光伏发电技术创新范文

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第1篇

关键词：光伏发电技术；必要性；太阳能；新能源；能源危机 文献标识码：A

中图分类号：TM914 文章编号：1009-2374（2016）32-0089-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.044

光伏发电技术是一种能够利用可再生资源实现发电的技术。相比于传统的燃料能源技术来说，更能够减少我国环境污染，促进人与生态环境和谐相处。尤其是在市场经济体制条件下，利用可再生的太阳能还能实现我国电力行业的长久发展，可见光伏发电技术对于缓解我国能源危机具有重要作用。

1 光伏发电技术

我国最早的光伏发电技术主要是晶体硅光伏发电，比较常用的晶体硅是单晶硅、多晶硅，后来材料逐渐发展为薄膜电池。薄膜电池产品包括非晶纳米晶、微晶等。据有关数据显示，单晶体太阳能电池的实验室转化率达到24%，商业量化生产效率达到17%。多晶体硅的实验室转化效率达到20%，而商业批量生产效率达到了16%。CdTe太阳能电池的最高效率达到了16%，商业化批量生产效率达到了10%。CIGS薄膜太阳电池的最高生产效率达到了19%，而商业化批量生产效率达到12%。薄膜电池发电随虽然具有用量少的特点，但是相比于晶体硅其光电转化率下降了一半。之后，随着我国经济的发展，光伏发电技术逐渐转变为以现代光学技术为核心的发电技术，其核心内容是聚光技术。所谓聚光就是指发电量与光强度成正比例关系。

另外，现代光学技术要求聚光必须均匀，而最新研发的光像自适应光学技术就是一种能够实现均匀聚光、提高发电量的新型光学技术。我国是光伏发电量增长最快的国家，也是光伏发电技术应用最广泛的国家之一。在今后的发展中，我国将会由传统的独立发电系统转向并网发电系统、城市屋顶发电系统等，可见我国光伏发电技术的应用市场是非常大的。除此之外，我国还出台了相关政策，以支持我国光伏发电技术的发展。据调查显示，我国到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦，年发电量可达1300亿千瓦时。其发电量相当于30多个煤电厂的发电量。

2 发展光伏发电技术的必要性

2.1 保护环境

无论火力发电，还是水力发电，都需要消耗能源，且容易产生大气污染废弃物。而太阳能光伏发电技术与其他能源材料最大的不同之处在于在发电过程中，产生的CO2量很少。众所周知，CO2是导致温室效应的根源，这样通过利用光伏发电技术就能够缓解气候变化。

据有关数据显示，自2007年以来，过去几年是温度最高的年份；我国南北半球的冰川和积雪正在融合；最严重的全球干旱地区增多。可见，发展光伏发电技术是非常必要的。我国最早利用光伏发电技术是在20世纪70年代，其用途主要包括人造卫星、海盗灯塔等。到20世纪90年代，光伏发电技术的应用范围逐渐扩大，能够应用在手表、计数器、交通标志等方面，但是仍无法普遍应用在民用电器中，到近年来我国大力发展光伏发电技术已卓见成效。最早利用光伏发电技术发电的是双湖光伏电站以及丽江光伏电站。作为可再生的太阳能，利用光伏发电技术实现发电，不仅能够缓解石油、煤炭等能源危机，还能减少环境污染废弃物的产生。据调查显示：一个中国普通家庭，一个月大约300度电，这300度电按一年来算，相当于要烧1.44吨煤，排放2.85吨的二氧化碳。如果利用光伏发电技术降低煤炭的使用量，也就是每个家庭能够减少3吨二氧化碳排放量。

2.2 拓宽经济领域

光伏发电技术促进了我国太阳能发电行业的发展，同时也促进其衍生行业的发展。通过光伏发电技术能够有效调整我国发电行业的产业结构，并实现国家资源条件的合理利用，同时对于我国经济的发展也具有很重要的作用。实践证明，我国太阳能光伏发电行业还有效拉动了其他行业的经济增长，如家庭灯具电源行业、交通行业、与汽车配套相关的太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等。

据调查显示光伏电站项目的开发和建设，可促进地区相关产业，如建材、交通运输业的大力发展，对扩大就业和发展第三产业将起到显著作用。例如太阳能光伏发电技术促进了绿色照明行业的发展，其中有关绿色照明系统的太阳能电池板、蓄电池、节能灯具等都是主要产品。而且绿色照明系统还被广泛应用于建筑行业中，如路灯等。可见光伏发电技术不仅影响了我国市场经济体制，还推动了我国经济的发展。

另外，太阳能光伏发电技术还能降低发电项目投资成本，如目前常规火电的造价大约每千瓦5000元，而太阳能光伏发电系统的每千瓦造价约10000元。与此同时，常规火电的年有效发电时间多在6000小时以上，而太阳能光伏发电系统的有效发电时间仅2000小时，可见太阳能光伏发电的效率是非常高的。

2.3 缓解能源危机

显然我国太阳能光伏发电技术的发展，为我国使用可再生太阳能提供了可能。尤其是减少了煤矿资源的损耗，不仅保证了我国生态平衡，还实现了社会经济的可持续发展。

据数据显示：一个装机容量为10MWp，首年发电量为1891.7万度电的光伏电站，首年节约标准煤6621吨，减排CO2为17214吨，整个光伏电站寿命周期内共节约标准煤150567吨，总减排CO2为391473吨。如果我国大面积普及光伏发电站之后，相信我国煤炭资源使用量将会大大减少。如果光伏发电进入民用发电行业，不仅能够大幅度缓解我国资源短缺问题，还能够实现生态平衡。如某发电站的光伏发电项目主要是在上层铺设光伏发电面板用于太阳能发电、下层铺设用于水产养殖的新型光伏系统工程。实践证明：2016年上半年，已发电1408.25万千瓦时，节约标准煤5600吨，有效减少了煤炭资源的使用量，而且提高了发电站的效率，更重要的上下层的综合利用，减少了资源浪费。

3 我国光伏发电技术的未来发展趋势

太阳能光伏发电技术的优越性使其逐渐成为能源使用的重要途径。而光伏发电技术的发展不仅使太阳能代替了传统能源，还使太阳能逐渐成为能源消耗的主体。据有关数据显示，截至2030年，可再生能源的消耗将会占到能源消耗比例的30%，截至2040年，将会上升到50%。到21世纪末，可再生能源消耗会成为主要的能源消耗方式。可见太阳能光伏发电技术对于我国可再生能源的发展具有很重要的作用，同时从中也看出了光伏发电技术创新的重要性。

另外，我国也将会大力推动太阳能光伏发电技术的发展，加快我国经济增长，并减轻我国能源危机问题。据《可再生能源中期发展规划》指出，截至2020年，我国的太阳能发电量会达到60亿千瓦。简单地说，太阳能光伏发电产业将会成为我国主流行业。

4 结语

综上所述，光伏发电是一种能够实现我国可持续发展的新型发电技术。在资源短缺和环境问题日益严重的当下，大力发展光伏发电技术是十分重要的。因而，国家以及企业应该通力配合，开拓太阳能光伏发电市场，创新光伏发电技术，从而促进我国电力行业的发展，并进一步推动我国经济的发展。

参考文献

[1] 侯舵.我国发展太阳能光伏发电的必要性及技术分析[J].电子制作，2014，（18）.

[2] 梁云，杨小天，郭亮.我国光伏发电技术的发展现状与前景[J].吉林建筑大学学报，2015，（2）.

第2篇

孤岛效应就是当正常供电因故障或停电维修而中断时，各个用户端的太阳能并网发电系统未能及时检测出停电状态而将自身切离城市供电网络，而形成由太阳能并网发电系统和周围的负载组成的一个电力公司无法掌握的自给供电孤岛。一般来说，孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响。

太阳能光伏发电技术应用现状及存在问题

1太阳能光伏发电技术应用现状

近几年太阳能直流负载系统如交通信号灯、景观照明、装饰照明等，以草坪灯、庭院灯、小功率路灯为主，得到一定程度的推广应用，并逐渐向室内地下停车场、楼道灯等24小时照明的交流负载系统应用方面发展，在节约能源方面可取得较好效益。目前太阳能光伏发电技术仅在国内部分地区，尤其是市政能源建设薄弱或者公共电力供应不能到达的地区得到应用，如在内蒙古、新疆等风能资源丰富、光照强烈、日照辐射均衡的地区得到了较快发展，而北京市响应绿色奥运的精神，在新农村建设中将郊县约2万盏的路灯更换为太阳能灯具。

2太阳能光伏发电的存在问题

(1)在技术方面核心技术受控于其他国家，产品成本高。2007年9月的《中国光伏发展报告》称，中国光伏产能列世界第三。虽然国内光伏发电产业产品组装能力居世界第三，但是将硅原料提纯成晶体硅、晶体硅铸锭切片，以及发电的逆变控制等核心技术一直被国外垄断。中国的光伏发电产业实质上是在为国外企业“代工”，这也是国内光伏产品价格始终居高不下的主要原因。因为缺乏核心技术，目前国内太阳能产业链已经形成这样一个“怪圈”：中国廉价出口硅金属，国外企业提纯后高价卖给中国太阳能电池生产企业，国外企业再购买电池，然后制成各种终端产品在市场上销售。

(2)在市场方面我国光伏发电市场发展缓慢，目前太阳能光伏发电产业两头在外，即上游的多晶硅材料和最下游的应用都在国外。国内生产的太阳能电池98%用于出口，相当于大量输出国内紧缺的能源。美国、日本、德国、俄罗斯都能生产比较好的多晶硅，我们国家也能生产，但产业程度不一样、技术含量也不一样，我国现在真正具有知识产权的产品很少，距离国外先进水平还差的很远，现在依然没有特别成熟的企业。

(3)在环境方面污染问题日渐突出，虽然太阳能是绿色能源，但太阳能上游的组件和硅原料加工却是高污染行业。太阳能薄膜电池产品在制造过程中，会排出四氯化硅、氯化氢、氢气等尾气。特别是四氯化硅，如果不做处理，就会溶解变为盐酸等物质，污染土壤。与很多高耗能、高污染行业一样，欧洲国家无法承受在本国生产的负面影响，所以中国才得以成为太阳能世界制造中心。

(4)在产业方面由于产品长期出口，中国太阳能光伏发电行业内的企业往往各自为战、组织松散，在需要一致对外的时候难以统一。太阳能光伏发电企业以前并没有注重行业内的合作，在遭遇反倾销危机时产业协调一致非常必要。但实际上，中国太阳能光伏发电行业里却并没有一个公认的行业组织和协调机制来协调大厂之间、大厂与小厂之间错综复杂的利益关系，仅有的几个省级光伏产业协会能够起到的作用也非常有限。

结论及建议

太阳能光伏发电技术的进步，需要大力发展太阳能光伏产业。通过与实际应用相结合，实现技术创新和可持续发展，有效突破太阳能光伏发电技术的瓶颈。为解决上述问题，提出四点建议：

(1)积极研发创新技术。如着力开发“第三代”光伏发电技术，降低光伏发电系统成本，这是我国光伏发电产业发展之关键。“第三代”光伏发电成本，即“4倍聚光+跟踪+太阳能炼硅+晶体硅(P型或N型)+薄膜”技术的光伏发电成本，成本的降低必将有力推动光伏发电产业在我国的大规模应用。

(2)通过财税政策和专项资金，促进薄膜电池等太阳能光伏电池核心技术研发。鼓励优势企业进行高纯度硅料等核心技术和薄膜电池等新兴技术的研发，使国内太阳能光伏电池产业发展逐步摆脱核心技术在国外的格局。

(3)制定太阳能光伏发电行业技术经济和环保门槛。为促进太阳能光伏发电产业的可持续发展和竞争力提升，国家应出台相关政策来规范太阳能光伏电池相关产业投资必要的技术经济和环保门槛，避免“遍地开花”的乱象，鼓励技术水平高、竞争力强、环境友好的太阳能光伏发电产业集群和龙头企业的发展。

第3篇

【关键词】 新能源 发电技术 发展

1 引言

为良好的应对能源紧张的现实问题，降低对自然环境的影响破坏，确保生态系统的健康稳定，社会对于清洁能源、可再生性、低污染的新型能源需要逐步扩充。新能源即是通过非常规的技术手段进行绿色能源的开发与应用。例如太阳能、海洋能等均为代表性的新能源，他们没有污染，且可循环持久应用。通过新能源进行发电，即是将新能源变成电能的具体过程，这样一来可确保资源的健康持续发展。

2 新能源发电技术状况

新能源主要为在应用新技术手段的条件下，有效的开发应用可再生资源。对于传统化石能源来讲，应用新能源发电技术呈现出可再生、能量丰富、污染影响较低的特性。具体的技术手段包括风力发电、地热、生物质技术以及潮汐发电技术等。针对目前科技发展现实状况，应用太阳能光伏以及风力进行发电技术手段较为完善，且应用更加广泛。

2.1 太阳能光伏发电技术

光伏发电具体的应用模式包括户用电源、单独发电系统以及并网发电等。光伏发电在电力系统中的主要应用形式有户用电源、独立光伏发电系统和光伏并网发电系统。其中户用电源为较为简单的模式，发电容量较低，通常用于舒缓偏远区域居住人民的电能缺乏问题。应用独立光伏发电技术其容量较大，而结构较为简单。作用在于为具体的区域完成供电。应用并网光伏发电技术成为今后太阳能光伏系统的主体发展方向，主要传输电能到电网。当前，技术员工主要针对并网地区屋顶发电以及峰光伏技术进行研究。建设可调度系统，配置蓄能装置，发挥储存能量功能，并做好能量的调节分配。该技术系统适合在经常断电的区域建设应用，当然所需投入的成本相对较高。还有一类为不可调度的系统，其结构较为简单，投入成本相对较低。然而由于欠缺蓄电池无法储存能量，因而需要保证系统设置在最适当的区域内。另外，为预防孤岛效应现象，应确保并网系统之中的逆变器发挥实时监控功能，确保电网的正常可靠运作。如果引发停电现象，则可快速的进行反应。

2.2 风力发电技术

应用风力发电技术可有效的调节管控发电功率参数，利用电磁转矩设备机组可实现快速高效的发电。风力发电控制系统通常包括主控系统、变距、调向系统、制动系统等，同常规发电厂包含明显的区别。风力发电完成并网控制可利用多重途径方法进行。在应用双馈方法进行管控的阶段中，可利用调节转子掌控并网频率。同时借助交流励磁的有关参数与幅值调节并网电压。一旦利用永磁直驱法完成了并网，则可在确保电力系统有关器件良好运行的状态下实现作业质量水平的跟踪以及管理。并可在有功以及无功中快速良好的转换。同时该技术显著特征在于，不会对电流参数形成明显的冲击影响。另外，探究电力系统的可靠稳定运行，我们还发现，电力系统的可靠安全运行并不会由于风力发电系统的接入，令机电振荡呈现出不同的变化，或整体电力系统包含的负阻尼以及弱阻尼震荡形成转变。这是由于风力发电系统装机容量合理，标准较小。同时，电力系统内的输电线路则会由于风力发电系统接入方式导致潮流方向产生显著的变化。设置线路的安全保护系统阶段中，应针对该类问题做着重的分析考虑。

2.3 生物质发电技术

生物质发电技术应用，借助生物质内部能量完成供电目标。其呈现出能源分布广泛、污染影响较低、具备可再生性的优势特征。我国基本国情决定，生物质资源多样丰富，因此更应积极颁布有关政策，促进生物质能源的有效应用。当前具体的技术方式包括直燃、混燃、沼气发电方式等。当然，我国该技术领域的研究推广受到了经济水平以及具体研究能力的限制，因而生物质发电的探索应用仍然处在初步发展时期，无法构成规模化、一致性的市场环境。同时，额外投入对于该领域的产业化以及商业化发展形成了抑制作用，我国应加紧出台相关管理方针，积极履行有关措施，全面推动新能源技术的快速、优质发展。

2.4 海洋能发电技术

海洋能发电技术主要包括潮汐能以及波浪能发电技术。前者应用海水的涨潮落潮水位差，完成蓄能发电。潮汐能取之不尽、用之不竭，不会产生明显的环境污染影响，属于清洁能源。当然建设潮汐变电站需要投入一定的成本资金，因而电价高是影响其商业用途的主要因素之一。波浪发电通过电力系统使波浪能发生转变形成机械能，最终形成电能。该技术呈现出回收资源时期持续较长且应用技术手段较为复杂的特征。

3 新能源发电技术发展

当前，我国经济建设快速发展，随之而来的能源大量消耗以及污染环境问题逐步显现。因此只有有效的发展应用新能源发电技术，方能解决能源不足问题，创建良好的生态环境。我国沿海区域以及东北、华北等地含有广泛的风能，因此在该类区域应有效的拓展应用风力发电系统技术。应进一步扩充投资经费，提升建网力度。另外伴随现代科技的快速发展，应用太阳能进行发电呈现出了较好的发展势头。

我国生产研制太阳能电池行业发展迅速，技术先进。当前光伏发电手段的应用以及产业化发展形成了一定规模，在今后势必为我国的供电行业做出更大贡献。

如果说风力发电以及应用太阳能发电较易受天气以及环境条件的影响，则应用生物质能源进行发电，可有效的弥补该缺陷。我国为农业大国，拥有丰富的生物质能源储备，因此在不久的将来，生物质将逐步代替近百分之二十的传统化石能源，其应用前景一片大好。

4 结语

总之，伴随科学技术的不断发展，应用新能源技术将更加广泛，相关政策措施会逐步完善，进而可有效的应对能源供应紧张的问题，促进环境资源的健康持续建设，发展低碳经济，抑制能源污染导致的破坏环境问题。因此我国应继续扩充对新能源发电系统技术的投资应用，确保生态系统的可靠平衡，同世界技术全面接轨，真正扩充新能源发电的应用范畴，创设明显的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]赵新一.新能源发展展望[J].电力技术，2009，10（10）：7-14.

[2]于三义.浅谈新能源发电技术[J].中国电力教育，2011（15）：92-93.