前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇光伏板产业现状范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词:太阳能利用、光伏发电、市场现状、发展前景、经济价值
中图分类号:TK511文献标识码: A
引言
太阳能是指太阳光的辐射能量,在现代一般用作集热或发电。太阳能是可再生能源,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。自1995年以后,世界太阳能利用进入一个新的发展期,太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合;在加大太阳能研究开发力度的同时,注意将科技成果转化为生产力,加速商业化进程,扩大太阳能利用领域和规模,经济效益逐渐提高。
当今世界,化石能源日趋紧张,环境污染日益严重,为了顺应节能环保、绿色低碳的能源利用趋势,本文从太阳能发电系统组成入手,分析了太阳能光伏发电的投资费用、运营成本、政策补贴、发展前景等问题,对太阳能发电的前景做出展望。
太阳能系统介绍
2.1太阳能光伏发电系统组成
太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。各部分的作用为:
(1)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,其作用是将太阳能转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
(2)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。
(3)蓄电池:一般为铅酸电池,一般有12V和24V这两种,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。
(4)逆变器:在很多场合,都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。
太阳能相关政策
国家相关政策
2013年8月31日,国家发展改革委出台《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》(发改价格[2013]1638号),对光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。
通知明确,对光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。根据各地太阳能资源条件和建设成本,将全国分为三类资源区,分别执行每千瓦时0.9元、0.95元、1元的电价标准。对分布式光伏发电项目,实行按照发电量进行电价补贴的政策,电价补贴标准为每千瓦时0.42元。 通知指出,分区标杆上网电价政策适用于今年9月1日后备案(核准),以及9月1日前备案(核准)但于2014年1月1日及以后投运的光伏电站项目;电价补贴标准适用于除享受中央财政投资补贴之外的分布式光伏发电项目。标杆上网电价和电价补贴标准的执行期限原则上为20年。国家将根据光伏发电规模、成本等变化,逐步调减电价和补贴标准,以促进科技进步,提高光伏发电市场竞争力。
北京市太阳能光伏发电经济价值分析
北京市气候条件
根据调查北京市历年气候条件得知,北京的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候,年平均日照2780.2小时,属于比较优质的太阳能发电区域,平均每年为115.84天,平均每天约7小时40分钟。
经济测算补充说明
1. 分布式太阳能发电享受0.42元/度的光伏发电补贴政策;
2. 对于屋顶放置的分布式光伏发电项目来说,1MW的装机容量大概需要1.2万-1.5万平米的屋顶面积;
3. 目前太阳能发电的投资成本在8-10元/W左右,本测算中取9元/W;
4. 对于北京市来说,适用于光伏发电的全年满发小时数为1100-1300小时,鉴于北京市雾霾天气严重,而雾霾对于太阳能发电的影响较大,所以本测算中取1100小时;
5. 光伏发电项目的后期维护成本很低, 10MW的光伏发电项目,其每年的维护费用约为50万元(包含人工费用)。
太阳能光伏发电经济价值数据分析
以北京地区为例,根据北京市气候条件及能源公司到京仪集团和中材天华国际光伏工程技术有限公司调研的数据得知,目前北京市分布式太阳能发电相关数据如下表所示:
由上表计算得出,在比较理想的光照条件下,1MW光伏发电项目经济分析如下:
下面列举北京某太阳能项目经济分析的实际案例,进一步佐证本文中对太阳能发电经济价值分析的结果。
北京某影视产业园屋顶光伏电站项目
项目地址:北京东五环外,可利用屋顶面积约3800平米。项目所在地太阳资源辐射量在120-140千卡/cm2(5020-5840MJ/m2 )之间。鉴于光伏行业现状综合考虑,计算发电量时,太阳能年辐射量取4000-4650MJ/㎡,峰值日照时数取1250h。
初步估算可安装光伏发电容量350kW,本工程实际安装容量为348.4kW,得出本工程第一年理论发电量为43.55万千瓦时。电池组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减,按系统每年输出衰减0.8%计算,25年累计发电量为783.46万kwh,平均每年发电31.34万kWh/年。
下表为该项目经济价值分析:
根据两个太阳能项目的对比结果可知:理论研究得出的数值与实际案例相符。不同项目条件下,太阳能屋顶光伏发电项目的投资回收期一般为6-9年左右,在现有补贴政策下,太阳能发电具有较好的经济收益和投资价值。
结语
分布式光伏电站工程的建设,符合我国可持续发展能源战略规划,也是发展循环经济模式,建设和谐社会的具体体现。对于促进节能减排、打造低碳城市将产生积极的推动作用,同时对推进太阳能利用及光伏发电产业的发展进程具有非常大的意义。
自1995年起,太阳能光伏发电进入了一个新的发展阶段,由于技术水平的提高,太阳能项目初投资的关键——太阳能板的造价平均每五年降低一半,由此发展下去,太阳能发电必将迎来发展的黄金期。
参考文献:
[1] 王亦南.对我国太阳能热发电的一点看法[J].中国能源,2006(8).
[2] 刘静静,杨帆,金以明.太阳能热发电系统的研究开发现状[J].电力与能源,2012(6).
[3] 孙德胜,陈雁.太阳能热发电技术最新进展与前景研究[J].电源技术,2010(8).
[4] 刘爽.太阳能资源利用与太阳能建筑发展.科技成果纵横,2007(6).
[5] 郑拴虎.2013北京能源发展报告. 2013.
[6] 郑建涛,斐杰.我国聚光型太阳能热发电技术发展现状[J].热力发电,2011(2).
关键词:太阳能;光伏发电;应用
中图分类号:TK511文献标识码: A
随着人类对能源需求的不断提高,近年来,人类开采不可再生能源的脚步日益加快,使得这些化石能源的存量不断减少,以现在的这种开采状态,在不远的将来地球上的化石能源就会被人类消耗殆尽。在消耗能源的同时,在使用的过程中,还会排放大量的温室气体,对大气造成的严重污染。导致全球气候变暖,南北极冰山融化,使得海平面上升,对人类和生物的生命安全造成威胁。由此可见,开发、利用并推广高效环保的绿色可再生能源是当务之急,太阳能作为一种可再生资源,对环境和能源的可持续发展具有重要的意义。
1、太阳能光伏发电技术发展现状
日照温度和强度会对光伏阵列的开路电压和短路电流造成影响,如带来系统效率降低等问题。为了对太阳能进行充分利用,MPPT方式必须应用于并网逆变系统中,以便于在任何环境下,光伏阵列能够得到最大功率输出。虽然有诸多光伏阵列的最大功率跟踪方法,但现阶段应用较多的有:模糊控制法、间歇扫描法、电导增量法、扰动观测法、恒定电压法等。方法各有千秋,具体应用时要根据系统所处环境进行选择。最大功率点的跟踪采用变步长扰动观测法,这时,系统先对光伏阵列所输出的电流和电压进行采样,并对电网周期内电流电压的平均值分别进行计算,光伏阵列平均输出功率的计算用两者平均值的乘积,之后对比上一时刻输出功率。如果相比于上一时刻功率,当前时刻功率较小,说明跟踪方向此时已经与最大功率点发生偏离,给定电压需要按照与原来给定电压变化法相反的方向去改变;如果相比上一时刻功率当前时刻功率较大,这说明跟踪方向是正确的,且应继续维持该电压变化方向。若原本已增加给定电压,可继续增加,若是减少给定电压,应继续减少。
随着我国出台了一系列光伏补贴政策,国内市场将逐渐被打开,光伏企业有望摆脱生产过剩的现状。国家已经明确提出鼓励在中东部地区建设和建筑相结合的分布式光伏发电系统,所以分布式光伏发电和建筑光伏一体化将是我国未来光伏产业的重要发展方向。虽然晶硅太阳能板仍然是市场的主流,但是很多企业也将目光投向了薄膜太阳能板技术。薄膜太阳能板相对于晶硅太阳能板而言,更能适应高温潮湿的条件,在我国大多用于下游的建筑幕墙,生产成本低,在制造过程中使用的能源也在晶硅太阳能板的一半以下。全球经济衰退影响时,薄膜太阳能板市场仍然稳定增长,美国的FirstSolar公司也因此成为全球最大的太阳能板生产商之一。目前,MiaSole公司将CIGS薄膜的光能转化率提高到17%,改变了以往薄膜太阳能板转化率低的状况,对晶硅太阳能板提出了挑战。
2、太阳能光伏发电技术
2.1太阳能电池
太阳能光伏发电系统由太阳能光伏电池板、储电装备、控制器存和逆变器构成,包含了电能变换系统和发电系统。太阳能通过太阳能光伏电池板被转换为电能,并通过逆变器转换后可以提供给负载用户使用。电池和化学电池是目前商业化最成熟的太阳电池。硅基太阳电池分为晶体硅和非晶硅电池,晶体硅可分为多晶硅电池和单晶硅电池,单晶硅光伏电池虽然转换效率高,稳定性好但是成本也比较高,多晶硅电池虽然转换率低些,但是以其较高的性价比成为市场上最主要的光伏太阳能电池。
2.2太阳能光伏发电系统
并网光伏发电系统是指将光伏发电设备与电网连接在一起的发电系统。太阳能光伏发电设备与其他类型的发电站一样能为公共电网提供有功电能和无功电能。光伏电池在阳光照射下产生的是直流电,需要经过相关设备变换成与公共电网频率相同的交流电,之后再以电流源、电流源等方式把电能送入电网,所以并网系统不需要蓄电池,系统运行成本低于独立光伏发电系统。另外,并网光伏发电系统的转换率比独立光伏发电系统高很多,所以发电系统的供电比较稳定,是太阳能光伏发电产业的比较合理发展方向。
3、太阳能光伏发电技术的应用
3.1 太阳能电池的功能结构
太阳能光伏技术是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的技术。通常所说的光伏技术也可以说是太阳能电池技术。太阳能光伏系统主要包括:太阳能电池组件、蓄电池、控制器、逆变器、照明负载等。当照明负载为直流时,则不用逆变器。太阳能电池根据所用材料的不同,还可分为:硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池,其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的,在应用中居主导地位。常用太阳电池按其材料可以分为:晶体硅电池、硫化镉电池、硫化锑电池、砷化镓电池、非晶硅电池、硒铟铜电池、叠层串联电池等。太阳能电池重量轻,无活动部件,使用安全。单位质量输出功率大,既可作小型电源,又可组合成大型电站。目前其应用已从航天领域走向各行各业,走向千家万户,太阳能汽车、太阳能游艇、太阳能自行车、太阳能飞机都相继问世。然而对人类最有吸引力的是太空太阳能电站,它的建立无疑将彻底改善世界的能源状况,人类都期待这一天的到来。
3.2 光伏发电的产品用途
光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源可以无处不在。目前,光伏发电产品主要用于三方面:为无电场合提供电源,主要为广大无电地区居民生活生产提供电力,以及微波中继电源等,另外,还包括一些移动电源和备用电源;太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和草坪灯等;并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。我国并网发电还未起步,不过2008年北京“绿色奥运”部分用电由太阳能发电和风力发电提供。我国太阳能电池应用领域在不断扩大,已涉及农业、牧业、林业、交通运输、通讯、气象、石油管道、文化教育及家庭电源等诸多方面,光伏发电在解决偏僻边远无电地区供电及许多特殊场合用电上已起到引人注目的作用。但从总体的应用技术水平和规模上看,与工业发达国家相比还有很大的差距,主要问题是光伏系统造价偏高、系统配套工程装备没有产业化、应用示范不够和公众对太阳电池应用的巨大潜力缺乏了解,以及系统应用仅限于独立运行,还没有并网运行和与建筑业结合。因此,有必要加强太阳能电池应用技术研究和示范,推进产业化,拓宽应用领域和市场。
利用风力发电、燃料电池发电、太阳能光伏发电、小型水力发电等可再生能源的发电系统,可为电网发展缓慢、电力延伸困难地区的交通、通信、路灯照明等提供电力能源,并且主要在离网型村落供电系统、可再生能源并网发电系统和户用电源系统中应用。光伏发电最终将实现并网运行,今后交流光伏发电系统也必将成为光伏发电的主流。太阳能光伏发电利用半导体材料的电子学特性,依靠太阳能电池组件,将光能转化成电能。通过光伏数组,并网发电系统将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转化后,成为高压直流电,再经逆变器逆变后,将与电网电压同相、同频的正弦交流电流向电网输出。
现阶段所面临的关键问题是,在不能有效提高太阳能光伏电池转换效率的前提下,如何提高太阳能光伏并网逆变系统的转换效率。而对并网逆变系统变换电路拓扑结构进行改进优化设计,能够大大提高系统的转换效率。其中,单级式变换拓扑结构优势明显,单级式单相太阳能光伏并网逆变系统,能够对最大功能进行跟踪,并有效实现并网。
4、结束语
我国幅员辽阔,可利用的太阳能多,太阳能光伏发电技术已经大大提高了转换率,因此光伏产业的发展前景看好。随着电价补贴和光伏发电的使用时间增加,未来太阳能发电成本有可能降到和常规电价相近的水平。另一方面我国石油、煤炭、天然气等不可再生能源不断减少,太阳能等清洁能源的开发利用是未来能源发展必然的方向。
参考文献:
关键词:太阳能;光伏发电;技术
中图分类号:TK511 文献标识码:A 文章编号:
1 太阳能光伏发电系统的相关概念
太阳能光伏发电系统,是将太阳能通过光生伏打效应来将其转换为电能的,由太阳能电池方阵,交直流配电柜,蓄电池组,逆变器、支架系统及电缆等其他BOS 所组成。
太阳能电池作为太阳能光伏发电系统的重要组成部分,起着能量转换的作用,能够将太阳光或其他任何能够发光物体的光通过吸收,将这些光能转变成电能的器件。太阳能电池多为硅电池。接下来我们来介绍一下太阳能电池原材料的特点。电池片为保证太阳能电池板的发电功率,采用单晶硅的太阳能片来进行封装;玻璃更是要采用透光率在91% 以上的低铁钢化绒面玻璃,在保证耐紫外线辐射的情况下,使得透光率依然不下降;EVA 膜层作为密封剂和连接剂,在保证高透光率的同时,还要具有抗氧化、抗紫外线和固化的能力。
太阳能光伏发电系统中的逆变器则是将直流电转变成交流电的装置。太阳能电池所转化成的电能是直流电,而我们通常所用的负载都应该是交流负载,这个时候,逆变器就是必不可少的设备了。逆变器按照不同的分类方式可分为并网逆变器和独立运行逆变器;正弦逆变器和方波逆变器。
蓄电池组主要运用在独立型系统及微网系统中,其作用是储存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。能源结构在21 世纪发生了很大的变化。太阳能寿命长、储量大和经济环保的特点,在逐渐重视的同时,使用的范围也越来越广泛。目前,主要在无法供电的偏远地区和发达城市的公共设施主要来运用光伏发电系统。与此同时,由国家发改委的《可再生能源能源中长期发展计划》及各项补贴政策相继提出,结合中国光照能源分布及联网供电发展的趋势所向,为今后大规模运用光伏并网系统提供了有力的资金及政策保障措施,大型并网光伏发电系统的建设在中国取得了飞速发展。
2 太阳能光伏发电技术
2.1 太阳光伏发电技术原理
太阳能电池是太阳能光伏企业的核心设备,光伏发电利用太阳能电池将光能直接转换成电能。1839 年Becquerel 发现了光生伏打效应,为太阳能电池的产生奠定了基础。太阳能电池芯片的PN 结被光照射后,高能状态下的电子吸收了光能,被激发成为自由电子,自由电子在晶体里移动,余下的空穴也围绕晶体移动,自由电子在N 结聚集,空穴在P 结聚集,由此PN 结间形成电势差,从而可以作为电源使用。
2.2 太阳能电池
提高太阳能光伏发电技术的关键是提高太阳能电池的转化率。太阳能电池主要分为硅基太阳、化合物半导体电池。
2.2.1 硅基电池
电池和化学电池是目前商业化最成熟的太阳电池。硅基太阳电池分为晶体硅和非晶硅电池,晶体硅可分为多晶硅电池和单晶硅电池,单晶硅光伏电池虽然转换效率高,稳定性好但是成本也比较高,多晶硅电池虽然转换率低些,但是以其较高的性价比成为市场上最主要的光伏太阳能电池。晶硅光伏发电技术的发展的方向主要是硅薄膜光伏发电。硅薄膜太阳电池的是指将硅膜放在其他材料比如玻璃等做成的支持衬底上制成的太阳能电池,相对传统的晶硅太阳能电池而言,生产硅薄太阳能膜电池所需的硅材料少,成本低,能耗小但是生产工艺比较复杂。
2.2.2 化合物半导体电池
半导体硅的价格比较贵,相对而言化合物半导体的成本就比较低了,化合物半导体电池主要有CdTe 电池和CIGS 电池。这些化合物半导的体能隙宽度可以方便的调节,从而与太阳光谱匹配,将更多的光能转换为电能。理论上CdTe 电池的光电转换效率可达30%,而且性能稳定,原材料价格低廉。另外,金属镉Cd 具有毒性,会严重的污染环境,根据有关研究结果,生产相同多的电量,CdTe 与煤、石油和晶体硅电池相比,排放的镉等重金属的量是最低的。
2.3 太阳能光伏发电系统
太阳能光伏发电系统由太阳能光伏电池板、储电装备、控制器存和逆变器构成,包含了电能变换系统和发电系统。太阳能通过太阳能光伏电池板被转换为电能,并通过逆变器转换后可以提供给负载用户使用。
2.3.1 独立光伏发电系统
独立光伏发电系统是独立运行的发电系统,不与电网相连,一般建设在远离电力系统的边远地区或者作为野外移动式电源使用。独立光伏发电系统将白天生产的部分电能存储在蓄电池里,晚上释放出来使用,对没有条件接入电网的居民而言是很好的选择。但是在实际应用过程中,因为独立光伏发电系统供电不稳定,通常会建立一个普通电站辅助,这提高了光伏发电的成本,也与利用清洁能源发电的目的背道而驰。
2.3.2 并网光伏发电系统
并网光伏发电系统是指将光伏发电设备与电网连接在一起的发电系统。太阳能光伏发电设备与其他类型的发电站一样能为公共电网提供有功电能和无功电能。光伏电池在阳光照射下产生的是直流电,需要经过相关设备变换成与公共电网频率相同的交流电,之后再以电流源、电流源等方式把电能送入电网,所以并网系统不需要蓄电池,系统运行成本低于独立光伏发电系统。另外,并网光伏发电系统的转换率比独立光伏发电系统高很多,所以发电系统的供电比较稳定,是太阳能光伏发电产业的比较合理发展方向。
3 太阳能光伏发电系统的应用
现阶段太阳能光伏发电系统的应用,主要以小型户光伏发电、屋顶型光伏发电和大型并网型光伏发电的应用进行介绍。
3.1 小户型光伏发电
小户型家用型光伏系统作为非并网光伏发电系统的组成部分之一,广泛应用于较为贫困的山区和农村,以保证他们的用电所需。其优良的性能和可靠性,得到了广大用户的好评。以辽宁某县为例,该地区以安装了353 套独立的家用太阳能光伏发电系统,不但能够满足白天的电能供应,所储存起来的电能还能够满足夜间和天气不好时候的供应。
3.2 屋顶型光伏发电
在太阳能光伏发电系统逐渐得到普及的今天,太阳能屋顶光伏发电也得到了广泛的应用。在应用中,不但能够满足用户用电的需求,还能够充分利用屋顶资源,减少土地资源的占用,降低屋顶的升温,缓解用电高峰等优点。
现如今,已有很多城市都在应用太阳能光伏发电照明灯,如对车站、道路或公共场所中的路灯、庭院灯、草坪灯运用太阳能技术,在保证其美观大方的同时,降低了城市中能源的消耗。
3.3 大型并网型光伏发电
系统作为光伏发电的未来,是技术进步的标志,若能够将大型并网型光伏发电作为发电的主要方式,这对于缓解能源的损耗具有非常深远的影响。对降低化石能源的使用,保护环境都有很大的帮助。
4 太阳能光伏发电技术发展前景
我国公布的相关规划提出,2015 年的分布式光伏发电要达到一千万千瓦;英国,日本国家成为光伏产业新兴海外市场;股神巴菲特第三次投资光伏电站项目,一系列行动表明光伏产业正在缓慢回升。中国的光伏企业的市场主要是欧美等发达国家,但是随着我国出台了一系列光伏补贴政策,国内市场将逐渐被打开,光伏企业有望摆脱生产过剩的现状。国家已经明确提出鼓励在中东部地区建设和建筑相结合的分布式光伏发电系统,所以分布式光伏发电和建筑光伏一体化将是我国未来光伏产业的重要发展方向。由此,光伏产业可能从高端市场向下游市场延伸,专业从事诸如太阳能照明或者屋顶太阳能的企业可能得到大力发展,光伏企业需要更加重视相关技术的开发与研究,比如光伏并网电路的拓扑结构、分布式光伏发电系统的能量管理,对系统的显示和远程监控等,同时也应该提供安装维护等增值服务。
虽然晶硅太阳能板仍然是市场的主流,但是很多企业也将目光投向了薄膜太阳能板技术。薄膜太阳能板相对于晶硅太阳能板而言,更能适应高温潮湿的条件,在我国大多用于下游的建筑幕墙,生产成本低,在制造过程中使用的能源也在晶硅太阳能板的一半以下。全球经济衰退影响时,薄膜太阳能板市场仍然稳定增长,美国的FirstSolar 公司也因此成为全球最大的太阳能板生产商之一。目前,MiaSole 公司将CIGS 薄膜的光能转化率提高到17%,改变了以往薄膜太阳能板转化率低的状况,对晶硅太阳能板提出了挑战。
【关键词】光伏发电;工业园区;项目投运后管理
在能源和环境压力日益增加的背景下,推动分布式电源发展已成为世界各国促进节能减排、应对气候变化的重要措施之一。
1 分布式电源发展背景
分布式电源作为新能源的重要组成部分,以其独有的,与大电源、大电网有机统一、缺一不可,在一定程度上影响着电网未来的发展方向。
欧美发达国家以中低层的独立住宅为主发展屋顶光伏。我国光资源富集在西北和华北,其荒漠地区适宜集中式开发,主要包括:建筑屋顶和农牧区户用光伏。我国内陆城市则以高层建筑为主,发展条件不及欧美。
太阳能资源丰富,具有相当的开发和利用价值,本地多年平均太阳能总辐射为4200~5000MJ/m2,平均日照时数为1666.4~2280.9小时,多年日均水平面太阳辐射量3.67kWH/m2。它对改变地区能源结构、缓解地区用电压力、实现地区可持续发展具有重要意义。因此在内陆城市安装分布式光伏电站前景广阔。
2 本地分布式光伏发展现状
作为城区内推广分布式光伏发电项目有一定局限性,因为我国内陆城市则以高层建筑为主,在公用建筑屋顶进行光伏发电项目安装需要取得其他业主的同意,面积要求大,推广具有难度,而在工业园区发展分布式光伏项目有以下几个优点
一是充分利用了取之不尽、用之不竭、无污染且免费的太阳能;
二是充分利用工业园区内企业现有厂房、办公楼等建筑物闲置瓦面或屋顶安装太阳能电池板,建独立太阳能屋顶光伏发电装置,使有限的资源得以再次利用,无需新增土地,既节约了国土资源又节省了征地费用;
三是安装分布式光伏电站实现了自发自用,余电上网销售。对工业园区所属企业,不仅节约了电费,还能享受政府补贴,同时,用不完的电还能卖给电网实现创收,对降低企业运营成本具有明显的优势
四是利用当地丰富的太阳能来发电,从一定程度上缓解了地区用电压力,且不消耗燃料,不污染环境,还能够改善供电质量,调节峰电,保证电力供给。
从本地区工业园区已建的8个分布式光伏电站来看,尽管本地区属于太阳能资源相对较差的第四类地区,但设备运行情况良好,发电效率达到80%以上,表明分布式光伏发电系统技术成熟,达到了理论设计要求,与同等发电量的火电厂相比较,8个分布式光伏电站每年可节约标准煤712.66吨;减少碳排放总量1017.55吨;减少氮氧化物排放26.65吨;减少二氧化硫排放53.52吨;减少粉尘排放48.42吨;减少灰渣排放202.89吨等,有效地改善了人类生活的自然环境。
由于8个光伏电站项目都是充分利用工业园区企业现有厂房、办公楼等建筑物闲置瓦面或屋顶安装太阳能电池板,建光伏电站,使有限的资源得以再次利用,无需新增土地,既节约了国土资源又节省了征地费用,而作为关键部件的太阳能电池使用寿命长,寿命一般可达到25年以上。可见工业园区内的光伏电站具有较高的经济性;但是目前太阳能电池、电缆等材料成本相对较高,从一定程度上延长了投资回收期。
3 分布式光伏发电项目投运后管理
光伏电站投运后管理也很重要,虽然工业园区内建设,后期维护可以较为集中。分布式光伏维护主要在光伏组件的定期保养,由于分布式光伏电站暴露在露天环境中,外面没有任何保护,自然环境因素对分布式光伏电站质量会有较大影响。由此,分布式光伏电站的日常保养很必要,这直接关系到光伏电站使用寿命和发电效率。
对于设备性能来说,辐射强度和温度是影响组件效率的显著因素,带载率和工作电压是影响逆变器效率的显著因素;而对于系统效率来说,由于其具备季节性,环境温度、灰尘遮蔽是影响效率的显著因素。例如如果不注意清洁光伏板组件,有泥点污点,就容易产生热斑效应。所谓热斑效应,就是光伏板组件的串联电路上有部分被遮蔽,其发电量下降,会消耗其他部分产生的电能,成为一个负载。热斑效应会导致光伏板电池组件损坏甚至烧毁。定期对光伏电站组件进行清洗和检查,能明显提高光伏发电系统的效率
因此在光伏电站设计运维的整个生命周期中,都要对关键风险进行控制,这样才能降低度电成本,提高投资回报。
根据我国太阳能资源分布图及其太阳能辐射量五类地区划分来看,同类项目在我国适合在与内陆城市工业园区太阳能资源四类以上地区推广除四川、贵州两省外,其它地区均可大范围推广,前景广阔。
参考文献:
[1]李春华,刘维亭,姜文刚.户用独立式光伏发电系统研究[A].2011中国电工技术学会学术年会论文集[C].2011.
[2]徐亮,翟庆志,王宁.光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析[A].纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C].2009
[3]黄维学,徐璞.聚光型光伏发电系统(CPV)的发展前景分析[A].通信电源新技术论坛2011通信电源学术研讨会论文集[C].2011.
[4]侯世英,房勇,孙韬,宋星. 混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化[A].重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C].2010.
[5]王景义.光伏发电系统的计算机辅助设计[A].中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C].2001.
[6]孟昭渊.独立光伏发电系统储能新方法[A].长三角清洁能源论坛论文专辑[C].2005.
[7] 辛煜,王智灵,何淼,陈宗海. 光伏发电系统中的直流变换器综述[A].第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C].2011
[8]黄护林,陈昊.一种新型的风力-太阳能光伏互补分布式发电[A].长三角清洁能源论坛论文专辑[C].2005.
[9]罗雪莲.中国光伏发电的发展及前景[A]. 贵州省电机工程学会2007年优秀论文集[C].2008
[10]孙亚宁.独立光伏发电系统最大功率点跟踪控制[A].纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C]. 2009
【关键词】光伏产业 光伏技术 太阳能电池 光伏并网
中图分类号:D80 文献标识码:A 文章编号:1009―914X(2013)35―371―01
引言
近年来频频出现常规能源危机严重影响了国家的经济发展和居民的日常生活,能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。为了摆脱能源短缺的困扰,开发太阳能资源,寻求经济发展新动力成为各国能源发展的主要课题。为了达到对清洁能源及电网可持续发展的要求,世界各国纷纷将目光聚焦在太阳能发电上。太阳能取之不尽、用之不竭,能缓解能源危机和减少环境污染,是理想的可再生能源。随着近年来光伏发电效率的不断提高和太阳能板造价的降低,太阳能光伏发电的应用前景空前广阔。而光伏并网发电作为太阳能发电的主要形式之一,也受到越来越多的关注。
我国地处北半球,有着广阔的土地,大多数地区年平均日辐射量在4kwh/m 以上,青藏高原日辐射量最高达7kwh/m。对太阳能这种可再生能源的开发和利用主要表现在太阳能光伏发电上,在我国西部发展光伏产业有着有利因素:光伏电站适合西部特殊的居住环境,特别是青藏高原有着得天独厚的地理环境优势。国家能源政策的支持,国家将开发利用新能源和可再生能源放到国家能源建设开发战略的优先地位,这为发展光伏产业提供了巨大的政策支持。
1 光伏技术概述
太阳能光伏技术是将太阳能转化为电力的技术,其核心是可释放电子的半导体物质。最常用的半导体材料是硅,地壳中硅储量丰富。太阳能光伏电池有两层半导体,一层为正极,一层为负极,阳光照射在半导体上时,两极交界处便产生电流。太阳能光伏系统中最重要的是电池,是收集阳光的基本单位。大量的电池合成在 起构成光伏组件,有时还用逆变器对电流进行转换,以适合不同电器的使用要求或与电网相匹配。太阳能光伏电池主要划分为:晶体硅电池(包括单晶硅、多晶硅、带状硅)、非晶硅电池、非硅光伏电池。此外,薄膜电池可大大节约原材料使用,成为太阳能电池的发展方向,但是其技术要求非常高,而非晶硅薄膜电池作为目前技术最成熟的薄膜电池…,成为目前薄膜电池中最富增长潜力的品种。
2 光伏产业现状与分析
近些年,太阳能光伏产业形成了爆炸性增长,全球太阳能电池产量增加,而中国太阳能电池产量更是猛增,成为全球名列前茅的太阳能电池生产国。在国际市场和国内政策的推动下,中国的光伏产业正迎来了发展高峰期,太阳能电池和组件产量位居世界前列。
3 产能与市场分析
在世界光伏市场的拉动下,我国光伏产业得到了迅猛发展,我国太阳能电池产量己位居世界前列。
3.1光伏发电之所以能在有些国家迅速进入千家万户,主要得益于这些国家政府行之有效的引导与激励措施。我国对太阳能发电项目有一定的鼓励措施,在对太阳能发电项目,上网电价方面都有优惠政策和鼓励措施。
3.2在全球能源紧张的状况下,新能源产业的发展是大势所趋,目前出现的产能过剩现象丰要受限于各国对太阳能光伏产品的推厂力度。
4 光伏产业发展前景分析
光伏首先是一个能源行业,而能源是无限量的行业,在全球能源紧张的状况下,新能源产业的发展势不可挡。新材料和新技术的进步是未来光伏产业最主要的发展动力。技术的进步将促使上游产品供给的稳定和价格的下调,使大规模生产和应用具备必要的条件;光能转换率的不断提高则意味着新型太阳能电池相对于传统能源将具有更强的竞争力。随着多晶硅供应瓶颈的解决及化合物薄膜电池技术的不断发展,光伏发电成本不断降低是必然的趋势。
5 光伏并网系统
5.1光伏并网系统简介
典型的光伏并网系统结构包括:光伏阵列、DC-DC变换器、逆变器和集成的继电保护装置。变换器将光伏电池所发电能逆变成正弦电流并入电网中。通过DC—DC升压斩波变换器,可以在变换器和逆变器之间建立直流环,升压斩波器根据电网电压的大小来提升光伏阵列的电压以达到一个合适的水平,同时DC—DC变换器也作为最大功率点跟踪器。控制器控制光伏电池最大功率点跟踪、控制逆变器并网电流的波形和功率,使向电网转送的功率与光伏阵列所发的最大功率电能相互平衡。
5.2光伏并网系统的优缺点
光伏并网发电的优势有:能源效益。特别是夏季,光伏电能在用电高峰时段创造的价值可达平时的3~4倍。
光伏并网发电的不足有:光伏发电成本高。如果没有相关政策支持,光伏发电难以推广普及。光伏发电受地理位置、日照强度、光伏电池特性等因素的制约。
6 光伏并网策略
传统配电网络的设计往往是为了满足“单点供电,多点用电”的运行模式。光伏发电等分布式发电系统的加入,使得电网中的供电源变得多而分散。对电网而言,分布式发电功率越大,其对电网的影响也逐渐增大。对于光伏发电系统的并网要求,国际上已经有了很多的标准。我国的标准主要分散在一些国家标准里,也正在制订一些专用的标准。
6.1 网点选择
根据光伏并网的容量不同,选择相应的入网点:
容量几兆至几十上百兆的光伏并网系统一般都是大型光伏电站,和普通发电站不同,光伏电站占地面积大,且需要有充足的日照时间,因此,一般选择在光照充足、土地面积充足的郊区。
6.2光伏并网效率
光伏并网的效率主要与两个方面有关:一是光电转换效率,二是将电能按电网电能质量要求传输到电网的效率。光伏器件的输出功率是其所受日照强度、器件内部结温的非线性函数。
6.3并网控制方案
电网必须将光伏发电站当作真正的“发电站”来对待,这就对光伏电站提出了更高的要求,不单是被动地满足电能质量要求,而是主动地对电站进行调度和管理。
一般来说,电网对光伏发电输入容量的控制模式有:
(1)正常运行。光伏并网系统传输尽可能多的电能,此时光伏电池工作效率最高,发出的电能不通过蓄电池,直接经过逆变器输送给电网。
(2)受限运行。光伏发电站按照电网设置的预期输入功率运行,从而达到削峰、主动负荷控制等目的。由于此时系统操作员可能会持续更改分配入网电量,光伏发电系统中电力波动不可避免。
(3)均衡运行。该模式用于缓解光伏电源的电力波动,即减轻与电网在公共耦合点的电压和谐波不平衡,使其向电网传输更多高质量电能。
7 结语
我国是太阳能资源相当丰富的国家,在大力发展智能电网的背景下,光伏并网发电得到了前所未有的关注。而且随着光伏器件价格的不断下降和国家对光伏产业的政策扶持,光伏发电必将会成为能源结构中的重要组成因素。我们还要对电量预测技术。保证光伏电站和水电、火电等电站的配合发电,最大程度地减小由于光伏电站发电量波动对电网的影响。
参考文献:
[1] 薛俊明,麦耀华,赵颖,等.薄膜非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究[J].太阳能学报,2005,26(2):166—169.