博世娱乐-首选测速，学术论坛 《华东科技》 2020·7 457浅谈太阳能光伏发电技术发展状况与趋势 尤景进 （广西鼎旭同辉农业投资有限公司，广西 南宁 530000） 摘要：太阳能是非常丰富的自然能源，地球表面接受太阳能辐射的能量高达 17 万亿千瓦，比全球一年内消耗的总能源量还要高出 3.5万倍。利用太阳能发电无疑是环保事业的一项重大举措，太阳能电池在太阳能光伏发电系统中十分重要，串联之后具有吸纳封装保护效果，并成为太阳能电池的组件之一，与功率控制器相结合后，最终构建其光伏发电系统。本文分析了太阳能光伏发电技术的发展现状，并畅想了未来的发展趋势。 关键词：太阳能；光伏发电...

　　学术论坛 《华东科技》 20207 457浅谈太阳能光伏发电技术发展状况与趋势 尤景进 （广西鼎旭同辉农业投资有限公司，广西 南宁 530000） 摘要：太阳能是非常丰富的自然能源，地球表面接受太阳能辐射的能量高达 17 万亿千瓦，比全球一年内消耗的总能源量还要高出 3.5万倍。利用太阳能发电无疑是环保事业的一项重大举措，太阳能电池在太阳能光伏发电系统中十分重要，串联之后具有吸纳封装保护效果，并成为太阳能电池的组件之一，与功率控制器相结合后，最终构建其光伏发电系统。本文分析了太阳能光伏发电技术的发展现状，并畅想了未来的发展趋势。 关键词：太阳能；光伏发电技术；现状；趋势 利用太阳能释放出的能量，通过一定的技术手段把这种能量转化为电能，即太阳能光伏发电技术。我国使用最多的能源是石油，随着经济、科技的飞速发展，近年来石油能源被过度开采，环境污染问题日益严重，控制石油开采量，开发新能源已经成为时代所趋。太阳能具有得天独厚的优势，是一种重要的新型能源，并被认为是本世纪最具有发展前景的发电能源。太阳能的获取十分方便，而且资源丰富，无处不在，利用太阳能电池把太阳的光照转化成电能，就能够实现太阳能发电。 1 太阳能光电技术的发展现状 1.1 太阳能光伏发电装机的规模 全球范围内，光伏发电的总装机容量在 402.5GW，这还是 2017年年末的数据，全年新增加的装机容量在 98GW 以上，发展势头良好。美国的新增装机容量为 10.6GW、日本是 7GW，位居世界前列。与此同时，新兴的光伏发电市场也逐渐涌现，光伏发电技术已经在亚洲、拉丁美洲广泛普及，2017 年，印度新增的装机容量是 9.1GW、巴西为 0.9GW。 作为发展中国家，我国应用光伏发电技术的时间比较晚，但发展速度却十分迅速。2002 年，我国正式开展光伏产业，2010 年以后，欧洲各国放缓了光伏产业的发展速度，我国成为全世界范围内促进光伏产业发展的主要动力，截至 2017 年，我国新增的并网装机量为53GW，同比增长 50%以上，累计并网装机量达到了 131GW，光伏发电装机 164.74GW，一跃成为全球第一，光伏电站、分布式光伏分别达到了 117.94GW、46.8GW。 1.2 太阳能电池技术 光伏电池是太阳能光伏发电系统中最核心的一部分。现阶段，光伏电池因为生产成本高、光电转换效率低，所以大范围的应用仍存在困难。第一代的光伏电池把硅片作为基础技术，尽管技术相对成熟，但成本过高。第二代光伏电池的技术基础是薄膜，光电材料膜是一种半导体材料，消耗少，可以满足自动化生产、批量生产的要求，但光电转换的效率较低。目前还有一些新概念、新结构电池，技术人员正尝试着把薄膜制造技术大范围的应用在太阳能电池的生产中，研发纳米结构电池，理论上可以让光电的转换率达到 93%。 根据内部材料，可以把太阳能光伏电池分为以下几种类型：薄膜电池、晶硅电池、有机聚合物电池、新一代太阳能电池；各类电池的特点：单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜电池（a-Si）、微晶硅薄膜电池（uc-Si）、砷化镓薄膜电池（GaAs）、CdTe、CIGS 薄膜电池、量子、纳米、石墨烯等。 在照射强度达到 1000M/cm2 、太阳能的工作温度达到（252）℃的前提下，光伏电池转换功率的计算公式为：（最大输出功率÷日照强度×太阳能电池板吸收光面积）×100%。2018 年版《光伏制造行业规范条件》明确规定，多晶硅电池组件的最低光电转换效率为16%、单晶硅电池组件为 16.8%。 1.3 光伏阵列最大功率跟踪技术 在光伏阵列的输出功率的研究中发现，这种技术具有非线性的特点，会受到太阳辐射、温度的影响。为了保证供电系统充分发挥太阳能电池的光电转换能力，需要有效控制光伏电池阵列的工作点，以提高功率的输出。最大功率跟踪的过程是动态的，通过检测光伏电池阵列的电流、输出电压得到输出功率，比较之前的存储功率，可以把光伏电池阵列动态控制在最大的功率点。 1.4 聚光光伏技术 考虑到地表太阳能的密度较低，为了最大化的利用太阳能，需要用到聚光光伏技术。这一技术能够充分聚集太阳光，把太阳光集中在聚光电池上，保证太阳能辐射的能量密度达到使用要求，还可以用经济、低价的聚光器将高成本的太阳能电池取而代之，有效降低了光伏发电系统的应用成本。聚光器是聚光光伏系统的重要组成部分，根据不同的光学原理，聚光器又分为热光伏、折射、反射、全息等几种类型。热光伏聚光器通过利用太阳能实现对辐射器的加热，最终将光能转换为电能。 2 太阳能光伏发电技术的发展趋势 2.1 材料成本 要想实现从太阳能到电能的转换，采用的技术非常关键，目前研究的重点是如何提高光电之间的转化率。随着研究的不断深入，各种高科技材料应运而生，新材料不仅提高了光能到电能的转换效率，而且还减少了消耗。最理想的光能转化率是 63.2%，但以目前的技术水平而言还无法实现。现阶段应用最多的材料是单晶硅电池板、薄膜电池板，这两种材料的光电转化率约为 10%-15%，一些发达国家研发出的高新材料，光电转化率可达到 45%左右，当然成本也很高。日本研发出了一种转化率达到 22%的太阳能电池，采用的是非硅晶锗混合型异质结（HIT）。德国同样拥有了这一技术，在单硅晶内放入稀有金属铒，光能转化率可以达到 23%，但是硅材料的生产成本很高，而且生产周期长，站在市场角度，这一技术的投入过高，风险大。所以，怎样在控制成本的基础上制作出光电转化率高的材料，是当前技术人员的主要研究方向。 2.2 太阳能光伏电站的类型 地面光伏是目前我国应用最多的光伏发电系统，该系统的优势是覆盖范围广、规模大、建设过程简单。但是需要较大的土地面积，尽管我国地大物博，但人均土地面积较小，所以发展过程比较艰难。为了解决地面光伏的弊端，我国又研发出了渔光互补、林光互补、农光互补等发电系统，树立了分布式光伏发电理念把光伏布置在建筑物的屋顶，屋顶的面积正好满足了光伏发电系统的需要，而且有效节约了土地资源。如今，太阳能发电技术已经逐步在农村地区应用，为贫困区、偏远的山区提供了电力支持。由于我国的地形非常复杂，给光伏发电系统的设置带来了一些困难，比如在高原地区、西北地区，还无法大范围的应用光伏发电，这些地区的太阳能非常丰富，人口稀少，十分适合建立光伏发电站，随着科技的不断发展，相信不久的将来，这些地区的光伏发电系统定会规划的更加合理。此外，沙漠地区的日照资源同样丰富，而且沙漠地区的面积也足够满足光伏发电站的建设要求，这也是后续研究中需要关注的重点。 3 结语 综上所述，随着石油、煤炭、天然气等资源的大量消耗以及环境污染的日益严重，作为一种绿色环保、可再生资源，太阳能受到的重视程度越来越高，广袤的沙漠地区日照充足，太阳能电池板所产生的电能只要能够覆盖全球 4%的沙漠，就几乎能满足所有行业的电力需求。可见，太阳能发电将成为主流的发电技术。 参考文献： [1]张强.太阳能光伏发电技术在绿色建筑中的应用浅析[J].建材发展导向(下),2020(5):173. [2]马维锋.太阳能并网光伏发电系统装置的设计与应用[J].机械管理开发,2019(12):15-16,26. [3]王先军,孙凯,吕新平.基于蚁群算法实现太阳能光伏发电功率预测的研究[J].粘接,2020(5):181-184. [4]刘洋,杜玉晓,蔡梦婷,等.最大功率点跟踪的太阳能光伏发电系统实验平台设计[J].实验室研究与探索,2020(3):88-92.