关键词：太阳能；光伏发电；并网技术；应用
1 生命周期评价太阳能光伏发电并网应用
最近，越来越多的生命周期评价（LCA）研究已经开展了关于TEPBT和光伏技术的环境影响。采用生命周期评价（LCA）方法研究了我国晶体硅太阳能组件并网光伏发电对环境的影响。首先对生命周期库存进行了分析。然后对各工序的能耗和温室气体排放量进行了详细估算，最后计算出各工序的生命周期值。结果表明，晶硅太阳能组件并网光伏发电的能量回收期在1.6～2.3年之间。约占光伏制造过程总能耗和总温室气体排放量的84%甚至更多。太阳能级硅（SOG-Si）生产是最耗能的温室气体排放工艺，占总能耗和总温室气体排放量的35%以上。无论是多硅、单硅、LS-PV还是分布式光伏系统，光伏电站制造业占总能耗和温室气体排放量的84%甚至更多。例如，2013年中国光伏组件出货量为27.4GWP，占全球出货量的50%以上。2013年的年装机容量为12.42GWP，是世界上最大的市场之一。这个快速增长的市场促进了与光伏产业相关的关键技术的发展。此外，太阳能电池的效率也在不断提高，太阳能级硅每千克的生产能耗大幅下降，光伏组件和系统成本也同样降低。关于光伏发电的争议仍然存在。一些反对意见认为，光伏系统寿命期内的总能源产量不能补偿制造过程中的能源消耗。另一些人则坚持认为，光伏发电不是一种清洁能源，因为它在系统建设过程中能耗高，污染物排放严重，特别是在生产硫硅的过程中。实际上，光伏系统运行几乎无需维护，完全“清洁”。然而，在考虑光伏发电的整个生命周期时，从石英开采到冶金硅生产、电池和组件生产，以及报废光伏系统的处置，能源消耗和污染排放等问题却不应忽视。目前的光伏系统的寿命是25年或更长，虽然在制造过程中消耗了一定的能量，但当能量消耗与整个系统寿命期内的总能量输出相比较时，其消耗的能量可以忽略不计。一般来说，产品或技术的生命周期是指从其诞生到死亡的一段时间，包括制造、使用、维护和最终处置。光伏技术的生命周期评价研究始于近四十年，用于评估可持续性和环境效益的最常见指标包括能源回收时间（TEPBT）、能源产出率（EYR）和温室气体（GHG）排放。LCA不仅跟踪直接能源消耗和排放，还跟踪与可能燃料相关的所有间接能源消耗和排放。由于不同的制造、安装位置/时间和安装类型，光伏系统的TEPBT和GHG排放量存在很大差异。随着我国光伏产业和市场的快速发展，光伏技术对环境的影响越来越受到人们的重视。根据目前中国光伏行业的水平，一个1.0公斤的多硅锭可以切成至少46片，尺寸约为156毫米。多硅太阳能电池的平均效率为17.5%，每片太阳能电池的功率为4.26wp。因此，1.0kg多硅锭可以生产功率为196wp的太阳能电池，相当于通过1.1kgSOG-Si和1.485kgUMG-Si获得的太阳能电池。每瓦太阳能电池的SOGSi约为5.61g/wp，每瓦太阳能电池的UMGSi约为7.58g/wp。在制造过程中，一定数量的太阳能电池被破坏。因此研究人员对我国采用多硅或单硅太阳能组件的光伏并网发电进行了全寿命评估。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆能源回收期从1.6年到2.3年不等，而温室气体排放量目前在60.1-87.3g-co2/kwh之间。随着未来技术的进步，能源回收期和温室气体排放量预计将进一步减少。
2 太阳能光伏发电并网技术的具体应用
本文结合相关案例，对太阳能光伏发电并网技术的实际应用进行具体分析。在某工程中，其在对太阳能光伏发电并网技术进行规划过程中提出两种方案：为了对工程厂区当中的大面积用电需求加以满足，相关人员设计在工程附近就近选择一个建筑，对逆变区进行单独的配置，并对隔离变加以设置，通过汇总及二次升压，使电压能够达到10kV；第二，同样就近选择建筑物进行逆变区的设置，但在逆变器当中不设置隔离变，在汇总以后升压至10KV。通过实际对比，发现方案一在升压汇总期间造成的线路损耗问题相对较低，但并网系统经过两次升压会产生较多的变压损耗，而且设置隔离变会加大并网建设的成本投入。方案二主要应用直接升压、汇总的方法，虽然线损较多，但变压损耗线谷底较低，而且没有隔离变支出。工程在建筑屋面部分进行了光伏组件的安装，能够对太阳能资源进行有效的收集，且各光伏组件与并网逆变器相连，其发电并网容量能够达到30MWp以上，根据分块发电、集中逆变以及集中升压并网的工作流程，主要通过串联的方式对光伏发电的相关组件进行连接，从而完成太阳能电池阵列的有效建设，将其与光伏方阵连接，经过并网逆变器的效用发挥，可进行低压交流电的输出，升压处理以后即可并入电网当中。当然，不同建筑屋面结构在布置太阳能电池组件的过程中也会有所不同，例如，在并网当中的一些直流汇流箱，其与逆变器和直流配电箱的连接方式大多是以10进1出为主。在光伏发电并网期间，通过集中控制对光伏设备以及相关电气设备进行控制，并对相关数据检测方法加以提供，可以对并网系统进行有效的保护，而为了提升并网工作效率，还可在系统中针对发电环境设置监测系统，对系统运行过程中的环境条件进行监测，使光伏发电能够具有更高的利用率。
3 强化太阳能光伏发电并网技术应用的具体措施
对热力太阳能并网加强应用，相比于电网并网，热力系统的效益更高，且成本投入低，以光伏发电并网技术为基础对热力太阳能加强研究，基于高容量材料对系统设计进行规范，可在高峰用电时期进行相关资源的有效供应，而应用热力太阳能并网理念，不管是高峰用电期还是日常用电，都可以对太阳能进行合理的分配。此外，热力太阳能并网技术具有良好的动态频率，且可以实现低电压穿越，能够为光伏发电并网提供后备能源保障。要对太阳能光伏发电并网加强控制，在光伏系统当中的电池具有一定的充电作用，能够对剩余电能进行有效的储存，而具有电能储存功能的太阳能系统，与光伏模块及电池进行连接，在此基础上进行负荷的接入，能够使光伏发电并网系统得到有效的简化，在对其并网操作进行强化的过程中，还可对网联逆变器加强引入，使并网系统的电流相位得到保证，从而对各种用电需求进行有效的满足，使电能功率得到有效的提升。
结束语:
在未来发展过程中，相关领域应对太阳能的利用率进行不断提升，结合用户需求，对光伏发电及并网规模进扩大，以此来实现太阳能的高效率用，使其光伏发电在并网过程中能够发挥更大的作用。此外，在并网发展过程中要对电能环境加以保护，使并网系统能够具有较高的清洁度，以此来提升并网系统的可靠性，使并网技术能够得到进一步的发展。
参考文献：
[1]傅静平. 孔荣荣. 蒲娟. 太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2018,(29):766.
[2]刘钦文. 太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技风,2018,24(17):205.
论文作者:贺 亮
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年14期
论文发表时间:2019/12/2
标签：光伏论文; 太阳能论文; 系统论文; 太阳能电池论文; 过程中论文; 技术论文; 排放量论文; 《当代电力文化》2019年14期论文;