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光伏發電的趨勢范文1
關鍵詞:光伏發電系統;并網;配電網;影響
中圖分類號:U223文獻標識碼: A
近年來,以可再生能源為主的分布式發電技術得到了快速發展,成為大系統電能供應不可缺少的有益補充,集中式與分布式電源的有機結合將是21世紀電力工業與能源產業的重要發展方向[1]。一般來說,分布式電源是集成或單獨使用、靠近用戶的小型模塊化發電設備,多為容量在50MW以下的小型發電機組,包括風電、光伏、生物能等在內的可再生能源發電系統。
本文主要分析分布式光伏發電系統。從電網運行管理這個角度出發,光伏發電本身具有的特性異于常規發電方式(如火電、水電的可控性),這對電網的運行管理,特別是電能質量、可靠性以及安全性等方面提出了更高的要求?,F階段人們對光伏并網發電系統的特性(包括光伏發電系統自身、并網光伏發電系統對電網的影響以及電網對并網光伏發電系統的影響)認識還不夠。所以研究實際的并網光伏發電系統對電網的影響就變得非常有實際意義。
以新疆博州地區20MWp光伏發電系統為例,通過35kV輸電線路接入系統,通過該光伏電站實際運行數據并結合現階段博州地區電網負荷特性,分析分布式光伏發電系統接入電網對博州地區電網電壓、負荷預測、調度運行等方面的影響。
1博州地區電網特性
博州地區電網處于新疆電網末端,相對于新疆地區電網來說該地區電網屬于較小的電網,且該地區無大型工業負荷,基本靠農灌負荷支撐,因此負荷峰谷差較大,電壓矛盾突出,調壓手段單一。
2分布式光伏接入系統情況
海潤光伏電站是目前博州地區容量最小的一座光伏電站,通過35kV海潤杞光一線直接接入110kV紅杞變與主網相連,本期規模為20MWp,目前已全部并網運行。接入系統示意圖如圖1所示。
圖1 海潤光伏電站系統接入示意圖
該光伏電站站內采用40臺SG500MX型號光伏組件,機端額定電壓315V,額定功率為0.5MW,通過20臺分列升壓變分成4組升壓匯集線至35kV母線,35kV母線上接有一臺SVG,容量為-2~+2Mvar。
3光伏發電基本原理與特點
光伏發電是指利用光伏電池將太陽輻射能量直接轉化為電能的發電方式。根據入網方式和安裝類型,太陽能光伏發電系統可分為獨立太陽能光伏系統(也稱離網型)、并網光伏系統和混合型光伏發電系統[1]。
海潤光伏電站則屬于并網光伏系統,它由光伏組件、直流檢測配電箱、交流逆變器、計量裝置以及上網配電系統組成。該站通過太陽電池陣列產生電能,通過交流器逆變成交流接入到主網系統中。
圖2 并網光伏發電系統示意圖
光伏發電系統特點是太陽能無枯竭危險、屬于清潔型能源、基本不受資源分布地域的限制、可在負載處就近發電、能源質量高等,但也存在其劣勢,比如造價高、夜間不發電、照射能量分布密度小等。
4對電網的影響
4.1對電壓的影響
海潤光伏電站通過35kV輸電線路接入110kV紅杞變35kVⅠ母,110kV紅杞變采用中低壓側分列運行方式。在正常運行方式下,110kV紅杞變35kVⅠ、Ⅱ母電壓均衡,當光伏電站滿發時,由于光伏發電,是的母線上傳輸功率下降,導致該段母線電壓升高,從而導致某些節點的電壓越上限,分析表明電壓上升的幅度與接入光伏電站的位置和總量的大小密切相關。
對于上述電壓越上限的問題,通常采取的措施是調節配網中有載變壓器的分接頭、電壓調節器和投退無功補償等設備。然而合理設置光伏電站的運行方式對于配網中的電壓調整也是至關重要的。如在冬季負荷低谷期,主網系統電壓本身偏高的情況下,而光伏電站此時處于停發狀態,站內SVG并沒有參與電網的調壓工作,那么接入點的電壓明顯被抬高。此時接入點電壓將可能越上限,這時就必須合理的設置光伏電站的運行方式。比如規定光伏電站必須參與電網的調壓,吸收輸電線路中多余的無功功率。在線路重負荷期間,光伏電站必須多發無功,以改善線路的電壓質量。
光伏發電對電壓的影響還表現在諧波、電壓偏差、電壓不平衡度、直流分量、電壓波動和閃變等方面。光伏發電的出力受太陽的入射福照度而變,可造成局部線路電壓波動和閃變,若與負荷的波動疊加在一起,又將帶來更大的電壓波動和閃變。如圖3、4、5所示為海潤光伏電站出力情況和對接入點電壓的影響。
圖3 紅杞變側光伏電站有功曲線
(單位:MW,h)
圖4 紅杞變側光伏電站無功曲線
(單位:Mvar,h)
由圖3可以看出,在13:00-15:00之間,海潤光伏電站出力最大,受光照密度小的影響并未達到滿發狀態。光伏最大出力時,該站也發出一部分無功功率,對電網電壓有一定的調節作用,在13:00-15:00之間,受光伏無功出力影響,電壓明顯有下降趨勢。但因博州地區負荷基數小,電壓長期偏高,最高可達38.7kV,最低電壓也在37.6kV,電壓振幅可達1.1kV。如圖5所示。
圖5 接入點35kV母線電壓曲線
(單位:kV,h)
對于該地區電網而言,調壓手段單一且負荷基數小是導致調壓困難的最主要原因,加之近年來光伏、風電等新能源和電氣化鐵路的大量接入,加重了調壓難度。同時該地區電網目前并無SVC靜止無功補償裝置,無法達到優良的無功補償效果。
4.1.1 SVC技術原理及應用
SVC是以晶閘管控制的電抗器TCR、晶閘管投切電容器TSC及兩者混合裝置TCR+TSC等主要形式組成,其重要特性就是能比較穩定的保持動態變化負荷的功率因數,同時還具有較快的響應速度以維持端電壓的恒定。能較好解決單相負荷造成的供電網嚴重三相不平衡及功率因數低、諧波含量高、電壓波動與閃變等問題。因此SVC非常適合大量光伏電站接入系統的電網。
4.2 對負荷預測的影響
新疆地區電網現行的電網發電計劃,尤其是日負荷預測是當日12:00前預測第3工作日的負荷。由于光伏發電站的發電量受天氣變化影響,使得整個電網的負荷總量具有了更多的多變性和隨機性,從而給電網的發電計劃,尤其是日負荷預測的準確性帶來了較大的難度。
4.3 對調度運行的影響
光伏發電受光照變化的影響出力不受控制。海潤光伏電站也不具有調度自動化功能,電網調度運行部門不能對其直接控制,所以不能參與電網電壓的調整和電網的調頻。這無疑會減少配網中的可調度發電廠的容量,給配網控制與調度運行帶來更大地難度。
4.4對繼電保護的影響
博州電網中的配網保護主要是斷路器的電流三段保護,主線路上裝設有自動重合閘,支路上為熔斷器。海潤光伏電站接入配電網的末端,改變了原有的單側電源和輻射型網絡,使其變成了雙斷網絡,從而改變了故障電流的方向、大小和持續時間。
圖6光伏并網與配網典型接線示意圖
如圖7所示,當線路AB段K1點發生短路故障,依據選擇性原則應由保護QF1動作切除故障。故障點K1的故障電流由系統電源和PV共同提供,此時的故障電流要大于PV接入前的故障電流,然而QF1感受到的故障電流僅由電源側提供,由于PV分流作用使得QF1感受到的故障電流減小,影響了保護QF1的靈敏性,若接入點PV的容量很大,保護QF1可能會拒動。當K2點故障,故障電流由系統電源和PV共同提供,由于PV的助增電流作用,使得保護QF2的靈敏性增加。
光伏電站自身的故障也會對并網系統的運行和保護產生影響。另外,當光伏系統抗孤島保護功能時間不能和自動重合閘裝置協調配合時,也會引起非同期合閘等危害。
當配電網故障時,光伏并網發電系統可能采取解列運行方式,但解列后重新接人電網的同期過程中,應盡量減少對配電網產生的沖擊,且應采取一定的控制策略和手段給予保證。
5 結論
光伏作為分布式新能源發電的一種形式,越來越受到人們的青睞,其發展的步伐不可阻擋。然而大量的光伏并網發電運行,對傳統的輸配電網的安全穩定運行帶來了新的挑戰。
本文根據實際的海潤光伏電站運行數據的分析,指出光伏電站對配電網電壓、短路電流、電網調度和日負荷預測等方面影響。因此,有必要進行深入的研究并網發電對配電網的影響。使接入光伏的配電網能夠更加安全、穩定和經濟的運行。
參考文獻
[1] 吳素農,范瑞祥,朱永強等.分布式電源控制與運行 [J].太陽能,2012(3):64-65.
[2] 方廷,韓郁,張嵐.一種多逆變器太陽能光伏并網發電系統的組群控制方法[J].電網與清潔能源,2009,25(7):57-60.
[3] 馬勝紅,陸虎俞.太陽能光伏發電技術 儲能蓄電池[J].大眾用電,2006 (4) 40-43.
光伏發電的趨勢范文2
關鍵詞:太陽能;光伏發電;現狀和前景
隨著人類社會的不斷發展,傳統能源被不斷的消耗,同時也帶來了嚴重的環境問題。為了減少環境的污染,保證能源的可持續利用,就必須改變現有的能源結構,重視新能源的開發和利用。從長遠發展的角度看,可再生資源是人類未來的主要能源來源,因此,世界上很多國家都開始重視太陽能等新能源的開發利用。在這些可再生資源中,光伏發電的發展速度最快,而太陽能光伏發電已經成為可再生能源領域中繼風力發電之后產業化發展最快、最大的產業。世界各國都非常重視太陽能光伏產業的發展,我國擁有豐富的太陽能資源,對太陽能的開采具有很大的優勢,因此,太陽能光伏發電成為我國開發新能源的重要內容。本文介紹了光伏發電系統的組成,并對太陽能光伏發電系統的現狀及前景進行分析。
1 光伏發電系統的組成
一般的太陽能光伏發電系統主要是由光伏電池組件,交直流逆變器、蓄電池和光伏系統電池控制器組成。首先,通過光伏電池組件將太陽能轉換為電能,其次,再利用交直流逆變器將直流電轉變成交流電,同時逆變器還可以自動穩定電壓,改善光伏發電系統的供電質量。利用蓄電池將電能存儲起來,在需要的時候在釋放出來。充放電控制器則是可以防止太陽能光伏電源系統的儲能蓄電池組過充電和過放電的設備,它是光伏發電系統的核心組成部分。
2 太陽能光伏發電系統的現狀及發展前景
2.1 國外的太陽能光伏發電的現狀和發展趨勢
作為20世紀80年代世界上增長最快的高新技術產業之一,太陽能光伏發電產業快速發展。截止2004年,世界太陽能光伏發電系統的裝機總容量達到了964.9 MW。到了2006年底,這個數據達到了4961.69MW。像單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池、帶狀硅電池、聚光電池以及薄膜電池等太陽能光伏電池已經商品化和實用化。在國際市場上,太陽能光伏電池的價格一般在3.15美元左右,并網后的價格為每瓦6美元,發電成本為每千瓦時0.25美元。光伏電池的發電效率在不斷的提高,晶體硅光電池的轉換率為15%,而單晶硅電池轉化率則達到了23.3%,砷化鎵光電池更是達到25%的轉化率。同時太陽能光伏電池組件的使用壽命也大大的延長,最多可達30年之久。目前,世界上太陽能光伏發電系統應用最多的國家為美國、日本和歐盟,它們的太陽能發電總量占世界光伏發電量的80%。專家預測,日后的世界太陽能光伏發電系統將會朝高效率、高壽命、低成本和美觀實用的方向發展,太陽能光伏發電系統的發電總量也將占13-15%,預測到2100年光伏發電總量將占60%以上。
2.2 國內太陽能光伏發電系統現狀和發展趨勢。
我國太陽能光伏發電系統的啟用較晚,20世紀90年代以來我國光伏發電快速發展。在這一階段我國光伏組件的生產能力不斷提升,產品生產成本降低,市場不斷擴大并出口到國外,裝機總容量也逐年增加。截止2006年底,我國光伏發電總量為35MW,占世界總量的3%。到2020年之前,我國太陽能光伏發電技術不斷發展和完善,光伏市場也將發生巨大的變化。發電成本也逐漸降低,2010年我國光伏發電的價格約為每千瓦時1.2元人民幣,預計到2020年,這個價格將會降低為每千瓦時0.6元人民幣。
隨著我國光伏企業的不斷發展,近年來受到西方國家的反傾銷等政策的打擊,一些光伏組件的生產廠商面臨著巨大的挑戰。在這個背景下,太陽能光伏發電系統的開發應用應該轉向國內,中國太陽能資源豐富,尤其是西北等內地地區,光照充足,必須加大財政支持,推進太陽能光伏發電系統在中國的應用,促進光伏產業的健康發展。
3 結語
隨著太陽能的開發和利用,我國光伏發電系統的應用快速成熟起來。太陽能光伏發電系統不但具有環保的特點,而且科技含量高,發電成本低,是對傳統發電模式的重大突破。但是,光伏發電系統的使用率還不高,主要原因是光伏發電系統的組成科技含量高,對材料的使用要求嚴格,因此必須加快研發太陽能光伏電池的新材料,提高光伏發電的效率,降低發電成本。加大對光伏產業的扶持力度,開發國內市場,將光伏發電系統廣泛的應用到國內,提高光伏產業競爭了,不斷推進光伏產品的更新和升級,為我國的電力供應開辟新的途徑。
參考文獻
光伏發電的趨勢范文3
關鍵詞:光伏發電 發展前景
中圖分類號:TM7 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)12(a)-0128-01
最近這些年,能源危機、環境污染等問題越來越嚴重,人們不得不去尋找一中新型清潔能源、可再生能源。如風能、太陽能和水能。現在的太陽能發電主要有兩種形式,其中光伏發電因其規??纱罂尚?,建設時間短,維護簡單,被各國爭相研究。但是我國的光伏發電仍處在起步階段,發展水平遠落后于發達國家。近幾年隨著我國經濟快速發展,光伏發電的發展也尤為重要,所以我們必須認清光伏發電的現狀以及存在的問題,只有這樣才能更好地促進該產業健康發展。
1 目前光伏發電的大趨勢
環境問題在最近幾年變得越來越突出,多以綠色發展理念的倡導越來越刻不容緩,全世界已經將低碳經濟定位經濟發展的方向和導航標,也越來越重視太陽能光伏產業。
大力發展戰略性新興產業,例如節能環保、新能源等,在我國“十二五”規劃綱要里被提出,新能源產業發展的中點也轉向太陽能熱里利用以及光伏光熱發電、生物質能等。太陽能光伏產業發展收到各方面的的重視,目前我國的太陽能光伏產業鏈已經趨于完整。
隨著我國的太陽能光伏發電的大規模應用以及快速發展,多晶硅大規模產業化生產及應用技術形成了較為成熟,從現有的生產工藝水平看,我國已可實現整個多晶硅生產產業鏈和系統內部的封閉運行,排放水平已接近零。各國的光伏發電規模不斷的快速增長,但是我國光伏發電的增速必將將遠高于其他各國的平均水平。
在光伏發電大國調控措施下,其成本下降迅速,光伏產能普遍過剩,而其市場面臨的發展環境較為復雜。在這樣情況下,世界及我國光伏發電規模仍會快速增長,且我國光伏發電的增速將遠高于世界平均水平。
目前來看其持續增長不會改變。最近幾年各個光伏發電的國家紛紛調整電價補貼政策。這些國家實行這些目的就是為了避免由于其本下降太快而引發市場過熱和行業暴利。最近的一次事件:在日本的福島,其第一核電站核泄漏,這起事件引發了部分國家對核電前景的擔憂,但是同時推高了政府對其發展的預期。
2011年12月18日,在召開的太陽能光伏市場與裝備制造論壇上,我國可再生能源學會理事長石定寰講話,呼吁光伏企業需要在根據市場情況,在適時的調整企業發展戰略,預計2011年光伏產品可能出現階段性產能過剩,在2011年的高速增長之后,2012年可以看作是光伏產業的調整年。
2 我國光伏發電的前景
近日國務院出臺《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》提出:2015年太陽能發電裝機容量將達到2100萬千瓦以上,建立適應太陽能光伏分布式發電的電網運行和管理機制,光伏發電系統在用戶側實現平價上網。2020年太陽能發電裝機容量達到5000萬千瓦以上,光伏發電系統在發電側實現平價上網。
為了擴大內需,各企業紛紛投向國內市場。成本的降低,國家政策的推動,使得國內光伏發電產業,技術不斷進步以及規模化不斷擴大,而且國家出臺特許權招標、光電建筑補貼等多項激勵性政策,這使得國內的光伏發電市場預計會出現出現爆發式的增長。
根據實際數據,我國光伏發電現在占據世界主導地位而且設備制造也不斷的快速發展、增長,我國的光伏發電前景一片大好。
3 發展存在的主要問題
目前,制約光伏發電規?;l展的主要有以下兩點。
(1)我國的技術標準不太完善。
我國進入光伏發電技術領域比較晚,目前并網電站現在都還處于試驗性并網狀態,并網易產生諧波、三相電流不平衡,輸出功率不確定性易造成電網電壓波動、閃變,因此需要滿足一定的并網技術標準。
在2005年的《光伏系統并網技術要求》為推薦性國家標準,《光伏發電站接入電力系統技術規定》為指導性國家標準,且已超使用期限。2009年,國家電網公司了《光伏電站接入電網技術規定》(試行),但該標準對光伏電站分類較為粗放,缺少有針對性的細化條款。千瓦級小型屋頂并網光伏發電系統可能是未來我國分布式光伏發電應用的重要發展方向,但該標準并沒有對接入220伏居民電壓的技術要求作出相應規定。
(2)我國的管理辦法不太統一。
國際市場上,國外的設備價格比較高,而且遠高于國內。同時特許權招標項目業主為了壓縮成本,也傾向于采購低價設備,所以國內市場上以次充好的問題屢見不鮮,沒有好的設備,工程的質量就難以保障。隨著我國科技的不斷發展,現在我國已經具備檢測光伏產品和入網的能力,不過在檢測認證管理辦法上還是有所缺失。沒有統一的管理辦法,沒有出臺強制性的辦法。
4 光伏發電之我見
為了更好的發展我國的光伏發電產業,使其健康協調發展,所以需要電力系統和國家的各方共同努力。
首先要完善其相關政策法規,光伏發電產業在國家政策的驅動下,其產業的發展有賴于穩定的市場預期和發展前景。特許權招標項目執行招標電價,價格競爭導致中標電價大幅低于實際成本,通過總結,應盡快確定光伏發電上網的分區標桿電價政策,并建立滾動調整機制。而且還應拓寬可再生能源發電的發展資金來源,適當提高可再生能源發電的電價附加水平,確保財政支持到位。
其次要科學制定規劃,規劃以后必須嚴格執行。為了防止無序發展帶來的一系列問題,政府能源主管部門應嚴把規劃關,根據國家可再生能源總體規劃,科學合理地制定光伏發電發展規劃。以中長期規劃指導年度規劃,以年度規劃指導項目核準。規范項目核準程序,避免“一哄而上”。
最后全力做好光伏并網服務工作電網企業應該以嚴格的要求和積極的姿態對待光伏發電并網的問題。一方面,要從履行社會責任、服務國家能源戰略大局出發,積極推動光伏并網工作;另一方面,要以嚴格的管理規范行業發展。抓緊研究相關技術標準,填補標準與規定的空白,滾動修訂完善現有標準。
5 結語
我國資源遼闊,但是人均資源占有的少,而太陽能資源相當豐富,現如今全球進入能源危機,所以發展可持續、可再生能源尤為重要。根據國家政策,必須走可持續發展道路,從我國未來社會經濟發展的戰略看,太陽能光伏產業必將是我國能源的保證。是我國更好的建設低碳社會,推動經濟發展的重要方向。
參考文獻
[1] 李南翔,趙勇.關于低碳經濟的幾點思考[J].能源技術經濟,2010,22(8):1-3.
光伏發電的趨勢范文4
關鍵詞:光伏發電;太陽能資源;綠色環保;可持續發展
中圖分類號:TK511文獻標識碼: A
引言
太陽能光伏發電是利用太陽電池組成光伏板,太陽電池由半導體材料組成,可以將太陽能轉換成電能,而利用太陽能光伏發電系統又可以將由太陽能電池產生的直流電轉換為交流電與電網耦合。近年來太陽能光伏發電技術在廣泛的應用過程中已日益成熟,而且其運行方式也開始向多樣化的方向發展,不僅可以獨立運行,而且還可以并網運行,為當前電力市場注入了新鮮的生命力,在保護環境的同時,也確保了充足的電能供應。
一、建筑屋頂光伏發電系統
(一)簡介
建筑屋頂光伏發電系統是指在建筑項目竣工建設完畢后,充分利用其建筑屋頂空置的區域,布置一定規模數量的光伏電池組件、支架及配套系統設備,根據地區經緯度等相關數據計算得出屋頂光伏電池組件的最優化傾斜角,安裝系統設備進行太陽能資源采集,使整個系統發電效率最大化,進而轉化發電、儲能等,此類工程對土地面積需求很小,可有效利用各類建筑物屋頂,不占用專門區域,適合組織開展大批量建設,就地進行發電、用電,不僅能節省電網建設的工程造價,且可實現能耗的最小化,有效滿足。綠色#建筑的節能水平要求。
(二)系統組成
整個系統設備與區域中建筑物協調一致,緊密結合,有的甚至直接制作成建筑材料成為建筑物的一部分,屋頂光伏發電系統主要由逆變器、電池組件、支架、連接電纜、監控設備及其它輔助設備組成,其中關鍵核心部件為逆變器,其作用是將光伏電池組件在光照下產生的直流電(DC)匯集后,通過逆變器的轉化將其變為可供普通電氣設備使用的交流電(AC),光伏發電系統逆變器的最大特點就是包括了最大功率點跟蹤,在光照強度較大時發出的多余電量經轉化成為滿足電網公司電能質量要求的交流電注入電網中;在陰雨天光照強度較弱,發電能力不足時,則由電網向建筑屋頂發電(用戶)供電。
二、太陽能光伏電站管理的重要性
與傳統的能源相比,太陽能資源不僅屬于可再生資源,而且還具有清潔環保、不會產生污染、沒有任何噪聲的產生等優點。除此之外,太陽能還可以通過很多種方式儲存。在眾多的太陽能發電技術中,光伏發電技術是發展最快的,因此,各個國家都相繼建立了太陽能光伏電站進行太陽能資源的利用。加強太陽能光伏發電運行管理,不僅能夠讓國家更好的獲取太陽能資源,同時也能降低其成本,從而獲得更大的經濟效益。同時加強管理可以讓太陽能光伏發電站更好的運轉,更好的提升太陽能資源的轉換率。太陽能光伏電站可以解決偏遠地區的用電問題,讓偏遠的經濟得以發展,從而促進我國的經濟地區均衡性發展。
三、太陽能光伏電站管理的現狀
(一)安全隱患
由于管理措施不健全,光伏電站正常發電的過程中,常常有一些不安全的隱患出現,例如太陽電池板被惡意盜取等。再加上由于經費不足,很多專業的管理人員由于收入問題逐漸離開工作崗位,光伏企業在面臨這種情況時通常任用一些并不專業的人員進行臨時的看守工作,甚至很多電站出現無人管理的現象,這就造成了電站很多不安全的隱患出現。非專業人員由于對專業知識的缺乏,往往會違反電業操作規程,違規操作,從而發生設備損壞甚至人員傷亡事故。
(二)電壓波動問題
光照強度影響著光伏發電裝置的輸出功率。光照強度受日照、季節、天氣等自然因素的影響會導致輸出功率不穩定,《電網若干技術原則的規定》中明確電壓允許偏差值范圍是-7%~+7%在光伏發電系統應用過程中,需考慮瞬間從電網中脫離對系統電壓的影響。
(三)諧波問題
利用太陽能光伏發電系統進行發電時,其所產生的電能為直流電,而且將直流電轉化了交流電的過程中,則會有大量諧波產生,因此為了有效的控制好畸變率,則需要進行必要的檢測。利用光伏發電并網系統時,將其產生的直流電并入電網時,則會導致電壓畸變率產生,但這時所產生的電壓畸變率還處于國家電網的標準要求范圍內,不存在超標的問題。但在電壓變入電流過程中由于在接入點會有大量的諧波疊加在一起,這時就極易導致畸變率超出國家規定的標準,所以進行實際檢測是必須進行的一個環節。
(四)成本過高
雖然太陽能開發利用取得了很大提高與發展,但太陽能使用率卻并不高,甚至不到總能耗的1%。高成本嚴重制約了其廣泛應用。導致高成本最主要的原因太陽能的存儲技術。目前主要使用的是高成本的壓縮空氣和電池存儲。
國內多硅晶生產成本約70美元每千克,然而,國際大企業的成本每千克卻只需要25到30美元,并且質量高于國內。這就導致國內下游企業紛紛進口國外低價高質的多硅晶。
目前,光電薄膜技術中最成功的是蹄化福。這一技術,必須依賴于蹄這一世界稀有金屬。近年來,蹄的價格迅猛增長,由于受其稀有性的約束,只要擴大薄膜太陽能電池生產,蹄資源就必然更加短缺。目前,蹄主要是從銅里面提煉出來的,隨著開發成本變高,蹄的價格必然會上漲。
四、太陽能光伏電站管理的措施
(一)促進企業聯合
政府和企業共同制定相關政策法規,促進產業聯盟的建立,提高多硅晶產業準入標準,聯合推動多硅晶行業的發展。這里建議國家提供部分資金支持,牽頭成立一個千噸級大企業,參與進來的企業進行投資,把高端技術人才和行業專家召集起來,共同研究開發。技術成果在參與企業內部共享。這樣可以很大程度上減少小企業低水平重復開發,減少相關資源浪費,推動太陽能光伏發電行業的整體技術水平的提高。
(二)降低目前主流光伏電池材料的成本
太陽能光伏以其巨大優勢成為全球研究的熱點之一,人類在這一領域的任何突破都將對能源利用產生革命性影響。目前太陽能光伏已經成為我國可再生能源產業中繼風力發電之后發展最快的產業。不遠的將來注定會成為人類能源結構中主力之一。降低硅材料用量是降低價格的主要途徑。當前,科學家們已經通過鈮酸鉀和鈮酸鋇鎳組合而成的鈣鈦礦晶體構成。結果表明,其性能遠勝目前的鐵電材料且能吸收9倍多的太陽能。另外,乙二醇防凍劑有望成為可量產、易擴展、薄膜式太陽能電池的制作材料,同時銅、鋅、錫、硫因其獨特的光學特性和廉價環保的優勢,也可能會被應用到該電池板的制作中。這一舉措可以降低太陽能電池成本。
(三)光熱發電
太陽能光熱發電是指利用大規模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能,通過換熱裝置提供蒸汽,結合傳統汽輪發電機的工藝,從而達到發電的目的。 采用太陽能光熱發電技術,避免了昂貴的硅晶光電轉換工藝,可以大大降低太陽能發電的成本。而且,這種形式的太陽能利用還有一個其他形式的太陽能轉換所無法比擬的優勢,即太陽能所燒熱的水可以儲存在巨大的容器中,在太陽落山后幾個小時仍然能夠帶動汽輪發電。光熱發電產業布局應當注重資源優勢#優勢的合理利用,有條件的可綜合利用多種可再生能源,互補發電,甚至也可考慮與熱電站聯合運行。
五、項目的社會效應分析
現階段中國利用建筑屋頂開展光伏發電尚處于初始起步水平,裝機規模不大。此類項目除提供能源外,還有許多特殊優勢,如降低溫室氣體和污染物排放、創造就業機會、保障能源安全和促進邊遠地區發展等,尤其是可在邊遠地區就地安裝,在特殊場合整個光伏系統可直接提供電力輸出。適合進行大規模安裝推廣,在歐洲、美國、日本等已運作得比較成熟。結合中國國情及電網特點,在太陽能資源充足的區域大力建設更多的示范性建筑屋頂光伏項目,提高清潔可再生能源在電源結構中的比例,對中國經濟、社會和環境保護具有積極意義。
結束語
目前,中國很多企業一直在積極地開展清潔可再生能源領域的研究,且已在全國很多實際項目上大膽創新實踐。建筑屋頂太陽能并網光伏示范電站的建設是一項具有開拓性的工作,對各大電力企業加快制定光伏電站并網技術要求,光伏電站科學管理及保證電網安全可靠運行等規范的制訂做出了重要貢獻。建筑屋頂太陽能光伏發電符合中國可持續發展過程中對清潔能源充分利用的趨勢要求。與此同時,大力推進太陽能資源的利用及加速光伏發電產業發展,對緩解現今能源緊缺的局勢及調整能源結構具有一定作用,其社會政治,經濟,環保等效益顯著。
參考文獻:
[1]謝玉章.太陽能光伏發電技術及應用[J].科技與企業,2014,11:176.
[2]周軍,李燕.太陽能光伏電站在公共建筑中的應用探索[J].電氣應用,2014,14:55-56+67.
光伏發電的趨勢范文5
【關鍵詞】光伏發電系統;蓄電池;規模應用
在當今遭遇能源危機及環境污染等重大問題面前,太陽能展現出明顯的優勢。太陽能是一種清潔、環保、安全的可再生資源,人類對太陽能的利用主要是光熱利用、光化學利用和光電應用。太陽能的光伏發電也就是說,利用太陽能電池的光生伏特效應,將太陽能直接轉換成電能。在各國政府的政策法規強力支持和技術的推動下,光伏產業自20世紀90年代進入了快速發展時期,光伏產業已經成為當今發展最快的技術產業之一[1]。
太陽能光伏技術的應用按規??梢苑譃榇笾行∪?,其中大規模應用主要是獨立光伏發電系統的獨立光伏發電站和混合式光伏發電系統的風光互補光伏發電站等;中規模應用主要用于通訊、交通設施燈、工業和城市與建筑結合的并網光伏發電系統的應用等;小規模應用指比用戶系統規模還要小的類型,如太陽能日用電子產品。
一、大規模應用
1.獨立光伏發電系統。獨立光伏發電系統也被稱為離網光伏發電系統,其發電方式不與電網相連,只靠太陽能電池供電。通常用作便攜式設備的電源,給遠離國家電網的地區或者設備供電。
直流光伏發電系統,分為無蓄電池的直流光伏發電系統和有蓄電池的直流光伏發電系統兩種。無蓄電池的直流光伏發電系統,不需要蓄電池儲能,這樣可以提高太陽能利用效率。其特點是用電負載為直流負載,主要在白天使用。太陽能電池直接與用電負載相連,有光照時可以發電供負載不限時間的工作,沒有光照時就停止工作。其典型應用時太陽能光伏水泵。有蓄電池的直流光伏發電系統,有光照時可以發電供負載使用,同時可以向蓄電池存儲電能。在晚上或者陰雨天沒有光照時,由蓄電池向負載供電。其應用很廣泛。
交流光伏發電系統與直流光伏發電系統相比,需要交流逆變器,將直流電轉換為交流電,為交流負載供電。
2.并網光伏發電系統。并網光伏發電系統是利用太陽能電池組件,在有光照時將轉換的直流電通過并網逆變器轉換成符合電網需求的交流電之后直接與電網相連。產生的電能除了供給交流負載外,多余的反饋給電網。在陰雨天或者晚上沒有光照時,由電網供電。并網發電不需要用蓄電池儲能,這樣既可以節省蓄電池的費用,又可以充分利用太陽能光伏組件所發的電能而減小能耗,進而可以降低太陽能發電的成本。由此看到,并網光伏發電系統直接與國家電網相連,把太陽能轉換成電能,是當今世界太陽能光伏發電的主流趨勢。并網光伏發電系統主要有兩種形式:集中式并網光伏發電系統和分布式并網光伏發電系統。
集中式并網光伏發電,指所發電能被直接輸送到公共電網,由公共電網統一分配到用戶,與公共電網之間的電力交換是單向的。這種發電方式投資大,占地面積大,沒有太大的發展空間,一般都是國家投資建的大型光伏發電站。比如荒漠上的光伏電站常采用這種方式并網發電。
分布式并網光伏發電,又被稱為分散式并網光伏發電或者住宅用并網光伏發電。指在有太陽光照時,將太陽能轉換的電,經過輸送、逆變成交流電直接分配到住宅內的用電負載上,多余或者不足的電力通過連接公共電網來調節,與公共電網的電力交換可能是雙向的,適用于小型的光伏發電系統。
3.混合式光伏發電系統。混合式光伏發電系統不但使用太陽能電池組件發電,還使用各種發電技術,如燃油發電,風力發電等。與單獨太陽能光伏發電相比,其對天氣的依賴性相對較小,但系統控制相對復雜,安裝工程量大,而且存在噪音和污染。
混合式光伏發電系統典型應用為風光互補發電系統[2]。風光互補發電系統利用風能和太陽能發電,沒有光照時由風能發電,有光照時由太陽能發電,在既有風又有光照時兩者同時發揮作用,實現了不分晝夜、不分季節的發電,比單獨的太陽能更使用。
具體特點:
(1)利用太陽能和風能的互補性,無需外接供電,可以獲得比較穩定的輸出,提高系統供電的穩定性和可靠性;
(2)在保證同樣供電的情況下,可大大減少蓄電池的容量;
(3)可以獨立供電,在遇到自然災害時用戶的用電不受影響;
(4)低壓供電,運行安全,維護簡便;
(5)減少了電力設施建設和維護開支,節約成本??偠灾?,發展風光互補光伏發電系統有著廣闊的前景。
二、中規模應用
在交通領域的應用,如航標燈、交通信號燈、交通警示燈、交通標志燈、路燈、高空障礙燈、鐵路信號等、公路道班供電等。在通訊、通信領域的應用,如無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播電源系統、衛星電視接收系統、農村程控電話光伏系統、小型通信機等。在石油、海洋領域的應用,如石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統、石油鉆井平臺生活及應急電源、海洋檢測設備、氣象觀測設備等。
太陽能光伏發電的另一個很重要的應用是光伏建筑一體化的發電系統[3],使光伏發電與建筑物結合,讓太陽能電池光伏組件作為建筑物的一部分,用建筑物的迎光面,吸收太陽輻射能直接變成電能,使大型建筑在未來實現電能自給自足。鑒于其投資小、建設周期短、占地面積小等優點是未來的發展方向。
三、小規模應用
太陽能日用電子產品。如太陽能庭院燈、路燈、草坪燈;太陽能電池充電器;太陽能電池路燈;太陽能電池手表、計算器;太陽能電池帽;太陽能電池電動玩具;太陽能電池換氣扇等。
參考文獻
[1]太陽能光伏網站.http://.
光伏發電的趨勢范文6
關鍵詞:光伏發電技術;必要性;太陽能;新能源;能源危機 文獻標識碼:A
中圖分類號:TM914 文章編號:1009-2374(2016)32-0089-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.044
光伏發電技術是一種能夠利用可再生資源實現發電的技術。相比于傳統的燃料能源技術來說,更能夠減少我國環境污染,促進人與生態環境和諧相處。尤其是在市場經濟體制條件下,利用可再生的太陽能還能實現我國電力行業的長久發展,可見光伏發電技術對于緩解我國能源危機具有重要作用。
1 光伏發電技術
我國最早的光伏發電技術主要是晶體硅光伏發電,比較常用的晶體硅是單晶硅、多晶硅,后來材料逐漸發展為薄膜電池。薄膜電池產品包括非晶納米晶、微晶等。據有關數據顯示,單晶體太陽能電池的實驗室轉化率達到24%,商業量化生產效率達到17%。多晶體硅的實驗室轉化效率達到20%,而商業批量生產效率達到了16%。CdTe太陽能電池的最高效率達到了16%,商業化批量生產效率達到了10%。CIGS薄膜太陽電池的最高生產效率達到了19%,而商業化批量生產效率達到12%。薄膜電池發電隨雖然具有用量少的特點,但是相比于晶體硅其光電轉化率下降了一半。之后,隨著我國經濟的發展,光伏發電技術逐漸轉變為以現代光學技術為核心的發電技術,其核心內容是聚光技術。所謂聚光就是指發電量與光強度成正比例關系。
另外,現代光學技術要求聚光必須均勻,而最新研發的光像自適應光學技術就是一種能夠實現均勻聚光、提高發電量的新型光學技術。我國是光伏發電量增長最快的國家,也是光伏發電技術應用最廣泛的國家之一。在今后的發展中,我國將會由傳統的獨立發電系統轉向并網發電系統、城市屋頂發電系統等,可見我國光伏發電技術的應用市場是非常大的。除此之外,我國還出臺了相關政策,以支持我國光伏發電技術的發展。據調查顯示,我國到2030年光伏裝機容量將達1億千瓦,年發電量可達1300億千瓦時。其發電量相當于30多個煤電廠的發電量。
2 發展光伏發電技術的必要性
2.1 保護環境
無論火力發電,還是水力發電,都需要消耗能源,且容易產生大氣污染廢棄物。而太陽能光伏發電技術與其他能源材料最大的不同之處在于在發電過程中,產生的CO2量很少。眾所周知,CO2是導致溫室效應的根源,這樣通過利用光伏發電技術就能夠緩解氣候變化。
據有關數據顯示,自2007年以來,過去幾年是溫度最高的年份;我國南北半球的冰川和積雪正在融合;最嚴重的全球干旱地區增多??梢?,發展光伏發電技術是非常必要的。我國最早利用光伏發電技術是在20世紀70年代,其用途主要包括人造衛星、海盜燈塔等。到20世紀90年代,光伏發電技術的應用范圍逐漸擴大,能夠應用在手表、計數器、交通標志等方面,但是仍無法普遍應用在民用電器中,到近年來我國大力發展光伏發電技術已卓見成效。最早利用光伏發電技術發電的是雙湖光伏電站以及麗江光伏電站。作為可再生的太陽能,利用光伏發電技術實現發電,不僅能夠緩解石油、煤炭等能源危機,還能減少環境污染廢棄物的產生。據調查顯示:一個中國普通家庭,一個月大約300度電,這300度電按一年來算,相當于要燒1.44噸煤,排放2.85噸的二氧化碳。如果利用光伏發電技術降低煤炭的使用量,也就是每個家庭能夠減少3噸二氧化碳排放量。
2.2 拓寬經濟領域
光伏發電技術促進了我國太陽能發電行業的發展,同時也促進其衍生行業的發展。通過光伏發電技術能夠有效調整我國發電行業的產業結構,并實現國家資源條件的合理利用,同時對于我國經濟的發展也具有很重要的作用。實踐證明,我國太陽能光伏發電行業還有效拉動了其他行業的經濟增長,如家庭燈具電源行業、交通行業、與汽車配套相關的太陽能汽車/電動車、電池充電設備、汽車空調、換氣扇、冷飲箱等。
據調查顯示光伏電站項目的開發和建設,可促進地區相關產業,如建材、交通運輸業的大力發展,對擴大就業和發展第三產業將起到顯著作用。例如太陽能光伏發電技術促進了綠色照明行業的發展,其中有關綠色照明系統的太陽能電池板、蓄電池、節能燈具等都是主要產品。而且綠色照明系統還被廣泛應用于建筑行業中,如路燈等??梢姽夥l電技術不僅影響了我國市場經濟體制,還推動了我國經濟的發展。
另外,太陽能光伏發電技術還能降低發電項目投資成本,如目前常規火電的造價大約每千瓦5000元,而太陽能光伏發電系統的每千瓦造價約10000元。與此同時,常規火電的年有效發電時間多在6000小時以上,而太陽能光伏發電系統的有效發電時間僅2000小時,可見太陽能光伏發電的效率是非常高的。
2.3 緩解能源危機
顯然我國太陽能光伏發電技術的發展,為我國使用可再生太陽能提供了可能。尤其是減少了煤礦資源的損耗,不僅保證了我國生態平衡,還實現了社會經濟的可持續發展。
據數據顯示:一個裝機容量為10MWp,首年發電量為1891.7萬度電的光伏電站,首年節約標準煤6621噸,減排CO2為17214噸,整個光伏電站壽命周期內共節約標準煤150567噸,總減排CO2為391473噸。如果我國大面積普及光伏發電站之后,相信我國煤炭資源使用量將會大大減少。如果光伏發電進入民用發電行業,不僅能夠大幅度緩解我國資源短缺問題,還能夠實現生態平衡。如某發電站的光伏發電項目主要是在上層鋪設光伏發電面板用于太陽能發電、下層鋪設用于水產養殖的新型光伏系統工程。實踐證明:2016年上半年,已發電1408.25萬千瓦時,節約標準煤5600噸,有效減少了煤炭資源的使用量,而且提高了發電站的效率,更重要的上下層的綜合利用,減少了資源浪費。
3 我國光伏發電技術的未來發展趨勢
太陽能光伏發電技術的優越性使其逐漸成為能源使用的重要途徑。而光伏發電技術的發展不僅使太陽能代替了傳統能源,還使太陽能逐漸成為能源消耗的主體。據有關數據顯示,截至2030年,可再生能源的消耗將會占到能源消耗比例的30%,截至2040年,將會上升到50%。到21世紀末,可再生能源消耗會成為主要的能源消耗方式??梢娞柲芄夥l電技術對于我國可再生能源的發展具有很重要的作用,同時從中也看出了光伏發電技術創新的重要性。
另外,我國也將會大力推動太陽能光伏發電技術的發展,加快我國經濟增長,并減輕我國能源危機問題。據《可再生能源中期發展規劃》指出,截至2020年,我國的太陽能發電量會達到60億千瓦。簡單地說,太陽能光伏發電產業將會成為我國主流行業。
4 結語
綜上所述,光伏發電是一種能夠實現我國可持續發展的新型發電技術。在資源短缺和環境問題日益嚴重的當下,大力發展光伏發電技術是十分重要的。因而,國家以及企業應該通力配合,開拓太陽能光伏發電市場,創新光伏發電技術,從而促進我國電力行業的發展,并進一步推動我國經濟的發展。
參考文獻
[1] 侯舵.我國發展太陽能光伏發電的必要性及技術分析[J].電子制作,2014,(18).
[2] 梁云,楊小天,郭亮.我國光伏發電技術的發展現狀與前景[J].吉林建筑大學學報,2015,(2).