科技新时代2023年7期

新能源光伏发电技术应用

余政家

身份证号：652201198703206010

摘要：在新能源中，最为常见的就是光伏发电，光伏发电作为一种新型技术，已被广泛应用于各个领域。众所周知，太阳能是自然界最常见且最容易获得的自然能源，光伏发电技术可以快速采集该能源，对太阳能进行存储及能量转换，从而可以更好地保护生态环境，实现低碳环保的生活理念。

关键词：新能源；光伏发电；应用

引言

改革开放以来，我国的工业一直处于迅速发展当中，人们的生活水平和生产水平显著提高，但是过快的发展速度造成了严重的能源问题。随着城市化进程的不断加快，各行业对能源的消耗也在逐渐增加，环境问题和能源危机威胁到了人们的生活。火力发电的发电原理是通过燃料的燃烧释放热能，再将热能转化为电能。传统的火力发电存在技术方面的问题，如能源利用转化率较低，还会释放出过多的污染。传统的发电技术无法从根本上解决我国能源消耗问题，需要将新能源发电技术应用于电力系统，以此推动我国电力行业的发展。

1新能源发电技术概述

新能源是指以风能、太阳能、生物质能等为主的新型能源，具有可再生、清洁度高、储量大等特点，有广阔的发展前景。传统火力发电方式不仅需要大量传统能源（煤炭、石油等），导致传统能源紧缺，还带来了一系列环境污染问题。因此，国家加大了对新能源的开发力度，以期逐步取代传统能源。新能源发电技术的发展分为研发、示范、推广及生产四个阶段。目前，我国新能源发电技术中比较成熟、在电力系统中应用比较广泛的是光伏发电技术、风能发电技术及水力发电技术。此外，地热发电技术及生物质能发电技术也在不断成熟，而天然气水合物发电技术及受控核聚变发电技术仍处于研发阶段。

2光伏发电技术

2.1生物质能发电技术

生物质能发电技术是将生物质转化为可燃气体，再进行发电的技术，具有污染低、分布范围广等特点。生物质能发电主要分为直接燃烧发电、气化发电、沼气发电等方式。其中，直接燃烧发电是将生物质直接在特定的锅炉（木材锅炉、秸秆锅炉等）内燃烧，产生蒸汽后，可以带动蒸汽轮机及发电机工作，产生电能。气化发电是将生物质转化为可燃性气体，利用可燃性气体燃烧产生的热能发电。基本的工艺流程是处理生物质原料后，通过进料设备输送到气化炉将原料气化，再利用净化设备将可燃性气体进行净化处理后输送到汽轮机和内燃机发电。沼气发电主要利用废弃有机物，在厌氧发酵处理后产生沼气。废弃物发酵后产生的沼气经过气水分离、过滤、压缩、冷却等处理后进入发电机组，可以转换为电能。我国的生物质资源非常丰富，主要包括林业废弃物、农作物秸秆、城市生活垃圾等，为生物质能发电提供了良好的资源基础。加上近几年来，国家对生物质能发电技术的大力支持，出台了相关的发展规划和指导意见，为生物质能发电技术的发展提供了指导。

2.2光伏并网监控技术

光伏发电的可靠和高效并网，是光伏发电的重要组成部分。目前，多数大型电厂都配备了监测设备，这些设备除了具备正常的数据采集与保护功能外，还可以实现对光伏系统的能源管理，根据不同的使用情况，实现对光伏发电的功率进行调节，以保证系统的安全性、可靠性和经济效益。

2.3反孤岛保护技术

在光伏并网系统中，为防止在电网失效时，光伏系统会与当地的负载进行匹配，从而在一定的时间段内形成孤岛，从而危及电网中的用电设备，因此，光伏并网系统要具备防孤岛保护的能力。孤岛探测技术主要有远程探测、被动探测、主动探测3种。

3新能源发电技术的实际应用

3.1独立光伏发电系统

这是一种方便快捷的应用，能够进行独立的运行，不与电网合并就能够使用，通过建立一套系统，保证了其独立自主运行。独立自主运行能够避免出现公共电网冲突，特别是对于相对偏远的地区、边防哨所通信基站等用电方面，发挥了重要的作用。这种独立设备不在大电网系列中，根据条件自由移动，也是一种可移动的设备。移动设备电源能够满足各行各业的需求，适用于各个方面的工作需求，对于恶劣环境更具有适应性。发电过程主要集中在白天太阳光充足的情况下，独立光伏发电技术不但需要有储能原件，而且还要确保环境稳定，偏远地区现在一直在使用这种能源，保证居民正常照明。

3.2混合光伏发电系统

混合光伏发电系统作为综合、复杂的系统构成，以不同的设备情况做好用电对接，通过不同形式的用电供给，全面实现多样化的用电模式，保证电力稳定性。发电系统实际应用中不需要过多的人工干预，混合光伏发电系统比独立光伏发电系统差，自身的调节能力不强，往往会导致设备的损坏。为改善这种不利的状况，更好地保证电能稳定性，可以根据季节做好技术合并应用，如冬季日照短、风力大，对这样的情况我们则需要将光伏发电技术和风力发电技术并用，有效发挥出新能源的互补功能。对于水力充足的地区，也可将水力发电和太阳能发电并用，以此通过新技术的有机整合，提高能源利用效率，确保区域用电的正常稳定。

3.3分布式新能源光伏发电站

针对分布式光伏发电站，主要是将光伏发电的能力直接输送至电力负载，若发电量比较少或是比较多，将会由大电网进行控制，这一过程是双向的。这种发电方式涉及太阳能电池、电路、逆变器、电网接口、保护设备等组件部分，其中太阳能电池是构成光电系统的关键，可实现太阳能向电能的转变，逆变器可实现恒定电流向交流电的转变。因为太阳能电池模块主要是可以形成恒定电流，所以在具体应用中电流主要为交流电，且太阳能电池模块能够将恒定电流转变成交流电，还能够与国家电网相连。当前分布式新能源光伏发电站主要应用于建筑领域，即太阳能发电系统与建筑大楼的结合，因此产生的电能应在建筑周围配置使用，操作与运用大多是自产自销。同时，分布式太阳能发电站也可建设在特定区域内。针对一体化的太阳能发电建筑，通常是在某一建筑上建造太阳能发电系统，与太阳能发电站相连。在太阳能电池模块安装过程中，能够直接使用该设备，无须使用大量的太阳能电池，该装置也可应用到彩色钢铁屋顶等建筑之中，但若应用到水泥建筑屋顶，必须对其进行合理的重量设置。此外，在太阳能光伏模块安装过程中，需要用到水泥条等辅助工具。新能源光伏发电站的应用效果显著，既能够推动中国环保事业的发展，且一些无噪声公害的屋顶型发电站或是车顶型发电方式，可较好地解决区域内电力供应不足的问题，降低能源消耗。

3.4光伏建筑一体化。

光伏发电与建筑物集成化是发电系统发展的新方向。建筑物会需要大量的建筑材料，比如挡光板、玻璃、隔热布等等，那么光伏电池板是否能够代替普通玻璃幕墙使用，这是当下研究的问题之一。此系统的研发就是寻找替代品，一个不仅能够满足玻璃的功能需求，更能够节省大量能源消耗的替代品，从而发挥清洁能源的作用。通过结合，能够全面吸收太阳能，通过设备的转换形成可用的电能，这样建筑内部就能够保证低照明的需要，节省不必要开支，节约了社会资源。

结束语

随着生态环境污染、资源短缺问题的突出，基于风力资源、太阳能资源的风电技术和光伏发电技术不仅能够满足电力生产需求，还能够凭借风能、太阳能的清洁性质，减少传统电力生产活动中的能源损耗和污染风险。因此，电力行业还应顺应时代发展，积极开发以风电技术、光伏发电技术为核心的新型电力系统，增加清洁能源、可再生能源在电力系统中的比重。

参考文献

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