李雅琼
（武威市工业发展研究中心，甘肃 武威 733000）
1 太阳能光伏发电技术的应用1.1 照明实际生活中，我们经常利用光伏发电技术和照明领域相结合起来，达到照明能源的绿色可持续。就比如路上随处可见的太阳能路灯，它可以在白天通过光伏发电技术把从太阳光中收集的能量存储在蓄电池中，在夜间需要照明的时候利用蓄电池来点亮灯泡。高速公路上的路灯十分适合利用光伏发电技术。
1.2 建筑光伏一体化光伏发电技术在生活中也可应用于建筑领域，通过将太阳能转化为建筑内部所需的其他能量，提供给制冷、通风和热水系统。此种应用形式主要有两种：一种是把光伏方阵和建筑搭配，例如在建筑屋顶上放置光伏板或者在墙面上安装光伏板等；另一种是把光伏方阵集成为建筑的一部分，例如直接采用特殊光伏装置来充当建筑屋顶、幕墙、遮阳板等。
我国在应用建筑光伏一体化领域，有十分丰富的经验，其中最具代表性的建筑就是“鸟巢”。上海世博会期间，又应用建筑光伏一体化技术建造了中国国家馆，其屋顶采取间接铺设光伏组件，具有十分良好的节能效果。
1.3 与其他技术联合互补将光伏发电和其他技术相结合，可以扩大光伏技术的实用性。把光伏发电和温室大棚相结合来为大棚供电，晴天光伏板转化使用不完的能量可以储存到蓄电池组中，阴天时蓄电池组供电，其系统结构如图1所示。光伏器件安装时，为避免遮挡温室大棚的光照，可以放置在大棚的一侧，如图2 所示。
2 太阳能光伏发电技术存在的问题及建议2.1 出现“弃光”现象当系统采用多种能源来进行供电时，会出现光伏和其他供电能源相矛盾而不得已放弃光伏能源，暂停光伏机组，来减少发电量，这种现象被称为“弃光”，也就是光伏发电量已经超越了该电力系统的最大传输量和负荷消纳总量。
产生“弃光”的原因有很多，主要有并网冲突和消纳难两方面。
1）并网冲突。在我国东北、西北和华北等地，长期以来主要以煤炭资源为主来进行火力发电。随着光伏产业的兴起和政府的高额补贴，再加上日照充足，这些地区大量组建太阳能光伏发电站。能源的多种使用，导致电力系统调峰能力不足。
2）消纳难。随着新能源的兴起，企业发电的装机规模越来越大，传统输电通道的资源被占用，当地完全无法消纳如此多的电量，使得当地电网会限制光伏电站的并网容量，对能源的调用和优化都产生了严重影响。要解决“弃光”，可以建立跨区域输电通道将富裕电量输送到中东部用量需求较高的地区和增强就地消纳能力，还可以推行“配额制”，根据所在地区的需求量，合理控制光伏发电站数量。
2.2 原材料有限，产业技术有待提高2011 年，我国的多晶硅产量达到9 万t，为满足需求，进口达到6.5 万t。截至2018，我国的多晶硅产量已经达到25.9 万t，进口14 万t。可以看出，虽然随着国家的发展，我国的产量已经上升很多，但仍有较多需要进口的原材料，这将仍会制约我国的光伏产业。
在产业技术方面，应该积极对新技术进行探索，提高创新能力，攻克技术难点。政府需加强对光伏产业的支持，更大力度的吸收人才，与高校、企业合作，加强产学研一体化，为行业发展奠定良好基础。
2.3 综合能耗较大尽管光伏发电时较为绿色节能，但是制造光伏板的原材料需要消耗大量能量，影响了光伏产业的经济性。除此之外，光伏电池在下列环节也消耗了大量能量。
2.3.1 组件方面
太阳能电池板的生产过程，从沙滩到成品，需要消耗大量的能源，此外，太阳能电池板要想到用户的手中，还需要其他的一些材料，如高交联度的EVA 胶膜、高透光率的钢化玻璃、高强度的背板材料等，这些材料配合电池板，再经过焊接、层压等工艺，需要消耗大量能源，而且良品率较低。
2.3.2 基建方面
单一的太阳能电池板的发电量低，往往采用多个太阳能电池板组合的方式进行发电，常见的太阳能发电站。建造太阳能发电站需要大量的建筑材料，如钢筋、砂石、水泥、电缆等，同样的生产、运输这些东西也要消耗大量能源。通常来说，一个太阳能发电站的发电效率只占到所接收太阳光能量的12%～17%，同时还要考虑到设备的老化，发电效率随着时间会逐渐下降。所以说从单位发电量的生产成本来说，太阳能发电站的前期投资大，回报周期长，单位电价高。
这对上面的几个问题，国家层面应该对光伏制造业展开整顿治理，设立统一的行业标准。我国工业与信息化部于2021 年推出了《光伏制造行业规范条件》这一文件，旨在从生产与项目立项、工艺技术路线、智能制造和绿色制造、环境保护、质量管理、安全生产和社会责任、监督与管理这7 个方面对相关的企业单位制定行业规范。
3 水上光伏技术以往光伏发电系统都是建立在地面、屋顶或者山坡上，对地点的选取、周围的环境以及电网的搭设提出了一些要求。而水上光伏发电技术建立在水面上，脱离了固定在地面的搭设思路，释放了土地资源，此外水面光伏发电系统可以固定在浮箱上，漂浮在湖泊、水库等的水面上，可以减少水面的蒸发量，保护水资源；而且水面的反射率高，加上水面的波动使得一部分反射的太阳光可以反射到太阳能电池板上，提高了发电效率，相同的日照条件下，水面的温度要低于陆地，有利于太阳能电池板的散热，减缓了老化速度。
目前，常用的水上光伏发电系统主要包括两类：一类是桩基固定式太阳能电站，它的结构与地面形式的太阳能发电站类似，区别在于它的桩基在水面之下，这种水上太阳能发电站的施工难度大，建设成本高；另一类是水面漂浮型发太阳能发电站，这种发电站在水面之下没有桩基，发电站直接安装在水面的浮箱上，适合水域较深的湖泊、水库。浮箱采用密度较小的材料，为了保证浮箱的稳定性，可以参考古人的智慧——“铁索连环”，将一个个的浮箱连接在一起，使用船锚的形式固定在水面上，所发的电能通过水底电缆进行传输。这种方式也面临着一些问题：受风的影响较大、发电站的运行维护较困难、浮箱的寿命以及对环境的影响等。
3.1 水上光伏电站的优缺点3.1.1 优点
相较于传统的地面光伏发电站来说，水上光伏发电系统发电效率高，平均高出1.58%；此外水面空旷，不占用土地，对环境的影响小，同时水面的温度较低，有助于太阳能发电系统的散热，有利于延长它的寿命；水面太阳能发电系统还能够降低湖泊的蒸发，保护水资源，限制水中藻类的生长，有利于生态保护；水面上尘埃较少，对太阳能发电板的遮蔽较少，有利于保持较高的发电效率。
3.1.2 缺点
水上光伏发电系统由于长期漂浮在水面，受风力的影响较大，由于水面无遮挡物，同样的条件下，水面的风力往往会大于陆地；由于浮箱长时间漂浮在水面上，因此浮箱材料必须不溶于水，而且还要耐腐蚀、耐光照、耐老化、寿命长；由于水面通常湿度较大，加上空气中的成分，会对电线，钢结构等产生腐蚀，因此水上光伏发电系统必须做好防水，同时还要选择耐腐蚀的支架。
4 展望与建议相较于传统的地面太阳能发电站，水上太阳能发电系统不仅能够减少湖泊的蒸发，保护水资源，而且装机所需时间短、成本低，发电效率高，节约土地资源。当然他也有受风的影响较大，维护困难，封装更为苛刻等缺点。综合来看，水上太阳能发电系统还是具有较大的优势，同时海面也是它大展拳脚之地，如果研制出能够在海面稳定工作的水上天阳能发电站，不失为一项伟大的技术创新，可以大大缓解能源危机。
