太阳能光伏发电技术应用研究与普及

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1、太阳能光伏发电技术应用研究与普及　　摘要：太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的重视与开发利用，太阳能光伏发电技术已经在各个领域中开始应用，并展现出了良好的发展前景。本文重点分析了太阳能光伏发电技术的原理、优势以及具体应用。　　关键词：太阳能光伏发电技术；原理；优势；应用；普及　　中图分类号：TM615文献标识码：A　　太阳能光伏发电技术作为一项新型技术，现已经成为各行各业重点开发与研究的技术之一。太阳能光伏发电技术在实际应用中体现出：清洁、环保、节能、健康等优势，能够有效提高能源利用效率，应该成为重点研

2、究与开发的对象，未来的能源建设与发展必然少不了太阳能光伏发电技术的应用。　　一、太阳能光伏发电的原理与优点分析　　太阳能光伏发电原理最基本体现为：通过太阳能电池把来自于太阳的辐射光能变成电能，现代科技的持续发展使得太阳能发电技术成为最具潜能的一项技术。主要是发挥半导体的光伏发电光能，来自于太阳辐射出的光，聚集于太阳电池中，电池吸收这些光能，对应将其转化为电能，具体过程为：光能中将出现“光生电子-空穴”，太阳能电池中存在电场，从而使得电子与空穴相互分开，对应于电池两侧出现了电荷，诞生了电压。　　太阳能光伏发电体现出一定

3、的优势，具体表现为：6　　1.高效、节能、清洁　　不同于普通的电力系统发电，太阳能光伏发电主要是利用太阳光能，将光子变成电子，光能转化为电能，这其中省略掉了一系列的能量转化环节，电能转化更为简单，同普通发电对比起来，其效率高、简单、便捷，同时又节能环保。　　2.储备丰富、分布范围广　　太阳能是一种来自于大自然的能源，具有清洁、环保、可再生等特点，太阳光的广泛分布为其开发与利用带来了巨大便利，充分利用太阳光能就可以减少对其他常规能源的开发，从而减少对环境的污染与破坏。　　太阳能光伏发电系统主要由以下几部分构成：太阳电池

4、组件，储能蓄电池、充放电控制器、直交流逆变器等。其中太阳电池组件是最核心的部件，主要发挥着电能转换作用。　　二、太阳能光伏发电技术的应用与普及研究　　太阳能光伏发电作为一项现代化新能源在我国得到了发展，目前也已经成为最具开发价值、最具利用价值的技术。所谓的太阳能光伏发电最基础原理为：通过太阳电池把光能转化成电能，达到发电的目的，当前该项技术已经运用到以下领域：　　1.通信工程　　太阳能光伏发电技术在通讯领域得到了深入而广泛的应用，具体体现为：光缆通信工程、卫星通信工程、铁通工程、水文探测工程等，这些通信工程项目的发展

5、都依赖于太阳能光伏发电技术实现了飞跃式发展。　　2.太阳能水泵6　　在太阳能光伏发电技术的支持下，水泵通常无须采用蓄电池发电，在光伏发电系统带动下能够推动水泵迅速运转。一般将逆变器配置在光伏水泵站，第一步是电池板直流电、交流电之间的转换，这样水泵就能在交流电的支持下开始运转。太阳能水泵实际使用的弱点体现在：初期投入大，然而，实际运行成本较低、无须过多的维护费用，易于长期使用，相对于小型号普通的水泵，其工作效率更高。太阳能水泵通常适合用在太阳能丰富、光能储备较强的地域环境中。　　3.光热利用　　其应用原理为：聚集太阳辐

6、射，使其同某物接触然后变成热能，最终得以应用这部分热能。现阶段，主要的太阳能聚集设备为：平板集热器、聚焦性收热设备等。根据太阳光的温度，能够发挥不同的光热作用，具体见表1。　　4.太阳能发电　　太阳能光伏发电技术主要体现为发电技术，其中太阳能的应用形式有多种，具体体现为：光能与热能以及电能之间的转换，具体图示为：光→热→电，来自于太阳所辐射的光能将变成热能，从而用来发电，通过集热设备来收集太阳光，使之变为热能，并逐渐变成蒸汽，巨大的蒸汽作用力下，汽轮式发电机将运转，发出电能。或者是光能与电能之间的直接转换，也就是：光

7、能→电能，该过程的具体原理为：发挥光生伏特的作用，让太阳能在一瞬间变成电能。　　5.动车组太阳光伏系统6　　高铁建设事业的持续发展，太阳能光伏发电技术也应用其中，得益于MATLAB软件系统的支持，动车组光伏系统得以发展，该系统的构造设计如图1所示。　　该系统主体构造为：光伏阵列、照明与空调系统、蓄电池、充电与放电控制器。其中光伏阵列主要配置在动车组上方，通常根据动车组顶面大小来设置电池组，决定电池组的型号与数量。　　光伏电池电路模型，单个太阳能电池属于基础单元，构建起太阳能光伏阵列，实际电池组件构造应该参照现实的工程

8、建设状况，通过串联电池、并联电池等方式来从整体上构建太阳能电池组件。这其中主要形成了3大等效电路模型：　　（1）不考虑电阻对电池的影响，简单的等效模型。　　（2）将并联电阻纳入考虑范围，分析其对光伏电池输出的不良作用。　　（3）将并联或串联的电阻纳入考虑范围，分析其对光伏电池的各种作用，这一等效电路模型在现实的工程建设中最为实用，具体的电路模型