【《太阳光伏发电概况文献综述》2500字】

太阳光伏发电概况文献综述1.1太阳能光伏发电的工作原理太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池，又称光伏电池。太阳能电池发电的原理是光生伏打效应。当阳光（或其他光）照射到太阳能电池上时，电池吸收光能并产生光生电子-空穴对。在内置电场的作用下，光生电子和空穴被分离，不同的电性电荷在电池两端积聚，称为“光生电压”，称为“光生伏打效应”。如果将内置电场两侧的电极引出并连接到负载上，负载就会有“光生电流”流过，从而获得功率输出。这样，太阳的光能就直接转化为实用电能。上述太阳能电池将光能转化为电能的工作原理可概括为以下三个主要过程：①太阳能电池吸收一定能量的光子后，在半导体中产生电子-空穴对，称为“光生载流子”。两者的电学性质相反，电子带负电荷，空穴带正电荷；②具有相反电性质的光生载流子被半导体p-n结产生的静电场隔开；③太阳能电池的正负极分别收集光生载流子电子和空穴，在外电路中产生电流获得电能。[[][]罗运俊,何梓年,王长贵.太阳能利用技术[M].北京：化学工业出版社，2013.1.2太阳能光伏发电的运行方式通过太阳能电池将太阳辐射能直接转化为电能的发电系统称为太阳能电池发电系统，又称太阳能光伏发电系统。以资源无限、清洁低碳、可再生的太阳辐射能为“燃料”，这种发电方式具有阳光普照、电无处不在的优势，发展迅速，前景广阔，前景光明。目前，广泛应用于太阳能光伏发电项目中的晶体硅太阳能电池已进入规模化工业生产，生产技术成熟,并应用于工业、农业、科技、文教、国防和人民生活等各个领域。据估计，到21世纪中叶，太阳能光伏发电将发展成为一种重要的发电方式，在世界可持续能源结构中占有相当大的比重。根据地面太阳能光伏发电系统与电网的关系，可分为离网系统和并网系统。不与公共电网联网的太阳能光伏发电系统称为离网太阳能光伏发电系统，又称独立太阳能光伏发电系统。主要用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所，如为边远农村、牧区、海岛的农渔民提供照明、看电视等服务，公共电网难以覆盖的高原、沙漠地区收听广播等基本生活用电，为通信中继站、沿海和内陆助航设施、油气管道阴极保护站、气象站、公路倒班等提供电力供应，边防哨所等特殊场所。与公共电网相连的太阳能光伏发电系统称为联网太阳能光伏发电系统。太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段，成为电力产业的组成部分之一，是太阳能光伏发电发展的重要方向。这是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。特别是光伏电池与建筑相结合的分布式联网屋顶太阳能光伏发电系统，发展迅速，市场广阔，前景诱人，是许多发达国家的研究热点。[[][]加万里,余历军.太阳能热电技术现状与展望[A].见：第五届全国化工年会论文集[C].西安：中国化工学会，2008:1-4.为解决农村和村庄的基本生活用电问题，为特殊场所提供基本工作用电，经过40多年的努力，离网太阳能光伏发电系统在我国得到了长足发展，未来还将继续快速发展。近年来，联网太阳能光伏发电系统已成为我国光伏发电的重点。国家出台了一系列政策，制定了规划，采取了措施，大力推进，发展迅速。1.3太阳能光伏发电的发展前景太阳能电池最早的应用场景是在太空。到目前为止，航天器和人造卫星的动力仍主要由太阳能光伏发电系统提供。自20世纪70年代以来，太阳能电池在地面得到了广泛的应用。目前，太阳能电池已广泛应用于生活照明、铁路运输、水利气象、邮电通信、广播电视、阴极保护、农林牧业、旅游餐饮、文化教育、医疗卫生等各主要城市，家庭生活、军事国防、网络调峰等，功率等级从100kW-10MW太阳能光伏电站到手表、计算器、儿童玩具。随着太阳能光伏发电成本的进一步降低，它将进入更大规模的工业应用领域，如海水淡化、光电制氢、电动汽车充电系统等。太阳能光伏发电的长远发展目标是进入公共电的大规模应用，成为重要的发电方式之一，包括集中联网光伏电站、风电光伏混合电站、电网末端延伸光伏电站，用户端分布式屋顶联网光伏发电系统等展望未来，人们甚至设想了一个大规模的空间光伏发电计划，即在空间建设太阳能光伏电站。大气层外的太阳辐射比地球高出30%以上，由于太空没有夜晚，太空发电厂可以连续发电。一组14㎞×4km长的太阳能电池阵可在太空发电8000兆瓦，年发电量将达到800亿千瓦。空间太阳能光伏发电站可以通过微波将电能源源不断地送到地球供人类使用。随着太阳能电池新材料领域科学技术的发展和更先进的太阳能电池生产技术的进步，一方面晶体硅太阳能电池具有更高的效率和更低的成本，另一方面，薄膜太阳能电池等性能稳定的新型太阳能电池，成功研制出转化效率高、寿命长、成本低的产品，并投入工业生产。与火力发电、水力发电、油气发电相比，太阳能光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、资源随处可得、无地域限制、不消耗化石燃料、无机械转动部件、故障率低、维护简单等优点，无人值守，站场建设周期短，规模灵活，无需架设输电线路，可方便地与建筑相结合。因此，无论是从短期还是长期来看，无论是从能源环境角度还是从满足偏远地区和特殊应用领域需求的角度来看，太阳能光伏发电都具有吸引力。我国已在偏远地区成功建设了数千座中小型农村独立光伏电站，在沙漠地区和部分城市建设了总装机容量约6GW的大中型互联光伏电站。目前，太阳能光伏发电系统大规模应用的突出障碍是成本高。据估计，21世纪30年代前后，太阳能光伏发电的成本将降至与常规能源相同的水平。届时，太阳能发电将成为人类电力需求的重要来源之一。参考文献[]贾乐.过度开采化石能源造成的环境风险及防控对策[J].资源节约与环保,2015(03):195.[]王春梅，节能减排对策略论[J]，绿色科技，2011（5），第199页[]丁淑英.电力生产成本计算研究[D].浙江大学,2006.[]朱永强.新能源与分布式发电技术［M］.北京：北京大学出版社，2016.[]饶政华，李玉强，刘江维，廖胜明.太阳能热利用原理与技术［M］.北京：化学工业出版社，2020.[]许中秋.我国发展太阳能光伏发电的必要性分析[J].现代国企研究,2017(12):102.[]梅旭荣.中国农业气候资源图集综合卷[M].杭州：浙江科学技术出版社,2015.[]罗运俊,何梓年,王长贵.太阳能利用技术[M].北京：化学工业出版社，2013.[]加万里,余历军.太阳能热电技术现状与展望[A].见：第五届全国化工年会论文集[C].西安：中国化工学会，2008:1-4.[]郁道银.光学工程[M].北京.机械工业出版社，1999.[]刘鉴民.太阳能利用原理·技术·工程[M].北京：电子工程出版社，2010.[]方晶璐.室内照明用LED光电色性能及光生物效应研究[D].天津：天津工业大学,2013.27.[]GONGJH，WANGCL，GONGCY，etal.Studyontheuniformityofhighconcentrationphotovoltaicsystemwitharrayalgorithm［J］.Solarenergy，2017，153：181-187.[]WANGCL，GONGJH，YANJJ，etal.Theoreticalandexperimentalstudyontheuniformityofreflectivehighconcentrationphotovoltaicsystemwithlightfunnel[J].Renewableenergy，2019，133：893-900.[]AmericanNationalStand