發(fā)布時間：2022-07-23 10:13:32
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)控制問題探究樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘 要：太陽能屬于可再生綠色能源，通過應(yīng)用太陽能發(fā)電，能夠?qū)崿F(xiàn)零排放且無噪聲，應(yīng)用技術(shù)也相對成熟與可靠，安全系數(shù)較高。在新時期背景下，我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度提高，而光伏發(fā)電也同樣取得了理想的成績，突顯出自身的經(jīng)濟潛力。由于太陽能資源豐富，所以，太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)應(yīng)用空間也十分廣闊，能夠有效地解決諸多難題。
關(guān)鍵詞：太陽能；光伏發(fā)電系統(tǒng)；原理；有效應(yīng)用；研究
1 光伏發(fā)電原理概述
當(dāng)太陽光照在半導(dǎo)體結(jié)的時候，會隨之形成全新空穴-電子對。在此情況下，受結(jié)電場作用，會使得空穴從n區(qū)向著p區(qū)流動，而電子則從p區(qū)向著n區(qū)的方向流動，在電路接通以后，就能夠形成電流[1]。以上則是光電效應(yīng)太陽能電池實際工作的基礎(chǔ)原理。
對于太陽能發(fā)電而言，具有兩種不同的形式：①為光能熱能電能的轉(zhuǎn)換，②光能電能的直接轉(zhuǎn)換。前者的轉(zhuǎn)換方式具體指的就是通過對太陽輻射所形成熱能的合理運用而實現(xiàn)發(fā)電目的。通常情況下，太陽能集熱器需要把實際吸收的熱能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)楣べ|(zhì)蒸汽，隨后驅(qū)動汽輪機而達到發(fā)電目的。其原理是首先應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)光能向熱能的轉(zhuǎn)換，隨后再將熱能轉(zhuǎn)換成電能。這一過程和一般火力發(fā)電相同，而通過太陽能熱量發(fā)電，實際效率并不高且成本昂貴，所以，實際的資金投入要比一般火電站的發(fā)電成本高出5-10倍。后者的轉(zhuǎn)換方式則是對光電效應(yīng)進行運用，可以使得太陽輻射直接被轉(zhuǎn)換為電能。而完成光-電轉(zhuǎn)換的主要裝置則是太陽能電池，其作用不容小覷。對于太陽能電池而言，主要是通過光生伏特效應(yīng)，實現(xiàn)光能向電能的直接轉(zhuǎn)換。太陽能電池屬于半導(dǎo)體光電二極管，只要陽光照在光電二極管之上，就會將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，最終形成電流。為此，若將大量電池串聯(lián)亦或是并聯(lián)，則能夠形成高輸出功率太陽能電池的方陣。由此可見，太陽能電池屬于全新的電源，具有廣闊的發(fā)展前景，而且靈活、清潔，永久性特點明顯。另外，太陽能電池的使用時間很長，只要有太陽，那么電池就能夠?qū)崿F(xiàn)長期地運用。因而，同火力發(fā)電與核能發(fā)電相對比，太陽能電池的優(yōu)勢不可比擬，最關(guān)鍵的是不會對環(huán)境造成危害，屬于綠色發(fā)電。
2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的類型解構(gòu)
2.1 離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)
第一，太陽能控制器。在離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能控制器可以有效調(diào)節(jié)并控制發(fā)出的電能。其中，可以將經(jīng)過調(diào)整的能量直接輸送至直流負載亦或是交流負載，同時，還能夠?qū)⒍嘤嗄芰枯斔椭列铍姵亟M進行存儲，一旦發(fā)電難以達到負載需求，就可以將所儲存的電能輸送至負載。當(dāng)蓄電池處于滿電狀態(tài)的時候，控制器則應(yīng)當(dāng)對其進行控制，以免充電過度。而在蓄電池儲存電能用盡的情況下，太陽能控制器也同樣需要對其進行控制，以免放電過度。因而，若控制器性能不理想，這直接影響蓄電池使用效果，同樣也會對系統(tǒng)可靠性帶來負面作用。
第二，太陽能逆變器。系統(tǒng)中的太陽能逆變器能夠?qū)⒅绷麟娹D(zhuǎn)變成交流電，為交流負荷提供保障[2]。同樣，逆變器在光伏風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)揮著核心作用。因為使用地區(qū)經(jīng)濟水平不高，在維護方面無法滿足要求，要想有效增強系統(tǒng)性能，且實現(xiàn)電站運行的穩(wěn)定性，就必須要不斷提高逆變器性能的可靠性。而新能源的發(fā)電成本相對較高，因而，太陽能逆變器運行的高效性逐漸突顯出重要作用。
2.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
第一，切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)本身具備了自動運行的雙向切換能力，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障而致使發(fā)電量不充足的情況下，切換器可以自動地切換至電網(wǎng)供電側(cè)，進而通過電網(wǎng)來為負載供電。另外，如果電網(wǎng)停電，系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)和光伏系統(tǒng)的分離，進而確保光伏發(fā)電系統(tǒng)處于獨立運行狀態(tài)。
第二，基于儲能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。若系統(tǒng)需要具備儲能功能，則可以運用這一系統(tǒng)。其主動性明顯，只要電網(wǎng)停電亦或是發(fā)生故障，能夠?qū)崿F(xiàn)獨立運行，確保持續(xù)為負載供電。
3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的具體應(yīng)用
第一，用戶太陽能電源。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以被應(yīng)用在10-100W小型電源當(dāng)中，特別是在無電區(qū)域，為居民生活用電提供有力保障。另外，也可以在家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電中應(yīng)用。同時，被應(yīng)用在光伏水泵中，尤其是在無電地區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)對深水井的開發(fā)與利用[3]。最后，可以被應(yīng)用在太陽能凈水器當(dāng)中，進而緩解無電區(qū)域飲水以及凈化水質(zhì)等相關(guān)性問題。
第二，通訊與通信領(lǐng)域的應(yīng)用。將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用在無人值守的微波中繼站亦或是廣播通訊電源系統(tǒng)當(dāng)中，同樣可以發(fā)揮其系統(tǒng)自身功用。另外，在小型通信機與農(nóng)村地區(qū)的載波電話光伏系統(tǒng)中應(yīng)用效果也十分理想。
第三，光伏電站中的應(yīng)用。在大型停車場充電站中也可以運用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，另外，能夠被應(yīng)用在風(fēng)光互補電站當(dāng)中。
4 結(jié)語
綜上所述，太陽能光伏發(fā)電將在能源消費中逐漸擴大比重，有效地代替常規(guī)能源。由于太陽能資源豐富，且開發(fā)利用潛力相對明顯。隨著國內(nèi)能源消耗量不斷增加，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用將具有極大的現(xiàn)實意義。
摘 要：隨著人類社會的發(fā)展，地球上的自然資源開始出現(xiàn)了大量消耗，導(dǎo)致能源匱乏。因此各國開始對可再生能源進行了研究利用，其中太陽能作為可再生資源中利用率最高的能源，其在世界各地都受到了廣泛的使用。文章在簡單介紹了太陽能光伏發(fā)電的原理和優(yōu)點后，以此作為切入點，對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的種類進行了研究，并詳細分析了其主要應(yīng)用的領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：太陽能；光伏發(fā)電；應(yīng)用
1 太陽能光伏發(fā)電的原理及優(yōu)點概述
1.1 太陽能光伏發(fā)電原理分析
當(dāng)前，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已成為最有潛力的可再生技術(shù)之一，其主要是通過將太陽能輻射光能儲存到太陽能電池中，從而產(chǎn)生電能。該技術(shù)中利用了半導(dǎo)體光伏發(fā)電光能的原理，在太陽電池中聚集來自于太陽能輻射的光，將其轉(zhuǎn)換為電能，具體過程為：太陽能電池中有電場的存在，而光能中“光生電子-空穴”的存在，因此使得電子和空穴相互分析，在電池的兩側(cè)產(chǎn)生電荷，進行出現(xiàn)電壓。
1.2 太陽能光伏發(fā)電體的優(yōu)勢
1.2.1 高效、節(jié)能、清潔
太陽能光伏發(fā)電與其他的電力系統(tǒng)發(fā)電相比，其產(chǎn)生電能的過程更為簡單，其主要是通過將太陽光能中的光子轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮?，進行產(chǎn)生電能，太陽能光伏發(fā)電具有效率高、簡單便捷的特點，同時在節(jié)能環(huán)保方面也有所突破。
1.2.2 儲備豐富、分布范圍廣
太陽能的使用，不僅能夠保護環(huán)境，同時還能杜絕資源浪費，同時由于太陽光分布范圍^為廣泛，因此對其進行開發(fā)和利用是十分便捷的。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在運行的過程中，主要由太陽電池組件、蓄能蓄電池、直交流逆變器等部分組成。對于太陽能光伏發(fā)電而言，太陽電池組件是最重要的部件，其承擔(dān)著將光能轉(zhuǎn)換為電能的重要作用。
2 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)
2.1 太陽能電池技術(shù)
對于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，光伏電池在其中占據(jù)著最重要的地位，然而在應(yīng)用光伏電池時光電轉(zhuǎn)換的效率以及生產(chǎn)的成本是其最應(yīng)當(dāng)注重的問題。隨著科技的進步，人們開始對第一代光伏電池進行了改變，在光伏電池這能夠加入了許多的非硅材料，一方面能夠減少制作材料的成本，同時在降低半導(dǎo)體材料對電能消耗方面也有著十分顯著的作用。除此之外，目前光伏電池還開發(fā)出了其他的新型電池，如繼晶體硅、薄膜電池的等，在此之后專家們還在現(xiàn)代化設(shè)計理念和技術(shù)的支持下，對光伏電池進行了更加深入的研究，大大提高了光伏電池的轉(zhuǎn)換效率。
2.2 光伏陣列的最大功率跟蹤技術(shù)
根據(jù)實際的情況，光伏陣列功率在輸出時通過非線性的傳導(dǎo)，能夠與周圍的環(huán)境、光照強度以及負載狀況等因素聯(lián)系在一起。從圖1我們可以看出，圖上的兩條曲線分別表示了光伏陣列的電流以及電壓輸出的特性。其中A點表示的是當(dāng)曲線1以及曲線2在太陽光照強度不同的情況下，光伏陣列某個時刻的運行軌跡的相交。一旦太陽輻照強度出現(xiàn)變化，輸出特性曲線也會隨之改變，從1上升到2，此時若負載1若保持不變，則系統(tǒng)會停留在A'上，其功率與相應(yīng)的最大點存在了一定的距離。而將負載特性將1變化到2，則太陽輻照度變化也會由2轉(zhuǎn)為1，相應(yīng)的工作點會從B點轉(zhuǎn)為B'點。
圖1 MPPT技術(shù)示意圖
2.3 聚光光伏技術(shù)
太陽的光能經(jīng)過路徑出現(xiàn)損耗，因此地面上太陽光能中的能量十分有限，而聚光光伏技術(shù)的產(chǎn)生，不僅能夠減少路徑對太陽光能的損耗，同時還能進一步增加太陽能的使用效率。其主要的工作原理是使用面積較小的高性能聚光電池來聚集太陽光，這樣能夠在提高太陽光輻照密度的同時，有效的減少生產(chǎn)的成本。聚光器在聚光光伏系統(tǒng)中非常重要。其中熱光伏聚光器主要是通過輻射器來加入太陽能，從而獲得成光熱能，再利用輻射器將成光熱能發(fā)射到太陽能電池中，進而轉(zhuǎn)化為光電。
2.4 孤島效應(yīng)檢測技術(shù)
在電網(wǎng)運行中，錯誤的操作或維修原因造成供電中斷等故障時，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)會持續(xù)運行，并通過負載電壓的方式來實現(xiàn)供電，因此形成了自給供電的孤島，這種現(xiàn)象我們稱之為孤島效益。一旦光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)孤島效應(yīng)，會出現(xiàn)電頻、電壓無法控制，用戶用電設(shè)備受到損害等情況，甚至在維修的過程中還會對維修人員的安全帶來影響。
在并網(wǎng)逆變器側(cè)中，孤島效益的檢測方法主要有兩種方法：被動檢測和主動檢測。其中被動式檢測主要應(yīng)用于電網(wǎng)斷電的情況下，其能夠通過對逆變器輸出端電壓、頻率以及相位等變化來檢測電壓輸出中是否出現(xiàn)孤島效應(yīng)。而主動式檢測主要是通過對逆變器進行調(diào)整來對其輸出的頻率、功率等帶來干擾。在電網(wǎng)正常運行時，主動式檢測所造成的干擾會被電網(wǎng)鎖相環(huán)的平衡消除。電網(wǎng)出現(xiàn)故障則會出發(fā)孤島效應(yīng)。
3 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用
3.1 太陽能照明應(yīng)用
目前，我國開始對能源的利用和資源的保護采取有效的措施，太陽能照明已成為綠色照明降低能耗的重要方式。太陽能電池板、蓄電池、節(jié)能等部分組成了太陽能照明系統(tǒng)。當(dāng)前，太陽能照明在我國得到了廣泛的應(yīng)用，常見的地方有路燈、樓道燈等。此外，在太陽能照明中，太陽能燈控制系統(tǒng)中同時具備了光伏系統(tǒng)的功能，因此為了有效的控制太陽能照明系統(tǒng)，通常會使用定時和光控的方式。
3.2 太陽能與LED光源相結(jié)合
近年來，半導(dǎo)體技術(shù)和固體物理技術(shù)的發(fā)展十分迅速，衍生出了固體光源LED。該產(chǎn)品具有能耗低、壽命長、光效高的特點，同時其與白熾燈相比，固定光源LED的反映較快、污染較小。目前在我國燈源市場，固體光源LED成為了其發(fā)展的主要趨勢。
3.3 太陽能水泵
在太陽能水泵運行的過程中，并不需要蓄電池來提供動能驅(qū)動其運行，一般情況下其運行主要依靠太陽能電池板的作用。而在大型的光伏水泵中，為了將太陽能電池板中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，通常會安裝逆變器，從而促進水泵工作的順利進行。一般來說，太陽能光伏水泵系統(tǒng)在建立的初期使用的資金是十分巨大的，但是在其運行過程中，會產(chǎn)生的費用較少，使用壽命較長，因此太陽能水泵的建設(shè)能夠為我國的電力供應(yīng)作出巨大的貢獻。
3.4 光伏建筑一體化
太陽能屋頂計劃在20世紀之時被首次提出，而其計劃就提出了把太陽能電池板安裝在建筑物的屋頂上，并通過控制器以及逆變器來進行公共電網(wǎng)的連接，進而產(chǎn)生了戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。戶用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)主要由太陽能電池板和電網(wǎng)并聯(lián)向用戶供電，且可靠性較好。同時在供電的過程中，其并不需要依靠蓄電池，大大提高了節(jié)能環(huán)保的效果。此外，對于光伏建筑一體化而言，其最重要的目的就是為了實現(xiàn)光伏器件以及建筑材料的集成化，從而幫助企業(yè)降低光伏發(fā)電成本，并擴大其使用的范圍。
3.5 通信工業(yè)中的應(yīng)用
當(dāng)前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于通信工程行業(yè)，其涉及的行業(yè)有衛(wèi)星通信、衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)、微波中繼站等。
4 結(jié)束語
當(dāng)前，為了讓太陽能光伏發(fā)電技術(shù)能夠得到良好的發(fā)展，政府應(yīng)當(dāng)出臺一系列的政策法規(guī)來對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展進行規(guī)范和完善，從而確保其能夠?qū)⒖沙掷m(xù)發(fā)展的作用真正的發(fā)展出來。相信在不久之后，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)將成為綠色工程中至關(guān)重要的部分。
摘 要：現(xiàn)如今環(huán)境污染問題逐漸嚴重，能源也面臨短缺的危機，太陽能發(fā)電逐漸受到各國的關(guān)注和重視，提高太陽能等清潔能源的使用效果，減少環(huán)境污染。文章就計算機模擬技術(shù)在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)用情況進行分析和研究。
關(guān)鍵詞：計算機模擬技術(shù)；太陽能；光伏發(fā)電；應(yīng)用
太陽能光伏發(fā)電是使用太陽能電池對太陽光輻射能進行有效的吸收，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N發(fā)電方式?？茖W(xué)的開發(fā)利用太陽能這種清潔可再生的能源，能夠使得能源短缺的問題得到有效的解決，使環(huán)境得到有效的保護。
1 太陽能光伏發(fā)電概述分析
1.1 太陽能光伏發(fā)電
太陽能光伏發(fā)電說的是通過半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)，使得光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)。[1]
太陽能光伏發(fā)電的關(guān)鍵性元件使太陽能電池，將太陽能電池串聯(lián)起來然后密封保護起來，從而構(gòu)成面積比較大的太陽能電池組件，加之功率控制器等的配合，形成光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能是清潔性的、無污染、綠色能源，能夠使得火力發(fā)電產(chǎn)生的空氣污染物排放得到有效的解決。
1.2 太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展
19世紀40年代，太陽能發(fā)電方式就已經(jīng)出現(xiàn)了，20世紀50年代出現(xiàn)了光伏電池，到了70年代，太陽能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用。在美國、日本等發(fā)達國家太陽能發(fā)電技術(shù)有效的應(yīng)用，在國家政策的支持下實現(xiàn)良好的發(fā)展。當(dāng)前我國也對新能源的應(yīng)用逐漸重視起來，太陽能光伏發(fā)電等一些產(chǎn)業(yè)也達到了國際的先進水平。
1.3 太陽能光伏發(fā)電的特點分析
太陽能是一種可再生的能源，太陽能的覆蓋范圍是十分廣泛的，并且儲存著巨大的能量。利用太陽能的方式是比較簡單的，不需要進行采掘，可以直接對輻射進行收集。利用太陽能生產(chǎn)不會出現(xiàn)多余的污染，這是一種新型的、綠色環(huán)保的能源，太陽能也比較溫和、安全，不會出現(xiàn)工業(yè)事故。我國中西部地區(qū)陽光輻射量比較大，可以通過太陽能發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。
2 計算機模擬技術(shù)與太陽能光伏發(fā)電
2.1 計算機模擬技術(shù)
當(dāng)前的科學(xué)研究中，計算機模擬技術(shù)是比較常見的，通過計算機模擬對于科學(xué)試驗而言是極為重要的。計算機模擬就是利用計算機對真實的事物進行模擬，通過模型對真實的系統(tǒng)進行模擬，實驗系統(tǒng)中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能、行為等內(nèi)容，利用實驗使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的性能，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟以及社會效益。
60年代開始研究計算機模擬方面的內(nèi)容，最開始研究的內(nèi)容主要涉及軍事、國防等方面，比如航空航天、核試驗等，以及自動控制等內(nèi)容。計算機應(yīng)用逐漸廣泛，涉及的面積比較大，當(dāng)前在自然科學(xué)、社會科學(xué)等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
2.2 計算機模擬技術(shù)與太陽能光伏發(fā)電
使用計算機模擬技術(shù)，數(shù)學(xué)建模各種對太陽能光伏發(fā)電情況的因素，從而獲得太陽能輻射強度、積累的輻射量、特性曲線等對應(yīng)的電流、電壓、輸出功率、發(fā)電效率等。[2]
通過這些內(nèi)容能夠獲得太陽能實時輻射的強度、對應(yīng)曲線，光伏發(fā)電的發(fā)電功率曲線、電流、電壓曲線等，建模之后科學(xué)的評價太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，使得系統(tǒng)得以優(yōu)化。
3 建模太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)
3.1 建立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
在利用太陽能輻射時，會受到很多外部因素的影響和干擾，涉及大氣層的性質(zhì)、入射角、透明程度、輻射維度高低、土壤反射率等，[3]科學(xué)的考慮各種對數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系產(chǎn)生影響的因素，結(jié)合多種因素建設(shè)數(shù)學(xué)模型，確立函數(shù)表達式，使得計算機模擬太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立更加科學(xué)，保證計算過程更加順利。
輻射到地球表面的太陽能分為兩個部分，一些直接被大地所接受，另一部分輻射出現(xiàn)了分散。需要綜合考慮影響輻射的干擾因素以及太陽能輻射種類，建立計算機模擬太陽能光伏發(fā)電數(shù)學(xué)模型。建立了數(shù)學(xué)模型之后，再研究太陽能光伏發(fā)電時就能夠進行函數(shù)表達，使得研究的過程更加簡單、直觀，也為計算機模擬太陽能光伏發(fā)電奠定了程序基礎(chǔ)，使得數(shù)學(xué)模型更加精準，為計算機模擬實驗提供基礎(chǔ)，使得研究人員能夠?qū)ο嚓P(guān)的內(nèi)容進行科學(xué)、直觀的分析與研究。
3.2 光伏電池板的數(shù)學(xué)模型
光伏電池等值電路模型有三種，一是簡單的模型，不需要對光伏電池內(nèi)部的電阻進行分析，這種模型在光伏電池理論以及復(fù)雜的光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛。二是只將光伏電池并聯(lián)電阻的影響進行考慮的模型，這種模型有著很高的精準性，在實際中并不常應(yīng)用。三是比較精準的模型，需要將并聯(lián)和串聯(lián)電阻都考慮到其中。
3.3 建立其他數(shù)學(xué)模型
在研究過程中，太陽能電池板是比較重要的元件，所以需要對太陽能電板的特性進行分析研究，形成太陽能電板功率數(shù)學(xué)模型，使得研究更加科學(xué)。
此外也需要建立蓄電池的數(shù)學(xué)模型，形成直流-交流逆變器的函數(shù)表達式。建立數(shù)學(xué)模型之后，聯(lián)立之前建立的光伏電池數(shù)學(xué)模型、太陽能輻射數(shù)學(xué)模型，形成統(tǒng)籌的數(shù)學(xué)模型，[4]將其錄入到計算機中，形成相應(yīng)的函數(shù)庫，技術(shù)人員整合編寫，對計算機模擬太陽能光伏發(fā)電進行研究。
3.4 對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進行模擬
將很多個太陽能光伏電池板組合起來，形成太陽能電池板。能夠使太陽能輻射接收面積得以擴大，獲得更多的太陽能輻射能。將接收到的太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，生成直流電，?jīng)過接線盒達到控制器，另一部分進入到直流――變流逆變器中，進而轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姟Ｉ龎航祲禾幚斫涣麟?，為用電一端提供使用。多余的電流可以在蓄電池?nèi)進行儲存，以便下次使用。
3.5 計算機模擬技術(shù)在太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用的結(jié)論
建模太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過軟件平臺，對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電情況進行動態(tài)化的模擬，能夠依據(jù)太陽輻射強度變化了解太陽能電池的輸出特性。輻射強度增加，光照對電流的影響比較大，但是電壓影響比較小。建立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率模型，能夠確定系統(tǒng)運行的最佳電壓與電流，使得輸出功率更大。
4 結(jié)束語
總而言之，現(xiàn)如今新能源逐漸受到關(guān)注和重視，太陽能光伏發(fā)電逐漸成為風(fēng)力發(fā)電之后的又一種新能源發(fā)電方法，太陽能發(fā)電被廣泛地應(yīng)用與推廣。通過計算機軟件仿真建模太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，科學(xué)的設(shè)計太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，這起到積極的促進作用。對系統(tǒng)科學(xué)的認識，保證判斷的科學(xué)合理，挑選作為合適的方案，盡量減少付出，從而獲得最大的經(jīng)濟效益。
摘 要：利用太陽能進行發(fā)電不僅可以節(jié)約燃料，而且在發(fā)電過程中無污染且不受地域因素的限制，屬于綠色、環(huán)保、健康的發(fā)電技術(shù)，隨著人們對環(huán)境要求的日益提高，近幾年以來，在對太陽能的相關(guān)開發(fā)與運用過程中，光伏發(fā)電越來越受到人們的關(guān)注，所具有的市場潛力也不可限量。
關(guān)鍵詞：市政照明 太陽能 光伏發(fā)電
伴隨科學(xué)技術(shù)的日新月異，社會經(jīng)濟水平也不斷提升，然而能源資源則不斷地減少而且被污染嚴重。為了市政照明的可持續(xù)健康發(fā)展，我們必須選擇健康、環(huán)保的綠色能源，而太陽能發(fā)電技術(shù)之中的光伏發(fā)電便是最佳選擇。伴隨利用太陽能進行發(fā)電的相關(guān)技術(shù)的誕生，市政照明相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計也迎來了新的變革，將此技術(shù)應(yīng)用于市政照明中不但可以節(jié)約能源，還可以提升市政電能在利用方面的效率，使市政照明可以更加科學(xué)、更加合理地進行規(guī)劃設(shè)計。
1 光伏發(fā)電技術(shù)具有的優(yōu)勢
（1）先進的發(fā)電原理。其發(fā)電原理是將光子和電子之間不發(fā)生中間過程以及相關(guān)機械運動而直接進行轉(zhuǎn)換，所謂中間過程是指從熱能轉(zhuǎn)換為機械能，再由機械能轉(zhuǎn)換為電磁能等，這種發(fā)電形式十分方便、快捷。相較原有發(fā)電技術(shù)，光伏發(fā)電更加高效、更加便捷、更加環(huán)保、更加綠色。（2）太陽能具有的無限性特征及分布性特性。眾所周知，太陽能屬于可以再生性的綠色能源，每天它都會得到重生，所以太陽能這種資源具有無限性特征，取之不盡，用之不竭。而且，太陽光幾乎無處不在，唯一的區(qū)別只是世界各地日照時間與日照強度有所差別，所以太陽能不會受到地域因素、氣候因素等自然因素的限制。
2 光伏發(fā)電相關(guān)系統(tǒng)的構(gòu)成及作用
2.1 太陽電池部分
光伏發(fā)電相關(guān)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的便是太陽電池。其中光能和電能相互轉(zhuǎn)換的基本單元便是太陽電池的各個單體，通常最小尺寸僅為4 cm2，最大為200 cm2，其工作電壓一般約在0.5 V左右，工作電流一般在20～25 mA之間，通常情況下不可以單獨形式進行使用。所謂電池組件便是把單個太陽電池串聯(lián)或并聯(lián)然后進行封裝，組件功率通常最小為幾瓦，最大為幾十瓦，能夠單獨進行使用。然后再將這些組件進行串聯(lián)或并聯(lián)進行安裝，便組成了方陣，其輸出功率可以達到負載對功率方面的要求。
2.2 具有儲備能量功能的蓄電池部分
儲能作用的蓄電池對于光伏發(fā)電而言是極其重要的構(gòu)成部分，其作用也非常重要。由于蓄電池具有儲備電能的功能，故而可以不停地進行運作，具有效率較高、污染較低的優(yōu)點。
2.3 具有控制充電和放電功能的控制器
對蓄電池而言，特別是鉛酸性質(zhì)的蓄電池，運作時充電放點對其產(chǎn)生的影響極大，假如不能好好解決這個問題，不但會減少電池使用的年限，還影響其發(fā)電效果，因此防止蓄電池被過度充電或過度放電，就需要有相應(yīng)的控制系統(tǒng)來預(yù)防此問題，即充電放電方面的控制器。該控制器的工作原理是對蓄電池具有的電壓方面或者荷電狀態(tài)進行檢測來判斷其是不是已達到充放電的臨界點，并且依據(jù)檢測出來的結(jié)果對蓄電池發(fā)號指令，控制其是否繼續(xù)充放電。
2.4 具有將直流電轉(zhuǎn)換為交流電功能的逆變器
我們知道，整流器的作用便是把交流電變?yōu)橹绷麟?。然而逆變器的功能則恰恰與之相反，把直流電向交流電進行轉(zhuǎn)換。這樣將整流過程進行逆向工作的形式便是所謂的“逆變”。太陽電池經(jīng)過太陽照射以后便形成了直流電，但是在供電系統(tǒng)中通過直流電進行供電十分有限。除此以外，如果供電系統(tǒng)要將電壓進行升高或降低的時候，只用在交流系統(tǒng)之中加上變壓器就可以了，而對于直流系統(tǒng)而言，要想對其電壓進行升高或降低時所需的技術(shù)就太過復(fù)雜。對于光伏系統(tǒng)而言，對逆變器方面的要求也比較高，尤其在逆變效率方面及可靠性方面，要求其對直流輸入時產(chǎn)生的電壓有比較寬泛的適應(yīng)范圍。
3 太陽能相關(guān)技術(shù)在我國市政照明系統(tǒng)中的運用
例如：某市共有過百的人行道，其夜晚照明效果很好，然而在路燈配電方面的設(shè)計還有缺陷，路燈在進行電纜鋪設(shè)的時候沒有單獨設(shè)計，而是從鄰近地區(qū)的路燈處進行接電，這便使得這些路燈只有在晚上才能發(fā)揮功效，白天卻形同擺設(shè)。在天氣狀況不好的時候，這些路燈的照明效果便不是很好，對于較長通道而言特別是中間部分則效果更差，根本無法發(fā)揮其照明功能，導(dǎo)致此處治安較差。所以，該市對其人行道的相關(guān)照明問題和道路安全相關(guān)問題特別重視。為解決問題該市也曾費勁腦汁，然而不是因為費用過高，就是不利于地面平整和交通，使得許多辦法都行不通。經(jīng)過全面考慮以后，決定使用太陽能進行發(fā)電。該市先在主干道上進行試點，取得了很好的效果，隨后又不斷進行擴充，受到一致好評。
此主干道長度為73 m，寬度為7 m，高度約為2.4 m左右，且在通道的中部未設(shè)采光口。在這里安裝太陽能形式的路燈，其中節(jié)能燈共安裝了8套，主要依靠太陽能形式的電池板進行供電。當(dāng)初設(shè)計的時候，原本計劃以12 V電壓的直流電源進行供電，然而由于通道距離太長，使得電壓的損耗也過大，所以便通過逆變器把原本12 V電壓的直流電向220 V電壓的交流電進行轉(zhuǎn)換。
人行通道中安置的太陽能形式的路燈使用僅限于白天，夜間則還從鄰近地區(qū)的路燈處進行接電，其中太陽能形式的路燈每天12 h進行照明。當(dāng)太陽能形式的路燈停止工作后，控制器便向太陽能形式的蓄電池發(fā)出指令，蓄電池隨后開始供電，直至傍晚時間，傍晚時候市政路燈進行供電的時候，便向控制器發(fā)出指令，蓄電池便停止供電。利用此方法太能形式的蓄電池便和市政電纜之間相互交替為路燈進行供電，使其可以24 h對道路照明。
4 市政照明系統(tǒng)中太陽能相關(guān)技術(shù)具有的優(yōu)點及缺點
將在城市道路照明中采用太陽能進行發(fā)電的相關(guān)技術(shù)，不但安全性高、節(jié)約能源、具有環(huán)保功能，還不再需要電纜進行長距離鋪設(shè)。最近不論是國內(nèi)還是國外都出現(xiàn)了許多利用太陽能技術(shù)，并將此技術(shù)廣泛應(yīng)用于道路照明中，市政部門在鋪設(shè)太陽能發(fā)電的電纜時可以利用普通電纜的溝，這樣既避免浪費也便于管控。太陽能主要通過兩種方式轉(zhuǎn)換為電能：其一為將太陽產(chǎn)生的輻射能向熱能進行轉(zhuǎn)換，即通過太陽產(chǎn)生的輻射能進行發(fā)電；其二為將太陽光向電能進行轉(zhuǎn)換，此方法需要經(jīng)過光電器件，即所謂的 “光伏發(fā)電”。就目前市政照明而言，利用太陽能進行發(fā)電所采取的主要技術(shù)便是光伏技術(shù)，此技術(shù)是通過將光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，將半導(dǎo)體置于其中按照光伏效應(yīng)相關(guān)原理將太陽光向電能進行直接轉(zhuǎn)換。市政部門利用太陽能進行照明的相關(guān)系統(tǒng)共有4個構(gòu)成部分，即太陽能形式的電池板部分、具有控制充放電功能的控制器部分、蓄電池部分和燈泡部分，利用太陽能進行發(fā)電不但能夠直接以直流電形式產(chǎn)生，亦可經(jīng)逆變器將其進行轉(zhuǎn)變，形成220 V電壓的交流電，太陽能形式的電池板具有的面積和具有的轉(zhuǎn)換率是決定其照明系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。太陽能屬于再生能源，存在于世界的各個角落，然而目前關(guān)于利用太陽能進行發(fā)電的相關(guān)研究還剛剛起步。伴隨科技的飛速發(fā)展，利用太陽能進行發(fā)電的領(lǐng)域也會日益擴大，亦會從重量轉(zhuǎn)變?yōu)橹刭|(zhì)，提升太陽能在轉(zhuǎn)換方面的效率可以促進其在發(fā)電方面相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動市政部門在照明系統(tǒng)方面的突破性發(fā)展。
5 結(jié)語
總之，市政照明采用太陽能形式的路燈不但節(jié)約了成本，還給市民生活提供了一種更好的體驗方式，伴隨社會的不斷進步，太陽能相關(guān)技術(shù)也會被應(yīng)用于更多的領(lǐng)域，而利用太陽能進行發(fā)電的光伏發(fā)電也會更加普及，市政照明也會設(shè)計得越來越科學(xué)、越來越合理。
