太阳能光伏发电系统应用技术
太阳能光伏发电系统应用技术
文/赵元芳
随着经济全球化，能源短缺和环境污染问题日益严重。改变
现有能源结构，寻找新的绿色可再生资源，越来越受到世界各国
广泛关注。在这种情况下，太阳能这一清洁、绿色的新兴能源尤
其受到重视。太阳能光伏发电系统应用技术的有效应用，能够有
效缓解能源危机，减轻环境污染和温室效应，实现自然与经济和
谐发展。本文将详细介绍这一应用技术的起源、工作原理、独特
优势以及存在的问题与不足。
【关键词】太阳能光伏发电 应用技术
1 概述
1615 年，法国著名工程师所罗门 • 德 • 考克斯发明了世界第一台太阳能发动机。这标
志着近代太阳能开发利用的开端。1958 年，我国开始进行太阳能开发与研究。1971 年，
首次将我国自主研发的太阳能电池成功运用到“东方红二号”卫星发射中。1973 年开始，
我国逐步将太阳能电池运用到地面项目。1981年，国家将太阳能合理开发与运用列入科技攻
关计划。通过长期努力，我国在这方面取得了可喜了成绩。进入二十一世纪后，我国分别启
动了“826”和“973”计划，支持太阳能光伏发电系统应用技术的发展。太阳能被逐步运用
到航天、科技、农业、建筑等重要领域。同时它也成为近期急需的补充能源和未来新能源结构的主体。
由于不同的规模和用户使用性质，太阳能光伏发电系统可分为分布式发电系统和集中
式发电系统。前者主要指用户自用为主的屋顶光伏发电系统，就近解决用户的用电问题，通
过并网实现供电差额的补偿与外送。后者是指太阳能板集中放置到专门场地，充分利用荒漠
等地区丰富且相对稳定的太阳能资源构建大型光伏电站，接入高压输电系统供给远距离负荷。
2 太阳能光伏并网发电系统
太阳能光伏发电系统工作原理是充分利用光伏组件半导体材料的“光伏效应”，把太
阳光辐射转化成电能。它的规模没有明确标准，大小均可。
光伏系统分为并网系统和离网系统。并网系统主要由太阳能电池方阵，逆变器，交流
配电柜等设备组成，离网系统还需要蓄电池组，充放电控制器。
并网发电系统主要设备作用如下：（一）太阳能电池板。主要作用有两个，第一，把太
阳能转化成电能；第二，把太阳能传输到蓄电池中，以便存储；因此太阳能电池板的成本和
质量是整个发电系统的关键。（二）逆变器的使用。它能够把太阳能发电系统发出的直流电
转换成交流电能。因此太阳能发光伏发电系统离不开 DC-AC 逆变器。
3 并网系统要求
（1）并网方式：太阳能光伏系统并网方式分为可逆流和不可逆流两种。可逆流分为自
发自用余电上网、全部并网，系统需要加双向计量表。不可逆流一般为全部自发自用，系统
需要加装防逆流装置；
（2）并网电能质量要求。并网过程中必须要确保电能质量。频率、谐波、电压偏差、功率等需要符合相关规范。
（3）并网逆变器。并网逆变器是并网光伏发电的核心，确保输出电力符合电网电力对
频率、电压等方面的要求。光伏并网逆变器必须具备以下条件：首先，能够输出正弦波电流；
其次，在日照和负载变化幅度较大的情况下，能够正常高效率的运行；然后，能确保光伏方
阵最大功率的工作；最后，还必须具备可靠性高，体积小的优点。
4 太阳能光伏发电系统的应用材料要求
（1）太阳能光伏电池。主要有非晶硅和晶硅太阳能电池两种类型。其中，晶硅太阳能
电池比较常见。晶硅太阳能电池生产过程。主要有提纯、拉棒、切片、制电池、封装这五个环节。
（2）逆变器。逆变器又称逆变电源，是一种电源转换装置。按激励方式可分为他激式
振荡逆变和自激式振荡逆变；按照输出波形分为：方波逆变器，阶梯波逆变器和正弦波逆变
器。明确的分类，有利于太阳能光伏系统设计人员对逆变器进行正确的识别和选择。
5 太阳能并网发电系统应用技术的优势与不足
5.1 太阳能光伏发电的显著优势
太阳能并网发电系统把太阳能成功转化成电能 , 然后由逆变器把电能运送到电网 , 中间不需要用蓄电池存储电能 . 具体优点如下 :
（1）太阳能是清洁、绿色、可再生能源。发电过程中，不消耗任何不可再生资源。同时，
生产过程中没有污染物和温室化气体排放，绿色环保，有利于自然与经济和谐健康发展。
（2）电能并入电网，借助电网存储电能。省去储蓄电池这一环节，显著降低了成本。当
用电负荷较小，太阳能电力用不完时，可将剩余部分投入市场。当负荷大时，也可以从市场购入，这是并网发电的另一优势。
（3）光伏发电电池组件与建筑物的完美结合，不仅能够发电，而且可作为建筑装饰材
料和建筑材料。在降低建筑成本的同时，也为建筑增加了新的卖点。比如时下流行的太阳能科技建筑。
5.2 光伏发电的制约因素与不足
首先，高成本直接制约了光伏发电的广泛应用。硅系太阳能电池是发展最成熟的太阳
能电池，但是由于受提纯工艺和原料价格制约，它的成本非常之高，远远不能大规模应用和推
广。因此，世界各国都在加大力度开发质量高，价格低，寿命长，可靠性强的太阳能电池。
6 太阳能光伏发电系统应用技术的可行性太阳能光伏发电系统应用技术利用并网
逆变器与当地电网相连，直接将电能输入公共电网，无需蓄电池存储的环节。然后，通过对
并网逆变器、并网接入点的选择以及电池方阵设计，采用低压电网接入实现并网功能。
7 结束语
由于太阳能光伏发电的广阔前景和显著优势，在全球范围内引起了广泛关注，也是我
国近年来重点发展和扶持的项目之一。国家财政部，电力监管委员会，发改委等各大相关部
门纷纷出台扶持、补助政策，促进该行业的健康发展。相关企业也必须努力降低耗能，加速
产业升级，促进企业联合有效、合理的开发使用太阳能这一清洁，可再生新能源。从而有效
减轻煤、石油、天然气等化石能源压力，进而从根本上解决困扰人类多年的能源问题。
参考文献
[1] 董有尔 , 蒙宇 , 申甜甜 , 唐晋娥 . 太阳能光伏发电系统应用研究 [J]. 山西大学学报 ( 自然科学版 ),2013,01:40-48.
[2] 何娣 . 太阳能光伏并网发电系统的研究[D]. 长安大学 ,2013.
[3] 李文杰 . 太阳能光伏发电系统并网控制技术的研究 [D]. 太原科技大学 ,2012.
[4] 赵乐 . 太阳能光伏发电系统能效控制研究[D]. 长安大学 ,2012.
作者单位廊坊新奥光伏集成有限公司 河北省廊坊市065001
