太陽能光伏發電技術及應用探討

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　　【摘  要】社會經濟迅速發展的同時，造成的環境污染問題已經引起了我國環保部門的充分重視。由于社會各界對環保事業的要求越來越高。因此加大太陽能光伏發電等綠色能源和清潔能源發展和應用研究的力度，對于我國環境保護工作的開展而言具有極為重要的意義。文章主要是就太陽能光伏發電技術以及應用進行了探討與分析。
　　【關鍵詞】太陽能;光伏發電;技術應用
　　太陽能作為眾多可再生能源中特點突出的可再生能源，已經引起了全球的關注。由于太陽能自身取之不盡的特征，因此其使用成本也就較低，并且在使用中對自然環境產生的影響較小。所以其作為一種可自由利用的可再生能源，不僅被廣泛的應用于眾多領域，通過長期的實踐應用中，太陽能光伏發電已經取得了明顯的效果。
　　1、我國光伏發電產業的現狀
　　太陽能作為當今世界已知的最豐富的可再生能源，其自身所具有的分布廣泛且無污染等特點，對于光伏產業的大面積推廣以及大范圍的應用，打下了堅實的基礎[1]。光伏發電對于自然環境不會產生污染，而且還有助于環境保護工作的開展。所謂的光伏發電主要是以光生伏特的發電原理為依據，利用光電轉換的方式將太陽能轉化為光能，通過光伏組件、變壓器、逆變器、配電設備等，轉化成人們需要的電能。根據當前的現狀，我國光伏發電系統一般有兩種形式：集中式和分布式。首先，分布式發電系統。一般我們常見的分布式太陽能光伏發電電網，主要集中在城市屋頂上，采用此種形式可以占用較少的面積，在安裝使用上較為靈活，投資成本較低，因此在城市屋頂上應用較為廣泛。其次，集中式。集中式光伏電網系統實際上指的就是大型的光伏并網電站。這種大型光伏并網電站主要建設在戈壁中，以達到有效輸出電能的目的。隨著我國相關部門對太陽能以及其他新興能源利用研究力度的持續加強，光伏發電產業也迎來了高速發展的階段[2]。和西方發達國家相比較，我國的太陽能光伏發電與其有著一定的差距，在整體的應用中還存在著很多問題，需要我們不斷的完善并加以解決。
　　2、光伏發電控制技術
　　2.1日照強度及環境溫度
　　日照強度與環境溫度是導致光伏電池輸出功率出現波動的主要原因。因此，為了確保光伏電池輸出功率的穩定性，應該將光伏電池視為一種存在波動范圍的電源使用。由于光伏電池的輸出電壓與電流之間存在一種非線性關系，所以，如果日照強度和環境溫度發生變化的話，那么光伏電池的輸出功率也會隨之發生改變。針對這一問題，研究人員應該以光伏電池的電能為基礎，采取自動調整電池輸出功率的方式，才能在確保輸出功率滿足負載要求的基礎上，以達到促進功率轉換效率穩步提升的目的。
　　2.2儲能與充放電控制
　　儲能與充放電控制系統主要是通過跟蹤系統最大功率的方式，嚴格的按照設計要求控制系統的儲能以及充放電，確保整個系統始終處于最大功率輸出的狀態。由于系統充放電控制模塊使用性能的高低與電壓外部環境檢測的精確度之間存在著密不可分的聯系，因此，為避免蓄電池出現過度充電或者是深度放電等問題，必須采取持續檢測蓄電池充電的電壓，假如蓄電池在充電過程中出現了電壓超出限定值的問題時，則說明蓄電池已經充滿，此時應該立即停止充電。如果蓄電池在充電過程中電壓達到限定值，而在充電停止后電壓又隨之下降的話，則說明此時蓄電池并未完全充足。一旦出現這種問題的話，不僅會導致蓄電池整體性能無法有效發揮，對于蓄電池的壽命會嚴重的縮短。由于離線技術不斷的引用，因此可以有效的提升光伏電池的充電率。為蓄電池的電壓恢復預留了充足的時間，同時可以準確反映蓄電池實際容量。另外，以原電路為基礎的放電自鎖過程，按照要求必須同時增加符合要求的下限自鎖電路。這里所說的放電自鎖，實際上指的就是負載在不受到蓄電池放電影響的前提下，通過有效控制蓄電池深度放電的方式，以達到延長蓄電池使用壽命的目的。
　　2.3并網控制
　　光伏發電系統和公共電網二網合并，需要確保系統的輸出電壓和公共電網的電壓二者的一致性，確保光伏發電系統與公共電網并網后的正常穩定運行。逆變器是確保光伏發電系統與公共電網并網完成后，光伏電池的功率有效轉化成電能并與公共電網同步運行的不可缺少的元器件[3]。在光伏發電和公共電網的并網過程中，逆變器主要發揮著有效控制饋入電流產生的諧波的目的，確保電網的安全穩定運行不受影響。由于電網輸出電流與功率轉換控制非常的復雜，所以，工作人員在并網系統中應用逆變器時，必須采取雙環控制的方式，將外環電壓環理想情況下的正弦波作為參考數據和依據，對比系統輸出電壓，然后取兩者的平均值作為電壓調節裝置的輸入值。在與公共電網的并網運行中，逆變器對于電網的運行要求較高，因此作為電力企業需要采取科學的措施，保證電網的安全穩定運行。假如公共電網在并網運行過程中發生了斷電現象，但逆變器仍然處于發電狀態的話，那么就會因為出現孤島效應而導致逆變器出現受損的現象。由于逆變器連續供電會導致與之并網的公共電網始終保持上電的狀態，而威脅到電網維修人員的安全。因此，研究人員在研究光伏發電系統與公共電網并網策略時，不僅要充分重視逆變器的自動偵測功能，而且還應在發生孤島效應后，確保其能夠及時的與公共電網脫離，以達到保護公共電網設備和工作人員安全的目的。所謂的孤島偵測實際上指的就是系統在運行過程中的實際輸出電壓因為受到公共電網實效而進行的偵測。一般情況下孤島偵測主要分為主動式占偵測和被動式偵測兩種。在這其中被動式偵測，一般都是以公共電網的實時狀態作為其運行依據。主動偵測，就是利用電力轉換器形成的干擾信號，觀測公共電網所受到的干擾，據此可以準確的判斷。
　　結束語
　　總之，太陽能光伏發電作為現階段應用前景作為光伏的新能源技術，這一技術的應用離不開先進的系統控制技術。所以，相關研究人員必須在加強太陽能光伏技術應用研究力度的基礎上，積極的探索和尋找能夠有效控制和應用廣泛體系的控制策略，才能充分的發揮光伏發電在我國社會經濟發展過程中的積極作用。
　　參考文獻：
　　[1]石東昌.關于新能源光伏發電技術的一些探討思考[J].中外企業家，2019，05：129+137.
　　[2]蔡高原.太陽能光伏發電技術現狀與展望[J].河南科技，2018，32：128-130.
　　[3]季健翔.太陽能光伏發電技術現狀分析[J].智能城市，2018，421：92-93.
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