光伏發電技術創新范文

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第1篇

關鍵詞：光伏發電技術；必要性；太陽能；新能源；能源危機 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM914 文章編號：1009-2374（2016）32-0089-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.044

光伏發電技術是一種能夠利用可再生資源實現發電的技術。相比于傳統的燃料能源技術來說，更能夠減少我國環境污染，促進人與生態環境和諧相處。尤其是在市場經濟體制條件下，利用可再生的太陽能還能實現我國電力行業的長久發展，可見光伏發電技術對于緩解我國能源危機具有重要作用。

1 光伏發電技術

我國最早的光伏發電技術主要是晶體硅光伏發電，比較常用的晶體硅是單晶硅、多晶硅，后來材料逐漸發展為薄膜電池。薄膜電池產品包括非晶納米晶、微晶等。據有關數據顯示，單晶體太陽能電池的實驗室轉化率達到24%，商業量化生產效率達到17%。多晶體硅的實驗室轉化效率達到20%，而商業批量生產效率達到了16%。CdTe太陽能電池的最高效率達到了16%，商業化批量生產效率達到了10%。CIGS薄膜太陽電池的最高生產效率達到了19%，而商業化批量生產效率達到12%。薄膜電池發電隨雖然具有用量少的特點，但是相比于晶體硅其光電轉化率下降了一半。之后，隨著我國經濟的發展，光伏發電技術逐漸轉變為以現代光學技術為核心的發電技術，其核心內容是聚光技術。所謂聚光就是指發電量與光強度成正比例關系。

另外，現代光學技術要求聚光必須均勻，而最新研發的光像自適應光學技術就是一種能夠實現均勻聚光、提高發電量的新型光學技術。我國是光伏發電量增長最快的國家，也是光伏發電技術應用最廣泛的國家之一。在今后的發展中，我國將會由傳統的獨立發電系統轉向并網發電系統、城市屋頂發電系統等，可見我國光伏發電技術的應用市場是非常大的。除此之外，我國還出臺了相關政策，以支持我國光伏發電技術的發展。據調查顯示，我國到2030年光伏裝機容量將達1億千瓦，年發電量可達1300億千瓦時。其發電量相當于30多個煤電廠的發電量。

2 發展光伏發電技術的必要性

2.1 保護環境

無論火力發電，還是水力發電，都需要消耗能源，且容易產生大氣污染廢棄物。而太陽能光伏發電技術與其他能源材料最大的不同之處在于在發電過程中，產生的CO2量很少。眾所周知，CO2是導致溫室效應的根源，這樣通過利用光伏發電技術就能夠緩解氣候變化。

據有關數據顯示，自2007年以來，過去幾年是溫度最高的年份；我國南北半球的冰川和積雪正在融合；最嚴重的全球干旱地區增多。可見，發展光伏發電技術是非常必要的。我國最早利用光伏發電技術是在20世紀70年代，其用途主要包括人造衛星、海盜燈塔等。到20世紀90年代，光伏發電技術的應用范圍逐漸擴大，能夠應用在手表、計數器、交通標志等方面，但是仍無法普遍應用在民用電器中，到近年來我國大力發展光伏發電技術已卓見成效。最早利用光伏發電技術發電的是雙湖光伏電站以及麗江光伏電站。作為可再生的太陽能，利用光伏發電技術實現發電，不僅能夠緩解石油、煤炭等能源危機，還能減少環境污染廢棄物的產生。據調查顯示：一個中國普通家庭，一個月大約300度電，這300度電按一年來算，相當于要燒1.44噸煤，排放2.85噸的二氧化碳。如果利用光伏發電技術降低煤炭的使用量，也就是每個家庭能夠減少3噸二氧化碳排放量。

2.2 拓寬經濟領域

光伏發電技術促進了我國太陽能發電行業的發展，同時也促進其衍生行業的發展。通過光伏發電技術能夠有效調整我國發電行業的產業結構，并實現國家資源條件的合理利用，同時對于我國經濟的發展也具有很重要的作用。實踐證明，我國太陽能光伏發電行業還有效拉動了其他行業的經濟增長，如家庭燈具電源行業、交通行業、與汽車配套相關的太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等。

據調查顯示光伏電站項目的開發和建設，可促進地區相關產業，如建材、交通運輸業的大力發展，對擴大就業和發展第三產業將起到顯著作用。例如太陽能光伏發電技術促進了綠色照明行業的發展，其中有關綠色照明系統的太陽能電池板、蓄電池、節能燈具等都是主要產品。而且綠色照明系統還被廣泛應用于建筑行業中，如路燈等。可見光伏發電技術不僅影響了我國市場經濟體制，還推動了我國經濟的發展。

另外，太陽能光伏發電技術還能降低發電項目投資成本，如目前常規火電的造價大約每千瓦5000元，而太陽能光伏發電系統的每千瓦造價約10000元。與此同時，常規火電的年有效發電時間多在6000小時以上，而太陽能光伏發電系統的有效發電時間僅2000小時，可見太陽能光伏發電的效率是非常高的。

2.3 緩解能源危機

顯然我國太陽能光伏發電技術的發展，為我國使用可再生太陽能提供了可能。尤其是減少了煤礦資源的損耗，不僅保證了我國生態平衡，還實現了社會經濟的可持續發展。

據數據顯示：一個裝機容量為10MWp，首年發電量為1891.7萬度電的光伏電站，首年節約標準煤6621噸，減排CO2為17214噸，整個光伏電站壽命周期內共節約標準煤150567噸，總減排CO2為391473噸。如果我國大面積普及光伏發電站之后，相信我國煤炭資源使用量將會大大減少。如果光伏發電進入民用發電行業，不僅能夠大幅度緩解我國資源短缺問題，還能夠實現生態平衡。如某發電站的光伏發電項目主要是在上層鋪設光伏發電面板用于太陽能發電、下層鋪設用于水產養殖的新型光伏系統工程。實踐證明：2016年上半年，已發電1408.25萬千瓦時，節約標準煤5600噸，有效減少了煤炭資源的使用量，而且提高了發電站的效率，更重要的上下層的綜合利用，減少了資源浪費。

3 我國光伏發電技術的未來發展趨勢

太陽能光伏發電技術的優越性使其逐漸成為能源使用的重要途徑。而光伏發電技術的發展不僅使太陽能代替了傳統能源，還使太陽能逐漸成為能源消耗的主體。據有關數據顯示，截至2030年，可再生能源的消耗將會占到能源消耗比例的30%，截至2040年，將會上升到50%。到21世紀末，可再生能源消耗會成為主要的能源消耗方式。可見太陽能光伏發電技術對于我國可再生能源的發展具有很重要的作用，同時從中也看出了光伏發電技術創新的重要性。

另外，我國也將會大力推動太陽能光伏發電技術的發展，加快我國經濟增長，并減輕我國能源危機問題。據《可再生能源中期發展規劃》指出，截至2020年，我國的太陽能發電量會達到60億千瓦。簡單地說，太陽能光伏發電產業將會成為我國主流行業。

4 結語

綜上所述，光伏發電是一種能夠實現我國可持續發展的新型發電技術。在資源短缺和環境問題日益嚴重的當下，大力發展光伏發電技術是十分重要的。因而，國家以及企業應該通力配合，開拓太陽能光伏發電市場，創新光伏發電技術，從而促進我國電力行業的發展，并進一步推動我國經濟的發展。

參考文獻

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[2] 梁云，楊小天，郭亮.我國光伏發電技術的發展現狀與前景[J].吉林建筑大學學報，2015，（2）.

第2篇

孤島效應就是當正常供電因故障或停電維修而中斷時，各個用戶端的太陽能并網發電系統未能及時檢測出停電狀態而將自身切離城市供電網絡，而形成由太陽能并網發電系統和周圍的負載組成的一個電力公司無法掌握的自給供電孤島。一般來說，孤島效應可能對整個配電系統設備及用戶端的設備造成不利的影響。

太陽能光伏發電技術應用現狀及存在問題

1太陽能光伏發電技術應用現狀

近幾年太陽能直流負載系統如交通信號燈、景觀照明、裝飾照明等，以草坪燈、庭院燈、小功率路燈為主，得到一定程度的推廣應用，并逐漸向室內地下停車場、樓道燈等24小時照明的交流負載系統應用方面發展，在節約能源方面可取得較好效益。目前太陽能光伏發電技術僅在國內部分地區，尤其是市政能源建設薄弱或者公共電力供應不能到達的地區得到應用，如在內蒙古、新疆等風能資源豐富、光照強烈、日照輻射均衡的地區得到了較快發展，而北京市響應綠色奧運的精神，在新農村建設中將郊縣約2萬盞的路燈更換為太陽能燈具。

2太陽能光伏發電的存在問題

(1)在技術方面核心技術受控于其他國家，產品成本高。2007年9月的《中國光伏發展報告》稱，中國光伏產能列世界第三。雖然國內光伏發電產業產品組裝能力居世界第三，但是將硅原料提純成晶體硅、晶體硅鑄錠切片，以及發電的逆變控制等核心技術一直被國外壟斷。中國的光伏發電產業實質上是在為國外企業“代工”，這也是國內光伏產品價格始終居高不下的主要原因。因為缺乏核心技術，目前國內太陽能產業鏈已經形成這樣一個“怪圈”：中國廉價出口硅金屬，國外企業提純后高價賣給中國太陽能電池生產企業，國外企業再購買電池，然后制成各種終端產品在市場上銷售。

(2)在市場方面我國光伏發電市場發展緩慢，目前太陽能光伏發電產業兩頭在外，即上游的多晶硅材料和最下游的應用都在國外。國內生產的太陽能電池98%用于出口，相當于大量輸出國內緊缺的能源。美國、日本、德國、俄羅斯都能生產比較好的多晶硅，我們國家也能生產，但產業程度不一樣、技術含量也不一樣，我國現在真正具有知識產權的產品很少，距離國外先進水平還差的很遠，現在依然沒有特別成熟的企業。

(3)在環境方面污染問題日漸突出，雖然太陽能是綠色能源，但太陽能上游的組件和硅原料加工卻是高污染行業。太陽能薄膜電池產品在制造過程中，會排出四氯化硅、氯化氫、氫氣等尾氣。特別是四氯化硅，如果不做處理，就會溶解變為鹽酸等物質，污染土壤。與很多高耗能、高污染行業一樣，歐洲國家無法承受在本國生產的負面影響，所以中國才得以成為太陽能世界制造中心。

(4)在產業方面由于產品長期出口，中國太陽能光伏發電行業內的企業往往各自為戰、組織松散，在需要一致對外的時候難以統一。太陽能光伏發電企業以前并沒有注重行業內的合作，在遭遇反傾銷危機時產業協調一致非常必要。但實際上，中國太陽能光伏發電行業里卻并沒有一個公認的行業組織和協調機制來協調大廠之間、大廠與小廠之間錯綜復雜的利益關系，僅有的幾個省級光伏產業協會能夠起到的作用也非常有限。

結論及建議

太陽能光伏發電技術的進步，需要大力發展太陽能光伏產業。通過與實際應用相結合，實現技術創新和可持續發展，有效突破太陽能光伏發電技術的瓶頸。為解決上述問題，提出四點建議：

(1)積極研發創新技術。如著力開發“第三代”光伏發電技術，降低光伏發電系統成本，這是我國光伏發電產業發展之關鍵。“第三代”光伏發電成本，即“4倍聚光+跟蹤+太陽能煉硅+晶體硅(P型或N型)+薄膜”技術的光伏發電成本，成本的降低必將有力推動光伏發電產業在我國的大規模應用。

(2)通過財稅政策和專項資金，促進薄膜電池等太陽能光伏電池核心技術研發。鼓勵優勢企業進行高純度硅料等核心技術和薄膜電池等新興技術的研發，使國內太陽能光伏電池產業發展逐步擺脫核心技術在國外的格局。

(3)制定太陽能光伏發電行業技術經濟和環保門檻。為促進太陽能光伏發電產業的可持續發展和競爭力提升，國家應出臺相關政策來規范太陽能光伏電池相關產業投資必要的技術經濟和環保門檻，避免“遍地開花”的亂象，鼓勵技術水平高、競爭力強、環境友好的太陽能光伏發電產業集群和龍頭企業的發展。

第3篇

【關鍵詞】 新能源 發電技術 發展

1 引言

為良好的應對能源緊張的現實問題，降低對自然環境的影響破壞，確保生態系統的健康穩定，社會對于清潔能源、可再生性、低污染的新型能源需要逐步擴充。新能源即是通過非常規的技術手段進行綠色能源的開發與應用。例如太陽能、海洋能等均為代表性的新能源，他們沒有污染，且可循環持久應用。通過新能源進行發電，即是將新能源變成電能的具體過程，這樣一來可確保資源的健康持續發展。

2 新能源發電技術狀況

新能源主要為在應用新技術手段的條件下，有效的開發應用可再生資源。對于傳統化石能源來講，應用新能源發電技術呈現出可再生、能量豐富、污染影響較低的特性。具體的技術手段包括風力發電、地熱、生物質技術以及潮汐發電技術等。針對目前科技發展現實狀況，應用太陽能光伏以及風力進行發電技術手段較為完善，且應用更加廣泛。

2.1 太陽能光伏發電技術

光伏發電具體的應用模式包括戶用電源、單獨發電系統以及并網發電等。光伏發電在電力系統中的主要應用形式有戶用電源、獨立光伏發電系統和光伏并網發電系統。其中戶用電源為較為簡單的模式，發電容量較低，通常用于舒緩偏遠區域居住人民的電能缺乏問題。應用獨立光伏發電技術其容量較大，而結構較為簡單。作用在于為具體的區域完成供電。應用并網光伏發電技術成為今后太陽能光伏系統的主體發展方向，主要傳輸電能到電網。當前，技術員工主要針對并網地區屋頂發電以及峰光伏技術進行研究。建設可調度系統，配置蓄能裝置，發揮儲存能量功能，并做好能量的調節分配。該技術系統適合在經常斷電的區域建設應用，當然所需投入的成本相對較高。還有一類為不可調度的系統，其結構較為簡單，投入成本相對較低。然而由于欠缺蓄電池無法儲存能量，因而需要保證系統設置在最適當的區域內。另外，為預防孤島效應現象，應確保并網系統之中的逆變器發揮實時監控功能，確保電網的正常可靠運作。如果引發停電現象，則可快速的進行反應。

2.2 風力發電技術

應用風力發電技術可有效的調節管控發電功率參數，利用電磁轉矩設備機組可實現快速高效的發電。風力發電控制系統通常包括主控系統、變距、調向系統、制動系統等，同常規發電廠包含明顯的區別。風力發電完成并網控制可利用多重途徑方法進行。在應用雙饋方法進行管控的階段中，可利用調節轉子掌控并網頻率。同時借助交流勵磁的有關參數與幅值調節并網電壓。一旦利用永磁直驅法完成了并網，則可在確保電力系統有關器件良好運行的狀態下實現作業質量水平的跟蹤以及管理。并可在有功以及無功中快速良好的轉換。同時該技術顯著特征在于，不會對電流參數形成明顯的沖擊影響。另外，探究電力系統的可靠穩定運行，我們還發現，電力系統的可靠安全運行并不會由于風力發電系統的接入，令機電振蕩呈現出不同的變化，或整體電力系統包含的負阻尼以及弱阻尼震蕩形成轉變。這是由于風力發電系統裝機容量合理，標準較小。同時，電力系統內的輸電線路則會由于風力發電系統接入方式導致潮流方向產生顯著的變化。設置線路的安全保護系統階段中，應針對該類問題做著重的分析考慮。

2.3 生物質發電技術

生物質發電技術應用，借助生物質內部能量完成供電目標。其呈現出能源分布廣泛、污染影響較低、具備可再生性的優勢特征。我國基本國情決定，生物質資源多樣豐富，因此更應積極頒布有關政策，促進生物質能源的有效應用。當前具體的技術方式包括直燃、混燃、沼氣發電方式等。當然，我國該技術領域的研究推廣受到了經濟水平以及具體研究能力的限制，因而生物質發電的探索應用仍然處在初步發展時期，無法構成規模化、一致性的市場環境。同時，額外投入對于該領域的產業化以及商業化發展形成了抑制作用，我國應加緊出臺相關管理方針，積極履行有關措施，全面推動新能源技術的快速、優質發展。

2.4 海洋能發電技術

海洋能發電技術主要包括潮汐能以及波浪能發電技術。前者應用海水的漲潮落潮水位差，完成蓄能發電。潮汐能取之不盡、用之不竭，不會產生明顯的環境污染影響，屬于清潔能源。當然建設潮汐變電站需要投入一定的成本資金，因而電價高是影響其商業用途的主要因素之一。波浪發電通過電力系統使波浪能發生轉變形成機械能，最終形成電能。該技術呈現出回收資源時期持續較長且應用技術手段較為復雜的特征。

3 新能源發電技術發展

當前，我國經濟建設快速發展，隨之而來的能源大量消耗以及污染環境問題逐步顯現。因此只有有效的發展應用新能源發電技術，方能解決能源不足問題，創建良好的生態環境。我國沿海區域以及東北、華北等地含有廣泛的風能，因此在該類區域應有效的拓展應用風力發電系統技術。應進一步擴充投資經費，提升建網力度。另外伴隨現代科技的快速發展，應用太陽能進行發電呈現出了較好的發展勢頭。

我國生產研制太陽能電池行業發展迅速，技術先進。當前光伏發電手段的應用以及產業化發展形成了一定規模，在今后勢必為我國的供電行業做出更大貢獻。

如果說風力發電以及應用太陽能發電較易受天氣以及環境條件的影響，則應用生物質能源進行發電，可有效的彌補該缺陷。我國為農業大國，擁有豐富的生物質能源儲備，因此在不久的將來，生物質將逐步代替近百分之二十的傳統化石能源，其應用前景一片大好。

4 結語

總之，伴隨科學技術的不斷發展，應用新能源技術將更加廣泛，相關政策措施會逐步完善，進而可有效的應對能源供應緊張的問題，促進環境資源的健康持續建設，發展低碳經濟，抑制能源污染導致的破壞環境問題。因此我國應繼續擴充對新能源發電系統技術的投資應用，確保生態系統的可靠平衡，同世界技術全面接軌，真正擴充新能源發電的應用范疇，創設明顯的經濟效益與社會效益。

參考文獻：

[1]趙新一.新能源發展展望[J].電力技術，2009，10（10）：7-14.

[2]于三義.淺談新能源發電技術[J].中國電力教育，2011（15）：92-93.