【关键词】太阳能；光伏发电；能源
随着社会的不断发展，人口、资源和经济之间存在着越来越大的矛盾，太阳能光伏技术的应用和开发为解决能源紧缺问题起到了非常重要的作用。目前在对太阳能利用上，主要还是取暖和发电这两个方面，特别是在利用太阳能发电上，其可以完全取代水能和火能的技术，成为新型、绿色的发电技术，确保了能源的可持续利用和发展。
1光伏发电的基本工作原理
光伏发电技术是充分的利用光生伏特效原理实现的，其通过太阳能电池来将太阳光转化为电能。光伏发电技术可以独立使用进行发电，也可以并网进行发电，其主要由太阳能电池板、控制器和逆变器等部分组成，其组成元器件都为电子元器件，因此发电设备不仅精炼，而且较为稳定，寿命较长，更易于安装和维护。而且在任何电源场合中都可以利用光伏发电技术进行发电。在进行光伏发电时，其以太阳能电池为其最基本的元件，而且电池种类较多，目前以单晶和多晶用量最为常见，只有在一些小系统和计算器辅助电源中都会采用非晶电池。而光伏组件多是由一个或是多个太阳能电池片组成的太阳能电池板。
2太阳能光伏发电的优缺点
太阳能光伏发电与常规的发电系统相比具有较为明显的优点，由于其是利用太阳能来进行发电，不仅安全可靠，而且无污染，没有噪音产生，同时太阳能资源也不会存在枯竭的危险。利用太阳能进行发电不用受到资源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同时也不需要架设输电线路，能源质量较高，而且易于建设，可以在较短时间内即可获取到能源，使用者对太阳能光伏发电更易于接受。
但利用太阳能光伏发电也有其自身的缺点，由于太阳能会受到四季变化及天气等气象条件的影响，而且由于太阳照射能源分布密度较小，所以利用太阳能进行发电时还需要占用较大的空间面积。
3太阳能光伏发电技术的应用
太阳能光伏发电的应用方式有多种，包括独立、并网、混合光伏发电系统，光伏与建筑集成系统以及大规模光伏电站领域；在偏远农村电气化、荒漠、军事、通信及野外检测等领域得到广泛应用，并且随着技术的发展，其应用领域还在不断地延伸和发展。下面笔者仅针对独立、并网、混合光伏发电等三种技术应用方式进行阐述。
3.1独立光伏发电系统
独立光伏发电系统是不与公共电网系统相联接而孤立运行的发电系统，通常建设在远离电网的偏远地区或作为野外移动式便携电源，比如公共电网难以覆盖的边远农村、海岛、边防哨所、移动通讯基站等等。由于太阳能发电的特点是白天发电，而负荷用电特性往往是全天候的，因此在独立光伏发电系统中储能元件必不可少。尽管其供电可靠性受气象环境等因素影响很大，供电稳定性也相对较差，但它是偏远无电地区居民和社会用电问题的重要解决方式。
3.2并网光伏发电系统
并网光伏发电系统与公共电网相联接，共同承担供电任务。光伏电池阵列所发的直流电经逆变器变换成与电网相同频率的交流电，以电压源或电流源的方式送入电力系统。容量可以视为无穷大的公共电网在这里扮演着储能环节的角色。因此并网系统不需要额外的蓄电池，降低了系统运行成本，提高了系统运行和供电稳定性，并且光伏并网系统的电能转换效率要大大高于独立系统，它是当今世界太阳能光伏发电技术的最合理发展方向。
3.3混合光伏发电系统
混合光伏发电系统是将一种或几种发电方式同时引入光伏发电系统中，联合向负载供电的系统。其目的是为了综合利用各种发电技术的优点，避免各自的缺点。如光伏系统的优点是维护少，缺点是电能输出依赖于天气、不稳定。在冬天日照差，但风力大的地区，采用光伏、风力混合发电系统，可以减少对天气的依赖性，降低负载缺电率。
4太阳能光伏发电存在问题分析
4.1产业水平低级
中国的光伏产业起步晚，发展缓慢，多晶硅制造技术比较不成熟，不仅生产的多晶硅质量相对较差，而且由于制造工艺水平上的差距，中国的多晶硅制造过程中会消耗大量的能源，这些能源直接或间接的通过煤、石油等能源获取。所以，中国的多晶硅制造多是具有高能耗、高污染、低利润的特点。另一方面，由于太阳能光伏发电市场多是在欧美等国家，国内市场需求量小，绝大多数的光伏产品都是出口到国外，所以中国的光伏产业仅仅是处于产业链的低端，用高资源、高污染的巨大代价获取与之不符的低回报。
4.2行业产能过剩
现在，全国各地多个地方都兴起了一股新能源热光伏热，大批的光伏项目上马，投产的、在建的、申请批复的项目越来越多，在2010年之前多晶硅产能就超过了两万吨，产量远远超过五千万吨，产能已经严重过剩。为了中国光伏产业健康有序的发展，政府开始通过政策、经济手段对光伏产业进行调节。
4.3多晶硅制造能耗大
太阳能光伏发电是一种绿色无污染的环保能源，但是太阳能光伏发电所需的原料多晶硅的制造过程却是一个耗能巨大的生产过程，耗电量甚至高过电解铝产业。现在国外成熟的多晶硅制造技术多是采用优化后的西门子法，耗电量一般不高于150kw.h/kg，中国多晶硅制造技术相对不成熟，耗电量一般要超出国外30%甚至100%。
4.4行业发展无序
中国光伏产业虽然体量巨大，但是由于生产的光伏产品多是出口到国外，所以行业发展混乱，往往单打独斗。由于中国光伏产业没有国家层次的行业组织和统一的产业制度，在光伏产业遭遇国外反倾销的时候往往处于被动地位，不能形成统一的强大的行业凝聚力从而具有光伏产业话语权，所以，在反倾销的国际案例中，中国光伏企业屡屡败诉，损失巨大。
5太阳能光伏发电发展对策
5.1控制产业规模
中国光伏产业发展要想有序且有竞争力，产业规模一定要严格控制。对已生产的企业严格把控质量关，对在建的企业加强监管，对正在申请的项目严格审批程序。将光伏产业规模控制在一定产量之内，提高行业竞争力。
5.2促进企业结构调整
耗能高的企业要促进结构优化，加快系统升级，降低生产能耗。促进企业结构调整，加强企业运营管理，提高经营水平。国家应该加大技术研发投入，通过制定相关财税政策促进核心技术研发，摆脱技术水平长期落后的现状，将我国光伏产业发展推向更高水平。
5.3淘汰环保不达标企业
我国多晶硅制造可以说是一个高污染的行业，原因主要是，第一，资金投入不到位，第二，生产工艺水平不达标。政府应该加强监管，提高行业准入门槛，提高行业环保标准，对环保不达标的高污染企业进行整顿，将生产水平和制造工艺达不到环保要求的新申请的项目淘汰出局。
5.4推进光伏产业联合
政府应该建立光伏产业联盟，制定实施相关产业政策，建立更高层次的行业协会。加大科研投入，推进光伏产业技术研发，提高行业整体制造水平，提高竞争力。推进产学研结合，建立大型示范企业，加快技术推广，降低资源浪费和环境污染。
6结语
太阳能光伏发电是未来能源发展新途径，作为新兴产业和朝阳产业，光伏产业的发展还需要走很长的路。制造技术和生产工艺的提高能将这一绿色产业推向新的发展高度，政策制定和行业有序的组织联合是中国光伏产业发展的必经之路。
参考文献：
随着我国工业经济的快速发展，经济发展与环境保护之间的矛盾日益尖锐，这严重影响了我国经济的持续稳健发展。为此，加快我国经济布局的调整和能源结构的优化升级乃光伏发电产业发展的当务之急。光伏发电作为一种可再生能源，其拥有清洁干净、发电过程简单、能源分布广泛、不产生噪音等诸多优点，因此加快光伏发电技术的应用和推广意义重大。在分析光伏发电原理的基础上，指出分布式光伏发电存在的问题，并提出切实可行的解决策略。
[关键词]
分布式；光伏发电；微网控制；策略
光伏发电作为新型能源之一，其经济环保优势和广阔的发展前景引起了世界各国的广泛关注。我国自2009年以来出台了一系列政策以推动光伏能源产业的发展。目前，我国对光伏能源的利用和开发已步入产业化发展阶段。光伏产业业内有关专家认为，今后十年光伏产业的发展呈井喷之势。预计到2023年光伏发电的电价将与传统能源发电电价相近，到本世纪中叶光伏发电量将占到世界发电总量的一半左右。所以，进一步加快对光伏发电高转换率和低成本的研究工作乃当务之急。而微网技术的出现为光伏发电的推广和应用提供了新思路，如何将二者更好的结合成为亟待破解的难题。
1光伏发电与微网技术
1.1光伏发电光伏发电可以通过光伏效应将光能转化为电能并储存在光伏电池中。光伏发电的本质：光能转变为直流电，再到交流电。需要注意的是，直流电到交流电的过程中，需要借助电力电子装置。与传统能源相比，光伏发电拥有清洁干净、发电过程简单、能源分布广泛、不产生噪音等诸多优点，但是其也存在一些不足之处，比如光照强度和环境温度会严重影响光伏发电的功率输出，而光伏发电功率的波动往往会对用户带来严重的负面影响。所以，克服光伏发电功率的不稳定性是光伏能源推广的关键所在。
1.2微网技术微网能够把分布式电源、储能装置和负荷结合起来，这种新型分布式发电网络结构可形成单一的可控单元，并当电力系统发生严重故障时进行断开。最新的研究结果表明，光伏发电和微网技术相结合，能够提高光伏能源的利用率，并提高电力系统的供电可靠性，不断的增强电力系统的抗自然灾害能力。可见，微网技术为光伏发电的应用和推广提供了新的思路。
2微网技术下分布式光伏发电存在的问题
2.1受外界环境影响严重光伏发电主要依靠太阳辐射转化为电能，但光照发生变化时，会直接影响电能的输出频率，尤其多云天气，光照强度变化剧烈，严重影响微网的电压和频率的稳定性。而且光伏发电会随着昼夜和季节变化呈现周期性变化，光伏发电不具备调峰、调频能力，无法随时满足系统的负荷高峰需求。PQ控制是微网并网运行常采用的一种手段，这种控制可以借助设定某一功率值，来给供给线路提供稳定的电压和功率支持。然而，光伏发电受外界环境影响严重，功率输出极其不稳定，甚至会出现功率输出为零的情况，在这样的情形下，微网就不适宜采用PQ控制，从而降低了微网供电的稳定性和可靠性。同时，对于电压和频率稳定有着较高要求的微网孤岛，也就无法运行。
2.2谐波污染和无功损耗严重光伏发电产生的是直流电，需要电子电力设备进行电流转换，变成可以使用的交换电流。而且光伏发电受光照影响较为严重，导致光伏发电系统带有随机性和间歇性缺陷，使得光伏发电所采用的大量电子电力设备会带来谐波污染和无功损耗，形成所谓的电网公害，从而引发更为严重的电能质量问题。2.3储能设备成本较高目前，我国光伏发电的储能设备使用的是高成本的压缩空气和电池储能。生产储能电池所使用的原料以多晶硅为主，我国由于光伏发电行业起步较晚，多晶硅的生产技术并不成熟，在国内生产1kg多晶硅的成本为70美元，而国外生产等量多晶硅的成本仅为25～30美元，而且质量远远高于国内，这导致中国下游的企业纷纷向国外进口多晶硅生产储能电池。现阶段，薄膜太阳能电池是最成功的储能电池，但是在其生产过程中需要碲化镉。碲作为世界稀有金属，一旦薄膜太阳能电池大量生产，必然加剧碲资源的短缺，导致碲价格的上涨，从而导致储能设备的成本大幅度提高。
3分布式光伏发电微网控制策略
3.1引入蓄电池储能技术蓄电池是一种能将化学能和电能互为转化的一种化学电池。其特点是储能能量密度高、使用寿命长、价格低廉。利用蓄电池，在太阳能充足的时候，可以利用光伏发电为蓄电池充电，在光照强度频繁变化的情况下，蓄电池可以对光伏发电的功率波动进行充放电，以便输出的发电功率能够趋于稳定。分布式光伏发电功率输出具有如下特征：一是这种发电功率的输出容易受光照强度的影响，当光照较为充足的时候，这种分布式发电可以将多余的电能储放在蓄电池中，而当光照强度变化不定的时候，这种分布式发电又可以进行适当的储能和放能，以提高光伏发电系统功率输出的平滑度，提高系统电能质量及供电的可靠性。同时使微网能够持续平稳为负荷提供电能。
3.2多手段减少谐波污染和无功损耗消除微网谐波污染和无功损耗，对于提高电能质量具有重要意义。目前消除微网谐波污染可以采用安装谐波补偿装置来抑制谐波，还可以从源头上入手，对谐波源本身进行改造，减少谐波的产生和注入，这种方法适用于谐波源是电力电子装置的系统。无功损耗多是由产生谐波的电力电子设备产生的，所以在抑制谐波源的同时也可以降低无功损耗。目前，对于谐波源和无功损耗状况的改善，主要采用的是加装补偿装置，如固态切换开关、动态电压恢复器等，另外，柔流输电技术的应用、储能设备的更新升级，也能够减少谐波污染和无功损耗。
总之，针对我国化石能源紧缺，环境污染严重的现状，光伏能源发展不仅前景广阔，而且光伏发电的推广及普及势在必行。现阶段，我们要正视微网技术下分布式光伏发电存在的问题，积极推进光伏发电技术的发展与革新，加速产业升级，促进企业联动，降低能耗，使分布式光伏发电在微网中具有更好可控性，以提高微网的功率输出稳定性和电能质量。
[参考文献]
[1]付静.我国光伏产业国际竞争力现状及提升路径[J].河北大学学报（哲学社会科学版），2013（02）.
[2]苏玲，张建华，王利，等.微电网相关问题及技术研究[J].电力系统保护与控制，2010，38（19）.