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浅谈太阳能光伏发电技术的应用现状与发展趋势

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摘要：随着我国电力事业的发展，国家对电力行业环保要求越来越高，国家鼓励绿色能源、清洁能源的大力发展，逐步替代传统高能耗电力产业。我国光照资源丰富，光伏发电技术逐渐成熟，光伏发电将逐步成为清洁能源的重要组成部分。

关键词：太阳能；光伏发电；发展前景

前言：

随着太阳能光伏发电技术的发展及应用，让我更加深刻的认识到发展利用清洁能源是我国持续良好发展必须要走的能源之路。只有这样才能最大限度的降低电力行业对环境的污染，从而保证我国电力行业持续良性发展。

1太阳能光伏发电概述

进入21世纪后，随着人类工业化文明的日趋发展，能源问题越来越受到重视和关注，电力的需求量也随之增长，其中火电、水电、核电等占了很大的比重。我国发电的主要来源仍是火力发电，但火力发电需要燃烧大量的煤炭、石油等化石燃料，造成了资源的匮乏和环境的破坏。太阳能光伏发电技术逐渐兴起，这是一种将太阳辐射能转化为电能的新型发电技术。目前中国的太阳能发电尚处于起步阶段，由于技术问题，中国的太阳能光伏产业成本高，竞争力弱，这不仅需要技术的引进、开发，产业的管理模式，这更是政府的政策引导和扶持作用。

2太阳能光伏发电技术的具体应用

2.1光伏并网发电

光伏并网系统通常可以看作是大电网的组成部分，它可以传输有功功率和无功功率到与之相连接的电力系统中。按照有无储能装置，光伏并网系统可分为有储能装置光伏并网系统和无储能装置光伏并网系统。根据功率级别和光伏阵列的分布情况，可将光伏并网系统分为集中型大型光伏并网系统和分布式小型光伏并网系统。光伏并网发电就是利用并网逆变器将光伏系统连接到大电网中，将光伏系统所产生的电能传输到大电网中，由电网进行分配，为当地的负荷供电。随着对系统稳定运行要求的逐步升高，光伏并网发电已成为当今社会光伏发电系统主要采用的运行方式。

2.2独立光伏发电系统的建立

独立光伏发电系统由于不与公共电网相连接，因此其建设地点一般选在与电网隔离的偏远地区，比如海岛、移动通讯站及边防哨所等。储能元件是独立光伏发电系统中不可缺少的，这是由于太阳能发电一般选择在白天，然而负荷用电是全天24h实施，这就需要在光伏系统中设置必要的储能元件。在气象环境影响下，其供电可靠性很难得到保障，然而对于偏远无电地区而言这一系统的建立已然产生十分重要的社会价值。

2.3光伏建筑一体化应用

关于光伏建筑的一体化应用主要表现为两个方面：通过在建筑物屋顶安装光伏器件的方式实现电网与光伏阵列的并联，进而构成光伏建筑一体化系统；通过建筑和光伏器件集成化的方式于屋顶位置设置光伏电池板，利用光伏玻璃幕墙替代原有幕墙，提高墙面积屋顶的太阳能吸收量，这就同时实现了建材功能与发电功能，是对光伏发电成本的有效控制。与此同时，在墙体外饰材料研究方面也出现了全新的彩色光伏模块，这在充分利用太阳能光伏发电原理的同时也使得建筑物外观更具美学欣赏价值。

2.4混合型光伏发电系统的构建

所谓的混合型光伏发电系统是将多种发电方式相互融合并应用于光伏发电系统的过程，混合型光伏发电系统的构建旨在发挥不同发电模式的技术优势，扬长避短，从而更加有效地提高电能的利用率。例如光伏发电经常会受到天气状况的影响，在冬季风力较大地区，就可通过光伏发电和风力发电的混合模式，尽可能减少天气变化对发电系统的影响，进而达到控制负载发电率的目的。

2.5光伏发电在LED照明中的应用

作为半导体材料制作而成的组件，LED与光伏发电的结合可实现电能至光能的转化。这一半导体照明技术不仅有着环保、节能、高效的技术优势，并且照明周期较长，且易于维护。光伏发电在LED照明系统中的应用突出了光生伏特效应的技术原理，通过太阳能电池实现对太阳能至电能的转化，再借助LED照明系统将其转化为最终的光能。

3太阳能光伏发展的趋势

3.1提高光电转换效率，降低电池材料成本

在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池，从理论研究看，在阳光集中辐照时，利用希泽光电效应可能达到的光电转换效率的极限值为63.2%，但只有使用理想的材料才能达到。若使晶体结构中形成的缺陷能准确无误地出现在所需要的地方，实际上也很难做到。

德国科学家正在进行这方面的实验，他们在单晶硅中掺入稀土金属元素铒（Er）来制造太阳电池，以测试它对转换效率可能产生的影响，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一个13nm厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合。通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23.3%。Kyocera公司制备的大面积（225cm