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太阳能光伏发电技术及其应用
摘要:太阳能资源是一种取之不尽的清洁可再生能源,将其应用到发电中,通过建设太阳能光伏发电站,不但缓解了化石能源消耗危机,而且也减少了对环境的污染,更重要的是随着光伏发电技术的日益成熟,在发电成效和效果方面日益突出,将成为最具有可持续发展潜力的新能源技术之一。
关键词:太阳能、光伏发电技术、应用
1太阳能光伏发电技术运行原理
太阳能光伏发电系统主要包括光伏电池组、电池控制器、蓄电池组等,在实际运行过程中发挥着不同的作用。其中光伏电池组主要负责能量转换,属于整个发电系统的核心部件,主要由太阳能电池组合而成,主要包括硅基光伏电池以及聚合物光伏电池等。随着光伏发电技术的发展,聚合物光敏活性层和纳米的染料增感材料发挥了十分重要的作用,实际投入成本比较低,但是转换效率不高,具有较差的稳定性,需要进行进一步的完善。随着太阳能光伏发电技术的发展,有效推动了当前节能社会的发展。
2太阳能光伏发电技术
2.1太阳能电池技术
光伏电池在太阳能光伏发电系统中占有重要的位置,但有关光电转化效率和生产成本的问题一直是阻碍太阳能光伏发电普及应用的关键因素之一。随着科学技术的发展,通过在光伏电池中国加入非硅类的材料来降低材料制作成本,降低半导体材料对电能的消耗。比如在太阳能照明系统安装过程中,采用4块太阳能电池板,一个太阳能控制器,16块免维护的铅酸蓄电池和一个交直流逆变器。在实施时,将制作好的太阳能办支架安装在楼顶,然后固定好4块太阳能板,再将16块蓄电池按照接线的工艺串并联连接,并放在加工好的固定架上,使太阳能电池板将接受到的能量通过太阳能控制器传输到蓄电池中储存起来,太阳能板充满电以后可以连续工作至少8个小时,而蓄电池储存起来的电能在通过逆变器转化后可以供照明系统使用,能在任何时间提供照明电力。为比年太阳能电池受到阴雨天的影响,与市电系统互补供电,能保证在太阳能蓄电池放电完以后可以快速切换到市电照明系统中,这样既实现了节能环保的目标又不会影响正常使用。同时将蓄电池设置在恒温环境,能避免太阳能蓄电池受外界不利因素的影响,有利于充分发挥太阳能电池的作用。
2.2聚光光伏技术
太阳能在转换、传输的过程中会产生一定损耗,为尽量提高对太阳能的利用率,采用聚光光伏技术,一方面能减少传输路径对太阳能的损耗,另一方面还能提高对太阳能的利用率。聚光光伏的工作原理是,利用反射或折射的聚光原理聚集太阳光,可采用面积较小的高性能聚光电池来聚集太阳光,提高太阳光照辐射的密度,从而达到提高发电功率的效果。常见的聚光装置形式有槽面聚光器、八面体聚光器等。
2.3最大功率点跟踪技术
该技术的工作原理是,在光伏发电系统中,采用小型扰动设计,对比前后太阳能光伏并网情况来获得最大的功率点位置,从而有效控制输出电压。同时还能利用电压差来形成扰动来跟踪发电功率的实时变化情况。此外,采用电导增量法通过瞬间电导数据的变化来分析光伏阵列曲线变化,并判断光伏并网的最大值。
2.4孤岛效应检测技术
在电网系统中,操作不当或维修不当会引起系统运行故障,而光伏发电系统会利用负载电压的形式来实现持续性供电,从而形成自给供电孤岛。当光伏发电系统出现孤岛效应以后就无法有效控制电网中的电频和电压,导致用电设备遭到损害,在维修时还会威胁维修人员的生命安全。为此,采用被动检测或主动检测的方式及时判断是否出现了孤岛效应,并对引起的干扰进行消除,从而保证电网能正常运行。
3太阳能光伏发电技术的实际应用
3.1建立独立光伏发电系统
太阳能光伏发电技术是在传统一次能源衰竭的背景下产生的,其应用的前景十分广泛,并且太阳能的能量巨大。为了加快对太阳能使用,需要全面构建光伏发电系统,并在此基础上不断完善、不断发展,以实现可持续发展的伟大目标。太阳能只能在白天进行发电,但人们对于用电的需求是24小时不间断的,因此需要在独立的太阳能发电系统上增加电能储备设备,保证电能源源不断的给人们生活、生产进行供应。
3.2光伏建筑一体化应用
随着太阳能光伏技术的不断成熟,光伏建筑也实现了大范围的兴起。通常在建设过程中,要考虑综合性以及整体效果,将光伏器件提前安装到建筑的屋顶位置,并通过光伏阵列实现与电网的并联。因此,建设一体化的建筑能够实现太阳能的应用。为了保障太阳能的能量,可以使用光伏玻璃幕墙对换,以提升对太阳能的吸收效果。此外,建筑物的墙体材料要使用彩色光伏模块,这样能够避免使建筑物遭到破坏,也在一定程度上提升了美观效果。
3.3混合型光伏发电系统构建
混合型光伏发电系统属于综合性质的使用,该系统也是一种有效的发电方式,保证了发电综合性,相比其他光伏系统,混合型光伏发电系统的性能更加可靠与稳定,能够发挥出强大的发电综合效果。在系统构成上,它能够发挥不同类型发电模式的最大优势,弥补其他发电方式的缺陷,在一定程度上提高了电能的转化效率。通常光伏发电不是很稳定,受自然环境的影响较大,在不同环境的地区发电效率明显不同。因此,为了保证发电系统的耐环境能力以及发电的稳定性,要全面做好光伏发电与其他方式发电的结合,通过这种综合方式应用,提高了发电效果,保证了供电连续性,有效降低恶劣天气影响。
3.4光伏发电技术在农业大棚中的应用
光伏发电技术已经应用到社会生活的各个领域,特别是在我国农业发展中,也发挥了重要的作用,普及程度比较广泛,效果明显,进一步加快了我国农业的发展。针对特殊地区的农业大棚建设项目,光伏技术发挥了重要的作用,在农业大鹏建设中加入光伏技术,例如在温控系统中加入光伏技术,全面促进了大棚建设的自动化、智能化控制,在使用环境方面也有了很大的改善与进步。在实际的使用中,通常将光伏系统架设到大棚的钢制骨架中,通过对温度的采集以及控制,保证对农作物提供适合的光源,促进植物的健康、活泼成长,利用现有的有效空间实现了农作物的顺利生产,响应了绿色环保的整体需求。
3.5光伏发电技术在LED照明中的应用
LED是当前应用最为广泛的能源,是由半导体材料制作形成的,把光伏发电技术应用到LED中,能够实现电能、光能转化,全面保证了照明的同时,提供了强劲的电力能源,有传统相比具备良好的优势,实现了环保要求。
结束语:综上所述,能源问题是制约人类社会发展的重要问题,太阳能是清洁型能源,对太阳能的利用符合可持续发展的需求。太阳能光伏发电技术能够实现太阳能向电能的转化,其在社会上的各个领域都有着重要的应用。本文简要研究了太阳能光伏发电技术及其应用,旨在为太阳能光伏发电的应用实践提供参考。
参考文献
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