光伏發(fā)電系統應用分析

國家能源局于2013年11月18日發(fā)布《分布式光伏發(fā)電項目管理暫行辦法》中第三條：鼓勵各類(lèi)電力用戶(hù)、投資企業(yè)、專(zhuān)業(yè)化合同能源服務(wù)公司、個(gè)人等作為項目單位，投資建設和經(jīng)營(yíng)分布式光伏發(fā)電項目。所以加強光伏發(fā)電在各個(gè)領(lǐng)域的應用將會(huì )是一種趨勢。圖1為光伏發(fā)電。
光伏發(fā)電系統主要的能量來(lái)源是利用太陽(yáng)光能、熱能來(lái)轉化成電能，滿(mǎn)足人類(lèi)用電的需求。太陽(yáng)能轉化成電能具有干凈清潔、無(wú)污染、能源可生等優(yōu)點(diǎn)。本文以下內容從幾個(gè)方面簡(jiǎn)述光伏發(fā)電的應用。
1光伏發(fā)電的應用
1.1用戶(hù)太陽(yáng)能電源
（1）小型電源，主要是指軍民生活用電，比如一些高原、小島等的照明、家用電器等；（2）光伏水泵主要解決無(wú)電地區的生活用水問(wèn)題，光伏水泵如圖2所示。工作原理是指能源來(lái)自太陽(yáng)，太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能組件上，吸收光能，接著(zhù)傳輸到控制器，控制器再轉到蓄電池上，后轉換成直流電或交流電使用。
1.2交通領(lǐng)域
海上燈塔的方向燈、鐵路軌道上的信號燈、馬路警示/標志牌、空中指示燈、無(wú)人值守道供電等。據相關(guān)報道：未來(lái)交通運輸部將繼續推進(jìn)綠色出行，能源盡量來(lái)自光伏發(fā)電。
從居民乘坐較多的公共交通優(yōu)先考慮，比如公共汽車(chē)、電動(dòng)車(chē)、自行車(chē)等在都市還是使用范圍較大和極其方便的，應該積極推進(jìn)城市軌道交通、公交道、快速公交系統等公共交通基礎設施使用光伏發(fā)電。這些推廣應用，主要采用的能源供給就是綠色能源，可以減少污染，實(shí)現空氣凈化。光伏發(fā)電能源的大幅度使用，出行工具就可以達到要綠色低碳，這對能源節約和環(huán)境保護都是極其重要的。

圖2 太陽(yáng)能水泵原理
1.3汽車(chē)領(lǐng)域
太陽(yáng)能汽車(chē)、電池充電設備、燈和溫度控制等。很多公司已經(jīng)在研發(fā)新能源汽車(chē)了，有一部分甚至已經(jīng)在使用了。隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，我國作為一個(gè)人口大國，多數的都是家庭都是用汽車(chē)，汽車(chē)的使用率在逐年上升，汽車(chē)銷(xiāo)售量就大漲。如果汽車(chē)使用太陽(yáng)供電和供能，那對環(huán)境保護起到重要作用，而且能源得到充分利用，成本也會(huì )降低?；剂舷鄬α畠r(jià)，也容易獲得，但是也造成空氣污染和導致嚴重環(huán)境問(wèn)題。很久以前環(huán)保就成為大家關(guān)注的問(wèn)題，但是風(fēng)能、太陽(yáng)能這些新能源發(fā)電來(lái)驅動(dòng)汽車(chē)并不是瞬間實(shí)現的。光伏發(fā)電系統一直有人研究，并且逐漸發(fā)展。其中的工作原理和核心就是；充分吸收太陽(yáng)能，然后在光能轉化成電能效率高。因為太陽(yáng)能是很容易得到的，太陽(yáng)本身具有無(wú)窮的能量，尤其在夏天，太陽(yáng)能得吸收可以降低室內溫度又可以充分利用能源。人們已經(jīng)意識到為減少污染，光伏發(fā)電應用在汽車(chē)領(lǐng)域是很重要的。新能源動(dòng)車(chē)、汽車(chē)、公交車(chē)在現代化城市慢慢盛行，而且越來(lái)越受到國家的支持鼓勵和提倡，提出一些相關(guān)的優(yōu)惠政策?！渡虾Ｊ腥剂想姵仄?chē)發(fā)展規劃》中提到符合上海市燃料電池汽車(chē)示范運行有關(guān)技術(shù)標準，并在本市確定的燃料電池汽車(chē)商業(yè)運營(yíng)示范區內運行的燃料電池汽車(chē)，按照不超過(guò)中央財政補助1∶1的比例給予本市財政補助。
1.4太陽(yáng)能建筑
太陽(yáng)能建筑是新興的一種建筑，將光伏發(fā)電與建筑物相結合，這里面考慮了多方面因素，是在原建筑設計的基礎上融入了光伏板。主要原理就是在建筑物的表面，尤其是有利于接收太陽(yáng)光的一面把光伏板設置成一個(gè)的角度以吸收太陽(yáng)能?，F在有許多這種太陽(yáng)能發(fā)電建筑的設計，不僅美觀(guān)還起到能源充分利用的效果。就像個(gè)巨大的遮陽(yáng)傘，冬暖夏涼。光伏建筑一體化光伏發(fā)電屬于分散式小型并網(wǎng)光伏，是光伏發(fā)電并網(wǎng)的主流。世界各國在極力發(fā)展太陽(yáng)能建筑。光伏能源在德國熱回收達到80%，連接到區域熱網(wǎng)，外圍3層玻璃；奧地利是主動(dòng)和被動(dòng)吸收太陽(yáng)能，一部分面積是太陽(yáng)能集暖器，一部分生活熱水喝采暖（低溫采暖）；瑞典的一處建筑與風(fēng)電發(fā)電廠(chǎng)相連，通風(fēng)熱回收80%，僅用5m2太陽(yáng)能集熱；西班牙是3000m2面積，自然采光，10kWP光電利用，輻射制冷。由此可見(jiàn)，太陽(yáng)能不僅可以發(fā)電，還可以用于采暖、供熱等。也可以發(fā)電后，用電產(chǎn)生熱能。除此外，世界上有許多很特別的太陽(yáng)能建筑物。比如說(shuō)印度孟買(mǎi)的一個(gè)像雞蛋一樣形狀的辦公樓，它的外形就像是一個(gè)傾斜的雞蛋，有一定傾斜角，表面是覆蓋式太陽(yáng)能電池板。能量由此和屋頂風(fēng)力渦輪機提供。這個(gè)建筑集中了很多自動(dòng)化控制在其中，建筑內部溫度、濕度可以自行調節，吸收的太陽(yáng)能能量還可以用于照顧喬木，灌溉花草。外形是網(wǎng)狀，具備美觀(guān)、節能的特點(diǎn)；弗萊堡太陽(yáng)能城市相對來(lái)說(shuō)建筑的藝術(shù)性沒(méi)有那么強，同樣也是在居民的屋頂覆蓋光伏板，光伏板在屋頂就像一個(gè)巨大的遮陽(yáng)傘，起到遮陰的作用。屋頂是具備能源可再生、給居民提供涼快的特點(diǎn)。雖然外形不算奇特，但是太陽(yáng)能的利用很充分，吸收太陽(yáng)能并且利用起來(lái)；迪拜的垂直村落，這個(gè)建筑非常怪異，同樣的特點(diǎn)也是可持續發(fā)展設計，有利用太陽(yáng)能，設計目的也是吸收太陽(yáng)能并且可以自主調節建筑物內的溫度，希望可以清涼一些。外形從上空往下看，上面這部分像是21兩個(gè)數字，底下部分是不規則形狀做基底，兩部分分別約有20層樓高，是一個(gè)大型建筑，表面覆蓋太陽(yáng)能吸收板。在世界上這些美妙的太陽(yáng)能建筑還有很多。事實(shí)上，很多國家的建筑行業(yè)已經(jīng)跟太陽(yáng)能結合起來(lái)，建筑表面的面積可以得到充分利用，太陽(yáng)能也得到充分吸收。這個(gè)對太陽(yáng)的吸收和利用具有非常大的意義，同時(shí)提高生活水平又不至于浪費巨大能源。
1.5其他領(lǐng)域
其他領(lǐng)域包括：（1）光伏電站；（2）電池的再生發(fā)電系統；（3）海水淡化設備供電；（4）衛星、航天器、空間太陽(yáng)能電站等；（5）石油、海洋、氣象領(lǐng)域等；（6）獨立光伏電站以及各種大型停車(chē)廠(chǎng)充電站等。
2光伏發(fā)電未來(lái)設想
手機已經(jīng)成為人人*的工具，具備各種功能，是滿(mǎn)足大家?jiàn)蕵?lè )、交流的工具。因此人們離不開(kāi)手機的同時(shí)，手機耗電也很快，假想，如果手機充電用的也是光伏發(fā)電，我們就不需要隨身攜帶充電器了，出行就方便多了。再比如，在旅行途中，隨身帶的一些小電器，收音機、筆記本電腦等，如果實(shí)現太陽(yáng)能充電，那給充電又增加了一種方式和可能性，這樣我們生活就會(huì )很方便。當然這里面解決的技術(shù)問(wèn)題也涉及其他領(lǐng)域，包括光伏電板體積變小、吸收光能效率提高等。這些美好的設想隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展和光伏發(fā)電技術(shù)的逐漸成長(cháng)，或許都能一一實(shí)現。
3結語(yǔ)
光伏發(fā)電已經(jīng)逐漸滲透到各個(gè)領(lǐng)域，在將來(lái)的可持續發(fā)展中起到重要的作用。清潔能源是未來(lái)能源發(fā)展的必然趨勢。但是目前太陽(yáng)能發(fā)電存在一些問(wèn)題，其中一個(gè)是價(jià)格問(wèn)題，光伏發(fā)電的成本過(guò)高，導致不能大眾化。光伏發(fā)電的費用是普通發(fā)電的3倍。雖然中國的光伏發(fā)電系統的安裝近幾年是排在世界前面，但是其中光伏發(fā)電系統用到的硅材料的大部分不在中國生產(chǎn)，這又提高了成本。另一個(gè)問(wèn)題就是目前光伏發(fā)電系統的研究歷史并不長(cháng)，我們擁有的技術(shù)、環(huán)境資源及技術(shù)人員十分欠缺?，F有的技術(shù)水平要提高的話(huà)，同樣需要經(jīng)濟實(shí)力作為支撐條件。解決以上兩個(gè)問(wèn)題依賴(lài)于經(jīng)濟的發(fā)展，但是存在的問(wèn)題仍然不妨礙我們對光伏的設想。由此可見(jiàn)，光伏發(fā)電對我國來(lái)說(shuō)，仍是任重而道遠。