張志杰

【摘要】：在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢(shì)影響下，能源短缺的問題日益明顯。受該種社會(huì)現(xiàn)狀的影響，太陽能技術(shù)的應(yīng)用能夠在一定程度上緩解能源匱乏問題。伴隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用逐步成熟，它的應(yīng)用不但可以滿足建筑物自身在能源方面的需求，而且還可以保證太陽能資源的有效利用，降低不可再生資源的使用量，帶動(dòng)我國(guó)太陽能技術(shù)行業(yè)的可持續(xù)快速的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】：太陽能技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；前景分析

1.太陽能光伏發(fā)電技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1太陽能光伏發(fā)電的基本原理

太陽能光伏發(fā)電的原理簡(jiǎn)單來講就是光生伏特效應(yīng)，太陽能電池在這個(gè)過程中起到了重要的能量轉(zhuǎn)化作用。具體而言，當(dāng)太陽光線接觸到太陽能電池時(shí)，其中的光能會(huì)被電池所吸收，進(jìn)而形成光生電子，而在內(nèi)建電場(chǎng)的控制之下，光生電子會(huì)與空穴發(fā)生隔離反應(yīng)，這種反應(yīng)產(chǎn)生的異號(hào)電荷在經(jīng)過一段時(shí)間的積累之后會(huì)匯聚形成光生電壓，這就是所謂的光生伏特效應(yīng)。另外，在內(nèi)建電場(chǎng)中，一旦接上負(fù)載就可以使光生電源流出，從而實(shí)現(xiàn)功率的輸出與利用，完成從太陽能轉(zhuǎn)化成為電能的最終目的。

1.2太陽能光伏發(fā)電的意義

太陽能資源是非常豐富的自然資源，對(duì)人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活有重要影響。為了有效利用太陽能資源，近年來相關(guān)專家學(xué)者對(duì)太陽能光伏發(fā)電做了深入研究，并分析得出中國(guó)太陽能光伏技術(shù)的意義：a）中國(guó)幅員遼闊，擁有豐富的太陽能資源，而且中國(guó)西部地區(qū)地形多樣，居民居住方式也比較分散，這十分有利于中國(guó)對(duì)太陽能的收集與利用；b）太陽能光伏發(fā)電具有一定的安全可靠性，不會(huì)對(duì)周圍的空氣與環(huán)境造成污染破壞，并且隨著中國(guó)光伏技術(shù)迅速發(fā)展，已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)零消耗、零污染和零排放，使太陽能光伏發(fā)電技術(shù)成為資源最豐富的綠色發(fā)電技術(shù)；c）光伏發(fā)電技術(shù)不存在過多的限制因素，可以被利用在各種偏遠(yuǎn)地區(qū)，這不但有效解決了當(dāng)?shù)氐挠秒妴栴}，還能為國(guó)家減少建設(shè)輸電線路的成本支出。

2.太陽能發(fā)電技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

2.1產(chǎn)能相對(duì)過剩

可以毫不夸張地說中國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)用了三、五年的時(shí)間走完了別的國(guó)家十年所走的路。在這種過山車式的發(fā)展過程中，尤其是多晶硅產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)過明顯的產(chǎn)能過剩的情況，這再次顯示了在目前中國(guó)大工業(yè)時(shí)代各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)共性：供不應(yīng)求-大小項(xiàng)目一起上-產(chǎn)能過剩-淘汰落后產(chǎn)能-產(chǎn)業(yè)整并。由于整個(gè)光伏發(fā)電行業(yè)缺乏協(xié)調(diào)性，少數(shù)企業(yè)確實(shí)存在打價(jià)格戰(zhàn)的做法，損害了中國(guó)產(chǎn)品的整體形象。一味地壓低價(jià)格可能會(huì)導(dǎo)致光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的傾銷行為，從而被國(guó)外媒體找到把柄大做文章。產(chǎn)能過?？赡苓€要區(qū)別看待，低效，低水平的產(chǎn)能確實(shí)過剩，但更高更好的產(chǎn)品仍是供不應(yīng)求，所以后者才是根本。

2.2發(fā)電效率低

盡管太陽能是以輻射的形式向空間傳播的，但太陽能電池的性質(zhì)決定其對(duì)太陽光譜的吸收具有選擇性，通常單晶硅太陽能電池只吸收380～1100nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的能量用于發(fā)電，其余波段的能量被太陽能電池吸收變成熱能。隨著電池溫度的升高，電池中電子的熱運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，能帶間隙降低，開路電壓隨溫度升高而下降，短路電流隨溫度升高而升高，結(jié)果使電池的輸出功率隨溫度升高而下降，溫度升高降低了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

3.太陽能發(fā)電技術(shù)發(fā)展的前景

3.1孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)

在電網(wǎng)運(yùn)行中，錯(cuò)誤的操作或維修原因造成供電中斷等故障時(shí)，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)會(huì)持續(xù)運(yùn)行，并通過負(fù)載電壓的方式來實(shí)現(xiàn)供電，因此形成了自給供電的孤島，這種現(xiàn)象我們稱之為孤島效益。一旦光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)孤島效應(yīng)，會(huì)出現(xiàn)電頻、電壓無法控制，用戶用電設(shè)備受到損害等情況，甚至在維修的過程中還會(huì)對(duì)維修人員的安全帶來影響。在并網(wǎng)逆變器側(cè)中，孤島效益的檢測(cè)方法主要有兩種方法：被動(dòng)檢測(cè)和主動(dòng)檢測(cè)。其中被動(dòng)式檢測(cè)主要應(yīng)用于電網(wǎng)斷電的情況下，其能夠通過對(duì)逆變器輸出端電壓、頻率以及相位等變化來檢測(cè)電壓輸出中是否出現(xiàn)孤島效應(yīng)。而主動(dòng)式檢測(cè)主要是通過對(duì)逆變器進(jìn)行調(diào)整來對(duì)其輸出的頻率、功率等帶來干擾。在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，主動(dòng)式檢測(cè)所造成的干擾會(huì)被電網(wǎng)鎖相環(huán)的平衡消除。

3.2光伏建筑一體化技術(shù)

隨著太陽能技術(shù)不斷發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)近年來被廣泛應(yīng)用到建筑工程之中，并初步形成光伏建筑一體化模型。目前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在建筑方面的應(yīng)用主要是將系統(tǒng)裝置放在建筑物的頂端，通過連接建筑內(nèi)部的電力線路，實(shí)現(xiàn)太陽光能向電能的轉(zhuǎn)化，從而充分發(fā)揮太陽能對(duì)建筑內(nèi)部用電的補(bǔ)償作用，即當(dāng)建筑室內(nèi)由于電力系統(tǒng)故障出現(xiàn)斷電時(shí)，可以啟用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，保障室內(nèi)用電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，光伏建筑一體化的未來發(fā)展目標(biāo)是完成光伏器件與建筑材料的集成化。例如用光伏器件來代替建筑向陽外墻、建筑屋頂或建筑窗戶，而這不僅僅是單純的建材替代，還能起到為建筑內(nèi)部發(fā)電的作用。當(dāng)然，對(duì)于光伏器件而言，不但要在防水防潮、電氣絕緣及隔熱保溫等方面符合建材要求，還要在方便施工和安全可靠等方面進(jìn)行慎重考慮。

3.3塔式熱發(fā)電技術(shù)

塔式熱發(fā)電是通過地面鏡場(chǎng)將太陽輻射聚集到距離地面一定高度吸熱塔的吸熱器上，吸熱器直接接受地面鏡場(chǎng)反射的太陽輻射，吸熱器中的傳熱介質(zhì)（熔融巖）獲得高溫?zé)崮埽賹崮茌斔偷秸羝l(fā)生器產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。這一系統(tǒng)中，定日鏡以吸熱塔為中心分布在吸熱塔的周圍，要把太陽光準(zhǔn)確的反射到吸熱器上，需要對(duì)鏡場(chǎng)中每個(gè)定日鏡都要進(jìn)行單獨(dú)的二維跟蹤控制，鏡場(chǎng)控制系統(tǒng)復(fù)雜，但其聚光效率高，系統(tǒng)發(fā)電效率高。隨著技術(shù)研發(fā)的不斷深入和關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破和建設(shè)成本的不斷降低，塔式光熱發(fā)電技術(shù)會(huì)成為未來CSP的主要形式。

結(jié)束語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯。目前，太陽能光伏發(fā)電是一種比較理想的綠色能源，在中國(guó)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，并充分發(fā)揮了其優(yōu)勢(shì)功能。中國(guó)在對(duì)太陽能光伏發(fā)電的保護(hù)方面，應(yīng)積極制定相應(yīng)措施、完善相關(guān)政策法規(guī)，從而促進(jìn)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)可持續(xù)發(fā)展，為未來的綠色工程建設(shè)起到推進(jìn)作用。

【參考文獻(xiàn)】：

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