英利能源（中国）有限公司河北保定071000
摘要：太阳电池的基本原理是光生伏特效应。光伏发电具有资源可再生、洁净环保等多项优势。光伏发电系统由太阳电池方阵、蓄电池组、控制器、直流--交流逆变器等部分组成。分析了各组成部分的功能，介绍了光伏发电技术在通信、工业、边远地区、光伏建筑一体化、大型荒漠光伏电站等方面的应用情况以及未来发展前景。
关键词：太阳能；光伏发电技术；应用
1太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势
1.1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（或其它光）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。
1.2光伏发电的主要优势
（1）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。
（2）太阳能资源的无限和分布特性：太阳能辐射取之不尽，用之不竭，可再生并洁净环保；阳光普照大地，无处不在，无需运输，不受霸权控制。
（3）光伏发电与环境关系：光伏发电没有机械旋转部件，无噪声；没有燃烧过程，不排放温室气体和其它废气、废水，环境友好，真正的绿色发电。
（4）建造、拆卸和维护特性：模块化结构，规模大小随意，易于建造安装、拆卸迁移，而且易于随时扩大发电容量。可实现无人值守，维护成本低。
2太阳能光伏发电技术
太阳能光伏发电系统主要包括光伏电池板、控制器以及电能储存和电能变化所构成的发电及电能转换系统。随着光伏产业的飞速发展，光伏发电相关的各项技术发展非常迅速，对于一个光伏发电系统来说，主要涉及到太阳能电池技术、光伏阵列最大功点率跟踪技术等多项关键技术。
2.1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之间转换为直流电。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，其功率可以达到几瓦到上百瓦。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，而这种大规模的组建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，国外已经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看到了一定的空间。目前，大量的研究人员将目光瞄准了以先进薄膜技术为基础制造的第三代太阳能电池，其理论极限光电转换效率最高可以达到93%左右，主要包括量子点、多层多届、染料敏化太阳能电池、纳米结构电池等。这些新型的太阳能电池正是以提高电池的光电转换效率以及控制和降低生产成本两方面的目标所进行的研究。
2.2光伏阵列最大功率点跟踪技术
光伏阵列的输出具有非现象特性，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，但是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。
3太阳能光伏发电技术的应用
3.1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。
3.2农村地区的太阳能光伏农业科技大棚
光伏农业科技大棚是一种与农业生产相结合，棚顶太阳能发电、棚内发展农业生产的新型光伏系统工程，是现代农业发展的一种新模式。它通过建设棚顶光伏电力工程实现清洁能源发电，最终并入国家电网，同时在棚下将光伏科技与现代物理农业发展有机结合，发展现代物理高效农业，探索农作物生产安全高效新模式，有效地利用有限的资源、空间，提高单位土地经济效益。大棚的棚顶全部为多晶硅单玻太阳能组件和单晶硅双玻太阳能组件，只要有光线这些太阳能组件就可以正常工作。光线充足时发的电全部并入到电网内，由于大棚顶上的太阳能发电板并不是完全覆盖，所以棚下的光线也很充足，适合农作物的生长。
大棚主体为钢骨架，内部采用立体种植、无土栽培等农业高科技手段，进行蓝莓开发种植、食用菌工厂化生产、绿茶和红茶种植、蔬菜及高端苗木花卉的研发、种植。
3.3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。
3.4光伏建筑一体化（BIPV）
BIPV即BuildingIntegratedPhotovoltaic，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。BIPV在建设初期成本较高，随着我国财政对BIPV项目的大力支持，我国将大幅扩大BIPV技术的应用。光伏建筑一体化的优势是：
（1）清洁能源，节能并减少环境污染；太阳能光伏发电主要是依靠吸收太阳光来进行发电的，而以往的发电技术不是依靠燃烧煤炭资源就是水力发电，所以相比之下，太阳能光伏发电技术是一项清洁、无污染的技术。
（2）一旦市政发生特殊情况（如地震灾难时），太阳能光伏发电能够满足本建筑的需求，不会因为市政电网的中断而断电。
4结语
总之，21世纪人类面临的最大课题是可持续发展问题与绿色能源，对现有能源的充分合理利用同时开发新能源，已经得到各国政府的极大重视。太阳能发电作为一种取之不尽、用之不竭的清洁环保能源将得到前所未有的发展。
参考文献：
[1]王群营.安装光伏发电系统施工技术保障分析[J].现代商贸工业.2011（04）
[2]朱北仲.太阳能光伏发电系统在农机方面的应用前景探析[J].农业机械.2011（27）