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太阳能光伏发电技术及应用 摘要：光伏发电系统是当前电力领域大力推荐的一种发电设备。它主要以太阳能为能源，通过逆变器的作用实现太阳能和电能的转换，然后将其传输到电网，以满足各种电能的需求。太阳能光伏发电技术是当前我国电力新能源发展的重要组成部分，通过太阳能光伏发电技术应用解决了传统电力能源补助的问题,但是随着太阳能光伏发电行业的兴起和不断发展，太阳能发电的成本也在急剧下降。基于此，本文对光伏发电技术进行简要分析，并探讨太阳能光伏发电技术的应用。 关键词：太阳能；光伏发电技术；应用 1光伏发电技术的基本原理 光伏电池是整个发电系统组件中的基础，光伏电池即的构成以硅元素为主。硅原子结构比较特殊，硅原子的原子核外共有14个电子，按照能级不同排列成三层。硅原子最外层的4个价电子直接影响硅的导电性，一般情况下，外层的价电子以共价键结合的形式使硅原子处于一种亚稳定的状态，最外层的4个价电子完全在中心原子核的控制之下，因此处于不导电状态。但若在单晶硅里加入一定量磷元素之后，因为磷的原子核第三层存在的价电子要比硅多一个，硅原子与磷原子结合时，除共价结合的电子外就会产生一个自由电子。多余的自由电子使得材料中导带电子浓度增高，这种加入其它元素导致原材料导电性发生变化的材料就是N型半导体材料。同样，若单晶硅加入一定量硼，因为硼原子核最外侧的价电子数目只有3个，两者在结合时少了一个电子就会形成空穴，空穴是带电的，这同样改变了原材料的导电性，从而制成了P型半导体。通过特定的制作方法将这两种半导体材料贴合在同一个基片上，因为两者内部的自由电子状态恰好相反，相互之间便出现电子扩散，扩散会在交界处造成一个空间电荷区，材料间电子扩散路径与电场内电子运动路径恰好相反。在这个电场的约束下，电子的漂移与材料之间电子的扩散逐步达形成一种动态均衡，从而形成P-N结。P-N结的单向导电性极强，P-N结受到光子轰击之后会使一些电子脱离原子核的控制，形成电子和空穴，构成电势差，在外部电路被接通时空穴和电子之间的电子移动便会形成电流。 2太阳能光伏发电发展存在的问题 2.1市场机制不够完善 我国光伏发电综合成本约为5500/kW，远高于传统煤电项目3600/kW。目前，我国光伏平均千瓦时成本约为0.4元，接近火电成本。当太阳能发电和可靠性满足需求负荷时，较低的发电成本将导致上网电价显著降低。与此同时，随着国家大力促进可再生能源发电的发展，鼓励企业发展可再生能源，并提供资金方面的大力支持和政策，导致大量企业涌向国家和转售项目盈利的指标。这些单位都打乱了正常的竞争秩序，从而导致了工程建设的质量降低，严重的影响了市场的高质量发展。 2.2电价补贴缺口扩大 我国的可再生能源补贴资金缺口快速的增加，给我国的财政带来了很大的压力，尽早的达成无补贴的互联网需求十分急迫。目前我国太阳能发电采用固定上网电价和补贴电价，实行保购。对集中太阳能发电项目按资源区域分类实施基准上网电价。分布式光伏发电项目上网电价按照燃煤基准价格购买，补贴价格根据项目投产年份不同而有所不同。然而，随着太阳能发电规模的迅速扩大，近些年具体征收到的补贴远低于国家发放的补贴数，新能源补贴的缺口问题越来越严重。近年来，国家对太阳能发电的补贴电价也在逐年下降，到2020年补贴电价已降至7美分/千瓦时左右。从政策角度看，我国的太阳能补贴价格将进一步加快实现全面无补贴上网。 3太阳能光伏发电技术的应用 3.1独立光伏发电系统 独立发电主要是在相对偏僻的地方，没有公用供电或者与电网间的距离很大的情况下将太阳能光伏发电系统单独运作、同时，小型的太阳能光伏发电系统也能够作为便携式移动电源加以携带。太阳能发电系统运行只可以在白天进行，而且全天候都必须供电，所以，储能系统部件也是单独光电控制系统中的关键部分。尽管由于天气环境等外部影响，会在很大程度上影响到独立光伏发电系统的电源安全性，因此并没有较高的电源稳定性，但也能够使得边远无电区域的供电问题得以有效缓解。 3.2并网光伏发电系统 并网光伏发电是将光伏电站产生的电能通过科学的转换，将其并入整个公用电网系统。大规模光伏发电产作为现有清洁能源发电的一个组成部分，在并入公共电网后，可以进一步优化电网的供电结构结构，在电网发生故障时，作为一个重要的备用电源，在工业生产、居民生产生活等方面发挥重要的作用。 随着国内科技的不断进步，光伏发电做为一种新型的绿色清洁型发电技术，相比传统的发电手段来说，要更加的系统和科学，其实现了将太阳能转化为电能，然后借助逆变器、光伏组件等转化成符合国内电网标准的交流电，在把其并入到公共的电网当中。现阶段，主要有以下两种并网技术，第一，有蓄电池的技术，其可调度性良好，能够按照实际的需求进行并网和退出操作，有着操作灵活的特点，还具备着充当电源的作用。第二，没有蓄电池的技术，不具备可以调度和操作的特性，因此其比较广泛应用于大型的发电系统中。 3.3混合光伏发电系统 混合光伏发电系统，主要特点是结合了各种的发电方法进行供电。能够把各种发电技术的优势综合利用出来，从而避免了弊端。以光伏系统为例，维护困难程度较小，不过由于气候原因会影响到电力传输不稳定。在部分地方的冬天并没有充足日照时间，但有很大的风能资源，也可把风能/光伏混合发电系统运用起来，以减少过于依赖于天气，负载缺电率也可以得到显著降低。 3.4光伏建筑一体化 一种方法是将平板光电装置置于建筑物楼顶，并串联组合式光电阵列，有效地供应给终端用户，形成所有用户联网的光电系统。还有一个类型则是整合光电元件和建筑物，将光伏电池板放置在房顶上，将原来一般的玻璃幕墙结构进一步发展为太阳能光伏发电的玻璃幕墙结构，这样太阳光就可被房顶和墙壁上的光电元件所直接吸引，发电功能就得以完成，建筑材料也得以节省，太阳能光伏发电成本获得了明显减少。而由于墙面外饰材质较高，如果现阶段将其进一步发展为大尺寸的彩色光伏模组，这些功能也都可完成，建筑物的美观度也将能够有效提高。 4光伏发电技术存在的劣势分析 从广电转换效率上说，光伏发电的效率主要依靠光伏电池的光能转化率，以当前使用规模较大的硅基太阳能电池来说，实验转化效率与实际所表现出的转化效率还有不小的差异。首先，在提高光能利用效率上，太阳能电池高强度光能承受力、超级散热等系统的研究也还存在诸多的难点。其次，太阳辐射受气候变化、地势地形，昼夜变化等不确定因素的直接影响，存在极大的不确定性。另外，我国的光能资源分布相对不够平衡，西北内陆地区光热资源充足但技术资金稀薄，而东南地区则恰好相
