引言

 

光伏发电系统在火力发电厂的应用符合工业与环境协调发展的新篇章。光能发电是利用光伏组件将太阳能直接转化为电能的发电系统。技术人员通过调查火力发电厂建筑的布局和屋顶照明，合理利用空间在火力发电厂布置光伏发电系统。在提高火力发电厂供电能力的同时，减少资源消耗和环境污染，也会产生一定的经济效益。因此，促进电力产业创新发展，大力研发新能源的合理利用，是促进电力系统可持续发展的研究方向。

 

1光伏发电技术

 

在光的照射下，光伏组件内部的电子会受到光子的刺激，形成电流。这种现象被称为光电效应，是光能转化为电能的过程。光伏组件在光伏发电系统中起着重要的作用，对发电效率有积极的影响。在实际应用中，光伏组件种类繁多，主要有晶硅光伏组件、硅基薄膜光伏组件、化合物薄膜光伏组件和聚光光伏组件。其中，晶硅光伏组件分为单晶硅和多晶硅。单晶硅光伏组件光电转换效率高，最高可达24%，应用广泛。硅基薄膜光伏组件的优点是在弱光条件下也能发电，但光电转换效率低，约10%，随着使用时间的延长，转换效率会逐渐下降。化合物薄膜光伏组件对周围环境的污染较大，应用较少。聚光伏组件转换效率高，生产成本低，但在实际应用中需要配置相应的散热器、聚光系统等设备，这将增加生产成本，这是限制其广泛应用的主要因素。

 

光伏电站的末端电站容易受到电压的影响，需要无功发生器的帮助（SVG）电压调节。SVG调压技术主要有两种模式:恒功率因数和恒电压。其中，恒功率因数模式用于日常运行控制，无功变化可根据电压变化动态调节；当系统电压超过额定电压的10%时，需要采用恒压模式进行调整。

 

光伏发电技术具有无污染、不受资源分布区限制、无燃料消耗、工期短等优点。太阳在地球上分布广泛，光伏发电只要有光，光伏发电过程直接从光能转化为电能，发电效率高。此外，光伏部件可安装在建筑物顶部，无需单独提供场地，无机械传动部件，维护简单，运行稳定。

 

2光伏发电在火力发电厂的影响因素

 

在火力发电厂的实际应用过程中，光伏发电系统直接将发电并入电网。光伏发电系统虽然有很多优点，但也有一些缺点。光能发电主要依靠太阳能发电，因此光伏发电受外部环境因素影响较大，光照强度直接影响发电功率。天气是人工无法改变的，所以光伏发电没有很好的稳定性。因此，火力发电厂在使用光伏发电系统时，也应考虑其区域气候、光照等因素。火力发电厂投入使用后，需要合理规划光伏发电容量，解决光伏发电不稳定的缺陷。一般来说，光伏发电的容量不会超过前一阶段变压器容量的五分之一。确定火电厂内部电力与光伏发电系统的分界点，设置变压器，分离直流电。此外，光伏发电系统应科学配置检测和保护装置。投入使用后，如果电压不稳定或过流，保护装置应自动断开停止供电，防止设备故障，造成不必要的损失。

 

3光伏发电系统在火力发电厂的应用

 

以火力发电厂为例，其场地位于光强较好、恶劣天气较少的地区。据调查，发电厂多年（30年）平均太阳能年总辐射量为1457kWh/m2，太阳能年总辐射量是判断光伏工程发电量的最重要依据。根据国家电网地区各省太阳能资源和光伏发电资源的评价方法，发电厂的太阳能丰富度达到B级，属于非常丰富的等级区域。因此，光伏发电系统在发电厂的应用是可行的。发电厂主要建筑结构建在朝南平行，面积0.8km2。厂区无光照良好的大面积地面装置光伏组件，需布置在建筑屋顶。可安装光伏组件的建筑屋顶包括办公楼、干煤棚和汽车机房。

 

光伏发电系统安装在火力发电厂，一般安装在现有建筑物的屋顶上，如无遮挡的办公楼和干煤棚，其连接方式应基于附近或分散的方法。光伏发电系统采用光生伏特效应，由太阳能电池板、控制器和逆变器组成。光伏组件与逆变器连接的线路为DC电缆，光伏组件串联连接。逆变器位于光伏组件的配电室内。逆变器转换后，光伏DC电由DC电转换为交流电，最后将交流电输送到相应的配电柜。逆变器通过并网柜与国家电网连接，并联连接。此外，光伏发电系统需要配备相应的监控系统，实时监控系统内部的温度、湿度、光照、电量，并利用计算机技术存储数据，帮助技术人员充分了解光伏系统的工作情况，及时整改优化问题。

 

太阳能电池板，即光伏组件，是光伏发电系统的核心部分，主要用于太阳能的收集。太阳能电池板包括晶体硅电池板、非晶体硅电池板、化学染料电池板和柔性太阳能电池板。目前，大多数太阳能电池板的主要材料是硅，包括多晶硅和单晶硅，具有稳定性好、使用寿命长、光能转化率高的优点。单晶硅太阳能电池板的光能转化率约为18%至24%，多晶硅太阳能电池板的光能转化率约为16%。与其他两者相比，单晶硅太阳能电池板寿命更长，生产成本更低，开发时间更长。因此，本项目选用单晶硅电池板。

 

光伏逆变器的作用是将太阳能电池板产生的直流电转化为日常交流电。目前市场上光伏系统主要采用集中式逆变器、集散式逆变器和串联式逆变器三种逆变器配置。集中式逆变器具有构件少、稳定性好、维护方便、电网调节性好等优点，但MPPT电压范围窄，不能有效监测各部件的运行情况，占地面积大，需要专用机房；集散式逆变器具有MPPT减少不匹配概率的优点，具有升压功能，有效减少线路损耗，成本优于集中式逆变器，但发展时间短，经验不足，像集中式逆变器一样占地面积大，需要专用机房；串联逆变器具有MPPT电压范围广、配置构件灵活、环境影响小、占地面积小、无机房等优点，但构件多，间隙小，导致系统检测困难，不适合高海拔地区。电厂位于平原地区，实际安装光伏组件面积小，干煤棚屋顶为曲面，光伏组件多角度安装，最适合串逆变器安装。

 

结束语

 

引入光伏发电系统与现有火力发电系统相结合的能源形式是我国电力系统发展的趋势。在光伏发电系统的实际应用中，对工厂建筑结构进行实地调查，设计人员应根据自己的专业知识，分析工厂最适合光伏发电系统安装区域，合理开发空间，优先使用工厂屋顶，根据建筑屋顶结构设计太阳能电池板和逆变器布局，设计科学的光伏发电系统施工方案。光伏发电系统产生的电能可优先考虑企业自身运行，然后并入电网。这不仅可以提高发电厂自身的效率，而且可以节能减排。