浅谈自动化在太阳能光伏领域中的应用

摘 要：随着社会的发展，人类对可再生能源的需求量日益增加，对太阳能等新兴能源的关注度也越来越高。但是此类新兴能源面临着开发困难等问题，如何利用自动化等技术，提高太阳能光伏领域的发展，多年来一直是我们关心的话题。本文结合实际，对自动化在太阳能光伏领域中的应用进行了研究。

关键词：太阳能；开发利用；光伏产业；光热产业

面对不可再生能源的日益减少，太阳能等可再生能源逐步被人们认识和接受，这也从一定程度上对可再生能源的减少起到了缓解作用。但是太阳能等可再生能源面临着开发难、投资大的情况，所以对这类可再生能源的开发研究也需要加大力度。地球上的可开采能源如果按照现在的使用速度，很可能在未来会面临资源上严重的供不应求，而且对不可再生资源的过度开采，对自然造成的伤害非常大。面临着这样严峻的形式，太阳能等可再生能源以可再生性、免运输性、资源免费性、污染性小等各种优势掀起了一股资源利用新潮流。本文就太阳能产业在如何加入机械自动化技术提出一些建议和分析，希望对可再生能源的持续稳步发展利用作出贡献。

1.太阳能领域中机械自动化发展的现状

虽然太阳能等可再生能源具有被大家广泛认可的优势，但是在对此类能源的开发上还面临着非常多的困难。中国在对太阳能资源的开发上没有自己的核心技术，在生产技术上不能和一些发达国家比较，在对一些太阳能开发过程中产生的废料处理技术上也不成熟[1]。太阳能产业作为新兴产业，用于太阳能资源开发的设备具有复杂性，各种设备之间的关系也愈加多样，这就奠定了太阳能技术开发产业的高科技地位，同时需要将机械自动化结合到太阳能领域中，提高太阳能开发的技术和效率。

2.太阳能光伏产业的应用

2.1.晶硅技术对太阳能技术的影响

目前在用电方面的重点产业是光伏发电产业，这也是未来的一种趋势。根据我国关于可再生能源推出的法律和对太阳能光伏产业的全球性重视，我国的太阳能产业队伍也迅速壮大起来，相应的开发设备也日趋完善[2]。但是，与一些发达国家相比，我国太阳能产业的综合能力还远远不足。现在我国多数的晶硅提纯技术是采用改良版的西门子法，并不具备自有的晶硅提纯技术，在生产发展中大部分技术还需要借鉴其他国家的先进技术，居于被动地位，用于生产开发过程中消耗的成本过大也是一个比较严重的问题。

2.2.PECVD技术对太阳能技术的影响

PECVD设备是广泛用于太阳能产业的技术，PECVD沉积Si3N4的设备发展已经达到了领先的技术水平地位，因为这种设备的成本相对于国际先进设备的价格较低，所以在国内也受到了一致的欢迎。虽然这种设备在价格上与其他国家先进的开发设备相比具有明显优势，但是在机械自动化方面与国际先进开发设备相比具有较大的距离，尤其表现在对设备装卸片的自动化上[3]。

2.3.硅片切片在应用中的注意事项

太阳能硅片的线切割机理是通过钢线在机器导轮的旋转下被带动，通过钢线的高速运转发生摩擦产生的切割过程。在硅片切片技术中对生产的硅片有较大的要求，需要切片的表面光滑平整，允许有小于0.5mm的几何误差，对切片上任意一对弧线弦线长度也有明确标准要求。硅片切片技术的发展越来越精准，对硅片切片的厚度要求也越来越高，硅片切片也越来越薄，已经发展到全球最薄硅晶片厚度只有180mm的程度。我国硅切片的生产技术与国际先进技术之间有很大差距，在未来的太阳能开发技术上还留有很大发展余地，在自动丝网印刷技术上也尚未掌握成熟的核心要领。

2.4.对太阳能光伏发电系统的简述

太阳能光伏发电系统是一种与自动化密切相关的发电系统，这种系统主要功能是对太阳能产品进行智能化的跟踪，但是我国现在对逆变器等光伏发电系统的必要组件的设计开发技术上的资源很少，在生产规模和成本上尚未达到标准。由于我国在太阳能光伏发电技术上的发展时间较短，所以如何让开发过程更加智能化是当前需要解决的重要问题，其次是研究如何降低开发成本。这种形势要求我国科研人员必须在对太阳能产业的研发中加大力度，以最快的速度改善中国在开发中的现状，增加对太阳能产业的研究力度，解决我国在太阳能开发技术中关于自动化和智能化的问题。

2.5.自动化在光伏逆变器中的应用

在光伏逆变器中，需要考虑到太阳能电池组件的利用率问题，光伏逆变器系统大都在较偏远地区，由于地理位置的特殊性，需要对光伏逆变器系统进行合理精准的设计，尽量减少该系统设备发生问题的可能性。这就要求太阳能产业相关科研人员在对光伏逆变器的研究开发中具备的缜密思维，以一丝不苟的态度进行开发与研究。

3.太阳能光热产业的发展应用

目前利用太阳能技术开发的产品已经走进了千家万户，比较典型的产品是太阳能热水器，随着科学技术的发展，太阳能科学技术也逐渐加入到了建筑工程中，开发出了太阳能建筑，将太阳能技术融入到了人们生产以及生活的方方面面。但是在中国的太阳能发展中，机械化和智能化尚具有明显的不足，而太阳能建筑正是对太阳能产业技术机械化和智能化高标准要求的体现。对太阳能热发电系统的主要核心要求是机械自动化，现在研发人员研发出了一种先进的太阳能采暖装置，这种装置的主要特点是完全自动控制性，让整个设备的运行以智能化的方式进行调节。

总结：

随着科技的进步和不可再生资源的日益减少，人类对太阳能等可再生资源的需求量也越来越大，虽然我国目前在太阳能产业领域上并不占有主导地位，很多技术还不够成熟，但是相信通过科研人员的不断创新，中国的太阳能产业一定会稳步前进。可再生资源被人类大量的开发带来的环境污染也值得大家重视，在不断对资源的开采利用中，对大自然的破坏性也不容小觑，所以太阳能等可再生资源的开发形势已经迫在眉睫。

参考文献：

[1]王仲颖，任东明，高虎，等.中国可再生能源产业发展报告（2009）[M].化学工业出版社，2010，3（34）：324-326.

[2]徐明娜，钱珊珠，张峰，等.基于PLC太阳能采暖控制系统[J].农机化研究，2009，2（11）：24-26.

[3]李强.机械自动化在太阳能领域中的应用[J].江汉大学《科技资讯》，2009，9（12）：31-33.