太阳能光伏发电技术及应用探讨

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　　【摘  要】社会经济迅速发展的同时，造成的环境污染问题已经引起了我国环保部门的充分重视。由于社会各界对环保事业的要求越来越高。因此加大太阳能光伏发电等绿色能源和清洁能源发展和应用研究的力度，对于我国环境保护工作的开展而言具有极为重要的意义。文章主要是就太阳能光伏发电技术以及应用进行了探讨与分析。
　　【关键词】太阳能;光伏发电;技术应用
　　太阳能作为众多可再生能源中特点突出的可再生能源，已经引起了全球的关注。由于太阳能自身取之不尽的特征，因此其使用成本也就较低，并且在使用中对自然环境产生的影响较小。所以其作为一种可自由利用的可再生能源，不仅被广泛的应用于众多领域，通过长期的实践应用中，太阳能光伏发电已经取得了明显的效果。
　　1、我国光伏发电产业的现状
　　太阳能作为当今世界已知的最丰富的可再生能源，其自身所具有的分布广泛且无污染等特点，对于光伏产业的大面积推广以及大范围的应用，打下了坚实的基础[1]。光伏发电对于自然环境不会产生污染，而且还有助于环境保护工作的开展。所谓的光伏发电主要是以光生伏特的发电原理为依据，利用光电转换的方式将太阳能转化为光能，通过光伏组件、变压器、逆变器、配电设备等，转化成人们需要的电能。根据当前的现状，我国光伏发电系统一般有两种形式：集中式和分布式。首先，分布式发电系统。一般我们常见的分布式太阳能光伏发电电网，主要集中在城市屋顶上，采用此种形式可以占用较少的面积，在安装使用上较为灵活，投资成本较低，因此在城市屋顶上应用较为广泛。其次，集中式。集中式光伏电网系统实际上指的就是大型的光伏并网电站。这种大型光伏并网电站主要建设在戈壁中，以达到有效输出电能的目的。随着我国相关部门对太阳能以及其他新兴能源利用研究力度的持续加强，光伏发电产业也迎来了高速发展的阶段[2]。和西方发达国家相比较，我国的太阳能光伏发电与其有着一定的差距，在整体的应用中还存在着很多问题，需要我们不断的完善并加以解决。
　　2、光伏发电控制技术
　　2.1日照强度及环境温度
　　日照强度与环境温度是导致光伏电池输出功率出现波动的主要原因。因此，为了确保光伏电池输出功率的稳定性，应该将光伏电池视为一种存在波动范围的电源使用。由于光伏电池的输出电压与电流之间存在一种非线性关系，所以，如果日照强度和环境温度发生变化的话，那么光伏电池的输出功率也会随之发生改变。针对这一问题，研究人员应该以光伏电池的电能为基础，采取自动调整电池输出功率的方式，才能在确保输出功率满足负载要求的基础上，以达到促进功率转换效率稳步提升的目的。
　　2.2储能与充放电控制
　　儲能与充放电控制系统主要是通过跟踪系统最大功率的方式，严格的按照设计要求控制系统的储能以及充放电，确保整个系统始终处于最大功率输出的状态。由于系统充放电控制模块使用性能的高低与电压外部环境检测的精确度之间存在着密不可分的联系，因此，为避免蓄电池出现过度充电或者是深度放电等问题，必须采取持续检测蓄电池充电的电压，假如蓄电池在充电过程中出现了电压超出限定值的问题时，则说明蓄电池已经充满，此时应该立即停止充电。如果蓄电池在充电过程中电压达到限定值，而在充电停止后电压又随之下降的话，则说明此时蓄电池并未完全充足。一旦出现这种问题的话，不仅会导致蓄电池整体性能无法有效发挥，对于蓄电池的寿命会严重的缩短。由于离线技术不断的引用，因此可以有效的提升光伏电池的充电率。为蓄电池的电压恢复预留了充足的时间，同时可以准确反映蓄电池实际容量。另外，以原电路为基础的放电自锁过程，按照要求必须同时增加符合要求的下限自锁电路。这里所说的放电自锁，实际上指的就是负载在不受到蓄电池放电影响的前提下，通过有效控制蓄电池深度放电的方式，以达到延长蓄电池使用寿命的目的。
　　2.3并网控制
　　光伏发电系统和公共电网二网合并，需要确保系统的输出电压和公共电网的电压二者的一致性，确保光伏发电系统与公共电网并网后的正常稳定运行。逆变器是确保光伏发电系统与公共电网并网完成后，光伏电池的功率有效转化成电能并与公共电网同步运行的不可缺少的元器件[3]。在光伏发电和公共电网的并网过程中，逆变器主要发挥着有效控制馈入电流产生的谐波的目的，确保电网的安全稳定运行不受影响。由于电网输出电流与功率转换控制非常的复杂，所以，工作人员在并网系统中应用逆变器时，必须采取双环控制的方式，将外环电压环理想情况下的正弦波作为参考数据和依据，对比系统输出电压，然后取两者的平均值作为电压调节装置的输入值。在与公共电网的并网运行中，逆变器对于电网的运行要求较高，因此作为电力企业需要采取科学的措施，保证电网的安全稳定运行。假如公共电网在并网运行过程中发生了断电现象，但逆变器仍然处于发电状态的话，那么就会因为出现孤岛效应而导致逆变器出现受损的现象。由于逆变器连续供电会导致与之并网的公共电网始终保持上电的状态，而威胁到电网维修人员的安全。因此，研究人员在研究光伏发电系统与公共电网并网策略时，不仅要充分重视逆变器的自动侦测功能，而且还应在发生孤岛效应后，确保其能够及时的与公共电网脱离，以达到保护公共电网设备和工作人员安全的目的。所谓的孤岛侦测实际上指的就是系统在运行过程中的实际输出电压因为受到公共电网实效而进行的侦测。一般情况下孤岛侦测主要分为主动式占侦测和被动式侦测两种。在这其中被动式侦测，一般都是以公共电网的实时状态作为其运行依据。主动侦测，就是利用电力转换器形成的干扰信号，观测公共电网所受到的干扰，据此可以准确的判断。
　　结束语
　　总之，太阳能光伏发电作为现阶段应用前景作为光伏的新能源技术，这一技术的应用离不开先进的系统控制技术。所以，相关研究人员必须在加强太阳能光伏技术应用研究力度的基础上，积极的探索和寻找能够有效控制和应用广泛体系的控制策略，才能充分的发挥光伏发电在我国社会经济发展过程中的积极作用。
　　参考文献：
　　[1]石东昌.关于新能源光伏发电技术的一些探讨思考[J].中外企业家，2019，05：129+137.
　　[2]蔡高原.太阳能光伏发电技术现状与展望[J].河南科技，2018，32：128-130.
　　[3]季健翔.太阳能光伏发电技术现状分析[J].智能城市，2018，421：92-93.
　　（作者单位：大唐青海能源开发有限公司新能源分公司）
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