引言

 

太阳能作为一种重要的新能源，主要以光伏发电的形式使用，以满足绿色环保、节能减排等社会发展的要求。所谓光伏发电，实际上是利用半导体界面光伏特效将太阳能转化为电能的技术。能源生产过程具有污染低、消耗低的特点。加强光伏发电关键技术研究，加快光伏发电技术推广，可有效缓解能源紧张局势，促进社会可持续发展。

 

1光伏发电技术概述

 

光伏发电技术主要是一种可以直接将太阳能转化为电能的技术。其电能转换主要利用半导体界面的光生伏特效。该技术应用的关键部件是太阳能电池。许多太阳能电池通过串联形成电池组件，然后与功率控制器等设备一起形成光伏发电装置。众所周知，光伏发电技术的应用受地域限制较小，太阳能是一种可再生能源，其电力能源供应较长。此外，阳光面积广阔，光伏发电量充足，发电效率高。此外，与其他能源不同，光伏发电属于节能环保技术，不仅污染低、无噪音，而且无需燃料和输电线路，施工方便，周期短。从理论上讲，光伏发电技术可以应用于家用电器、交通、航天等各个领域，应用广泛。

 

22新能源光伏发电关键技术

 

2.1太阳能电池技术

 

在光伏发电系统中，太阳能电池是关键部件，关系到系统能否可靠发电。在光伏发电过程中，需要对太阳能电池进行串联、封装和保护，形成大面积的太阳能电池组件。使用功率控制器可以形成一个发电装置，可以在没有电线和能耗的情况下就地发电。结合以往新能源光伏发电技术的应用，由于过去硅片作为太阳能电池的主要材料，一段时间后充电慢，电池容量小，导致电池使用寿命短，电池价格高，限制了光伏发电技术的应用和推广。随着多晶硅、薄膜等技术的发展，人们开始使用多晶硅和薄膜太阳能电池，有效提高电池光能转换效率，降低发电和生产成本。采用聚光光伏技术，可将太阳能聚集在光伏电池上，在太阳能密度较低的情况下仍能继续发电。在小面积电池上聚集能量，可以减少光伏建设面积，获得更高的太阳能转化率，提高系统的整体经济效益。

 

2.2光伏方阵技术

 

光伏方阵技术主要是指由多个光伏组件串联或并联组成的矩形光伏组阵，其本身也包括多个太阳能电池板，是光伏并网发电系统的基本结构，具有内部转化太阳能的功能。当太阳能照射时，光伏方阵可以直接将太阳能转化为电能。目前，我国光伏组件的原材料是半导体硅，常用的半导体硅是晶体硅。以晶体硅为原料的光伏组件相对稳定，更适合户外光伏发电系统。如果太阳能电池板为单个数量，由于电功率低，无法实现并网目标。此时，应增加太阳能电池板的数量，以提高电力输出功率。此外，对于太阳能电池板的生产，需要注意单个光伏组件的连接和密封，然后通过串联多个光伏组件形成光伏方阵。发电时，电压与光伏组件的串联数量成正比，电流与光伏组件的并联数量成正比。

 

3新能源光伏发电关键技术应用

 

3.1在分布式光伏系统中的应用

 

分布式光伏系统通常用于家庭供电，多余的电能可以接入配电网。常见的分布式光伏系统包括屋顶太阳能发电系统、外墙太阳能发电系统等，结合建筑特点实现综合设计。太阳能电池板安装在屋顶等位置。受天气、气候等因素影响，电池板产生的太阳能将发生变化。为了提高转化率，需要合理设计光伏阵列。光伏组件的光入射损失曲线如图1所示。入射太阳光图像和光伏组件表面法线夹角的时间吸收率变化表明，法线和入射夹角越小，光吸收率越高。光伏组件朝向、安装倾角等参数合理确定后，在实际安装光伏阵列时，应确认实际倾角与设计值的偏差不超过±2°。光电建筑工程施工采用综合技术，应考虑太阳能电池发电产生的热量对建筑物的影响，对燃烧性能和防火性能提出要求，通常选择双玻璃光伏组件，满足A级燃烧性能要求。屋顶作为安装载体，应考虑光伏阵列自重对建筑结构的影响，综合考虑荷载、雪荷载等因素，合理设计光伏支架、连接点，确保结构安全可靠。此外，分布式光伏系统相对分散，建立的配电网络难以控制。同时，逆变器输出会随负载的变化而变化，造成谐波污染，并网时容易对电网产生影响。因此，在系统并网过程中，如果系统电压恒定，应设置逆变器直流母线电压，确认达到空载容量的70%。当系统功率恒定时，使用逆变器根据电力系统的指令进行自适应调整。在电流存储容量模式下，通过直流电交换进行并网发电，可连续调节逆变器输出电流。在功率跟踪模式下，跟踪太阳能电池的实时电压和电流，确保始终保持输入和输出匹配。在不同模式下输出不同的控制指令，可以逐周期补偿波形误差，利用逆变器连续控制状态对象，通过稳定提供能量安全连接电网。

 

3.2在离网光伏系统中的应用

 

光伏发电在偏远地区，需要采用离网光伏，需要配备蓄电池等储电装置进行连续供电。目前，这种光伏系统可用于边防岗哨等无市电区域供电，需要在白天阳光充足的时候集中发电，因此需要配置储能元件。由于不需要并网，光伏发电的重点是加强太阳能电池的应用。在发电系统装机容量小的情况下，应加强对光伏发电消耗问题的分析。在用电量少、分散的情况下，要加强对光伏发电和建筑负荷用电规律的分析，合理进行系统设计，确保发电、蓄电和用电之间的匹配。根据现有经验，单个用户通常需要的发电量为5～在9kW·h范围内。目前，晶体硅太阳能电池仍占据较大的市场份额，也出现了硅基、铱镉等薄膜电池，属于第二代电池，发展相对成熟，可与建筑一体化相结合，具体选择根据场景、照明资源考虑[3]。如果在弧形等非直线异形屋顶安装光伏电池，可以看出晶体硅电池属于刚性结构，膜组件具有一定的延展性，因此需要选择膜组件。在选择电池时，要求选择寿命长、可靠、高效的电池。正常情况下，家用光伏发电系统储能不大，但由于输入电流为低压直流电，电路电流较大，并联电池一般不超过4组。若需安装多个电池，则需使用稳定的电池箱集中放置，并做好通风、散热工作。

 

结语

 

新能源光伏发电技术的应用和推广得到了国家的大力支持，并在许多领域得到了应用。在项目建设的实际过程中，应正确选择太阳能电池，合理进行光伏阵列建设，确保太阳能的有效转化。掌握光伏系统发电和供电的关键技术，合理应用离网、分布式光伏系统建设技术，结合系统特点科学安装发电装置，确保系统保持可靠运行。