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【小知识】太阳能光伏发电优缺点?华体会体育

2023-04-17 05:41:02
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  即时性是优点也是缺点,如果你是实时用电,天空飘来一朵云,刚好打到你的组件上,你的组件歇菜。

  发电量严重受天气影响,关于天气的影响,可以这么定量描述:夏天,晴空万里,地面上,每单位面积上,阳光的辐射功率可以达到1000W/平方米,那个时候你站在太阳下可以明显感觉到灼热感,我们把每天太阳辐射的总量都除以1000,就得到每天的有效辐射量,夏天晴天每天辐射量可以达到7~8个小时,意思是相当于用1000W/平米辐射强度照射7~8小时。而阴天下,有效辐射只能达到0~2小时,发电量相差4倍以上。

  转化效率低,虽然现在PERC电池效率量变23.5%,做成组件大概22.5%,太阳光1000W功率照射下来,才仅能利用225W,虽然这已经很不错,但是效率低却是事实。

  光伏组件有一定重量,安装需要考虑承重,由于效率低,所以需要安装面积较大。

  总结,光伏发电成本已经大大下降,我记得15年的时候,安装成本每W需要7~8元,而现在每瓦仅需要3~4元,回收期进一步缩短,发电周期内的收益率进一步提高,还是很不错的投资,并且是科技产品,绿色能源,可以让用来教育小孩子

  虽然我本人从事光伏太阳能研究10多年,但是对其它能源的了解有限,不确切的地方还请指正。

  首先,太阳能光伏发电是利用了光生伏特效应把太阳光能转换为电能的一种过程,是人类高效直接的利用太阳能的一种方法。从二十世纪五十年代开始制造出第一块太阳电池,到现在太阳电池被大规模的制造并装机,并没有经过太长的时间,太阳电池技术仍然处于高速发展的时期。

  既然是一种转换过程,就要涉及到对转换过程的评价。我们通常用太阳电池的光电转换效率这个参数来评价这个转换过程,也就是电能与输入的光能的比。国际上标准的测量方法(地面用的,空间用电池有另外的测量标准)是在AM1.5光照条件下测量单位面积的太阳电池的输出功率,其数值等于转换效率。目前实验室的最高水平是超过42%。工厂生产线%左右,估计下半年的生产水平会有较大的提升。以常见的多晶硅太阳电池组件为例,尺寸规格约为1.6米x0.9米,如果额定功率为260W,就是说在辐照功率密度为1000W/米2,且其光谱分布符合AM1.5规定的标准误差范围内时,环境温度为25摄氏度,其输出功率为260W。在实际的使用环境中,其最大输出功率会受到光照条件、气温、风速、安装条件等因素的影响,一般最高不会超过1.3倍的额定功率,真正的输出功率更是取决于输出端所连接的负载的阻抗,这就是最大功率跟踪的意义。

  有光的地方就能够发电,这是太阳电池的基本工作原理,也是其最大的优势。发电过程不需要消耗任何传统的物质材料,不产生噪音和废气、废物,没有任何污染。至于说到生产太阳电池过程中的污染问题,已经有很多讨论了,不再赘述。

  最为人诟病的是输出功率不稳定性,因为地球上的光是经过大气层吸收过的太阳光,地球的公转与自转导致了地面上确切地点的光的变化,使得输出功率也随之变化。稳定输出有很多途径,只不过由于目前的太阳电池的生产成本还是偏高,使得这些途径都不具有经济性,因此目前都是要通过储能措施(电网、蓄电池等)把不稳定的光伏输出功率,变成稳定可用的。我们相信太阳电池最终会是非常廉价的一种半导体器件,稳定性问题就能够不靠储能解决。

  至于间歇性的问题,我们都有一种“幻想”,全球太阳能电网,即围绕地球安装足够多的太阳电池,这个超级太阳能光伏电站在任何时候都能产生足够全球人类所需的电能。会实现的!

  第二个局限性是转换效率相对较低引起的,即需要较大的安装面积,不能像核能那样进行微型化或小型化。随着技术的发展,这个问题会有一定程度的改善,但即使100%的转换效率,每平米也就是1000W或多点,是有上限的。当然聚光电池会更高效些。

  最后说一点,太阳能发电产业已经成熟到可以为社会发展做出更大的贡献了,无论从投资理财还是环保节能的角度,都可以投资安装太阳能光伏发电系统!

  功率因数是衡量一个企业用电是否经济运行的重要指标,在如今光伏发电普及的情况下,多数企业在安装光伏发电后,会遇到功率因素降低的情况,那么具体原因是什么呢?功率因数的高低,直接关系到电力网中的电能损耗,供电线路的电压波动和电压损失,以及电力系统的安全和经济运行及合理利用能源。

  在工业企业中,常用的电动机类设备均属于电感性负载,这些设备在工作时既要消耗有功功率,还要从电网吸收无功功率。功率因素cosφ就是反应总功率(视在功率)中有功功率的所占比,即:cosφ=P/S,(P为有功功率,S为视在功率,功率因素也简称PF),而我们所要了解的无功功率Q与前两者的关系则是S²=P²+Q²,所以功率因素越接近1,说明其消耗的无功电量越少;反之,功率因素越低,则表示消耗的无功电量越高。

  正常情况下,并网逆变器输出的无功功率小,分布式光伏系统接入厂区后,若厂区容性负载与感性负载占比较大,由于光伏发电仅提供有功功率,而厂区负载则同时会消耗有功功率和无功功率,光伏发电提供的有功优先被消耗,导致从电网获取的有功减少,而所有无功消耗仅来自电网,根据上面所介绍的cosφ公式计算,对于电网考核点来说功率因数必然降低,可能造成供电系统电压波动、谐波增大等现象。

  解决功率因素偏低就需要进行无功补偿,一般企业会通过加装无功补偿装置的方式来提高功率因素,如何从逆变器侧有效解决此类问题?

  逆变器设置发无功的方式有两种,一种为固定设置功率因素PF,可设范围为±0.8,固定输出无功功率;另外一种是利用***智慧能源管理器,可设范围也为±0.8,优点是可根据检测点有功、无功、功率因素等数据,计算厂区所需无功,对逆变器输出无功大小进行合理调整。

  在并网接入点,通过智慧能源管理器的电表或现场的第三方电表可以看到以下参数,依据供电部门的要求,用户功率因数小于0.9时会进行经济处罚。

  从表中公式可以得到:当负载所需的无功Q较大时,即使有功P很大,也无法保证PF=P/S>0.9,此时需要逆变器发出无功进行补偿,提高PF,使得PF总体上>0.9。

  1.降低变压器的负荷,减少变压器的损耗。补偿无功功率,就是提高的功率因数,这等同于提高效率。

  2.减少电网中的功率损耗和电能损失。通过无功补偿,可以减少厂区的线路损耗,直接降低电能消耗,减少用电成本。

  3.改善电能质量,提高用电设备的工作效率和降低故障率。无功补偿可以提高电能质量,使电压和频率更稳定率,滤出一定的电力谐波,从而保证用电设备工作更稳定,工作效率更高,降低电设备的故障率,等同于提高设备效益。

  4.减小变压器等设备的投入,节省投资。功率因数提高以后,厂区的负载变向降低,同样的变压器,可以给更多的设备供电,这就减少变电设备的投入,间接提高经济效益。

  最近,中报陆续问世。众多企业中,光伏硅料(高纯多晶硅,光伏电池的上游原料)生产企业,绝对算是相当抢眼的。

  大龙头通威股份(600438),预计实现归母净利润120-125亿,同比增长304.62%-321.48%。大全能源(688303)紧随其后,半年净赚95.25亿,同比增长340.81%。

  通威和大全,之所以有这样的成绩,是因为今年上半年,硅料价格持续高涨。2021年初,硅料还只有8万元/吨,到现在,已涨至30万元/吨。翻了近4倍。

  不过,乐观之余,别忘了这种故事,并不是第一次出现。早在十年前,硅料价格就曾一度逼近过80万元/吨。然而仅一年,就回到了10万元/吨以内。

  首先,从供给端来看,2021年,国内多晶硅产量50.5万吨。按照单瓦硅耗2.8g/W计算,50.5万吨硅料对应硅片产量约为180GW(50.5/2.8*10=180GW)。

  其次,从需求端来看,光伏硅料的下游是硅片。2021年,国内硅片产量227GW。远超硅料供给量。华体会体育

  说到底,硅料之所以会跟不上硅片的需求,是因为硅料扩产周期长,通常需要一年半左右。而硅片扩产周期短,大概只需要半年。

  去年,硅片突然扩产,硅料被打了个措手不及。但硅料价格猛涨,必然吸引玩家纷纷扩产。而去年建的工厂,将在今年陆续投产。并且2023年持续释放。供求关系,将逐渐转为紧平衡,甚至过剩。

  首先,大全能源不仅面临硅料降价的风险,而且2022年下半年,大全的硅料销量,也很可能会出现明显下滑。

  6月24日,大全能源在互动问答平台介绍,2022年全年产量预计只有12-12.5万吨。而上半年已经实现6.67万吨产量。这就意味着,按照大全的规划,下半年产量大概只有5.33-5.83万吨。

  从大全这个产量规划来看,它对下半年的市场情况,似乎也不是很乐观。叠加库存数据后,大全下半年可实现的销量,大概就只有5.71-6.21万吨。同比上半年的7.64万吨,将下降19%-25%左右。

  而即便,下半年同样能够达到上半年的产量规模,但因库存差异,下半年可销量仍会比上半年减少1万吨,同比降幅仍然在13%以上。

  这就意味着,即便下半年硅料价格仍然坚挺,大全能源销售收入也面临锐减的风险。

  其实对光伏电池的整个产业链来说,硅料降价也不完全是坏事。因为这样会推动产业链利润重新分配。

  去年硅料价格大涨之时,通威股份虽然硅料利润翻番,但同时,由于上游成本过高,下游太阳能电池、组件等业务,毛利率从14.5%,下滑到了8.8%。

  那么反过来,当硅料价格下降时,通威股份的太阳能电池、组件等业务,就有望重回10%+、甚至20%的盈利通道。

  当然,这个利润增量,很难弥补硅料降价的损失。毕竟摆在硅料面前的,或将是毛利率从70%这个水平砍半。

  至于大全能源,则没有这种退路。好处是,在硅料景气的年份,大全没有下游业务拖后腿,可以大赚一笔。但一旦硅料进入下行期,就必然要承担利润骤降的风险。

  总之,给硅料一点时间,扩产降价都将成为必然。而从几大硅料厂目前的产能规划来看,这一天,已经不远了。

  通威股份两手抓,上下游均有布局。即便上游利润缩减,下游也能分配到更多的利润。只不过,增量和减量,并不是一个量级。

  相比之下,大全能源的利润弹性要更大。好的时候赚得更多。同理,不好的时候,输得也会更惨。

  而且,不知是主观不想,还是客观不能,大全能源的扩产速度明显不如通威股份。截至2022年8月,通威股份的产能,已从去年底的18万吨/年,增长到23万吨/年。而截至2022年6月,大全能源的产能,仍然维持着去年底的10.5万吨/年。

  产能影响产量,进而制约销量。即便下半年硅料价格仍然坚挺,大全能源的销售收入,也很可能面临下降。

  第一,是颗粒硅对传统的西门子法生产工艺的挑战。在这点上,通威股份和大全能源是统一战线,都站在协鑫科技(HK3800)的对立面。

  第二,是光伏电池从P型向N型的发展,倒逼上游也必须布局N型硅料。据悉,通威和大全,都已实现N型硅料的投产,甚至量产。

  注:本文不构成任何投资建议。股市有风险,入市需谨慎。没有买卖就没有伤害。

  太阳能光伏发电是节能环保的新领域,但很多人对一些光伏发电配件不是很了解,例如逆变器。很多人不知道逆变器在太阳能光伏发电系统中的作用是什么。

  太阳能光伏发电的原理是一种通过利用半导体界面的光伏效应将光能直接转换为电能的技术。这项技术的关键组件是太阳能电池。太阳能电池被串联地封装和保护以形成大面积的太阳能电池模块,然后与电力控制器等组合以形成光伏发电装置。整个过程称为光伏发电系统。光伏发电系统由太阳能电池阵列,电池组,充放电控制器,太阳能光伏逆变器,汇流箱等设备组成。为什么在太阳能光伏发电系统中使用逆变器?

  逆变器是一种将直流电转换为交流电的设备。太阳能电池在日光下会产生直流电,存储在蓄电池中的也是直流电,但是直流电供电系统具有很大的局限性,日常生活中的荧光灯,电视,冰箱,电风扇等交流负载不能由直流电源供电。要想光伏发电广泛应用在我们的日常生活中,能将直流电变成交流电的逆变器不可或缺。

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