摘要：在当前的太阳能发电技术中，最重要的有两种，一种是太阳能光电池，另一种是太阳能热电池，太阳能光伏技术是一种将太阳能直接转换为电能的技术，太阳热能技术是一种将太阳热能转化为电能的技术，其运行方式为先将太阳能转化为热能，再转化为电能，因为它有着很长的研发历史，所以太阳能热发电技术拥有了成熟的发电技术和系统，比如：塔式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电体系等等，在此基础上，本文阐述了新能源太阳能光伏发电技术应用的工作原理和主要特点，并对新能源太阳能光电发电技术的应用进行探索和分析。

关键词：新能源；太阳能光伏发电；技术应用；

引言

太阳能电池是一种新型的太阳能光伏发电技术，在此基础上，对其进行了吸收、封装和保护，并将其与电源控制装置相结合，构成了一套太阳能电池组件，根据相关数据，阳光照射在地表上的能量约为17兆瓦，相当于当前全球年能耗的3.5万倍。

1.新能源太阳能光伏发电技术的相关概述

1.1新能源太阳能光伏发电技术应用的工作原理

随着太阳能的产业化和技术发展，其成本效益和效率将不断提高，广泛应用于社会生活和生产的各个领域，新能源太阳能光伏发电的污染相对较低，没有噪音，新能源太阳能光伏发电系统是光伏发电技术的典型应用，主要由光伏板、控制器、储能和变能环节组成，每个环节都承担着不同的功能，其中，新能源太阳能光伏电池组负责转换能量，是发电系统的核心部件，由一系列排列组合的太阳能电池组成，根据所用材料的不同，这些太阳能电池通常可分为四类，即硅基光伏电池、复合光伏电池、聚合物光伏电池和纳米晶体光伏组件，太阳能电池能够发电的主要原因是光伏效应，当阳光或其他光源照射在这种特殊性能的电池上时，它会将所有的光吸收到体内，形成光生电子空穴对，光生电子和空穴在内部经过一些特殊的化学反应后会相互分离，不同的符号电荷会继续积累，然后集中在两端，也会产生所谓的“光生电压”，这就是太阳能发电“光伏效应”的原理，如果电极内部的两极被导出并连接到负载，“光生电流”将从负载中流出，在这种情况下会导致功率损失，太阳可以无限获得的能量可以转化为源源不断的能量，用于我们的日常生活和生产。

1.2新能源太阳能光伏发电技术的特点

太阳能光电发电工艺简单，无机械运转元件，无燃料消耗，无任何物质，包括温室气体，无噪音，无污染；太阳能资源是无穷无尽的，无穷无尽的。所以，相对于风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术，光伏发电是一种最符合可持续发展理想特征（最丰富的资源和最清洁的发电过程）的可再生能源发电技术，有如下几个主要优势：

①太阳能资源是无穷无尽的，照射到地球上的太阳能要比现在人类所消耗的能源多6000倍，此外，太阳能在地球上的分布非常广泛，只要有光照的地方都可以使用光伏发电系统，不会受到地域、海拔等因素的影响。

②光伏发电的能量转换过程非常简单，它是将光能直接转换为电能，不会出现任何中间过程（比如将热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等）和机械运动，也不会出现机械磨损。根据热力学分析，光伏发电的理论发电效率非常高，可以达到80%以上，技术开发潜力巨大。

③光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会受到能源危机或燃料市场不稳定的影响，是一种真正绿色环保的新型可再生能源。

④该技术无需冷却水，适用于没有水的荒漠戈壁地区，光伏发电也可以很方便地与建筑物相结合，形成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占据，可节约宝贵的土地资源。

⑤太阳能电池没有机械驱动元件，操作简单，维护方便，可靠性高，一套光伏发电系统，只要有一个太阳能电池模块，就可以产生电能，再加上大量使用自动控制技术，基本可以实现无人值班，而且维护费用低。

太阳能电池是一种极具潜力的新型电源，它具有三个优势：持久、清洁、灵活，与火力发电、核能发电相比，它不会对环境造成污染；太阳能电池可以大中小兼备，既有上千万千瓦的中型电站，也有上千万个家庭用的单独的太阳能发电系统，这些都是其他电源所没有的。

太阳能光伏发电的缺点：

①虽然太阳投射到地球的能量非常庞大，但是因为地球的表面积非常大，再加上地球的表面大部分都是海洋，所以最终能够照射到地面的太阳能只占到地面太阳辐射能量的十分之一，这就导致了每一块土地上可以直接利用的太阳能数量非常少，目前常用的测量方法是太阳辐射，地表辐射的最大值为1.2 kw/m，而大部分区域、大部分日照时间都在1 kw/m以下，利用太阳能，本质上就是对低能量的采集利用。

②占地面积大，因为太阳能的能量密度低，所以光伏发电系统的占地面积会很大，每10 kw光伏发电功率占用大约100㎡，平均每平方米面积发电功率100w。

③间歇性工作，在地球表面上，光伏发电系统只能在白天发电，晚上不能发电，只有在太空中没有昼夜之分的情况下，太阳能电池才可以连续发电，这与人们的用电需求不相符。

④太阳能光伏发电是由太阳辐射产生的能量，而地表太阳辐射又受到天气条件的强烈影响，如雨雪多云等，都会对系统的运行状况造成较大的影响。此外，环境因素对其也有很大的影响，比较显著的一点就是，空气中的粒子（如灰尘）等沉落在太阳能电池模块的表面，遮挡了一部分光线的照射，这会导致电池模块转换效率下降，从而导致发电量下降，甚至电池板的损坏。

2.太阳能光伏发电技术

2.1太阳能电池技术

在太阳能光伏技术中，光伏电池是最关键的组成部分，它的成功与否将决定整个系统的成败，随着太阳能电池技术的发展，太阳能电池在我国已经被越来越多的人所接受，但在大规模使用的同时，也暴露出了其存在的问题，例如，太阳能转化为电能的效率低、转化速度慢等，目前，最常用的方法就是利用硅基材料来制造太阳能光伏，而硅基材料又是最早的能量来源，虽然该技术开发已久，也已相当成熟，但它的费用却始终居高不下，所以，很多公司都在致力于发展下一代的电力电池来补充上一代的不足，从多晶硅、单晶硅到薄膜技术，从聚焦技术到自动追踪技术，从PERC技术到叠瓦技术，电池模块技术变得更加先进，转换效率也在不断提高，单位成本也在不断降低，当前，国内太阳能光伏发电以采用新一代的单晶硅电池为主，其转化效率大幅提升，同时相应地降低了生产成本，大幅地降低了发电成本，当前，国内对于太阳电池的研究主要是以PERC工艺和叠瓦技术为主，科技工作者一直在使用先进的科技来提升转化效率与速率，以改善太阳能光伏发电的效益，并降低其生产成本，保证其效益。

2.2光伏阵列最大功率跟踪技术

为了有效地提高太阳电池的利用，必须进一步提高电池的光电转化效率。通过研究，发现光伏系统的光电转化效率受光照强度、温度等诸多客观因素影响，且具有非线性特性，这些问题严重制约了其在太阳能领域的应用，在此基础上，当前已出现了光伏阵列最大功率跟踪技术，通过使用敏感性较强的信息化技术控制光伏阵列，对其进行实时监控，在其发电量出现衰减时，对其输出功率进行动态调节，保证全阵持续高功率运行。

2.3聚光光伏技术

为了使太阳能成为可能，首先要保证聚光技术不需要介质就能直接照射到地面，只有如此，才能将太阳电池的能量密度降到最低，使其最大发电功率不超过1kW/m2，所以，如何改进聚光光伏技术，使其更好地利用太阳能，这是提高太阳能光伏发电效率的重要技术之一，简单地说，聚光发电技术是指把太阳光集中到一个光电元件上，从而增加区域内的能量传输，该技术能够将大量的太阳能聚集到一个更小、更高效率的电池中，从而提高太阳能的转换效率，从而使太阳辐射量和辐射量更大，从而提升太阳能的转换效率。

2.4孤岛效应检测技术

相对于其它太阳能光伏技术，孤岛效应检测技术更注重装置的针对性、个别化，能够增强装置的安全性能，例如太阳能光伏发电在实际使用中，由于客观、设备等因素，会引起电网故障，造成停电，进而影响地区的供电，孤岛效应检测技术采用现代信息技术，能够在断电后仍能稳定供电，并可作为备用电源使用，孤岛效应检测技术中关键技术是对“孤岛效应”的检测，在实际应用中，常用的方法有频率移相法、频率偏移法等，经实践证明，该技术能对用户设备起到最大程度的保护作用，同时也能减少出现重大故障的概率。

3.太阳能光伏发电技术的应用

3.1光伏建筑一体化

在建筑工程项目当中，应用太阳能光伏发电系统可以使节能环保可持续发展目标得到有效实现。在建筑表面上铺设太阳能板，再经过配线与电网相连，是实现太阳能光伏发电与建筑一体化的重要途径，太阳能光伏系统可与电力系统联接，能够创设户用并网光伏系统，基于该系统，建筑物可以实现自主发电和就近用电，充分节省公共电网输配过程中的电能损耗。

3.2通信和工业上的应用

当前，我国太阳能光伏技术已经得到了很大的发展，尤其是在通讯、工业等方面，太阳能光伏技术因其在通讯、工业等领域的应用分散，耗电大，经济效益好，得到了广泛的应用，它的用途有：微波中继站、光纤通讯系统、卫星通讯及卫星电视接收系统、乡村程控电话系统、军事通讯系统、铁路及公路讯号系统、灯塔及导航装置的电力供应、气象及地震台、水文观测系统等等，这些应用对通讯产业的发展起到了巨大的推动作用。

3.3农业的应用

光伏发电在农业中应用十分广泛，例如食用菌的成长需要遮光，将光伏发电系统与食用菌种植结合，实现一边发电一边收菇的应用，此项目具有一定的创新性，而且也具有可行性，设立此项目后的综合效益显著提升，还解决了一部分的就业问题，推动了该地区的经济发展。

有些需要大棚种植的蔬菜，其占地面积十分大，而且大棚的作用是为了保温，如果在大棚的顶部铺设太阳能组件，能使加强土地资源的利用，大棚顶端设有钢架，完全可以将太阳能电池板与其结合至一起，阳光充足时用来发电，阴雨天时可电网供电，可以实现额外收益。

3.4太阳能水泵

水泵能确保给水的质量，对人民群众的生产和生活起到很大的作用，太阳能水泵是一种利用太阳能发电技术来实现供水的一种新型设备，太阳能水泵也被称作是光伏水泵，在太阳能资源充足，但缺少电力的边远地区应用比例较高，把当地的太阳光转换成电能就可以实现供电，通过使用可再生的太阳能，可以使系统实现自动化，不需要人为的看管，从而降低了对维修的要求，是一种集经济、环保和安全于一体的绿色能源消费系统。

3.5大型光伏发电站中应用

在我国，在戈壁，沙漠，荒原上，阳光最充足的地区，这些地区面积广阔，拥有充足的太阳能，并且全年无雨，土地不能耕种，经济作物不能生长，为减少资源的浪费，很多公司都把目光投向了新能源太阳能光伏发电，兴建了很多电厂，不仅可以在一定程度上缓解部分地区用电紧张的局面，而且还可以带动地方的就业，加速地方经济和社会的发展。

3.6发展前景

太阳能光伏发电具有良好的应用前景，其应用范围也很广泛，在世界目前的能源缺少的条件下，这种分布式的光伏发电技术成为了十分重要的一部分，是实施可持续发展战略的有效路径，大力支持太阳能光伏发电行业的发展是大势所趋。在未来的光伏应用的道路上，我们需要解决的就是光伏发电的效率过低和其占地面积过大的问题，等到技术成熟，相信太阳能光伏发电会成为世界不可或缺的一部分。

结束语

从总体上看，太阳能具有洁净、可再生、无污染等优点，在我国，积极推进太阳能光伏发电技术的发展，能够有效地缓解能源紧张的矛盾，随着科技的飞速发展，光伏发电技术技术得到了越来越多的增强，应用范围也将越来越广。

参考文献：

[1]张连源.太阳能光伏发电技术现状与发展探讨[J].光源与照明，2021（07）：60-61.

[2]王明菊，王辉.太阳能光伏发电技术现状与发展探讨[J].能源与节能，2021（07）：37-38+49.DOI：10.16643/j.cnki.14-1360/td.2021.07.014.

[3]程梓筠.新能源光伏发电技术应用研究[J].光源与照明，2021（2）：132-133.