探究“双碳”目标下我国光伏发电技术现状与发展趋势 .pdfVIP

探究“双碳”目标下我国光伏发电技术

现状与发展趋势

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摘要：光伏发电有绿色环保、发电方式灵活、可就地消纳等特征。随着中国

碳达峰、碳中和战略目标的提出，新能源为主体的新能源电力系统不断得到发展，

使得光伏发电会逐渐成为新能源大规模发展的重要趋势之一。本文主要分析了在

双碳目标下，我国光伏发电技术的发展现状及未来的发展趋势。

关键词：“双碳”目标：光伏发电技术；现状；发展趋势

引言

绿色经济发展理念愈发完善化，人类积极追求新绿色能源发展，光伏发电主

要是发挥太阳能作用的一种能源利用机制。在我国，光伏发电处于迅速发展的重

要阶段，并且其实际应用范围也日渐拓宽。但在研究分析中可发现，我国光伏发

电中始终存在不少问题需充分完善与调整，对相关部门来说，需及时调整完善，

推动我国光伏产业不断发展进步。

一、光伏发电系统概述

光伏发电系统的组成部分是继电保护装置、控制器、逆变器、配电柜等。光

伏发电系统的核心装置是太阳能光伏阵列，其主要由太阳能光伏电池并联形成。

最开始的光伏电池原材料是硅，不断所需花费的成本较高，产生的损耗也较大，

而在改进光伏电池后，目前使用比较普遍的光伏电池内部，主要由薄膜电池、晶

体硅等共同组成，可在有效控制损耗的同时，令光伏转化效率得到充分提升。最

大功率点装置主要是为高效利用太阳能源，促使光伏阵列在系统运行中保持最大

功率输出。储能装置的实际效用，是控制电能。在太阳能源充足的基础上，可积

极发挥储能装置作用，及时储存电网中多余的电能，同时利用逆变器及时释放储

存的电能，这是保证发电系统稳定的重要条件。逆变器可将直流电转为交流电，

利用变压器转化为供人们日常使用的标准交流电压和频率。

二、光伏发电技术理念

光伏发电的主要原理就是通过半导体硅使光能快速转变成电能，技术原理类

似于植物通过叶绿体将光能转变成有机化学能。在能源的收集过程当中，人们只

需要将光伏电板放置在易接触到阳光的地方即可，在感受到光源时将其吸收，再

由化学能形成自由带电离子，这样就在自由闭合电路中形成了带电离子移动，从

而产生了电流，电流转化为电能，满足生产各种需求。光伏能源相较于其他能源

而言，是一种操作简单且造价合适的清洁能源，与传统的发电技术相比，效率高、

成本低、无污染、易推广。我国光伏发电技术研发已持续数年，但是仍有很多关

键技术点需要进一步突破。光伏发电技术在推广及应用中也遇到一些瓶颈，例如

当地政策不扶持、占地面积较大、安装位置较高、一次性投入较大等等。清洁能

源的建设和使用必将成为趋势，国家可倡导绿色发展理念，加大资金投入，出台

相关利好政策，有助于光伏发电技术的研发和普及。

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三、光伏发电系统技术

（一）混合发电系统

太阳能光电混合系统主要利用太阳能和风能，并有效地将不同类型的风力和

光伏发电结合起来，从而确保混合系统的电力供应稳定。该国西北部地区的太阳

能和风能非常丰富，这两种能源的有效结合将填补由于依赖太阳能光伏发电而造

成的技术空白。例如，青藏高原冬季太阳能和风能强度较低，仅使用光伏技术很

难保证稳定的电力供应。然而，如果与风能技术相结合，光伏发电可在整个季节

得到有效补偿，从而提高发电系统的可靠性，使其能够提供稳定和高质量的能源。

（二）离网光伏发电系统

离网光伏发电系统是不与公用电网连接的发电系统，通常应用于缺电的边远

地区以及太阳能路灯、通信信号基站等基础设施的用电需求。离网光伏发电系统

根据用电负载的特点，分为无蓄电池的直流光伏发电系统、有蓄电池的直流光伏

发电系统、交流光伏发电系统。无蓄电池的直流光伏发电系统主要由光伏电池组

件和用电负载组成，没有蓄电池储能设备和控制器等部件。有蓄电池的直流光伏

发电系统由光伏电池组件、充放电控制器、储能蓄电池及直流负载等组成，该系

统能应用于太阳能路灯、移动通信基站、渔船、边远地区供电等，应用范围较广。

交流光伏发电系统相比直流光伏发电系统，多了一个交流逆变器，可以把直流电

转换成交流电为交流负载提供电能，可以作为市电互补型发电系统，能有效节约

能源，减少碳排放。

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四、光伏发电技术的发展趋势

（一）1高效率低成本光伏电池

一是持续推进PERC晶硅电池技术的发展，如开发双面PER