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篇光伏发电趋势范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
1.太阳能光伏发电
1.1 太阳能光伏发电系统
太阳能光伏发电系统由太阳能电池阵、蓄电池、逆变器、负荷以及控制器等组成,以太阳能电池阵列为核心。太阳能电池阵分为平板式和聚光式。太阳能电池用半导体材料制成,当太阳光能投射到半导体上之后,半导体会吸收太阳光能进而激发出其内部的电子和正电荷,此时电荷的定向移动形成电流,半导体内有电流流过,称为“光伏效应”。目前应用较广的太阳能电池有单晶硅、多晶硅和非晶硅等,而近年来也出现了用硅以外的化合物材料如磷化铟、砷化镓等做成的太阳能电池。
1.2 太阳能光伏发电原理
太阳能光伏发电,是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式。可以说是当今太阳光发电的主流。太阳能光伏发电也即是太阳能电池发电。太阳能电池是利用半导体p—n结的光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件。由于单个太阳能电池不能作为电源使用,而要用若干片电池组成的电池阵进行发电。
2.光伏发电方式现状
2.1 光伏发电耗能
太阳能作为一种永久性资源,带来的经济效益是无可估量的。我国有着十分丰富的太阳能资源。据估算,陆地表面每年接收的太阳辐射能约为5×1019 kJ,约相当于1 700 亿t 标准煤的热值。和火力发电、水力发电、核能发电等发电方式不同,光伏发电依托太阳能得天独厚的自然存在,基本来源几乎不耗费任何经济成本。光伏发电中,因为应用到太阳能光伏发电系统即太阳能电池阵、蓄电池、逆变器、负荷以及控制器等组成的系统,因此发电方只需要付出硬件的经济成本即可利用太阳能资源进行光伏发电,以满足各个行业对电能日益增长的需求。
2.2 光伏发电的能效利用现状
2.2.1 光伏发电的能效利用状况
光伏发电的能源利用效率是指光伏发电过程中,付出的太阳能光伏发电系统投入所带来的经济产出量即发电量。用太阳能的转换效率来衡量光伏发电的能效利用状况。太阳电池的转换效率就是电池电功率和入射光功率的比值。由于电池板的不同,不同材料的能效利用率也不同。现有情况来看,单晶硅电池板的能效利用效率在18%左右(实验室可达到22%以上),多晶硅电池板的能效利用效率在16%左右(实验室可达到20%以上)。从此数据来看,光伏发电在能效利用状况上情况不是很理想,尽管每年的光伏发电装机量逐年递增,仍应该从能源利用效率上找出最根本的解决办法。
2.2.2 光伏发电能效利用存在的问题
第一,由于电池板硅片未达到规模生产、生产设备及工艺落后、部分原材料需要进口、硅片生产能力不足,需要外购硅片等原因太阳能电池成本偏高,硅片生产能力不足。光伏发电市场开发的主要障碍是太阳能电池的生产成本偏高。太阳能电池售价的高低是影响光伏发电系统价格的关键。如果中国太阳能电池行业在近期仍无较大进步的话,形势是不乐观的。
第二,硅片本身的成本问题。目前,太阳能电池的成本为整个系统成本的主要部分。降低硅材料的生产费用,是降低太阳电池成本的关键。多晶硅电池的材料成本比单晶硅电池的材料成本低,应作为研究的重点。可研究多晶硅材料制备的新技术、快速掺杂表面处理技术、提高硅片质量的新技术新工艺等。最大功率点跟踪控制技术的日益完善,也会为光伏发电提供更强的竞争实力。
第三,系统配套能力差。光伏发电的平衡系统包括:蓄电池、逆变器、控制器等)。由于尚未形成规模生产;缺乏统一的质量标准;没有权威的质量监测中心;成本高,质量差;产品开发跟不上市场需求等原因,中国在专用控制器、逆变器及专用直流灯具等方面的配套能力一直很差,中国在光伏发电系统部件水平以及光伏平衡系统的效率和成本方面与国外有着较大差距,应予以充分重视并及时改进。
第四,生产规模小。我国太阳电池制造厂的生产能力约为0.5~1兆瓦/年,比国外生产规模低一个多数量级。加之市场培育和发展迟缓,缺乏市场培育和开拓的支持政策、措施。使光伏发电的规模停留在小数量上。
3.光伏发电方式的未来发展趋势
3.1 国家政策下光伏发电前景展望
在未来,太阳能光伏发电、太阳能电池用硅锭/硅片以及高效低成本太阳能电池组件及系统控制部件的产业化成为可再生能源和新能源高技术产业化专项支持的重点领域之一。太阳能是洁净无污染的巨大能源,最大限度地开发利用太阳能将是人类新能源利用方面的科技发展方向。随着世界能源的日趋紧张和光伏发电技术的不断发展,廉价的非晶硅太阳电池的生产技术也日渐成熟。太阳能光伏发电技术非常契合国家新能源优化发电的举措,加之太阳能光伏发电的清洁、廉价等性能,未来光伏发电将呈现良好的发展态势。
3.2 光伏发电方式整体未来发展趋势
从技术的层面来说,将光能转化为电能的光伏发电技术是一项非常重要的技术手段。它能够实现人类向可持续的能源系统转变。相对而言,目前这项技术的发展还处在初期阶段,到2030年之后将会有很稳定和很高的增长率,会成为更加可行的电力供应者。随着科技发展,行业内预计2030年以后发电成本会继续降低。一些技术如晶体硅、薄膜以及一些新光伏发电系统材料将会在市场上大量涌现。如果这些新举措得以成功实施,模块的转换效率将进一步提高。最终,光伏模块的转换效率将达到30%~50%,从而使太阳辐射能量可以高效的利用。安装在阳光充足地区的1m2最高效的光伏模块每年将发电1000kWh。
从应用领域来看,由于之前的光伏发电市场主要是在通信领域和边远地区。在国家和行业大力提倡光伏发电措施下,应用的范围可以随着光伏发电系统成本的降低,将向光伏水泵,海岛,工业领域以及屋顶发电系统发展。而随着常规电力日趋紧张,光伏发电必然向公共电力规模发展,屋顶光伏发电系统,大型独立光伏电站(100kW以上),中心并网电站(100kW到1MW级电站)以及大型风光互补电站必然会在公共电力中占到更大的份额。电动汽车的发展也会给光伏发电带来新的机会,如汽车空调、太阳能快速充电系统以及光伏制氢系统等。在更远的将来,光伏发电有可能得到像沙漠电站甚至宇宙发电等更大规模的应用。
3.3 光伏发电方式在建筑构件上的重要应用
我国的太阳能资源相当丰富,且分布范围较广,太阳能光伏发电的发展潜力巨大。我国的建筑物能耗约占全国能源消费总量的28%,将太阳能光伏发电系统与建筑相结合,提供建筑物自身用电需求,实现建筑物零能耗,可以大大改变我国建筑物高耗能的现状。目前,我国政府已把太阳能光伏发电列入《中国21世纪议程》,这将推动我国光伏发电技术的应用和发展,扩大光伏发电在建筑中的应用规模。光伏发电与建筑相结合的工程非常具有开拓性。在相关部门加强推广应用太阳能、制定相关政策和积极扶植,建筑部门加快太阳能利用的措施下,光伏发电与建筑物构件相结合,有效地利用太阳能光伏发电能量,满足建筑物对电能等能源的需求,减少国家支柱发电手段的负担,使能源利用效率最大化。
4.结束语
进入21世纪以来,在能源短缺与需求增加的双重制约下,能源问题不仅表现在常规能源的匮乏不足,同样化石能源的开发利用带来了一系列环境问题。而国家要能源问题,实现可持续发展,要依靠科技进步开发利用可再生洁净能源。太阳能其独具的优势是国家大力发展的必要前提。充分利用太阳能光伏发电,必将有效节约能源,而太阳能资源也将成为世界范围内的主导能源。
参考文献:
[1]王斯成.光伏发电的前景和问题[J].国际电力,1997(04):21~23.
[2]张作宇,王景燕,李燕青.光伏发电的现状和展望[J].科技信息,2010,(17):352~353.
[3]杨忠.太阳能光伏发电现状与发展趋势[J].金陵科技学院学报,2008(01):56~58.
[4]邓赞高,胡立伟,杜长泉.浅析我国太阳能光伏发电市场发展的趋势[J].珠江现代建设,2009(05):29~31.
[5]李芬,陈正洪,何明琼,徐静水.太阳能光伏发电的现状及前景[J].电能源科学,2011(12):
201~206.
[6]曹峰.太阳能光伏发电技术在建筑中的应用及前景分析[J].电力职业技术学刊,2008(03):11~15.
[7]杨军.太阳能光伏发电前景展望[J].沿海企业与科技,2005(08):110~112.
1.1气候及光照特点湖北省十堰市,位于湖北省西北部,汉江中上游,武当山北麓中低山区,属于北亚热带大陆性季风气候,历年平均气温15.2℃,跨东经109°29′至111°16′,北纬31°30′至33°16′。十堰地区近10年平均日照时数约2000~2100小时,年总辐射量典型值约4700MJ/m2,其中每年10月至次年3月的秋冬季节太阳辐射量较低,每年4至9月的春夏季节太阳辐射量较高。根据我国气象行业标准《太阳能资源评估方法》(QX/T89-2008),十堰地区太阳能资源为III级,属于“资源丰富”地区。
1.2电网结构及电力负荷特点十堰现有电网几乎都是近30年建设和发展起来的,目前十堰电网已拥有1座500千伏变电站、7座220千伏变电站、36座110千伏变电站,与湖北省电网有2回500千伏、2回220千伏联络线路,以500千伏为电源支撑、220千伏电网为骨架、110千伏电网为配电网的电网已基本建成。目前十堰电网还存在着一些问题:在220千伏及以上电网方面,一是十堰电网处于湖北省电网末端,与省网断面功率交换容量不足,枯水大负荷时期功率下载和丰水期大量水电外送均有超稳定极限运行的情况;二是由于用电负荷快速增长,十堰主城区220千伏变电容量不足,负荷高峰时段主变出现重过载现象。在110千伏及以下电网方面,一是十堰主城区和各县城关负荷集中区域的变电站容量存在不足;二是部分10千伏线路装接容量偏大或供电半径偏大,造成供电能力不足,供电质量下降。十堰地区用电负荷以大工业为主,随着近年来全市产业结构的调整,中小企业得到快速发展,中小企业用电比重下逐年上升,随着居民生活水平的逐年提高,近年来全市居民生活用电年均增长超过10%。用电量和用电负荷增长使得电网目前存在的问题更加突出,同时也为分布光伏发电系统的应用提供了契机。中小企业厂房、居民住宅楼的屋顶等可以为太阳能电池提升安装场地,太阳能发电系统所发电力供给企业和居民就近使用,并网型分布光伏发电系统的优点得以充分发挥,一定程度上也能缓解各级电网的供电压力。
2分布式光伏发电系统应用的政策
2.1各级政府部门2013年,国务院下发了《关于促进光伏产业健康发展的若干意见(》国发[2013]24号),国家能源局印发了《光伏电站项目管理暂行办法(》国能新能[2013]329号)和《分布式光伏发电项目管理暂行办法》(国能新能[2013]433号),国家发改委下发了《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),财政部下发了《关于对分布式光伏发电自发自用电量免征政府性基金有关问题的通知(》财综[2013]103号)《、关于分布式光伏发电实行按照电量补贴政策等有关问题的通知(》财建[2013]390号),这些政策性文件的出台,制定了全国光伏产业的发展目标、完善了国家对于光伏产业从项目立项、技术标准、资金支持、土地及价格等政策举措,规范和扶持太阳能光伏及分布式光伏发电项目的建设和发展。2014年4月,湖北省发改委能源局下发了《关于促进光伏发电项目建设的通知》,对光伏发电项目建设管理过程中的宏观建设规模及管理方式、光伏发电项目备案、项目建设、项目运营和管理,在操作层面予以了明确。
2.2国家电网公司2013年11月,国家电网公司下发了《关于印发分布式电源并网相关意见和规范(修订版)的通知(》国家电网办〔2013〕1781号)等系列文件,重点明确了:一是,国网公司为分布式电源项目接入电网提供便利条件,为接入配套电网工程建设开辟绿色通道,并承担项目接入引起的公共电网改造建设投资;二是分布式电源发电量可以全部自用或自发自用剩余电量上网,由用户自行选择,用户不足电量由电网提供,上、下网电量分开结算,电价执行国家相关政策,国网公司免费提供关口计量表和发电量计量用电能表;三是分布式光伏发电项目不收取系统备用费,自用电量不收取随电价征收的各类基金和附加;四是国网公司为自然人分布式光伏发电项目提供项目备案服务,按月集中向当地能源主管部门进行项目备案;五是国网公司为列入国家可再生能源补助目录的分布式电源项目提供补助电量计量和补助资金结算服务,国网公司收到财政部拨付补助资金后,据项目补助电量和国家规定的电价补贴标准,按照电费结算周期支付项目业主。通知还明确了分布式电源并网全过程管理的职责分工、流程衔接和工作要求。
3经济分析
在家里楼顶上安装一套太阳能发电系统,是否合算,是决定是否投资建设该项目的关键,下面就来进行一下计算。假定在十堰的一个家庭住宅楼顶上有30平米可利用面积,包括楼顶、露台等朝南向阳的部位。每平米可输出太阳能按130瓦计算,30平米的可利用面积可安装太阳能发电容量约为3.9千瓦。按照十堰地区年平均日照小时数2000小时计算,这座屋顶太阳能发电系统年均发电量为:Q=2000h×3.9kW=7800kWh以目前分布式光伏发电系统建造市价10元/瓦(含各种费用)进行测算,项目总投资约为3.9万元。如果这个家庭的月均用电量为240千瓦时,年用电量为2880千瓦时。在没有安装分布式光伏发电系统之前,其家庭电费支出约为:(240kWh×0.592元/kWh+(240-180)kWh×0.05元/kWh)×12=1741元在安装分布式光伏发电系统之后,如果选择自发自用余电上网方式,上网标杆价按0.4582元/kWh(剔除17%增值税后0.3916元/kWh)计算,其家庭年电费收支约为:上网电量=7800-2880=4920(kWh)上网电费收入(剔税)=0.3916元/kWh×4920kWh=1926.67元国家政策补贴=0.42元/kWh×7800=3276元安装分布式光伏发电系统前后,这个家庭电费支出与收入差别为:安装发电系统之后的上网电费收入+国家政策补贴+原每年电费支出,共计为6943.67元。项目建设的一次性直接投入3.9万元,需要约5.6年回收。太阳能光伏发电系统使用寿命通常在25年左右,也就是说,在不考虑项目资金利息和业主用电量增长因素的情况下,5.6年之后的19.4年,这个家庭不但不用支出电费,该发电项目每年还可以为家庭赚取发电收入及补贴5202.67元,累计收入19.4年×5202.67元/年=100931.80元。
4结论
以广州地区建设的装机容量为10MW的并网光伏发电项目为例,进行光伏项目LCOE评估。本项目基本信息如下:装机容量为10MW;运行年限为25a;建设成本为8元/W;折现率为8%;首年发电量为1080万kWh;每年运行维护费用为96万元;系统年衰减率为0.8%;其他费用为24万元;所得税率为25%;增值税率为17%;系统PR值为80%;系统残值率为5%[11]。PR值(性能比)是国际上评价并网光伏电站性能质量的一个非常重要的指标,其值为系统实际交流发电量与理论直流发电量之比。PR值考虑了光伏阵列效率、逆变器效率以及交流配电设备效率等因素,在一定程度上体现了光伏电站的综合性能和质量。把以上初始条件带入公式(3)测算本项目LCOE水平,LCOE=0.85元/kWh。通过测算得出:以目前的行业技术经济水平,在广州地区建设一个装机容量为10MW的光伏发电项目,其LCOE水平在0.85元/kWh左右,与广州市脱硫煤上网电价(0.502元/kWh)相比,约高出0.35元/kWh。
2影响LCOE的典型因素及敏感性分析
光伏发电技术日臻成熟,为尽快实现光伏发电平价上网,降低光伏发电项目的LCOE是亟待解决的问题。对光伏发电项目而言,影响LCOE的典型因素包括项目单位造价、项目所在地的太阳辐射量、系统效率、系统衰减率、运营维护费用、逆变器等关键设备使用年限。因此要理清系统成本、发电量和电站生命周期中的其他因素间的联系,通过优化光伏系统设计施工质量以及完善运维管理体系等措施,尽可能降低项目的LCOE水平。下面将分析光伏系统单位造价、系统PR值、光伏组件衰减率以及太阳辐射量这4个典型因素,对项目LCOE水平的影响。本文选取广州、上海、深圳、北京、兰州和西宁等6个典型地点进行光伏项目LCOE比较与分析。6个地点的地理位置及年太阳辐射量数据见表1,其中太阳辐射量数据来自NASA。为清晰描述不同地点的光伏发电项目LCOE水平,在图1中标出了6个地点的年太阳辐射值。图1(a),(b),(c)分别展示了单位造价、光伏组件衰减率、系统PR值与太阳辐射量对项目LCOE影响作用的敏感性。测算条件如下:装机容量为10MW;单位造价为8元/W;PR值为80%;年衰减率为0.8%;折现率为8%。可以看出,系统单位造价、光伏组件衰减率与项目的LCOE水平呈正相关,系统PR值和项目地太阳年辐射量与LCOE呈负相关。因此,光伏项目选址、系统设计、光伏组件及逆变器等关键设备选型与采购、光伏系统安装、系统运行维护等各个环节都可能存在影响项目LCOE水平的因素。在进行项目选址时,尽可能选择太阳能资源条件好、空气洁净度高的地区;在进行光伏系统设计、设备选型时,要根据项目实际情况优化系统设计,提高光伏系统PR值;要遵循合理的运行维护方案,平衡系统运行维护的投入与产出,保证光伏项目处于最佳收益状况。从以上各个环节着手,方可最大程度地降低项目LCOE水平。由图1(a)可见,项目LCOE水平随系统单位造价的升高而升高。若系统单位造价为8元/W,当项目地太阳年辐射量由1000kWh/m2增至1800kWh/m2时,项目的LCOE水平将从1.038元/kWh降至0.577元/kWh。若某地太阳年辐射量为1300kWh/m2,当系统单位造价为6元/W时,项目LCOE为0.599元/kWh;当系统造价为10元/W时,项目的LCOE将升至1.297元/kWh。图1(b)展示的是光伏组件年衰减率与太阳年辐射量对项目LCOE水平的影响作用。可以看出,当组件年衰减率以0.1%的幅度变化时,项目LCOE变化幅度并不显著。当组件年衰减率从0.8%降低至0.7%时(在项目运营期25a内,光伏组件总衰减率从20%降低至17.5%),若太阳年辐射量为1300kWh/m2,项目LCOE将从0.792元/kWh升至0.798元/kWh。由图1(c)可知,项目LCOE水平随系统PR值的升高而降低。目前我国光伏项目的系统PR值绝大部分处于70%~80%。当太阳年辐射量在1300kWh/m2时,若系统PR值从70%升至80%,项目LCOE将从0.912元/kWh降至0.798元/kWh,降幅达12.5%。可见,提升系统PR值对降低系统LCOE水平的效果非常显著。
3我国光伏发电项目LCOE水平测算
以装机容量为10kW,500kW和10MW的光伏发电系统为例,对我国不同地区、不同光照资源条件的LCOE水平进行评估。评估边界条件如下:太阳年辐射量资源条件为1000~1800kWh/m2;系统效率为80%;光伏组件的衰减率为0.5%~0.8%;光伏发电系统运营年限为25a;3种容量发电系统的单位造价分别为10~14元/W,7~9元/W,6.5~8.5元/W。图2为针对不同装机容量、不同光照条件、不同建设成本等条件下的LCOE评估。由图2可知,装机容量10kW的光伏发电项目LCOE为0.6~1.1元/kWh;装机容量500kW的光伏发电项目LCOE为0.65~1.1元/kWh;装机容量10MW的光伏发电项目LCOE为0.5~0.9元/kWh。根据国家发改委《关于进一步疏导环保电价矛盾的通知》,31省市脱硫煤上网电价处于0.279~0.502元/kWh,因此根据我国光伏发电项目的LCOE水平测试结果显示,对于10MW以上装机容量的项目,通过对项目建设成本进行精确控制,在脱硫煤上网电价较高地区可首先实现光伏电力平价上网。
4光伏项目LCOE发展趋势预测
户用光伏发电项目的应用和推广,从某种程度上标志着光伏产业在人民日常生活中的普及程度,因此本文结合文献[10]的数据,就户用光伏发电项目LCOE水平的变化趋势进行了预测图3展示了FraunhoferISE针对LCOE的研究数据[10]。由图3可见,2013年户用光伏发电项目LCOE的平均水平为0.86元/kWh左右,其中平均PR为80%的曲线比较符合我国光伏发电项目的平均水平。观察这条曲线可知,根据目前光伏产业发展水平预测,2015~2030的15年,光伏发电项目的LCOE水平将从0.108欧元/kWh降至0.072欧元/kWh,折合人民币约从0.82元/kWh降至0.54元/kWh,降幅高达34%。本文分析显示,从目前我国光伏产业的发展状况来看,装机容量为10kW的光伏发电项目在不同单位造价、不同太阳辐照条件下的LCOE处于0.6~1.1元/kWh。该结论与文献[10]中的数据相吻合,通过这两组数据可以预测我国光伏发电成本的发展趋势。目前,我国居民生活用电价格在0.65元/kWh左右,如不考虑通货膨胀等因素,我国可在未来15年内实现光伏发电平价上网;考虑近年来化石能源发电价格逐年上涨的现实,我国有可能在未来10年,甚至更短时间内,迎来光伏发电平价上网的时代。
5结论
[关键词]屋顶;光伏发电;居民意愿
[中图分类号]TU519 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2014)38-0105-02
1 南昌市居民屋顶采用光伏发电的实证调查
1.1 问卷设计与研究方法
本次问卷调查在2014年2月至4月进行,调查对象为南昌市部分硕士研究生和居民,地点为前湖大道口、银河城小区、幸福家园小区等。总共发放问卷100份,其中有效问卷83份,有效率为83%。调查问卷主要涉及四个方面内容:一是受访者的背景信息,二是家庭基本情况,三是受访者对屋顶光伏发电相关信息的认知程度,四是受访者对屋顶光伏发电的接受程度和消费意向。
1.2 调查结果的描述性分析
1.2.1 受访者背景信息和家庭基本信息
受访者男女比例各占40.96%、59.04%。其中66.26%的受访者处于25岁以下,45岁以上占8.43%。硕士研究生占25.30%,初中以下占8.43%。40.96%的住房属于自建,商品房住房占50%。74.7%的受访者住房拥有屋顶,91.56%为平屋顶。对于住房屋顶,66.26%处于闲置状态。
1.2.2 居民对屋顶光伏发电相关信息的程度分析
在对光伏发电产品是否了解的问题上,比较了解的只占16.86%。对于国家有关光伏屋顶发电相关政策的了解程度有74.7%的受访者表示不太了解。49.39%、16.86%的受访者认为屋顶光伏发电的吸引点在于节能和环保。对安装屋顶光伏发电最关注的问题是考虑费用问题的达到49.39%,而安全、屋顶资源和盈利各占25.30%、8.43%、16.86%。这表明大多数人对光伏发电产业并不熟悉,对屋顶光伏发电的认知程度并不高。
1.2.3 居民对屋顶光伏发电的接受程度分析
在对有效问卷进行统计分析时发现,66.26%的受访者在日常生活中会注重环保,不会注重环保的只占8.43%。认为现有的火力发电严重污染环境的受访者占25.30%,比较同意的占40.96%。而在供电方式可以选择的情况下,愿意尝试安装屋顶光伏发电系统的受访者高达74.7%,其中16.86%的受访者表示可以考虑。
1.2.4 居民对安装屋顶光伏发电的消费意向分析
如果在屋顶光伏发电总成本控制在2万,收益抵消成本的时间在4年内的前提下,愿意安装屋顶光伏发电的居民人数占总人数的33.73%,有很大可能性安装和还需考虑的比例高达66.26%。在回答影响安装屋光伏发电的最大障碍这个问题时,49.39%的受访者选择成本,其余依次是发电效率25.30%、安装和政策各8.43%。
1.3 调查小结
调查分析结果表明,居民对于屋顶光伏发电及政府对其的政策补贴了解程度不高。在回答影响对屋顶光伏发电安装的问题时近一半的受访者选择成本,1/4的受访者选择了发电效率。我们认为,在影响推广屋顶光伏发电的因素上,光伏发电成本、政府政策的实施力度及居民对光伏发电的认识程度是非常重要的。
2 影响居民屋顶推广光伏发电的影响因素分析
2.1 光伏发电自身存在的问题
2.1.1 从成本角度分析
无论是集中式的大型光伏电站还是分布式的屋顶电站,经济性是光伏发电是否被采用的最重要因素。从表1可以看出光伏发电相较于传统发电方式成本较高,年运营时间较短,上网电价高。
2.1.2 从发电效率(光伏组件)分析
在不考虑光照因素的前提下,屋顶光伏发电的发电系统组件的选择对光伏发电的发电效率有很大的影响,其中以光伏电池为最,而电池的选择却有很大的主观性。用于光伏电站的太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜电池。从表2可以看出晶体硅电池是目前发展最成熟的,转换效率也很高,在应用中居主导地位。
2.2 政府实施力度不强
虽然我国采取措施大力支持屋顶光伏发电的发展,但是在实施过程中重号召轻落实,政策连贯性不够,支撑体系不够完善[2]。国内对光伏应用市场的扶持政策主要有“金太阳工程”和对分布式电站的补贴。但这些扶持政策基本上没有达到预期效果,没有实施细则。政府补贴以经济补助为主,比重达到 50%,但没有设计出一个有效协调机制,光伏制造企业、施工单位、电网公司、物业、建筑物业主间关系和权责不清;而“金太阳”工程补贴较明确,但地方政府一般只是给予配套补贴,补贴范围和比例不明确,用户难以核算安装成本,无法预期收益和收回成本期限,采购光伏电站的积极性受到影响;此外,政府扶持政策基本上是在光伏电站安装时给予一次性补贴,而电站建设完成之后的验收、测试、并网缺少政策指导[3]。
2.3 居民对屋顶光伏发电以及相关政策的认识不足
目前我国太阳能屋顶的市场认识很低,居民对光伏发电的组件、效益等不了解,对政府出台的政策关注度不强。如江西万家屋顶光伏发电示范工程的一期工程补贴每峰瓦补贴4元,二期工程暂定为3元,补贴程度在下降。但是二期政策出来了,仍有多数居民对屋顶光伏发电相关信息及政策不是非常了解。
3 推广居民屋顶光伏发电的对策建议
3.1 加强技术研发降低发电成本
目前居民是否采用光伏发电的最重要因素是成本,所以要降低光伏发电的成本。而降低成本要从光伏组件开始。光伏材料生产成本的降低,转换效率的提高,光伏发电波动性、有效存储等问题的解决,是积极鼓励技术研发的方向。
3.2 政府补贴与居民对屋顶光伏发电的认知程度相结合
短期内看,屋顶光伏市场发展必须得到政策支持,特别是经济补贴。因为短期内光伏电站发电成本与传统化石能源发电比较仍有较大差距;同时,光伏电站初期安装成本的下降空间已经不大。如果缺少政府补贴,以目前的价格在家庭住户推广光伏电站几乎是不可能。因此,补贴虽然不能解决光伏应用市场发展的全部问题,但确实是短期内光伏应用市场发展的必要条件,现行补贴政策必须继续执行下去[3]。
3.3 加大对居民相关屋顶光伏发电的宣传普及
在我国太阳能屋顶还处于示范阶段,政策效应还不是很明显,普通民众对其更是知之甚少[4]。为加强居民对屋顶光伏发电的了解,创造良好的信息对称的环境,可以针对不同地区不同层次的居民,采取不同的方式进行推广屋顶光伏发电的宣传,提高居民对于屋顶光伏发电的认知程度,促进政府政策与光伏发电的信息对称的形成。
4 结 论
在我国拥有丰富的太阳能资源和屋顶资源的条件下,通过对屋顶光伏成本的降低、居民了解程度的加深和政府政策的支持,屋顶光伏发电能够走进多数家庭。推广的另一个重要意义在于,它揭示了在可再生能源代替不可再生能源的趋势下,人们不仅有注重环保节能的意识,而且愿意为之放弃一部分个人消费用于环境质量的改善。
参考文献:
[1]叶.太阳能光伏发电应用现状与发展趋势[J].中国高新技术企业,2012(11):22-23.
[2]黄健.我国屋顶阳光发电的政策研究[D].杭州:浙江工业大学,2012.
关键词:分布式光伏发电;关键技术;发展前景
中图分类号:TM615 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 04-0000-01
随着能源短缺与能源需求的矛盾日益突出,能源价格会不断升高,严重阻碍了社会发展的步伐,寻找可再生能源,走可持续发展道路迫在眉睫。太阳能作为一种最常见的可再生能源,不仅分布广,无污染,而且可再生,被国际上认为是最好的化石能源替代品[1]。
太阳能光伏产业作为可再生能源产业,引起了各国政府的重视和大力支持。很多国家正积极研究光伏发电技术,并出台分布式光伏发电的财政补贴等政策,以促进光伏产业的快速发展,来应对能源短缺现象[2]。
光伏发电技术是一项优化未来能源构成的高新发电技术,分布式光伏电站的快速发展将加速远程监控系统的开发和推进相关技术的市场需求。随着计算机网络技术和通信技术的快速发展,远程监控系统将成为一种重要的手段。
一、分布式光伏电站简介
分布式光伏发电特指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。
二、分布式光伏发电特点
分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电,就近使用,就近转换,就近并网的原则,以满足特定用户的需求,可以有效提高同等规模光伏电站的发电量,还可以降低电力在升压及长途运输中的损耗。具有以下特点:
一是输出功率相对较小,一般而言,一个分布式光伏发电项目的容量控制在数千瓦以内但小型光伏系统相比大型的投资收益率并不会降低;
二是污染相对很小,没有噪声,也不会对空气和水产生污染,环保效益突出;
三是可以在一定程度上改善当地的用电状况,但是分布式光伏发电的能量密度相对较低,并不能从根本上解决用电紧张问题,而且具有间歇性;
此外,还有安全可靠性高,抗灾能力强,非常适合于远离大电网的边远农村、牧区、山区供电,不需要远距离输送电力,成本低、效率高[3]。
三、分布式光伏电站监控体系结构
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池阵列、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,分布式光伏发电系统的太阳能电池阵列组件将太阳能转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过联接电网来调节。
四、分布式光伏电站监控系统技术
分布式光伏发电倡导尽可能就地消纳,通过配电网接入电力系统,配电自动化系统需要对光伏发电进行监控和管理,以保证电网的安全可靠运行。分布式光伏发电一般在农村、牧区、山区,发展中的大、中、小城市或商业区附近建造,通常建在工业厂房、公共建筑以及居民屋顶上。这给分布式光伏电站的监控和管理都带来了挑战,我们可以通过远程监控来解决这一难题。
(一)通讯技术。分布式光伏发电系统的通信方式有多种类型。主要取决于城市中心、市区、郊区、农电等不同的地理位置。通信介质也分多种,包括:光纤、电力线载波、无线等方式。光纤通信具有容量大、传输距离远、抗电磁干扰、无辐射等特点,是市区配电网自动化首选的一种通信方式。随着光纤通信技术的不断普及和发展,其性价比也比较适中。无线方式通信实施比较方便,而且布置灵活,但容易受干扰。电力线载波通信方式比较适合农电及远距离线路,价格也相对便宜。
(二)监测系统的构成。由数据采集系统、数据传输系统、数据中心组成。数据采集系统应至少包括环境监测设备,电参数监测设备等。
1.数据采集。数据采集是指从传感器和其它待测设备等被测单元中采集需要的数据,送到上位机中进行分析、处理的行为。电压传感器用于采集光伏阵列的输出电压、蓄电池电压、逆变器输入电压、直流负载的输入电压。电流传感器用于采集光伏阵列的输出电流、蓄电池电流、逆变器输入电流、直流负载的输入电流。智能传感器用于采集逆变器的输出电压、电流、功率、功率因数。温度传感器和调理板用于采集室外、光伏组件和蓄电池的温度。辐照仪用于测量水平面的太阳总辐照度和光伏阵列表面的辐照度。
2.数据传输系统。电站数据监测系统中监测装置与数据采集装置之间、数据采集装置与数据中心之间的数据传输。根据分布式光伏电站、电力部门的不同情况选择相应的通讯方式进行数据传输,并确保数据传输的方便和安全。
3.数据中心。通过实现统一的数据定义与命名规范,集中多个光伏电站数据的环境。软件部分是整个监测系统的核心,从传感器采集得到的信息量将全部送至该部分进行数据处理和显示。提供了强大的图形界面,显示画面生动,一目了然。
五、我国分布式光伏电站发展现状与前景
中国光伏产业的发展曾过度依赖国外市场,尤其是欧洲市场,受欧债危机、欧盟及美国“双反”等事件的影响,国外市场持续低迷,中国光伏产业的持续发展也因此呼吁国内光伏市场的快速启动。
目前分布式光伏发电已被广泛应用在家庭供电、道路照明、景观照明、交通监控、大型广告牌、发电站,市场规模逐步扩大,呈现出广阔的市场前景。2012年12月19日,国务院召开常务会议提出要着力推进分布式光伏发电,鼓励单位、社区和家庭安装和使用分布式光伏发电系统。在《关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》文件中,将在每个省建设500MW分布式光伏的规模化应用示范区[4],这是国内启动的至今最大的光伏项目,这些政策极大鼓舞了国内分布式光伏产业的发展,我国分布式光伏产业迎来了重大的挑战和机遇。
参考文献:
[1]陈晨,陈明明.太阳能光伏发电现状分析及发展方向[J].动力与电气工程,2013.
[2]王斯珍.我国已成为全球主要太阳能电池生产国[J].四川水利发电.2008(124):14-15.