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华体会体育太阳能光伏发电综述

2024-03-05 00:53:44
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  并网系统:与公共电网相联接,共同承担供电任务。它是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段,成为电力工业组成部分的重要方向,也是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。联网太阳能光伏发电系统具有许多独特的优越性,如:所发电能回馈电网,以电网为储能装置,可省掉蓄电池。与独立太阳能光伏系统相比可减少建设投资35%-45%,发电成本大大降低;出入电网灵活,易于建立分布式电源,既有利于改善电力系统的负荷平衡,又可降低线、我国光伏发电的应用历程与现状

  我国于1958年开始研究光伏电池,1971年首次成功应用于我国发射的东方红二号卫星上。我国光伏工业在上世纪八十年代的发展处于起步阶段,太阳能电池的年产量一直徘徊在10千瓦以下,价格也很昂贵。受到价格和产量的限制,市场发展很缓慢,除了作为卫星电源,在地面上太阳能电池仅华体会体育用于小功率电源系统,功率一般在几瓦到几十瓦之间。

  市电并联系统是介乎于上述两种方案之间的做法,是太阳能发展的中期的运用方式。适用于城市电网尚未改造的项目。对于包括中国在内的一些发展中国家,全面改造城市电网阻力很大。并联型系统,是将太阳能所发的电与市电并联后向楼里供电,原则是优先使用太阳能所产生的电力,当其小于用电量时,以市电作为补充。系统还时刻侦测市电运行状况,做到断电同步,可防止市电拉闸后造成的触电事故。

  太阳能光伏发电技术的开发始于二十世纪五十年代,是利用太阳能和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,为了实现能源和环境的可持续发展,世界各国都将光伏发电为发展的重点,光伏产业发展迅速。随着技术的不断进步和光伏组件成本的逐步降低,光伏发电与传统能源发电方式相比具有愈来愈显著的社会效益和经济效益。我国拥有丰富的太阳能资源,在光伏发电领域也取得了一定成绩。光伏发电系统通常采用模块化设计,具有良好的可靠性、可扩展性和可维护性,既可用于独立地向路灯等用电负载供电,也可与景观结合,为社区和建筑物供电,还能够以大规模荒漠电站形式向城市输送大量电能。

  深圳国际园林花卉博览园1兆瓦并网光伏电站由深圳市政府投资、北京科诺伟业公司承建,于2004年8月在深圳国际园林花卉博览园内建成发电,总投资6600万元人民币。该电站填补了中国在兆瓦级并网光伏项目设计和建设上的空白,成为当时国内首座大型的兆瓦级并网光伏电站,也是亚洲最大的并网太阳能光伏电站。该电站的建成对今后太阳能光伏发电系统在建筑上的应用,以及设计、建设大型并网光伏电站具有借鉴和参考意义,是对建筑并网光伏发电的尝试,成为中国并网太阳能发电的里程碑。

  2002年,国家计委启动“西部省区无电乡通电计划”,通过光伏和小型风力发电解决西部七省区(西藏、新疆、青海、甘肃、内蒙古、陕西和四川)700多个无电乡的用电问题,光伏用量达到15.5兆瓦。该项目大大刺激了光伏工业,国内建起了几条太阳能电池的封装线,使太阳能电池的年生产量迅速达

  到100兆瓦。到2003年底,中国太阳能电池的累计装机已经达到55兆瓦。

  在“六五”和“七五”期间,国家开始对光伏工业和光伏市场的发展给以支持,中央和地方政府在光伏领域的资金投入,使得我国的光伏发电产业逐步发展起来,有了一系列的成果,如微波中继站、部队通信系统、水闸和石油管道的阴极保护系统、农村载波电话系统、小型用户系统和村庄供电系统等。

  1995年,在西藏的无水力无电县,建成两个功率分别为10千瓦和20千瓦的光伏电站。

  光伏发电应用领域中,大约有54%是属于商业化的市场,而另外的46%则属于需要政府和政策支持的市场。

  2007年,中国光伏发电累计装机总量已达10万千瓦。至2008年底,我国太阳能光伏发电累计装机约为15万千瓦。

  目前,国内太阳能光伏发电的应用主要集中在农村电气化和离网型太阳能光伏产品。虽然我国太阳能光伏发电潜力巨大,但真正并网型的太阳能光伏发电应用市场还未形成。

  太阳能发电有着广阔的发展前景。太阳辐射到地球表面的能量十分巨大,相当于目前全世界一年能源总消耗量的3.5万倍。从长远看,太阳能光伏发电在不久的将来将在人民群众的生活中普及,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主要部分。根据欧洲JRC的预测,到2030年太阳能光伏发电在世界总电力的供应中将达到10%以上;2040年太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末太阳能发电将占到60%以上,显示出重要战略地位。

  当前,太阳能光伏发电所使用的晶体硅电池的核心技术为美国、德国、日本等国的公司所垄断,中国则成为晶体硅电池及组件的加工生产大国,产生了无锡尚德、江西LDK、常州天合、天威英利等众多国际著名多晶硅电池和组件生产企业,也出现了福建钧石、蚌埠普乐、河北新奥等一批硅薄膜电池生产企业。薄膜电池技术的基础研究和产业化实验始终与国际保持同步。南开大学光电子薄膜与器件研究所是国际著名、中国顶尖的薄膜太阳能电池研发机构,在非晶硅/微晶硅薄膜电池技术、硒铟铜薄膜电池技术领域取得了卓越的成果。四川大学的碲化镉电池技术也展现出了产业化应用的前景。据国际权威机构预测,2010年硅薄膜太阳能电池将占太阳能电池及组件的20%,2015年前太阳能电池发电量的一半以上将来自薄膜太阳能电池。

  摘要:由于传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,为实现能源的可持续发展,全世界都把目光投向了可再生能源。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。太阳能是一种分布极其广泛,储量十分巨大,易于为人们利用的清洁可再生能源。现阶段我国正在发展新能源,太阳能光伏发电成为了人们获取清洁可再生能源的重要途径。目前,光伏发电在人们的生活中已经有了广泛的应用,如:为无电场合提供电源、并网发电、太阳能电子日用产品等。本文对太阳能光伏发电进行了一个详尽的介绍,并对其发展状况进行了展望,提出了该行业存在的问题和解决问题的几点建议。

  太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池板、控制器和逆变器等部分组成,光伏发电设备简单、可靠、寿命长且安装维护简便。

  太阳能电池是太阳能光伏发电系统的核心部件。太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式两大类,而前者又分为单结晶形和多结晶形。伴随着晶体硅电池技术持续进步,薄膜电池技术快速发展,现在单晶硅电池的转换效率达到14%-17%;多晶硅电池的转换效率达到12%-15%;薄膜电池的转换效率达到6%-8.5%,近两年内可达到10%-12%,5年内有望达到18%,其功率衰退问题也已解决。薄膜电池对弱光的转化率十分好,即使在阴天照样能够发电。薄膜太阳能电池正在成为主流太阳能电池技术,与晶体硅太阳能电池技术并驾齐驱。

  2004年8月,总容量为1兆瓦的当时国内装机容量最大的太阳能发电系统在深圳投入应用。

  2006年国家提出建设社会主义新农村,农村电气化成为光伏发电应用的一个主要市场。至2006年,我国太阳能电池的累计使用量已达到80兆瓦。我国光伏发电的市场主要在通信和工业应用、农村和边远地区应用、光伏并网发电系统和太阳能商品及其他应用。

  光伏发电的成本,决定了其能否与传统电力行业相竞争。由数据可知,光伏发电成本随着产业的发展而不断降低。

  与传统电力相比,目前光伏发电成本仍然比较高,独立光伏发电系统初投资约8万元/千瓦,并网发电系统投资约6万元/千瓦,发电成本3.5-5元/千瓦时。光伏发电上网电价4-5元/千瓦时,价格较火力发电成本高了10倍。如此高的价格,大大阻碍了太阳能光伏发电的推广和使用。故其暂时还无法同火电、风电等竞争。然而近期太阳能光伏发电的大规模市场发展和快速的技术进步正在使光伏系统设备和发电成本有效降低,预计2012年每千瓦时发电成本可降为1.5元人民币以下。

  为了弥补在中压和高压网直接并网的大型太阳能并网发电领域的研究和建设上的空白,2005年8月31日,直接与高压并网的100千瓦光伏发电站在西藏羊八井建成并一次并网成功,顺利投入运行。

  西藏羊八井100千瓦戈壁沙漠高压并网光伏电站的建成,作为世界上海拔最高的太阳能光伏并网电站,是沙漠电站的雏形。该工程进一步深入开展了光伏发电高压并网关键技术研究,如并网逆变器技术及其相关的运行安全控制技术、光伏阵列跟踪技术等。

  太阳能光伏发电的种类可分为独立蓄电系统,反馈式发电系统及市电并联系统三大形式。

  独立蓄电系统是比较原始的一种太阳能反应方式,在国内外已有若干年,系统比较简单、造价低。只因其一系列的电池维护困难,而限制了使用范围。

  反馈式发电系统当用电负载较大时,太阳能电力不足就向市电网络购电,而负载较小或不使用电器时,就可以将多余的电力卖给市电。这种方式的实施意义重大,适用于电网已全面改造的城市。其所需的逆变器和控制器规格从3KW到数千瓦,完全符合各种技术规定。该系统在欧洲和北美的市场占有率超过60%。

  此外,陕西榆林、新疆和田市和阿克苏市、内蒙古鄂托克旗和巴彦淖尔及正镶白旗、甘肃武威、山西太原、海南三亚和海口等都在规划太阳能发电项目。据不完全统计,吉瓦以上规模的太阳能发电项目达21个,许多项目已上报国家发改委。

  光伏发电将在中国未来的电力供应中扮演重要的角色,按照国家发改委编制的《可再生能源中长期发展规划》,到2010年太阳能光伏发电总容量30万千瓦。有关专家预计到2010年中国的光伏发电累计装机容量将达到600兆瓦,2020年累计装机容量将达到30吉瓦,预计2050年我国电力装机容量30亿千瓦(按年均增长3%估算)中,太阳能发电装机容量可达6亿千瓦。

  在我国发展大型光伏并网发电,是改变和优化电力结构的理想选择,也是可持续电力供应的理想模式。荒漠电站是最具发展力的项目,根据科学家院士提出的观点,仅内蒙古沙漠地区的太阳能就可以解决中国未来的能源问题。大型沙漠光伏电站由于利用沙漠荒地,可大幅度减少土地利用和投资成本。根据国家发改委的《可再生能源中长期发展规划》,在2010年以前建立3-5座1-10兆瓦左右的沙漠试验电站(总装机20兆瓦),以考察其技术和经济的可行性。2010-2020年期间将进一步推广荒漠电站,到2020年底累计沙漠(戈壁)光伏电站装机达到200兆瓦。

  崇明兆瓦级太阳能光伏发电示范工程装机容量1046千瓦,年平均上网电量约107.3万千瓦时,该项目于2007年10月正式并网发电,接入崇明35千伏前卫村变电站的10千伏侧电网。该工程以单晶硅光伏组件为主,同时采用了少量多晶硅、HIT等多种类型的晶体硅电池组件,其中HIT光伏电池在国内首次使用。作为示范项目,通过对多种类型的晶体硅电池组件实际应用的比较分析,为今后长三角地区开发利用太阳能提供了较好的经验。

  国家发改委和一些省区政府正积极规划、部署和实施大型光伏发电项目。青海省力争到“十一五”末,太阳能光伏发电总装机容量在全省范围内达到300兆瓦;到2013年,太阳能光伏发电总装机容量达到1吉瓦。甘肃敦煌10兆瓦并网光伏发电示范工程项目2008年9月获国家能源局复函,同意采取特许权招标方式建设,光伏发电项目特许经营期25年,预计将在今年3月确定中标单位后即投入建设并于2010年投产发电。甘肃发改委希望以规模化的市场需求带动建立20-30个类似光伏发电项目。

  离网系统:未与公共电网相联接,又称为独立太阳能光伏发电系统。主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所,如为边远农村、海岛、通信中继站、边防哨所等公共电网难以覆盖的场合提供电源。

  混合系统:光伏系统可与生物质能发电系统、风力发电系统或柴油发电系统等其他发电系统组合,以保证持续的电力供应。混合系统可以采取并网或离网的形式。

  为了引导多晶硅企业良性竞争,促进节能减排,国家将多晶硅产业列为产能过剩的行业,通过采用经济、行政等手段,抑制多晶硅产能过剩和重复建设。目前,全国许多省区市都出现了新能源发展的热潮,100多个城市提出建设新能源基地。2008年我国多晶硅产能2万吨,产量4000吨左右,在建产能高达约8万吨,产能明显过剩。正是由于许多企业没有着眼与长远利益,盲目投资,导致了产能的相对过剩。

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