太陽能光伏發(fā)電技術及其應用展望,光學論文

太陽能光伏發(fā)電技術及其應用展望,光學論文摘要：光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由電子元器件組成，設備精練，主要器件有太陽電池板、控制器和逆變器。太陽能光伏發(fā)電，因其獨特的優(yōu)勢被稱為當今替代化學能源的最佳能源之一，太陽能本身無污染，取之不盡，用之不竭，能夠有效解決我們國家能源匱乏的問題。太陽能發(fā)電一般有光伏發(fā)電和光熱發(fā)電兩種，但是，不管從使用率、發(fā)展速度還是將來發(fā)展，光伏發(fā)電都略勝一籌，一般我們常講的太陽能發(fā)電都是通過光伏發(fā)電。本文關鍵詞語：光伏發(fā)電;聚光光伏;光電技術;當今社會，經(jīng)濟高速發(fā)展，人們對美妙生活的需求不斷提高，為了追求更好的生活品質，越來越多高端、智能的電器走入了人們日常生活中，成為我們生活起居必不可少的一部分。家用電器，必不可少的就是電源，若是沒有電源的維持，不僅對我們的家庭生活產(chǎn)生負面影響，我們的出行和工作也會遭到很大的影響。在經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，我們對電能的需求越來越多，為了維持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，需要獲取更多的電能才能知足發(fā)展的需要。太陽能發(fā)電以其取之不盡、清潔干凈的顯著優(yōu)勢成為人們獲取電能的主要方式之一。1、太陽能光伏發(fā)電1.1、光伏電池光伏電池是太陽能光伏發(fā)電中必不可少的組成部分，它是將光能轉換成電力的器件，是太陽能發(fā)電的核心零件。光伏電池的工作原理就是光子能量轉換為電能的經(jīng)過。隨著我們國家不斷發(fā)展和完善光伏發(fā)電技術，2007年年底，全國從事太陽能電池生產(chǎn)的企業(yè)已經(jīng)到達50多家，太陽能電池的年產(chǎn)量已經(jīng)到達了1188MW，尤其是多晶硅材料生產(chǎn)獲得重大突破，為我們國家大規(guī)模發(fā)展光伏發(fā)電打下了堅實的基礎。由此，2007年是我們國家光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速的一年，也是我們國家整個光伏產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)投資熱潮的轉折點。但是，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的大范圍使用，光伏電池的缺點和缺乏逐步顯現(xiàn)出來，例如太陽能電池的下效率和速度較低，并且成本高，獲得的經(jīng)濟效益與投資不成正比。太陽能光伏電池開發(fā)初期，都是用硅片作為太陽光伏發(fā)電的基礎，固然該技術已經(jīng)發(fā)展得較為成熟，但是，成本一直都很高，因而，很多企業(yè)都在努力開發(fā)新一代的光伏電池以作替代。隨著各家企業(yè)的共同努力，光伏電池的電池組件發(fā)展得越來越先進，不管是薄膜技術、自動跟蹤技術或是疊瓦技術，光伏電池的轉換效率和速度越來越快，成本越來越低。我們國家是太陽能產(chǎn)品的制造大國，不過當前我們國家的產(chǎn)品基本只用于出口，但是，我們國家太陽能資源特別豐富，華而不實，青藏高原、內蒙古高原等高原地區(qū)是大規(guī)模開發(fā)和利用太陽能的地區(qū)。我們國家在開發(fā)太陽能電池上主要運用疊瓦技術和PERC技術，研究人員緊跟科技發(fā)展腳步，不斷更新新技術加強太陽能電池的轉換速度和效率，并盡可能的減少成本，以此保證更高層次的經(jīng)濟效益。1.2、追蹤光電排列的最大發(fā)電效率太陽能光伏發(fā)電技術設備受自然環(huán)境的影響較大，季節(jié)、海拔、天氣、晝夜等都會影響太陽輻射度，進而對光伏設備產(chǎn)生非常大的影響。光伏設備接遭到的太陽輻射小，能轉換成電能的能源就少，發(fā)電效率就會大大降低，因而，需要有針對性地改進光伏設備，在最大程度上接受更多的太陽輻射。光伏電池排列的好壞在光電技術中有非常重要的影響，光伏電池排列的好，能夠有效提高太陽能轉換成電能的速度和效率。為了找到光伏電池更好地排列方式，需要在轉化效率最高的地區(qū)進行跟蹤研究，在太陽能光伏發(fā)電的整個場地，對輻射和電流進行必要的檢查，以此找出發(fā)電效率最好的電池，對其進行追蹤監(jiān)測，找出發(fā)電效率高的原因并與其他光伏電池進行分析比照，并實地考察該電池與其他電池的位置、光照角度和輻射強度等的不同，通過細致的分析，找出該電池轉化率最高的原因。由此能夠比照改善其他光伏電池轉化率低的問題，提高經(jīng)濟效益。不僅如此，還能夠對太陽光伏電池的整體發(fā)展起到很好的推進作用，為我們國家光電技術發(fā)展作出重大奉獻。1.3、聚光光伏技術聚光光伏，簡稱CPA，該技術主要是將太陽能聚集后通過光伏電池轉換成電能，為了使太陽輻射更多地聚集到光伏電池上，提高這一區(qū)域的輸電率，需要在光伏發(fā)電的經(jīng)過中，根據(jù)最新的聚光光伏發(fā)電技術，將能量充足的太陽輻射聚集在光伏電池上，使更多的太陽能轉換為電能，以此提高光伏發(fā)電效率。CPA是聚光太陽能發(fā)電技術中最典型的代表。2、太陽能光伏發(fā)電技術的優(yōu)點2.1、先進性隨著太陽能發(fā)電技術的迅猛發(fā)展，很多國家都已經(jīng)非常注重該產(chǎn)業(yè)的投資前景，通過各國的努力，太陽能光伏技術發(fā)展逐步步入正軌，產(chǎn)品質量越來越好，成本也在逐步降低。當前，我們國家太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)通太多年努力，已經(jīng)得到了較好的成果，甚至能夠介入國際競爭，并有望到達國際領先水平的行業(yè)。作為我們國家發(fā)電產(chǎn)業(yè)中較為先進的技術，光伏發(fā)電直接將太陽能轉換為電能，中間不需要經(jīng)過任何其他經(jīng)過，如今，電能轉換率較高，發(fā)電的形式也簡單、快速。由于建設一個太陽能發(fā)電系統(tǒng)所需周期較短、干凈環(huán)保，因而，太陽能光伏發(fā)電技術在我們國家發(fā)電技術中占有很重要的地位。2.2、廣泛性和無限性太陽光照射地球外表，不限地域，無論陸地、海洋、高山或是平地，都能夠開發(fā)利用，固然照射時間和強度不同，但其分布廣泛，不會由于地域或天氣等原因無法獲取，當前，太陽輻射能總想屬現(xiàn)金人類能夠開發(fā)的最大能源。太陽能資源取之不盡用之不竭，不同于其他化學能源，太陽能是一種可再生的清潔能源，具有無限性和再生性，在生態(tài)污染愈加嚴峻的今天，不會污染環(huán)境的太陽能資源極其難得珍貴，太陽能光電技術的有效運用使社會及人類進入一個節(jié)約能源減少污染的時代。3、光電技術的應用3.1、在通信、工業(yè)、交通上的應用隨著我們國家太陽能光伏技術的迅速發(fā)展，國內各個領域已經(jīng)廣泛應用該技術提供能源。在通信領域、工業(yè)領域和交通領域都離不開光電技術的應用，例如，太陽能無人值守微波中繼站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)、衛(wèi)星通信、光纜維護站、通信機、農(nóng)村載波光伏系統(tǒng)、水閘陰極保衛(wèi)、鐵路和公路信號、兵士GPS供電、航標燈、無人值守道班供電、交通/鐵路信號燈、交通警示/標志燈、氣象和地震臺站、石油管道陰極保衛(wèi)、高速公路/鐵路無線亭等，都得到了廣泛的應用。這些應用極大地加快了我們國家通信、工業(yè)、交通領域的發(fā)展。3.2、在商品上的應用太陽能光伏發(fā)電技術在商品上的使用，尤其是家庭燈具電源和一些日常用品上，在很大程度上增加了太陽能光電技術的經(jīng)濟效益，推動了太陽能發(fā)電技術的發(fā)展。當前，在家庭燈具電源上的應用主要用于庭院燈、路燈、手提燈、節(jié)能燈等。在一些日常用品上，通常有太陽能玩具、太陽能手表、太陽能電池等。太陽能光伏發(fā)電技術在商品上的應用，大大地方便了我們的日常生活，這些商品很多都已經(jīng)成為我們的生活必需品，因而，太陽能在商品上的使用極大地提高了太陽能發(fā)電的經(jīng)濟效益。3.3、在農(nóng)村和偏僻地區(qū)的應用農(nóng)村和偏僻地區(qū)往往是經(jīng)濟較為落后的地區(qū)，但是，近年來，國家加大了對農(nóng)村和偏僻地區(qū)的開發(fā)力度，不斷加大新農(nóng)村的建設，加快了農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展。太陽能光電技術在村級扶貧電站的應用可有效解決貧困地區(qū)的用電問題，但是，限于農(nóng)村的交通發(fā)展還不完善，導致扶貧電站的供給還跟不上農(nóng)村和偏僻地區(qū)的腳步，需要對其進一步完善。3.4、光伏建筑一體化光伏建筑一體化，顧名思義，就是將太陽能光電技術與建筑相結合。一般建筑物的屋頂上都是閑置空間，將太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝在建筑屋頂上，可有效利用該空間，通過太陽能發(fā)電獲取電能來知足建筑物內的用電需求，能夠大大緩解電能的缺乏。光伏建筑一體化系統(tǒng)還能夠與建筑物的幕墻相結合，以此獲取更多的閑置空間用來安裝光伏電池，得到的陽光越多，通過太陽能轉換成的電能就越多。當前，我們國家光伏建筑一體化主要應用在建筑屋頂上，技術已經(jīng)較為成熟，但是，因建設成本高的問題，還未得到廣泛應用。近年來，我們國家已經(jīng)撥出越開越多的財款進行新能源的開發(fā)和使用，因而，光伏建筑一體化的應用將不斷擴大。3.5、大型光伏發(fā)電站我們國家太陽能資源最充裕的地方主要集中在高原、戈壁、沙漠等，從地域上看，這些地方幅員遼闊，氣候多為干旱，雨水少，很難開發(fā)這些土地資源種植農(nóng)作物。為了更好地利用這些地區(qū)，不造成資源浪費，很多企業(yè)在這些領域建設了很多發(fā)電站，進行太陽能光伏發(fā)電技術的投資，與此同時，這些發(fā)電站還解決了這些偏僻地區(qū)的用電缺乏問題，大大提高了當?shù)氐木蜆I(yè)率，對該地區(qū)的經(jīng)濟建設起到了很大的作用。4、結束語我們國家太陽能資源豐富，太陽能光伏發(fā)電技術迅速發(fā)展，已經(jīng)成為我們國家重要的發(fā)電技術之一，但是，固然該技術在我們國家已經(jīng)廣泛應用，有很大的發(fā)展前景，卻與國外相關技術還有較大差距，不僅在技術開發(fā)和應用領域方面，我們國家光伏發(fā)電的材料也稍遜色于國外，整個太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈還不夠成熟。對此，我們國家應學習外國太陽能光電技術的優(yōu)勢，汲取產(chǎn)業(yè)開發(fā)中出現(xiàn)的經(jīng)歷體驗教訓，盡快完善太陽能光伏發(fā)電技術，擺脫對化石能源的依靠，盡力開發(fā)利用可再生資源，因地制宜