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太阳能发电技术探讨

摘 要: 介绍了太阳能发电的发展状况和其在未来能源供应中的重要性, 通过对太阳能发电的两项重要技术——太
阳光发电和太阳热发电技术的分析, 明确提出目前太阳能发电的难点及相应对策, 设计出一种联合两项技术的太阳
能发电系统, 探讨了太阳能发电技术与其他可再生能源发电技术的相互结合应用。这种联合发电系统
能够提高太阳能的利用效率, 并保证系统的供电可靠性, 太阳能发电技术的相互配合以及与其他发电技术的互补利
用将是其未来的发展方向。
关键词: 太阳能发电; 光伏发电技术; 太阳热发电技术; 联合发电系统; 风光互补发电
20 世纪 70 年代, 西方国家为加快调整能源结
构, 率先开始了对可再生能源发电的研究。由于太
阳能资源取之不尽、用之不竭, 每年到达地球表面的
太阳能总量达世界已探明能源储量的 1 万多倍, 各
国政府都十分重视太阳能发电的研究, 纷纷制定有
关法规和相关的鼓励政策, 支持和促进太阳能发电
技术的发展。经过几十年的探讨和发展, 目前太阳
能发电被广泛应用于解决世界上许多边远地区的用
电问题, 在欧美一些发达国家也已初步实现太阳能
发电的产业化。但太阳能发电系统的转化效率较低,
太阳能发电成本仍比较高, 随着电力需求量的日益
增长, 太阳能发电技术需要朝着更高效的方向快速
发展。本文通过对太阳能发电技术的研究, 设计出
一种将太阳能热发电技术和光伏发电技术相结合的
发电系统, 并探讨太阳能发电技术与其他可再生能
源发电技术的互补利用。
1 太阳能发电
太阳能转化为电能有 2 种主要途径: 一种是通
过光电装置将太阳光直接转化为电能, 即“太阳光发
电”, 常称为“光伏发电”; 另一种是收集太阳辐射能
转化为电能, 即“太阳热发电”。

1.1 光伏发电技术
( 1) 发电系统构成部分及工作原理
太阳辐射的光子带有能量, 当光子照射半导体
材料时, 光能便转换为电能, 这个现象叫“光伏效
应”。太阳能光伏发电, 是利用光伏效应的原理将照
射到太阳能电池上的太阳光转换为电能。发出的直
流电采用蓄电池组储存, 使用时经逆变器转化为交
流电送给用户或电网。一般的光伏发电系统包括太
阳能电池、充电控制器、蓄电池、逆变器等几个部分。
太阳能电池是光伏发电的核心部件, 能够将光能直
接转化为电能, 发电时常将太阳能电池组件按一定
方式排列成方阵, 提高太阳能利用效率。目前应用较
广的太阳能电池有单晶硅、多晶硅和非晶硅 3 种, 转
换效率Zui高达到 20% 左右, 具体数据见表 1[ 1]
。
充电控制器主要对蓄电池组实施监控, 当蓄电
池组过充电或过放电时给出告警并能自动切断线
路, 当负载发生短路时自动断开。蓄电池组是
系统储能装置, 在发电充足时储存电能, 在夜间或日
照不足时向负荷供电[ 2]
( 2) 光伏发电的应用类型
光伏发电的主要应用形式有户用电源、独立光
伏发电系统和光伏并网发电系统[ 3]
户用电源系统Zui为简单, 容量也较小, 主要用来
解决边远地区的居民用电问题。独立光伏发电系统
结构也比较简单, 主要应用于区域供电, 容量超过千
瓦的一般称为离网型光伏发电系统。

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