探析太阳能光伏发电系统现状及前景论文_周小庆

探析太阳能光伏发电系统现状及前景论文_周小庆

(晶科电力科技股份有限公司)

摘要:环境问题、经济问题、资源问题等是我国发展急需调整的问题,随着环境污染情况的加重以及燃料资源的日益缺乏,使人们逐渐认识到再生能源发电的重要性,如风力发电、潮汐发电、太阳能发电等。本文就太阳能的光伏发电角度分析其未来发展形势,但就目前我国光伏发电现状来说,比照国外先进国家的技术还有较大的差距,对此加强此方面的研究,增加我国的社会经济以及科技创新非常有必要。

关键词:太阳能光伏发电;系统现状;发展前景

引言

随着我国科学技术的不断发展,我国光伏发电技术逐渐步入正轨,在最近几年我国电力这个先行行业已不能满足国民经济快速增长的需求,出现了严重的电荒现象,今后几年形势依然很严峻,国网能源研究院指出解决电荒的方法主要在于转变电力的发展方式,其中包括采用高效清洁可循环利用的能源发电。本文从新能源发电之一──太阳能光伏发电的优点来分析其应用现状及发展前景。

一、光伏发电系统的组成

一般的太阳能光伏发电系统主要由光伏电池组件,交直流逆变器、蓄电池和光伏系统电池控制器组成。首先,通过光伏电池组件将太阳能转换为电能,其次,利用交直流逆变器将直流电转变成交流电,同时逆变器还可以自动稳定电压,改善光伏发电系统的供电质量。利用蓄电池将电能存储起来,在需要时再释放出来。充放电控制器则是可以防止太阳能光伏电源系统的储能蓄电池组过充电和过放电的设备,它是光伏发电系统的核心组成部分。

二、太阳能光伏发电的优点

2.1地理优势

我国太阳能资源非常丰富,太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。我国地处北半球,南北距离和东西距离都在5000公里以上。在我国广阔的土地上,有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上,西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。年日照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比,与美国相近,比欧洲、日本优越得多,因而有巨大的开发潜能。

2.2资源本身的优势

太阳是一个巨大久远的能量源,每秒辐射到地球上的能量相当于500万吨标准煤,每年相当于130万亿吨煤,可以说太阳能是当今世界上可以开发的最大能源。并且太阳光照射大地时没有地域的限制,可以直接开发和免费使用。随着化石燃料的不断开采和消耗,能源的供应越来越紧张,太阳能的开发和利用就显得越来越紧迫。

2.3 其他优势

光伏发电在提供大量电力供应的同时,避免占用更多的土地。光伏发电可以安装在任何有光的地方,这意味着在公共、私人和工业建筑的屋顶和墙面上都有广泛的安装潜力。同时在运行中,光伏发电系统可以降低建筑的受热,增加通风。光伏还可以作为隔声板装在公路两侧。

光伏发电能够提供很广泛的的就业机会。目前我国光伏技术及产业的就业总人数近万。到2020年将达到10万人左右。按照中国电力专家的研究,2050年,光伏发电行业将达到装机容量10亿KWp,年生产和安装1亿KWp,就业人口将超过500万人。

三、我国太阳能光伏发电现状

3.1 我国太阳能的开发利用

我国太阳能利用方式主要包括太阳能光伏发电、太阳能热发电、太阳能热水器、太阳房、太阳能空调等利用方式。我国是资源大国,太阳能占世界第二位,经过政府的高度重视和支持,我国相继下发了《推进全国太阳能热利用工作实施方案》等标准,节能环保、智能发展等措施的实施使我国逐渐成为了世界上太阳能热利用的第一生产大国。

3.2 近年来我国太阳能发展趋势

经过多年实践,我国太阳能资源的开发已经逐步进入到规模实用阶段,我国太阳能的产业规模、光热产业居世界第一。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在2015年我国太阳能光热发电技术,已经实现了与火电厂合作发电,同时电站规模也在不断扩大,大型的太阳能光热发现也支持了海水淡化工程的发展,并且分布式发电系统的建立有效地解决了偏远山区发电问题。我国太阳能光伏电池的应用,在西藏发展广泛,已经安装完了近100座的光伏电源,为西藏近7个县的用户解决了用电难的问题,但我国光伏发电的成本还是远远高于煤电的成本,与此同时,太阳能光伏发电也有效弥补了煤、核电发电存在的死角。

3.3 我国光伏发电存在的问题

(1)发电成本高

我国风力发电的总装机容量是光伏发电装机容量的20倍,同时光伏发电的成本达到4元/kWh,是生物发电的7倍左右,是风能发电的6倍左右,是煤电车成本的16倍左右。但在2014年,我国光伏发电的成本已经降到了1元/kWh,与常规发电成本已经接近。

(2)科技落后

我国的光伏技术照比国外先进的国家,具有较大差距,日本提出的新刚光计划,使其成为了全球先进的光伏技术;而以色列由于政府的支持,加上与其他国家的合作,使其具有强大的技术支撑;我国的光伏市场不仅技术落后,且政府重视的程度也远远不够,当前的太阳能电池受到其原材料晶硅纯度的影响,使其仍然无法突破材料的瓶颈,导致技术落后,成本增加。

(3)光伏规划不完善

美国在1992年就建立了可再生能源的发电配额制,在财政、金融方面制定了一定的优惠制度,同时市场推广标准规范的提出,也有效促进了美国可再生能源的市场化发展,但我国的光伏产业,不仅没有标准统一的国家光伏规划,也没有一个明确的光伏市场管理、培育和鼓励的政策,使得我国的光伏市场在科学发展、材料、应用等方面的基础建设。

四、我国光伏发电前景预测

4.1 我国政府的扶持力度

我国国务院表明会支持光伏产业走出困境,同时光伏发电补贴的出台、六大扶持政策的利用、新能源基金的扩容、分布式光伏发电的政策以及《中共中央关于制定国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标的建议》《1996~2010年新能源和可再生能源发展纲要》等政策的提出,都有效推动了我国光伏发电技术的发展。同时政府不光有效地集中推动光伏电站的发展,也积极地推动了太阳能屋顶电站技术的发展,对于电网起到了补充的作用。

4.2 技术研发方向

大容量、连续性以及高参数的太阳能光热发电目标,是我国光伏行业主要的技术研发方向。要想实现发展目标,可以通过可再生能源十二五规划来将发电规模扩大,降低其光伏发电的成本角度,来有效提高其发电的规模;从加强光热发电运行温度、聚光度、转换效率的角度,来有效提高其运行的参数;从其储热性能的提升,来有效实现其发电的连续性。

4.3 结合发展

未来可以将风力和太阳能光伏发电进行结合,使其综合利用对于其发电起到互补的作用;中小型风力发电以及风光互补新能源市场的发展也会有效推动光伏产业的完善以及技术的成熟。同时将其光伏发电,与建筑相结合,使其形成光伏―建筑一体化的发展形式,其中德国是最早实施太阳能屋顶计划的国家,对此德国的光伏发展技术仍然处于领先的位置。

结束语:太阳能光伏发电系统不但具有环保的特点,而且科技含量高,发电成本低,是对传统发电模式的重大突破。但光伏发电系统的使用率还不高,主要原因是光伏发电系统的组成科技含量高,对材料的使用要求严格,因此必须加快研发太阳能光伏电池的新材料,提高光伏发电的效率,降低发电成本。加大对光伏产业的扶持力度,开发国内市场,将光伏发电系统广泛的应用到国内,提高光伏产业竞争,不断推进光伏产品的更新和升级,为我国的电力供应开辟新的途径。

参考文献:

[1]马宁.太阳能光伏发电概述及发展前景[J].只能建筑电气技术,2011(2).

[2]张爽莹.中国光伏发电产业竞争力及其成长性研究[D].华北电力大学,2012.

论文作者:周小庆

论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期

论文发表时间:2017/12/11

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