摘要：随着煤、石油等化石燃料资源的逐渐枯竭,传统发电方式需要新的绿色能源来代替。2011年3月日本大地震造成的核电危机,迫使世界各有核电国家不得不重新审视其核电发展战略;水力发电由于受到资源和季节性限制,一定程度上制约了进一步发展;而风力发电存在并网接入稳定性差等问题,短期内也很难形成一定的规模。在这种情况下,太阳能发电越来越受到重视。
关键词：光伏发电；技术；问题；对策
1引言
中国太阳能资源非常丰富,理论储量达年1. 7×1012t标准煤,太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。南北和东西距离均在5000 km以上,大多数地区年平均日辐射量在4 (kW•h)/m2以上,西藏日辐射量最高达7 (kW•h)/m2,年日照时间大于2000 h。与同纬度的其他国家相比,与美国接近,比欧洲、日本优越得多,拥有巨大的开发潜能,具有得天独厚的自然条件。太阳能发电分为光伏发电和光热发电。通常太阳能发电多指太阳能光伏发电。
2光伏发电技术概述
1. 1. 1 基本原理
光伏电池由Si等半导体材料制成。当太阳光照射电池时,有一部分光会被半导体材料吸收,吸收的光能将传给半导体导致电子逸出并自由流动。同时施加一个或多个电场,可以迫使由光吸收并释放的电子以一定方向流动形成电流,通过在光伏电池的顶部和底部安放金属触点,可以将电流引出以供使用。
1. 1. 2 系统组成
光伏发电系统由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜和太阳跟踪控制系统等构成。光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统,太阳能户用电源系统,通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。可以分为带蓄电池和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性,可以根据需要并入或退出电网,还具有备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑;不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能,一般安装在较大型的系统上。目前,按光电的规模可分:大中型光伏电站、小型光伏发电系统、太阳能建筑一体化和发电瓦等。
光伏发电系统逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的光伏发电系统,为独立负荷供电。并网逆变器用于并网运行的光伏发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单,造价低,但谐波分量大,一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高,但可以适用于各种负荷。
接入电力系统的大中型光伏电站对电网规划、电网运行、配电网都有很大影响,因此要求大中型光伏电站具有输出有功和无功的调节能力,并在电网异常状态下起到支撑作用。光伏发电的随机出力特性是对电网造成不良影响的关键,其较小的系统惯量直接影响到电网的稳定性和故障恢复能力,由于电力电子开关器件构建的逆变器既是电能质量的干扰源,同时也可以依靠控制实现无功和谐波补偿的作用。大容量光伏发电并网的运行需要借助于净负荷的概念和准确的发电预测模型,与常规机组协作以保证供电可靠性。
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3光伏发电技术现状分析
与发达国家相比，我国光伏项目起步较晚，发展较慢!目前我国光伏产品也主要应用在市政工程，如：太阳能交通指示灯"景观灯"路灯"光伏幕墙和小区路灯等!由于光伏发电成本较高，我国采用光伏发电区域通常都是政府投资和一些商业示范区，近年来，我国政府不断加大光伏发电行业的投资力度，促进光伏发电技术得到了较大的进步，发电成本和发电技术上都得到了很大程度的提高!
我国1958年开始对光伏电池进行研究!1971年首次将太阳能电池应用与科研卫星东方红2号上!自20世纪60年代以来，我国对新能源的开发和利用越来越重视，从而促使光伏发电成本和技术得到了改善和提高!光伏电池产量在2007年达到1088MW，占全世界太阳能电池总量的27.2%，居世界第一!虽然我国生产太阳能电池总量居世界之首，但是我国光伏产客户，将配电系统综合自动化的实时电价信息发布出来，远程读表功能得到实现!
4光伏发电行业存在的问题和对策
4. 1 对国内光伏发电应用市场缺乏理性认识
随着国家政策的明朗化和政策性扶植力度的加大,大量资本进入国内光伏发电应用市场。事实上投资回报与这一领域技术发展水平密切相关,必须有先进、成熟、可靠的技术作为后盾,否则极可能造成投资无法收回,而且投资规模越大,损失越高。因此应加强光伏发电应用市场投资风险的警示,以促进光伏发电应用市场的可持续发展。
4. 2 应加强宏观引导
目前太阳能发电产业尤其是光伏产业的非正常竞争主要集中在产业链的低端,低附加值再加上恶性竞争,利润迅速减少。多晶硅环节作为整个产业链中的高端环节,在其利润率30%的情况下,光伏组件利润不足10%,而且还在持续走低。2005年多晶硅的价格为50美元/kg, 2008年达到500美元/kg。2008年金融危机之后,多晶硅价格开始下跌,但目前国内多晶硅现货市场的价格仍然高于国际市场。随着国内众多多晶硅项目的投产,产能过剩将加剧光伏产业的非正常竞争。
4.3 加强环境污染和高能耗监管
太阳能发电本身是一种清洁能源,但是我国光伏产业的最大特点就是95%的原材料需要进口,95%的太阳能电池出口,也就是说制造环节在国内,使用环节在国外。原材料在加工的过程中,存在四氯化硅等污染物的回收和再利用问题以及高能耗问题。特别是多晶硅生产过程中产生大量的废水、废液,环境污染极为严重。国内一些地方政府和环保部门为了上项目保发展而有意放松环境监管,有关部门又没有及时出台环保标准,企业为压低成本而减少污染控制投入,其结果是在国外没有产生污染的光伏产业,在国内却成为重要污染源。因此,加强政府监管,填补监管空白,是解决环境污染和高能耗问题的关键所在。
4. 4 加强自主创新和长期的政策支持
目前,国内光伏企业最缺乏的就是核心技术,因此注重人才培养,循序渐进地加强自我创新是实现这一行业可持续发展的关键。国内多晶硅项目已建、在建、拟建的项目超过50个,投资规模达1 300亿元,产能超过23×104t,如果国际市场出现萎缩,将出现大量产能过剩。因此,国际市场的不确定性需要国家出台长远和明确的规划以及长期的政策支持。
5 结束语
通过上文的叙述分析我们可以得知，随着时代的进步和社会经济的发展，特别是市场经济体制的确立和完善，电力市场的竞争日趋激烈，配电自动化要取得优势，最大限度地扩大电力企业的经济效益，就需要深入研究配电网的高级应用功能!如今，电力配电自动化技术已经获得了迅速的发展，取得了不错的成绩，但是在具体实践中还有着诸多的问题需要重视!相关工作人员需要不断努力，深化研究!
参考文献：
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[2]张保民.中国太阳能光伏发电产业的现状、问题及对策分析[J].中国高新技术企业，2011，36:9-10.
[3]曹雪.中国太阳能光伏发电产业的现状、问题与对策研究[J1.中国高新技术企业，2009，23:76-78.
论文作者:张满银
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/6
标签：光伏论文; 逆变器论文; 系统论文; 电网论文; 太阳能论文; 蓄电池论文; 太阳能电池论文; 《电力设备》2018年第11期论文;