年来太阳能光伏发电技术发展现状进行总结和分析。
关键词:太阳能;光伏发电;研究
引言
世界能源的主要来源为传统化石能源,即煤、石油、天然气等非再生能源。但是这些传统的化石能源正在迅速减少,能源危机已经成为困扰全球的主要问题之一,降低能源消耗减少化石燃料消耗已成为国际社会的共识。从能源危机到建筑的可持续发展,可再生能源在建筑中的应用日益受到重视。与其他能源形式相比太阳能发电具有无污染、不排放温室气体、不消耗染料、无噪声等优点,因此太阳能作为免费、高效、清洁的可再生“绿色”能源被广泛应用。
1我国太阳能资源分布
我国属太阳能资源丰富的国家之一,全国各地太阳年辐射总量达3350~8370MJ/(m2·a),太阳年辐射平均值为5860MJ/(m2·a)。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时,年辐射量在5000MJ/m2以上。按太阳能年辐射总量的大小,可将我国太阳能资源划分为五类地区。一、二、三类地区,年日照时数大于2000h,是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区,具有利用太阳能的良好条件四、五类地区虽然太阳能资源条件较差,但仍有一定的利用价值。
2太阳能光伏发电概述
光伏发电技术是利用半导体PN结的光生伏特效应,当太阳光照射在光伏电池的PN结上,由于扩散运动使P区带正电,N区带负电,PN结两端产生电势差,将光伏电池接通外电路就会形成电压和电流,进而将太阳能转换为电能。光伏电源主要依托太阳能的福特显影,将太阳散发的热量进行收集,并通过太阳能电池板的转化作用,将太阳能转化为电能,为人们的日常生活和工作提供充足的清洁能源,光伏发电设备的主要结构包括太阳能电池板、控制器以及逆变器,通过这几部分的共同作用,能够实现电能的转化与储备。采用光伏发电提供的电力能源不但可以彰显出清洁能源的优势,降低对生态环境的破坏程度,同时也能够实现良好的能源应用效果。对于我国偏远山区的电能供给起到了重要作用,此外,光伏发电还具有灵活性,能够发挥出巨大的能源效果。
光伏发电产生的能源使用后,具有多种选择方式,不但能够进行独立使用。同时也可以与配电网共同配电,凭借着强大的适应能力,能够基本满足人们的电力需求,但是对于不同时节,光伏发电在进行电能转化过程中都会受到一定的影响,进而影响电网的稳定运行。我国电力部门对光伏发电与配电网的并网工作提出了明确的要求,有效降低光伏电能转化过程产生的影响。电力部门对光伏发电的运行方式:(1)提倡并网发电运行,这样能够降低发电过程中产生的影响因素;(2)光伏发电的运行过程中避免接入太多的数量,降低光伏电源中电网的运行压力;(3)保证光伏发电并网运行中的电压低于8kV。通过这些并网运行规范,可以保证光伏发电并网在电网运行中的稳定性,提高电网运行可靠性。
3太阳能光伏发电的环保意义
由于雾霾、沙尘暴等恶劣天气对生态环境产生巨大影响,并且这种现象正在以每日递增的态式发展,因此环境问题受到了全球的重视。但是,很少有国家或公司可以实施快速实用的解决方案,因此需要加大努力来研究和解决这一问题。在发电过程中,会产生二氧化碳甚至有毒的气体,如果将这些气体释放到大气中,将不可避免地对生态环境造成不良影响。例如,温室效应是中国当前关注的一个环境问题。随着温室效应的加剧,所有国家都意识到全球变暖已是必然。但是太阳能发电的使用可以有效缓解这些环境污染问题,也可以实现资源的合理利用,保护生态环境。简而言之,就国家发展或环境保护而言,太阳能发电产业发挥着不可替代的作用。
4太阳能光伏发电技术应用发展趋势
4.1光伏发电站
光伏发电技术的顺利应用,离不开光伏电站的支持,光伏电站是进行光伏发电的基础设备,其直接影响着发电率和电力的有效应用。目前,太阳能发电厂大致分为分散发电厂和集中式太阳能发电厂两种。分散发电厂是指在恒定电压水平且不超过20000kW并网的单个发电厂的点存储容量,转换后的电能主要用于变电站地区的太阳能发电设备。集中式太阳能发电厂在电能传输中有很多阶段,设备也更复杂,它通常包括以下步骤:(1)通过转换设备的作用将太阳能转换为电能,(2)转换后的电能通过配电和接收设备输送到逆变器。(3)在逆变器的作用下,直流电在交流变压器箱中流动,并与网络建立连接。为了确保在传输过程中安全使用电能,有必要确保各种太阳能组件的正常运行。
4.2光伏建设一体化
当前,绿色环保的概念逐渐渗透到人们的思想,因此光伏发电技术越来越受欢迎,并且被越来越多的应用到了我国的建筑设计中。例如:在建筑物的屋顶上装有太阳能电池板,太阳能电池板通过电线连接到电网,从而将能量转化为电能,使人们在日常生活中得以应用。利用太阳能发电不仅可以节省大量资源,还可以体现绿色环保理念,有效促进社会的可持续发展。
4.3太阳能聚光光伏技术
太阳能聚光光伏技术的科学应用,能够在一定程度上降低太阳照射到地表过程中所产生的能量损耗,从整体上进一步提升太阳能的利用效率。所谓聚光光伏技术,其实质就是通过采用特殊的技术手段,将太阳光能够集中分布于聚光电池中,从而有效提升太阳的辐射强度。太阳能聚光光伏技术的应用,不仅能够促进系统完成最终生产目标的,还能有效降 低生产过程中的成本投入。
4.4光伏发电与LED照明结合
太阳能已经广泛应用于各个领域,并且太阳能发电与新型材料和新技术的结合正在逐渐成熟。LED照明技术是科学技术发展产生的一种新技术,其应用的是将电能转化为光能的原理,并发挥照明作用。通过将太阳能和LED技术相结合,可以将LED技术应用于太阳能提供的电能,然后转换为必要的光能,从而有效地节约了能源。两者的有效组合和功能的基础是它们既是直流电又是低电压。
4.5通信/通讯领域
太阳能光伏发电被广泛应用于电信和电信领域,电信和电信领域包含很多内容,并且直接影响着我们的日常生活。例如,农村运营商的广播、电信系统和电话系统。建立这样的系统可以满足人们的生活需求。将太阳能发电技术应用于这些系统可以有效地输送电力,确保系统连续稳定地运行,给人们的生活带来了极大的便利,同时卫星通信、士兵的GPS等工程也得到了极大的发展。
4.6太阳能水泵
水泵直接影响着人们的日常生活,水资源是生命的源泉,水质是整个社会都在关注的问题,水泵的使用可以有效地保证水质,改善人们的生活质量。太阳能水泵是一种新型设备,可以利用太阳能技术提供的电力来实现太阳能水泵的正常运行。如果太阳能水泵使用由太阳能提供的电力,则直流电流必须通过逆变器转换为交流电,以提供太阳能水泵运行所需的电力。
5结束语
综上所述,时代在发展、科技在进步,太阳能光伏发电技术重要性逐渐被我国人民所重视。随着光伏发电技术的不断推广,对我国能源供给与社会经济发展起到了重要作用,同时光伏发电技术还具有环保节能、减排的优势,与我国的可持续发展战略一致,降低环境污染问题,同时也提升了能源使用效率。
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