光伏发电技术与水上光伏研究

曲晟霆

摘 要：在科技日益发展的今天，我国已经大力发展太阳能光伏发电技术与水上光伏，并取得了一定的成效。文章主要针对光伏发电技术与水上光伏展开深入剖析，旨在通过对这两项技术的研究，我国能够最大限度的节约电能源，从而推动我国社会能够更好的发展。

关键词：光伏发电技术；太阳能；水上光伏

由于地球上人口数量的不断增加，人类对资源需求量随之上升，这给全球资源带来了极大压力，资源浪费现象的不断出现，导致自然灾害问题频发。而为了能够有效的缓解这一问题，太阳能光伏发电技术与水上光伏发电技术被广泛应用。水上光伏主要指水上太阳能光伏发电系统，主要通过若干阵列排布的太阳电池组件以及浮于水面的水上光伏阵列支架等部分组成。该技术的应用，在节省电能源方面有着积极意义。

1 光伏发电技术内涵

光伏发电主要依据光生伏特效应原理，通过太阳电池的应用，将太阳光能直接的转化为一定的电能。光伏发电系统不仅能够独立的应用，还能够并网发电，并且通过太阳电池板、控制器以及逆变器三个部分所构成，而这三个部分的构成主要由电子元器件所构成，与机械部件之间没有任何关联。

光伏发电主要通过半导体界面的光生伏特效应，直接的对光能进行转变，是一种将光能转变为电能的技术。而作为该种技术的关键元件，太阳能电池在其中发挥这极为重要的作用[1]。太阳能电池在串联以后进行封装保护，使其能够形成较大面积的太阳电池组件，之后与功率控制器相结合所形成的部件，便成为光伏发电的重要装置。

2 我国发展光伏发电技术的必要性与环保意义探究

2.1 我国发展光伏发电技术的必要性

由于我国是一个能源生产与消费大国，我国每年的能源消耗量极高。导致出现这一现象的原因在于，我国的能源开采技术较为落后，能源得不到有效的利用，传统高能耗产业比重较大等等，导致我国能源消耗增长速度不断加快。尤其我国电能源的消耗量与消耗速度都在首位，为此，需充分的开发煤电、水电以及核电，可尽管如此，我国在电力供需方面仍存在较大的缺口，该缺口便需要可再生能源发电进行补充。这便推动了太阳能光伏发电技术的发展，在未来该种技术将会在新能源供应方面占据着极为重要的位置。

在不久的将来，太阳能发电将会在世界能源消费中占据着首席位置，该技术的发展不仅会替代部分常规能源的使用，同时还会成为供应世界能源的主体所在。预计到了2030年，可再生能源的消耗将会占据总能源消耗量的30%以上，而此时太阳能光伏发电将会在世界总电力供应中的比例远远超过10%，并且该比例会随着时间的不断推移而增加，甚至在21世纪末，太阳能光伏发电将会达到60%以上，在未来十年的发展中，我国太阳能光伏产业将会发展到另一个阶段[2]，其地位也日益凸显。

2.2 太阳能光伏发电的环保意义

太阳能光伏发期间与燃料能源之间存在着极大的差别，太阳能光伏发电有较少的二氧化碳排放出来。而二氧化碳是温室气体的最为主要气体。太阳能电池板能够循环的使用，同时其系统材料也能够被有效的利用起来，这都能够进一步的降低光伏能源的投入。而光伏发电技术的广泛应用，能够有效的缓解气候变化等问题。

3 水上光伏的优点研究

水上光伏发电站的组成部分主要包括两方面，一方面是光伏，另一方面是水面模式。其中水面的利用在当前主要有水塘、小型湖泊等。水面光伏发电站的硬件组成部分主要有：光伏面板、逆变设备以及变压器、集电线路等。这些部分的存在，共同构成了水上光伏发电站，并且通过水上光伏发电技术的应用，有效的缓解了我国能源危机问题，在带动我国社会更好发展方面有着积极意义。

水上光伏拥有较多的优点，具体而言主要表现在以下几点，即：

第一，水上光伏能够极大程度的节约土地资源，不会给水生态环境带来过大的影响。水上光伏发电工程不需要有支架基础，更不需要开挖电缆沟，更加没有场内道路的施工，这在极大程度上减少了对地面的开挖，这在保护水土方面有着积极意义；第二，水上光伏拥有较高的发电效率。水面地势较为开阔，这便能够有效的避免阴影给光伏组件效率发挥带来制约，同时通过太阳能的照射，其照射面积往往较为均匀，并且光照的时间较长[3]。这与张云天在《面向大城市居民小区的太阳能光伏发电技术的应用分析》一文中的观点有着相似之处。而水能够冷却太阳能电池，在抑制组件表明温度上升方面有着积极意义。有测算表明，如果电池板的温度降低1℃，那么其输出功率极有能能增加0.5%，这便能够获得比相同地面或者屋顶电站高的发电量，夏季高温的时候，水上光伏和地面、屋顶太阳能电池板相比，能够大幅度的降低发电损失量；第三，通过组件的覆盖，能够大幅度的减少水面蒸发量，这便能够达到节约水资源的目标；第四，太阳能光伏遮挡板，阳光一部分能够射到水面，这便能够减少光合作用的出现，这在抑制藻类繁殖方面有着积极作用；第五，水上光伏存在一定的成本优势。水面浮动式光伏存在着整体性的特征，这给太阳能跟踪系统的安装与运行创造了便利的条件，同时也能够大幅度的减少地面光伏电站安装电池板方面的费用；第六，水上光伏的组件清理较为方便快捷。在选择水上光伏发电材料的过程中，必须确保所选材料的质量能够达到规定的标准要求，与地面光伏相比，清洁期间往往不会给组件发电效率带来较大程度的损害[4]；第七，不受土地的限制。水上光伏技术适合应用在土地资源有限、土地开发难度大等地区。水上光伏项目的发展已经成为未来的重要发展趋势，这给光伏发电的应用与发展创造了更好的条件。

在建设水上光伏发电站期间，相关工作人员需选择合适的地址进行建设，例如选择具有面积广阔、径流稳定、风速递以及光照条件好等特点的地区，该种区域能够将水上光伏发电的作业工充分发挥出来；与此同时，由于水上存在较多的不确定性因素，这便要求相关单位安排工作人员加强监控力度，通过对该系统水质量、对动植物影响的监测，来实现水上光伏發电目标。

4 结束语

如今，光伏发电技术的应用能够有效缓解我国能源危机问题，并且随着光伏发电技术的广泛应用，其特殊优势也逐渐的体现出来。与此同时，水上光伏发电也随之发展起来，其发展速度也逐渐的提升，其原因在于，水上光伏发电拥有较多方面的优势，如能够节约土地资源、发电效率高以及能够减少水量蒸发等等。太阳能光伏发电与水上光伏发电拥有较好的发展前景，并且在未来发展趋势会越来越好。太阳能光伏与水上光伏发电技术拥有一定的社会与环境保护意义，从而使得我国能够实现环保型与经济型的社会。

参考文献

[1]胡俊鹏.光伏发电技术在变电站中的应用研究[D].山东大学，2013（45）：89-102.

[2]王磊.光伏发电技术在公共建筑供配电系统中的应用研究[D].桂林理工大学，2013（12）：23-56.

[3]张云天.面向大城市居民小区的太阳能光伏发电技术的应用分析[J].科技资讯，2016，14（20）：22-23.

[4]张悦，梁双.光伏发电技术的应用与经济性分析[J].现代商业，2009（36）：82-84.