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摘要：文章首先简述了太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势，然后分析了太阳能光伏发电技术，最后重点探讨了光伏发电系统的应用。
关键词：太阳能；光伏发电技术；清洁能源；光伏发电系统
一、前言
随着科学技术的不断发展和经济水平不断提高，能源资源逐渐减少并受到污染，太阳能作为一种清洁无污染的可再生能源，可以被持续利用，因此具有广阔的应用前景，本文就太阳能光伏发电技术及其应用进行了探讨。
二、太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势
1、太阳电池的基本原理
太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，是采用太阳电池将光能转换为电能的发电方式，而且随着技术的不断进步，光伏发电有可能成为最具发展前景的发电技术之一。太阳电池的基本原理为半导体的光伏效应。当太阳光（或其他光）照射到太阳电池上时，电池吸收光能，产生“光生电子-空穴”对。在电池内电场作用下，光生电子和空穴被分离，从而在电池两端积累起异号电荷，即产生电压。
2、光伏发电的主要优势
发电原理具有先进性：即直接从光子转换到电子，没有中间过程（如热能-机械能、机械能-电磁能转换等）和机械运动，发电形式极为简捷。与传统的发电技术相比不仅高效、便捷，还具有清洁、环保的特点；太阳能资源的无限和分布特性：我们都知道，太阳能源是一种可再生的资源，它会随着新一天的到来而重新产生，因此我们可以说太阳能资源是无限的。同时，由于阳光照射的广泛性，世界的各个国家以及地区都会受到太阳的照耀，而唯一不同的就是阳光照射的时间以及强度的不同，因此，太阳能资源分布广泛，不会因为地区、气候等自然资源的限制而阻碍太阳能资源的产生和摄取。
3、光伏发电系统的组成及各部分功能
（一）、太阳电池组件及方阵
太阳电池是光伏发电系统的核心。太阳电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4～200cm2不等。太阳电池单体的工作电压约为0.5V，工作电流约为20～25mA，一般不能单独作为电源使用。将太阳电池单体进行串并联且封装后，就成为太阳电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦，是可以单独作为电源使用的最小单元。
（二）、储能蓄电池
储能蓄电池可以说是太阳能光伏发电的重要组成部分，同时在发电的过程之中也发挥着重要的作用。因为储能蓄电池可以储备有太阳能转化的电能，从而为生产、生活提供能源资源，以保持其不停的运作，做到高效率、低污染。
（三）、充放电控制器
蓄电池，尤其是鉛酸蓄电池，在运作的过程之中受充放电的影响是非常大的，因为如果没有很好地处理这一问题的话，不仅会缩短电池的使用寿命，还会影响到太阳能光伏发电的效果，所以为了保护蓄电池不受过充电和过放电的损害，则必须要有一套控制系统来防止蓄电池的过充电和过放电，称为充放电控制器。
（四）、直流-交流逆变器
众所周知，整流器的功能是将50Hz的交流电整流成为直流电。而逆变器与整流器恰好相反，它的功能是将直流电转换为交流电。这种对应于整流的逆过程称为“逆变”。太阳电池在阳光照射下产生直流电，然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。
三、太阳能光伏发电技术
1、太阳能电池技术
太阳能电池是太阳能光伏发电系统的核心部件，它通过将太阳能的辐射光转换为直流电电能。电池单元是光电转换的基本单元，通常不独立作为电源，对此，一般通过串联以及并联的方式将太阳能电池单元封装起来，从而建立太阳能电池组件，其功率可以达到几百瓦。若干太阳能电池组件按照需求进行串、并联之后可以组建成为太阳能电池阵列，而这种大规模的组件应用需要解决两方面的问题，即提高光电的转换效率和降低总体成本。第一代以硅片作为基础材料的光伏电池，其技术虽然发展已经较为成熟，但是生产成本一直较高。而第二代基于薄膜技术的光伏电池，通过将非常薄的光电材料铺在非硅材料的衬底上，大幅降低了半导体材料的消耗，同时更加容易进行批量生产，大大降低了光伏电池的生产成本。目前，国内、外已经有厂家开发出具有较高效率和较长使用寿命的薄膜电池。同时，还有一些新概念、新结构的太阳能电池，通过减少非光能的消耗，增加光子的利用率并降低电池的内部电阻，从而使太阳能电池在转换效率的提升方面有了一定的空间。
2、光伏阵列最大功率点跟踪技术
光伏阵列的输出具有非线性特性，同时，太阳能的辐射强度以及环境温度等多方面的因素都会对光伏阵列的输出产生一定的影响。当太阳能辐射强度及环境温度一定时，光伏阵列可以在不同的输出电压下工作，当输出电压值处于某一具体值时，光伏阵列的输出功率会出现最大值，此时光伏阵列的工作点被称为最大功率点。
当光伏阵列的工作电压大于最大功率点电压时，光伏阵列的输出功率会随着太阳能电池输出电压的增加而不断变小；而当光伏阵列的工作电压小于最大功率点的电压时，光伏阵列的输出功率会随着太阳能输出电压的增加而不断增大。在太阳能光伏发电系统中，为了提高系统的整体光电转换效率，可以根据实际情况对光伏阵列的工作点进行实时调整，从而使其始终保持在最大功率点附近进行工作，该过程被称为最大功率点跟踪。
四、光伏发电系统的应用
1、通信和工业应用
主要有微波中继站、光缆通信系统、卫星通信和卫星电视接收系统、农村程控电话系统、部队通信系统、铁路和公路信号系统、灯塔和航标灯电源、气象和地震台站、水文观测系统、水闸阴极保护和石油管道阴极保护等。
2、农村和边远地区应用
我们都知道，农村的发展不同于城市的发展，它的发展速度远远低于城市的发展速度，尤其是在电力资源的发展上。在城市，居民的用电可以随时随地的得到保证，但是在农村由于交通以及经济发展的水平等因素的限制，使得电力等发展资源得不到保障。在这样的发展情况之下，太阳能光伏发电就可以很好地解决这一难题，因为农村多为空旷的陆地，对于太阳能资源的收集有很大的优势，所以太阳能光伏发电技术在农村得到了很大的发展与应用，且主要由独立光伏电站、小型风光互补发电系统、太阳能照明灯、太阳能水泵等组成。
3、太阳能商品
主要有太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能喷泉、太阳能城市景观、太阳能信号标识、太阳能广告灯箱、太阳能电动汽车、太阳能游艇、太阳能钟、太阳能帽、太阳能手表、太阳能玩具等。
4、光伏建筑一体化（BIPV）
BIPV指的是光伏建筑一体化。BIPV模式这种新能源利用方式，能将太阳能光伏发电与建筑相结合，利用了建筑屋顶的闲置空间，组装太阳能光伏发电模块，满足或者补充电力需求。科技成果显示，这种BIPV模式日后将与建筑物幕墙相结合，以获得更多的阳光和电力，但目前的BIPV主要以楼顶为主，应用技术较为成熟。
5、大型荒漠光伏电站
沙漠是一望无际的，在沙漠里人们无法进行耕种，但是面对一望无际的沙漠，人们如若不进行一些活动，就会造成资源的浪费。所以通过科学家的研究与调查后发现沙漠里的太阳资源是相当的充足的，所以荒漠之中建立光伏发电站是非常的明智与正确。同时还可以为荒漠地区的发展，提供就业机会以及经济发展的机会。
6、光伏发电未来应用前景
随着科学技术的不断发展，经济技术也随着时间的推移不断发展，在这样的情况之下，人们的生活水平以及生活质量都得到了显著的提高，人们在物质生活得到满足之后，也逐渐向精神生活方向转移。
五、结束语
综上所述，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，在未来会得到越来越广泛的应用，因此，我们要大力发展太阳能光伏发电技术，加大新能源的研究，实现对能源的最大化利用。
参考文献：
[1]安文韬，刘彦丰.太阳能光伏光热建筑一体化系统的研究[J].应用能源技术，2013
[2]陈诺夫，白一鸣.聚光光伏系统[J].物理，2013
[3]国网能源研究所.2011中国新能源发电分析报告[M].北京：中国电力出版社，2012
摘要：文章首先简述了太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势，然后分析了太阳能光伏发电技术，最后重点探讨了光伏发电系统的应用。
关键词：太阳能；光伏发电技术；清洁能源；光伏发电系统
一、前言
随着科学技术的不断发展和经济水平不断提高，能源资源逐渐减少并受到污染，太阳能作为一种清洁无污染的可再生能源，可以被持续利用，因此具有广阔的应用前景，本文就太阳能光伏发电技术及其应用进行了探讨。
二、太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势
1、太阳电池的基本原理
太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，是采用太阳电池将光能转换为电能的发电方式，而且随着技术的不断进步，光伏发电有可能成为最具发展前景的发电技术之一。太阳电池的基本原理为半导体的光伏效应。当太阳光（或其他光）照射到太阳电池上时，电池吸收光能，产生“光生电子-空穴”对。在电池内电场作用下，光生电子和空穴被分离，从而在电池两端积累起异号电荷，即产生电压。
2、光伏发电的主要优势
发电原理具有先进性：即直接从光子转换到电子，没有中间过程（如热能-机械能、机械能-电磁能转换等）和机械运动，发电形式极为简捷。与传统的发电技术相比不仅高效、便捷，还具有清洁、环保的特点；太阳能资源的无限和分布特性：我们都知道，太阳能源是一种可再生的资源，它会随着新一天的到来而重新产生，因此我们可以说太阳能资源是无限的。同时，由于阳光照射的广泛性，世界的各个国家以及地区都会受到太阳的照耀，而唯一不同的就是阳光照射的时间以及强度的不同，因此，太阳能资源分布广泛，不会因为地区、气候等自然资源的限制而阻碍太阳能资源的产生和摄取。
3、光伏发电系统的组成及各部分功能
（一）、太阳电池组件及方阵
太阳电池是光伏发电系统的核心。太阳电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4～200cm2不等。太阳电池单体的工作电压约为0.5V，工作电流约为20～25mA，一般不能单独作为电源使用。将太阳电池单体进行串并联且封装后，就成为太阳电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦，是可以单独作为电源使用的最小单元。
（二）、储能蓄电池
储能蓄电池可以说是太阳能光伏发电的重要组成部分，同时在发电的过程之中也发挥着重要的作用。因为储能蓄电池可以储备有太阳能转化的电能，从而为生产、生活提供能源资源，以保持其不停的运作，做到高效率、低污染。
（三）、充放电控制器
蓄电池，尤其是鉛酸蓄电池，在运作的过程之中受充放电的影响是非常大的，因为如果没有很好地处理这一问题的话，不仅会缩短电池的使用寿命，还会影响到太阳能光伏发电的效果，所以为了保护蓄电池不受过充电和过放电的损害，则必须要有一套控制系统来防止蓄电池的过充电和过放电，称为充放电控制器。
（四）、直流-交流逆变器
众所周知，整流器的功能是将50Hz的交流电整流成为直流电。而逆变器与整流器恰好相反，它的功能是将直流电转换为交流电。这种对应于整流的逆过程称为“逆变”。太阳电池在阳光照射下产生直流电，然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。
三、太阳能光伏发电技术
1、太阳能电池技术
太阳能电池是太阳能光伏发电系统的核心部件，它通过将太阳能的辐射光转换为直流电电能。电池单元是光电转换的基本单元，通常不独立作为电源，对此，一般通过串联以及并联的方式将太阳能电池单元封装起来，从而建立太阳能电池组件，其功率可以达到几百瓦。若干太阳能电池组件按照需求进行串、并联之后可以组建成为太阳能电池阵列，而这种大规模的组件应用需要解决两方面的问题，即提高光电的转换效率和降低总体成本。第一代以硅片作为基础材料的光伏电池，其技术虽然发展已经较为成熟，但是生产成本一直较高。而第二代基于薄膜技术的光伏电池，通过将非常薄的光电材料铺在非硅材料的衬底上，大幅降低了半导体材料的消耗，同时更加容易进行批量生产，大大降低了光伏电池的生产成本。目前，国内、外已经有厂家开发出具有较高效率和较长使用寿命的薄膜电池。同时，还有一些新概念、新结构的太阳能电池，通过减少非光能的消耗，增加光子的利用率并降低电池的内部电阻，从而使太阳能电池在转换效率的提升方面有了一定的空间。
2、光伏阵列最大功率点跟踪技术
光伏阵列的输出具有非线性特性，同时，太阳能的辐射强度以及环境温度等多方面的因素都会对光伏阵列的输出产生一定的影响。当太阳能辐射强度及环境温度一定时，光伏阵列可以在不同的输出电压下工作，当输出电压值处于某一具体值时，光伏阵列的输出功率会出现最大值，此时光伏阵列的工作点被称为最大功率点。
当光伏阵列的工作电压大于最大功率点电压时，光伏阵列的输出功率会随着太阳能电池输出电压的增加而不断变小；而当光伏阵列的工作电压小于最大功率点的电压时，光伏阵列的输出功率会随着太阳能输出电压的增加而不断增大。在太阳能光伏发电系统中，为了提高系统的整体光电转换效率，可以根据实际情况对光伏阵列的工作点进行实时调整，从而使其始终保持在最大功率点附近进行工作，该过程被称为最大功率点跟踪。
四、光伏发电系统的应用
1、通信和工业应用
主要有微波中继站、光缆通信系统、卫星通信和卫星电视接收系统、农村程控电话系统、部队通信系统、铁路和公路信号系统、灯塔和航标灯电源、气象和地震台站、水文观测系统、水闸阴极保护和石油管道阴极保护等。
2、农村和边远地区应用
我们都知道，农村的发展不同于城市的发展，它的发展速度远远低于城市的发展速度，尤其是在电力资源的发展上。在城市，居民的用电可以随时随地的得到保证，但是在农村由于交通以及经济发展的水平等因素的限制，使得电力等发展资源得不到保障。在这样的发展情况之下，太阳能光伏发电就可以很好地解决这一难题，因为农村多为空旷的陆地，对于太阳能资源的收集有很大的优势，所以太阳能光伏发电技术在农村得到了很大的发展与应用，且主要由独立光伏电站、小型风光互补发电系统、太阳能照明灯、太阳能水泵等组成。
3、太阳能商品
主要有太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能喷泉、太阳能城市景观、太阳能信号标识、太阳能广告灯箱、太阳能电动汽车、太阳能游艇、太阳能钟、太阳能帽、太阳能手表、太阳能玩具等。
4、光伏建筑一体化（BIPV）
BIPV指的是光伏建筑一体化。BIPV模式这种新能源利用方式，能将太阳能光伏发电与建筑相结合，利用了建筑屋顶的闲置空间，组装太阳能光伏发电模块，满足或者补充电力需求。科技成果显示，这种BIPV模式日后将与建筑物幕墙相结合，以获得更多的阳光和电力，但目前的BIPV主要以楼顶为主，应用技术较为成熟。
5、大型荒漠光伏电站
沙漠是一望无际的，在沙漠里人们无法进行耕种，但是面对一望无际的沙漠，人们如若不进行一些活动，就会造成资源的浪费。所以通过科学家的研究与调查后发现沙漠里的太阳资源是相当的充足的，所以荒漠之中建立光伏发电站是非常的明智与正确。同时还可以为荒漠地区的发展，提供就业机会以及经济发展的机会。
6、光伏发电未来应用前景
随着科学技术的不断发展，经济技术也随着时间的推移不断发展，在这样的情况之下，人们的生活水平以及生活质量都得到了显著的提高，人们在物质生活得到满足之后，也逐渐向精神生活方向转移。
五、结束语
综上所述，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，在未来会得到越来越广泛的应用，因此，我们要大力发展太阳能光伏发电技术，加大新能源的研究，实现对能源的最大化利用。
参考文献：
[1]安文韬，刘彦丰.太阳能光伏光热建筑一体化系统的研究[J].应用能源技术，2013
[2]陈诺夫，白一鸣.聚光光伏系统[J].物理，2013
[3]国网能源研究所.2011中国新能源发电分析报告[M].北京：中国电力出版社，2012