关键词:新能源 风电 发电 现状 发展 建议
中图分类号:TM61 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(a)-0086-02
。但毋庸置疑地,风电和光伏发电行业在发展中还存在很多问题,如光伏并网技术存在瓶颈、行业普遍亏损等都制约了风电和光伏发电行业的发展,因此对其展开研究就显得尤为重要了。
1 风电、光伏发电行业发展情况
1.1 我国风力发电行业发展现状
中国新能源产业的发展速度让众多发达国家望尘莫及,其中风电和光伏发电产业尤甚从2003年开始,我国的风电产业进入了较快的成长阶段,风电装机从55万千瓦上升到2012年底7532.4万千瓦(吊装容量),已成为世界风电第一大国。
1.2 我国光伏发电行业发展现状
随着光伏发电成本的降低以及出台相关支持,光伏发电迅速发展,2011年新增装机陡增到223万千瓦,累计装机309万千瓦,成为全球重要的光伏市场。
2 目前风电、光伏行业存在的主要问题
2.1 经济危机引起欧洲主要国家光伏补贴下调
受金融危机和随后的欧债危机影响,部分欧洲国家财政情况恶化,光伏发电装机开工建设放缓。全球光伏产能远高于需求,产品积压严重,导致部分企业为了回款低价抛售光伏组件。主要欧洲光伏市场国家因此下调了对光伏发电的支持和补贴。
2.2 美国、欧洲“双反”使我国光伏设备出口受到极大影响
美国商务部在2012年当地时间3月20日下午宣布向我国晶硅光伏电池制造企业征收2.9%~4.73%的反补贴税。5月16日宣布反倾销税率为31.14%~249.96%。最终,美国双反落槌,中国光伏产品税负最高增逾两倍。2012年9月16日欧盟委员会对中国光伏产业反倾销调查的正式立案。这对国内光伏设备90%产品依靠出口的生产厂家来说几乎是命悬一线。
2.3 部分地区风电限电严重,风机企业利润下滑
2.3.1 2011年我国风电限电情况
中国可再生能源学会风能专业委员会对10个省(市、自治区)共1869.1万千瓦的风电场进行了统计分析,认为2011年这些风电场由于电网调度原因被限发的电量高达59.8亿千瓦时,具体的调研结果见表1。
2.3.2 我国风机制造企业利润下滑
2011年,国内主要风电类上市公司业绩均出现下滑,具体如表2所示。
2.4 光伏设备制造产能远高于需求,行业企业普遍亏损
前我国光伏产品主要市场为欧美等主要发达国家,欧美市场销量占总产量的90%以上,而国内市场开发程度较低。2013年3月20日,我国最大的光伏企业无锡尚德,由于无法归还到期债务,被当地裁定破产重整。光伏产业自诞生之日起就面临畸形发展的状况,严重依赖补贴、9成以上依靠出口、产能过剩企业难以为继。这些“原罪”导致了今天的产业困局。今后部分生产工艺落后、生产成本较高、竞争力较弱的企业面临被淘汰的风险,行业企业数量将大幅减少。
2.5 风电、光伏发电项目存在并网瓶颈
正如业内一位专家所言,风电并网,首先的是利益调整,其次是观念,再次才是技术。并网困难表面看受制于技术因素,但更深层次的症结在于利益驱动,电网企业在风电上网和远距离输送方面需要大量投入,但收益不大,缺乏利益驱动和变革的动力。技术上的困难是可以克服的,管理尚未捋顺、利益分配不均衡才是造成风电并网困难的首要因素。
2.6 光伏电价面临下调
有消息称,已向各地方、发电企业等下发了《关于完善光伏发电价格通知》的意见稿。从意见稿的内容中可以看出,光伏上网电价将从“一刀切”的1元/千瓦时,改为分四大资源区来定价,最低的地区电价为0.75元,降幅达25%。从意见稿内容看,国家的思路是,即便是产能严重过剩,也要按市场化方式操作,不会过度补贴国内市场。这对发电企业来说又将是一个新的挑战。
3 目前风电、光伏行业分析
3.1 我国风力发电行业发展预测
根据我国《可再生能源发展“十二五”规划》,到2015年风电装机将达到1亿千瓦,2020年达到2亿千瓦。
3.2 我国光伏发电行业发展预测
根据我国《可再生能源发展“十二五”规划》,2015年太阳能发电装机2100万千瓦,2020年5000万千瓦。
3.3 分析判断
(1)新能源发电行业长期发展趋势向好。根据前面的预测分析进行测算,从目前到2016年底,我国风电和光伏装机容量增长较快,新能源发电行业长期发展趋势向好。
(2)我国风电和光伏装备制造有效产能将更为集中。我国风电和光伏设备制造产业已拥有了完整产业链、较低生产成本和一定的规模效应,是我国具有全球竞争力的行业之一。但随着发展初期暴利的消失,未来行业竞争将对技术水平、资金实力、企业管理等提出更高要求,行业资源将向大型企业集中,新能源发电的成本与传统发电成本差距将逐步缩小,行业竞争力日趋明显。
(3)风电、光伏发电等发展将更加规范有序。国家能源局出台了有关规范风电项目审批制度的管理办法,意图收紧地方审批权。。各种配套的出台及完善使各路开发商进入此领域更加谨慎,从一定程度上规范了风电、光伏发电发展脉络。
4 风电、光伏行业发展建议
4.1 积极推动支持风电、光伏企业发展的制订
各相关方应找出影响行业发展的关键问题,推动有关部门制订扶持行业发展的布局、规模、电价、并网等具体,并适时联合国家能源局启动电网运行机制创新研究工作,解决风电并网和弃风问题。
4.2 大力支持光伏发电项目建设,助推光伏企业走出大幅亏损和产能堆积的困局
目前美国的“双反”的裁定,已使光伏行业面临巨大的危机,而我国国内光伏发电市场仅为开发初期,光伏发电装机容量仅为德国的1/9,发展空间巨大,同时由于光伏组件的大幅下跌,光伏发电企业的成本也相应下降,效益相对较好。大型光伏企业应寻求、金融机构的大力支持,同时大力开拓内需,为剩余产能找出路;光伏发电企业应抓住机遇大力发展,以促进光伏发电行业实现跨越式发展,化解光伏行业发展中存在问题的解决。
4.3 拓展境外新兴市场
国内企业应瞄准亚非拉等地区资源禀赋好、措施到位的新兴市场,加大新能源行业的投资、EPC总包、并购等多种方式,开拓“蓝海”领域。
4.4 具备核心竞争力的风电和光伏设备制造企业通过优胜略汰,使有效产能适度集中
鉴于全球光伏市场和我国风电市场放缓的预测,我国光伏和风机设备行业仍将处于激烈竞争、盈利下滑时期。在核心技术、产业链等方面具备竞争力的企业抵御风险能力较强,具备一定的企业核心竞争力。行业企业的优胜劣汰,使有效产能适度集中。
4.5 新能源发电企业内部资源更加倾向效益好,发展潜力大的项目
为促进了风电规模化发展,过去提倡建立大基地融入大电网,随着风电近年的高速发展,此模式暴露出的问题也越来越多,并网送出困难,事故频发。近来,风电开发呈现向国家倡导的分散式开发和由内陆向沿海推进的趋势。从地域看,海上风电开发区域均为沿海地带,而这些区域集中了我国用电负荷大的省份,在电力传输上,只需要考虑将电从海中送上岸,较陆上风电的“千里送电”,一来大大减少了电力的损耗和衰减,二来也省下了大规模建设特高压输电线的投资。各个大型新能源发电企业将从追求装机容量的粗放式发展逐步向效益优先的方向迈进。
4.6 加强新能源产业前瞻性问题研究
各新能源企业应进一步密切与能源局、国家电网和电规院等部门合作,加强对分布式能源、海上风电、聚光光伏发电和光热发电等新技术、新领域的研究,把握行业发展趋势和重点,拓展国家能源战略和行业发展的能力。
5 结语
风电和光伏发电等新能源的开发势在必行,虽然目前行业发展的态势不容乐观,还存在很多观念和技术上的约束,但笔者相信,通过多方的努力,风电和光伏发电行业必能迎来发展的春天。
参考文献
[1] GWEC. Global Wind Energy: Solid Growth in 2012[EB/OL].http:///wp-content/uploads/2013/02/GWEC-PRstats-2012_english.pdf
关键词 新新产业 太阳能 光伏 封装设备 现状
中图分类号:TK519 文献标识码:A
0前言
由于环境污染日益严重,寻求可持续的能源发展道路,选择太阳能作为目前新新产业新能源的开发对象具有巨大的发展前景。近年来世界各国对太阳能光伏组件产品的开发与应用越来越广泛,而光伏组件产业是太阳能发电系统中的一个十分重要的部分,所以新新产业太阳能的发展也将会带来光伏组件产品的日益兴起。在太阳能发电组件制造业的不断发展过程中,新新产业光伏组件封装、硅片加工以及在光伏晶体硅太阳电池的制造方面均有着巨大的成功,从而明显缩短了生产时间与发展进程,我国在该领域的发展也使得当前国内光伏组件封装设备制造在自主创新方面也取得了较大的成绩。这为我国光伏产业的快速而可持续的发展奠定了良好基础,同时也为我国光伏组件封装制造做出了巨大贡献。本文对目前的市场现状以及发展方向进行了阐述。
1光伏组件封装设备生产介绍
1.1光伏组件封装设备组成
光伏组件封装设备主要是用在新新产业的太阳电池组件封装过程中。主要由装框机、层压机、打胶机、敷设机、组件测试仪以及焊接机等设备组成。此外还可以装有激光划片机以及电池片分选仪等设备。
图1:太阳能光伏组件封装
1.2光伏组件封装设备用途
太阳能光伏组件的封装的过程具有十分重要的作用,在产品制造的过程中对光伏电池片的封装应满足密封与抗雷击两项基本指标,由此可以满足对太阳能光伏电池设备的使用寿命要求。在太阳能光伏组件封装设备中应用最广泛的是层压机,其主要功能是通过层压机把EVA、太阳能电池片、钢化玻璃、背膜在高温真空的条件下压成具有一定刚性的整体。这是制造太阳能光伏电池组件的一种重要设备。目前我国的层压机和国外层压机的主要在制作精度、控制程序、设备的稳定性等方面和国外有差距。我国生产的层压机从2000年开始,经过几年的不懈努力,和国外产品的额差距在不断缩小,现国内绝大多数组件生产厂家使用的层压机都是国产的,其产品性能能够满足太阳能光伏组件生产的要求。此外,光伏组件封装设备中的焊接机主要是用于电池串接;而装框机则主要是安装光伏组件的边框,从而增加组件的强度;铺设机则将电池组件串、EVA、玻璃以及背板等进行分层次铺设;注胶机则主要是对电池片进行封装。
2我国光伏组件封装设备制造现状
新新产业太阳能光伏组件封装设备已经在我国发展超过了10年,目前我国已经拥有了完成整线装备的能力。从市场规模上看,目前我国国产的太阳能光伏组件封装的市场占有率超过了80%,而相关评估显示,5年后将我国将有90%的光伏组件封装均达到国产化。市场统计可以看出,我国目前的光伏组件封装设备在整个行业中的总产值已经占到了34%,其中2006~2010年间国产光伏组件设备容量统计如下。
图2:我国光伏组件封装设备容量统计
在太阳能光伏组件封装设备的制造流水线中,对设备焊接所需要的技术较高,而我国现有的焊接技术仍无法满足要求。但是随着自动焊接机引入我国市场,在国产太阳能光伏组件封装设备生产国产中已经取得了较好的效果。其中我国已有部分产品型号在光伏组件测试仪设备中达到了3A标准,此外我国的9A太阳模拟器已经给成为德国SCHMID整线产品的标配设备,在国外已经打下了很好的市场。我国的装框机生产商也越来越多,我国的层压机市场国产化已经达到了97%,己经有65家太阳能光伏组件封装设备生产厂家,可见我国的太阳能光伏组件封装设备制造技术与发展已经获得了巨大的成功。
此外,从光伏组件封装设备价格来看,我国国产设备的价格比同种国外产品低30%~50%,也具有明显的价格优势,可以预测我国的光伏组件封装设备的制造将推动着整个光伏组件设备制造行业的快速发展。
3我国光伏组件封装设备制造的展望
我国未来光伏组件封装设备的制造上仍然会向自动化进一步发展。这是由于自动化程度的提高将更有效的控制光伏产品的质量及其稳定性,同时自动化生产线的生产能力优于人工操作生产线,可以减少了人员的使用,同时还可以通过降低封装环节人工成本来实现对光伏组件生产成本的控制。因此如何实现光伏组件生产自动化是目前光伏组件封装设备生产的主要方向。目前来看,我国在新新产业太阳能光伏组件封装设备的生产行业中主要是实现由节点设备向流水线的发展趋势,这是受国外先进的自动化生产线影响而成的,这种模式可以有效的减少生产过程中的人工干预,实现设备生产车间的自动传送,提高生产自动化及整线生产效率。。
4结论
我国新新产业太阳能光伏组件封装设备的研发与生产起步较早,同时我国的国产设备市场占有率也非常高。随着我国制造工业的不断快速发展,使得光伏组件封装、硅片加工以及晶体硅太阳电池制造上都获得了很大的成功,由此导致了光伏组件封装设备的国产化日益显著。由于光伏行业的生产设备属于一体化大型综合性设备,其中也包括了复杂的软硬件技术,而这些软硬件还涉及到许多现代工艺细节,因此在我国光伏组件封装设备制造业的良好发展势头下,还需要掌握到这些先进的光伏组件封装设备的制造生产技术,并且保持技术的创新性,从而不断提高新型产业太阳能光伏组件封装设备的制造水平,扩大产业的发展前景。
参考文献
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关键词:逆变器;光伏发电;智能控制
中图分类号:TM4文献标识码:A文章编号:
1.光伏发电系统对逆变电源的要求采用交流电力输出的光伏发电系统,由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变器四部分组成,而逆变器是关键部件。光伏发电系统对逆变器要求较高(1)要求具有较高的效率。由于目前太阳能蓄电池的价格偏高,为了最大限度地利用太阳电池,提高系统效率,必须设法提高逆变器的效率。(2)要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区,许多电站无人值守和维护,这就要求逆变器具有合理的电路结构,严格的元器件筛选,并要求逆变器具备各种保护功能,如输入直流极性接反保护,交流输出短路保护,过热、过载保护等。(3)要求直流输入电压有较宽的适应范围,由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化,蓄电池虽然对太阳能蓄电池的电压具有重要作用,但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动,特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大,如12V蓄电池,其端电压可在10~16V之间变化,这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作,并保证交流输出电压的稳定。(4)在中、大容量的光伏发电系统中,逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中,若采用方波供电,则输出将含有较多的谐波分量,高次谐波将产生附加损耗,许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备,这些设备对电网品质有较高的要求,当中、大容量的光伏发电系统并网运行时,为避免与公共电网的电力污染,也要求逆变器输出正弦波电流。逆变器将直流电转化为交流电,若直流电压较低,则通过交流变压器升压,即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器,由于直流母线电压较高,交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V,在中、小容量的逆变器中,由于直流电压较低,如12V、24V,就必须设计升压电路。中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种,推挽电路,将升压变压器的中性插头接于正电源,两只功率管交替工作,输出得到交流电力,由于功率晶体管共地边接,驱动及控制电路简单,另外由于变压器具有一定的漏感,可短路电流,因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低,带动感性负载的能力较差。
全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点,功率晶体管调节输出脉冲宽度,输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路,即使对感性负载,输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地,因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外,为防止上、下桥臂发生共同导通,必须设计先关断后导通电路,即必须设置死区时间,其电路结构较复杂。推挽电路和全桥电路的输出都必须加升压变压器,由于升压变压器体积大,效率低,价格也较贵,随着电力电子技术和微电子技术的发展,采用高频升压变换技术实现逆变,可实现高功率密度逆变,这种逆变电路的前级升压电路采用推挽结构,但工作频率均在20KHz以上,升压变压器采用高频磁芯材料,因而体积小、重量轻,高频逆变后经过高频变压器变成高频交流电,又经高频整流滤波电路得到高压直流电(一般均在300V以上)再通过工频逆变电路实现逆变。采用该电路结构,使逆变器功率大大提高,逆变器的空载损耗也相应降低,效率得到提高,该电路的缺点是电路复杂,可靠性比上述两种电路低。 2.光伏发电逆变系统架构
由于光伏系统应用场合的多样性,势必导致太阳能电池板安装的多样性。为了使太阳能的转换效率最高同时又兼顾应用地点的美观性等要素,光伏发电逆变系统具有多样化等特点来实现最佳方式的太阳能转换。现在世界上比较通用的太阳能逆变方式为:集中式逆变器、单组式逆变器、组串式逆变器和近期发展迅速的AC模块逆变器,现将几种光伏逆变系统的特点和运用场合加以分析。
2.1集中式逆变器
集中逆变器一般用在过去大型光伏发电站(>10kw)的系统中,很多并行的光伏组串被连接到同一台集中逆变器的直流输入端,以达到较大的直流电压和功率级别,同时使用DC--AC转换控制器来控制逆变器所产出电能的质量,使它非常接近于正弦波电流,其直流侧可提供高电压高电流输出。这种架构最大的优点是系统的功率高,成本低。其缺点也显而易见,受光伏组串部分遮影和和相互匹配的影响,整个光伏系统的发电可靠性受某一个光伏阵列组工作状态影响较大,从而导致整个光伏系统的电产能和效率不高。
2.2单组式逆变器
目前己成为现在国际市场上最流行的逆变器。它可以看作是集中式逆变器的简化,只有单组光电模块连接到一个逆变器上"通过这个逆变器,使其在直流侧具有最大功率峰值跟踪功能,在交流侧并联电网"单组式逆变器输入直流电压高,不需要电压放大环节,如果逆变器含有直流升压电路或者工频变压器,也可以串联较少的光电模块,一般用在中功率场合。相比集中式逆变器,它不受组串间模块差异和遮影的影响,也没有分组二极管,在分组二极管上就不会产生功率损耗,拥有更高的系统效率,降低了成本,增加了可靠性。
2.3多组式逆变器
多组逆变器是单组式逆变器和集中式逆变器的进一步发展,多组逆变器通过各自的DC一DC变换器和公用的逆变器相连。每组光伏阵列都可以实现单独控制。DC一DC变换器完成对每组光伏阵列的最大功率点跟踪控制和提升电压功能,逆变器环节完成输出交流电流。这样,使用者也可以用几个模块构成的光伏发电系统。系统扩建也很容易。因为每组拥有DC一DC变换器,可以将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。这样,系统更加灵活和高效。
2.4 AC模块逆变器
AC模块逆变器是近几年发展比较快,研究比较热的技术。
2.4.1保证每个组件都运行在最大功率点,具有很强的局部抗阴影能力,消除了光电模块间的配合不当,系统结构更加合理,系统的功率损耗降低。
2.4.2将逆变器和光伏组件集成,可以实现模块化设计,实现即插即用和热插拔,系统扩展简单方便。
2.4.3并网逆变器基本不占用安装空间,分布式安装便于配置,充分利用空间适应不同安装角度和方向的应用。
2.4.4系统冗余度高,可靠性高,单个模块的失效不会对整个系统造成影响。
3.光伏发电中逆变技术发展趋势
随着光伏发电的迅速发展,对光伏发电提出了新的要求,需要大规模的并网发电,与电网连接同步运行。并网逆变器作为光伏发电的核心,对其要求也越来越高。首先,要求逆变器输出的电量和电网电量保持同步,在相位、频率上严格一致,逆变器的功率因数近于1;其次,满足电网电能质量的要求,逆变器应输出失真度小的正弦波; 第三,具有对孤岛检测的功能,防止孤岛效应的发生,避免对用电设备和人身造成伤害; 第四,为了保证电网和逆变器安装可靠运行,两者之间的有效隔离及接地技术也非常重要。
3.1 结构发展趋势
过去逆变器的结构由工频变压器结构的光伏逆变器转化多转换级带高频变压器的逆变结构,功率密度大大提高,但也导致了逆变器的电路结构复杂,可靠性降低。现阶段的光伏并网逆变器普遍采用了串级型,经过反复研究表明: 逆变器采用多串级逆变结构,融合了串级的设计灵活、高能量输出与集中型低成本的优点,是今后光伏并网逆变结构的一种发展趋势。
3.2 控制策略发展趋势
光伏并网发电系统中的逆变器需要对电流和功率进行控制,逆变器输出电流主要采用各种优化的PWM 控制策略。对光伏阵列工作点跟踪控制主要有: 恒电压控制策略和 MPPT 光伏阵列功率点控制策略。现代控制理论中许多先进算法也被应用到光伏逆变系统的控制中,如人工神经网络、自适应、滑模变结构、模糊控制等。将来光伏并网系统的综合控制成为其研究发展的新趋势。基于瞬时无功理论的无功与谐波电流补偿控制,使得光伏并网系统既可以向电网提供有功功率,又可以实现电网无功和谐波电流补偿。这对逆变器跟踪电网控制的实时性、动态特性要求更高。
4.结语
21世纪是一个机遇与挑战并存的时代,大量使用常规能源使地球生态恶化,环境受到污染,利用光伏发电等可再生能源可以积极有效的解决此类问题的发生。随着各国不断完善能源法律制度和出台相关能源,光伏发电技术日趋成熟以及成本的日益降低,太阳能发电在未来能源结构中的战略地位将日益凸显。因此作为太阳能光伏应用的光伏逆变器的研究越来越受到人们的重视。
参考文献:
【关键词】光伏电池;太阳能电池;可再生能源
如今我们的生活中绝大多数都是以煤炭、石油为主的的不可再生能源,而这些能源是古生物遗体掩埋在地下深层上百年甚至上千年才得以形成,一旦被用尽就很难再形成。近几十年来,人们逐渐意识了开发可再生能源对我们生活的重要性,人们便开始致力于可再生能源的研究,包括:风能、水能、潮汐能、太阳能能可再生能源,而太阳能又以其情节安全的特点备受人们青睐。
1 太阳能电池的种类
自太阳能电池的研发之初便以晶体硅为最主要的原料。由此研发出来的单晶硅太阳能电池,多晶硅太阳能电池,非晶硅太阳能电池也是太阳能电池板的主要种类。其中单晶硅电池相对于其他的几类电池的转换效率要高很多,而且有较好的稳定性,非晶硅太阳能电池与单晶硅电池相比生产成本低廉,但是使用周期比较短,而且转换效率低。在这几类太阳能电池中性价比最高的当属多晶硅太阳能电池。
2 太阳能光伏发电系统的组成及作用
2.1 太阳能电池板
太阳能光伏发电系统的最核心的部分为太阳能电池板,同时也是系统中价值最高的部分,其主要作用是将太阳能转化为电能。一个太阳能系统的质量取决于太阳能电池板的质量。
2.2 太阳能控制器
太阳能控制器能对蓄电池充放电过程起到保护作用,有着温度补偿的功能,并且控制着整个系统的工作状态。
2.3 蓄电池
蓄电池的主要作用就是储存太阳能电池板发出的电能,并且在使用时释放。
2.4 逆变器
在我们的日常生活中使用的家用电器绝大多数都是交流电,而太阳能电池板所发出并存储在蓄电池中的一般是直流电源,并不能被我们直接利用。为了能够被电器所使用,这是我们就需要使用逆变器将太阳能电池板发出的直流电转换成交流电。
3 太阳能电池在各领域的应用
3.1 通信领域
通信业是国民经济的基础产业,随着国民经济的快速发展,通信业的发展速度也十分快速。太阳能电池主要应用于光缆通信、微波通信、农村通信、卫视接收站等方面。
3.2 工业领域
主要包括铁路及公路信号电源、航标及灯塔电源、气象台站电源、地震测报台站电源、管道阴极保护电源、森林防火系统电源、公路道班电源、边防哨所电源、公路标志电源等。这些工业领域对光伏电池的需求量都非常的大。其中光伏电池在海水淡化、电动车、工业备用电源、制氢等方面的应用将是很值得大力开发的项目,应用前景广阔;管道阴极保护、公路标志及道班、铁路信号等方面对光伏电他的需求量,将会有比较大的增长。
3.3 民用商品及其它
主要包括太阳帽、太阳能充电器、太阳能计算器、太阳能手表、太阳能钟、太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能玩具、太阳能广告灯箱、太阳能汽车、太阳能游艇、太阳能半导体冷藏箱等。其中太阳能路灯、太阳能玩具、太阳能庭院灯、太阳能广告牌等项目的需求量,将会有较大幅度的增长。
3.4 联网系统
联网发电系统是光伏技术步规模发电阶段、成为电力工业组成部分之一的重大技术步骤,是当今世界光伏发电的发展趋势。太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍,一座1000MW的太阳能热电站需要投资20~25亿美元,平均1kW的投资为2000~2500美元。因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。
3.5 屋顶发电
光伏发电与建筑相结合,构成光伏屋顶发电系统,近年来在国外发展甚快,前景诱人,市场广阔。其特点是:与电网并联,可以完全省掉或大部分省掉蓄电池;通过巧妙地设计,可以降低建筑造价,从而也就降低了光伏发电系统的造价;适合于因地、因户制宜的分散用电;可对电网起一定的调节作用等。
4 光伏发电的前景
随着近几年光伏产业在国际上的快速发展,欧美日等国家都制定了一系列的光伏产业计划,由于利用了太阳光的分散性的特点,将太阳能电池板灵活的安装在屋顶以及房屋的墙面上,这也促使光伏市场由偏远地区逐渐向城市化转移,并且由最初的补充式能源逐渐向替代式能源过渡。太阳能以其丰富的资源以及巨大的开发利用的潜力,形成了太阳能发电产业的广阔的应用空间。在我国,在对于太阳能光伏发电的大力支持与扶持下,先后出台了一系列的支持光伏产业的发展,太阳能发电为解决我国偏远地区的用电难问题作出了巨大的贡献,光伏发电有着良好的应用前景。
【参考文献】
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关键词:光伏发电技术;太阳能;水上光伏
由于地球上人口数量的不断增加,人类对资源需求量随之上升,这给全球资源带来了极大压力,资源浪费现象的不断出现,导致自然灾害问题频发。而为了能够有效的缓解这一问题,太阳能光伏发电技术与水上光伏发电技术被广泛应用。水上光伏主要指水上太阳能光伏发电系统,主要通过若干阵列排布的太阳电池组件以及浮于水面的水上光伏阵列支架等部分组成。该技术的应用,在节省电能源方面有着积极意义。
1 光伏发电技术内涵
光伏发电主要依据光生伏特效应原理,通过太阳电池的应用,将太阳光能直接的转化为一定的电能。光伏发电系统不仅能够的应用,还能够并网发电,并且通过太阳电池板、控制器以及逆变器三个部分所构成,而这三个部分的构成主要由电子元器件所构成,与机械部件之间没有任何关联。
光伏发电主要通过半导体界面的光生伏特效应,直接的对光能进行转变,是一种将光能转变为电能的技术。而作为该种技术的关键元件,太阳能电池在其中发挥这极为重要的作用[1]。太阳能电池在串联以后进行封装保护,使其能够形成较大面积的太阳电池组件,之后与功率控制器相结合所形成的部件,便成为光伏发电的重要装置。
2 我国发展光伏发电技术的必要性与环保意义探究
2.1 我国发展光伏发电技术的必要性
由于我国是一个能源生产与消费大国,我国每年的能源消耗量极高。导致出现这一现象的原因在于,我国的能源开采技术较为落后,能源得不到有效的利用,传统高能耗产业比重较大等等,导致我国能源消耗增长速度不断加快。尤其我国电能源的消耗量与消耗速度都在首位,为此,需充分的开发煤电、水电以及核电,可尽管如此,我国在电力供需方面仍存在较大的缺口,该缺口便需要可再生能源发电进行补充。这便推动了太阳能光伏发电技术的发展,在未来该种技术将会在新能源供应方面占据着极为重要的位置。
在不久的将来,太阳能发电将会在世界能源消费中占据着首席位置,该技术的发展不仅会替代部分常规能源的使用,同时还会成为供应世界能源的主体所在。预计到了2030年,可再生能源的消耗将会占据总能源消耗量的30%以上,而此时太阳能光伏发电将会在世界总电力供应中的比例远远超过10%,并且该比例会随着时间的不断推移而增加,甚至在21世纪末,太阳能光伏发电将会达到60%以上,在未来十年的发展中,我国太阳能光伏产业将会发展到另一个阶段[2],其地位也日益凸显。
2.2 太阳能光伏发电的环保意义
太阳能光伏发期间与燃料能源之间存在着极大的差别,太阳能光伏发电有较少的二氧化碳排放出来。而二氧化碳是温室气体的最为主要气体。太阳能电池板能够循环的使用,同时其系统材料也能够被有效的利用起来,这都能够进一步的降低光伏能源的投入。而光伏发电技术的广泛应用,能够有效的缓解气候变化等问题。
3 水上光伏的优点研究
水上光伏发电站的组成部分主要包括两方面,一方面是光伏,另一方面是水面模式。其中水面的利用在当前主要有水塘、小型湖泊等。水面光伏发电站的硬件组成部分主要有:光伏面板、逆变设备以及变压器、集电线路等。这些部分的存在,共同构成了水上光伏发电站,并且通过水上光伏发电技术的应用,有效的缓解了我国能源危机问题,在带动我国社会更好发展方面有着积极意义。
第一,水上光伏能够极大程度的节约土地资源,不会给水生态环境带来过大的影响。水上光伏发电工程不需要有支架基础,更不需要开挖电缆沟,更加没有场内道路的施工,这在极大程度上减少了对地面的开挖,这在保护水土方面有着积极意义;第二,水上光伏拥有较高的发电效率。水面地势较为开阔,这便能够有效的避免阴影给光伏组件效率发挥带来制约,同时通过太阳能的照射,其照射面积往往较为均匀,并且光照的时间较长[3]。这与张云天在《面向大城市居民小区的太阳能光伏发电技术的应用分析》一文中的观点有着相似之处。而水能够冷却太阳能电池,在抑制组件表明温度上升方面有着积极意义。有测算表明,如果电池板的温度降低1℃,那么其输出功率极有能能增加0.5%,这便能够获得比相同地面或者屋顶电站高的发电量,夏季高温的时候,水上光伏和地面、屋顶太阳能电池板相比,能够大幅度的降低发电损失量;第三,通过组件的覆盖,能够大幅度的减少水面蒸发量,这便能够达到节约水资源的目标;第四,太阳能光伏遮挡板,阳光一部分能够射到水面,这便能够减少光合作用的出现,这在抑制藻类繁殖方面有着积极作用;第五,水上光伏存在一定的成本优势。水面浮动式光伏存在着整体性的特征,这给太阳能跟踪系统的安装与运行创造了便利的条件,同时也能够大幅度的减少地面光伏电站安装电池板方面的费用;第六,水上光伏的组件清理较为方便快捷。在选择水上光伏发电材料的过程中,必须确保所选材料的质量能够达到规定的标准要求,与地面光伏相比,清洁期间往往不会给组件发电效率带来较大程度的损害[4];第七,不受土地的。水上光伏技术适合应用在土地资源有限、土地开发难度大等地区。水上光伏项目的发展已经成为未来的重要发展趋势,这给光伏发电的应用与发展创造了更好的条件。
在建设水上光伏发电站期间,相关工作人员需选择合适的地址进行建设,例如选择具有面积广阔、径流稳定、风速递以及光照条件好等特点的地区,该种区域能够将水上光伏发电的作业工充分发挥出来;与此同时,由于水上存在较多的不确定性因素,这便要求相关单位安排工作人员加强监控力度,通过对该系统水质量、对动植物影响的监测,来实现水上光伏l电目标。
4 结束语
如今,光伏发电技术的应用能够有效缓解我国能源危机问题,并且随着光伏发电技术的广泛应用,其特殊优势也逐渐的体现出来。与此同时,水上光伏发电也随之发展起来,其发展速度也逐渐的提升,其原因在于,水上光伏发电拥有较多方面的优势,如能够节约土地资源、发电效率高以及能够减少水量蒸发等等。太阳能光伏发电与水上光伏发电拥有较好的发展前景,并且在未来发展趋势会越来越好。太阳能光伏与水上光伏发电技术拥有一定的社会与环境保护意义,从而使得我国能够实现环保型与经济型的社会。
参考文献
[1]胡俊鹏.光伏发电技术在变电站中的应用研究[D].山东大学,2013(45):-102.
[2]王磊.光伏发电技术在公共建筑供配电系统中的应用研究[D].桂林理工大学,2013(12):23-56.
我国百分之八十以上的国土光照充分而且光照资源分布均匀,同风水核电相比光能发电几乎可以做到无污染,成熟的应用技术安全可靠。除了大规模的并网式发电和离网用电之外,光伏电还能通过抽水超导、制作氢气和蓄电池等多种方式进行储存,所以太阳能电池可以满足我国未来能源的稳定和安全,所以说太阳能在未来可能是最清洁、可靠安全的能源了。我国的光伏能源产业经历了指数是的爆炸发展,其产业规模和覆盖范围也在不断扩大,已初步形成了环渤海和长珠三角中部地区以及西部地区几大板块。长三角是以苏州为产业增长点,主要负责太阳能电池的组装生产等组件生产。环渤海是以河北为中心主打上游材料加工,主要聚集在保定和廊坊等地;珠三角主要是以深圳为工业核心主要负责下游生产用品的生产。中部地区则负责利用自身的产能优势进行上游多晶硅和单晶硅的原材料生产,可以提供全国百分之十的原料供应。
二、我国光伏经济的未来发展趋势
现在世界上很多国家和地区,都在强调电网平价,而全球的都在朝这个方向努力,如加利福尼亚和美国南部大部分地区和欧洲的一些地区都开始接近这个目标。而我国现在也在为达到这样的目标而努力,这就意味着我国对清洁能源的需求会更加旺盛,市场也将更加庞大,而这些也都意味着这些新兴的产能会冲击到传统的电网。在德国、意大利等欧洲国家,光伏经济都是受到补贴的产业,西班牙对于产业的补贴设有上限,但是在内发展还是十分的宽松;在美国也推出了一系列的经济措施,比如在家庭使用新兴能源产品可以获得税收上的减免优惠。另外在公共领域推出光伏项目的话会更容易获得审批资金,所有的措施都是为了进一步促进光伏市场需求和供应的增长。上任不久的美国也注重强调节能减排,所以我们要相信光伏经济产品的需求也会持续增加。在德国,已经在继续原来对于该项目的补贴。。另外在下游的生产的工厂中更看重成本,要降低成本就意味着一个产业的整合,在此之后一些有优势和竞争力的企业留存下来,这就降低了整个行业生产成本呢,从而有利于推荐平价电网的建设。一旦实现了平价电网的推广,就意味着对光伏产业产生了巨大的推动力,过去的高耗能高污染的能源产业也将会被淘汰,而这种新的产业革新只有通过宏观,通过对原来的能源生产和消费进行改变,才能使新生的光伏产业经济发展有得一席之地。在世界光伏产业发展进入放缓和我国光伏产业初现萧条的压力下,需要有技术的大幅进步和国家宏观法规的大力推动,自从本世纪开始进入快速发展时期的十年我国的光伏产业经济发展实现了质的飞跃,受到国际光伏发电产业的迅速发展的影响我国的光伏经济始终保持着高速增长的态势。2007年我国的总的光伏产电量达到1088MW,约占全球产量的三分之一,一跃成为全球光伏产业第一大生产国,我国的多晶硅产量2005年仅有60吨,2006年也只有287吨,2007年为1156吨。市场存在严重的供不应求。
三、结束语
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