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關(guān)鍵詞光伏發(fā)電 ;并網(wǎng)系統(tǒng);光伏與建筑一體化
Photo-Voltaic Power State of the Art &Future Trends
Lan Jie
(Shenzhen World Land Design co.,Ltd,Guangxi Nanning,530011 )
Abstract:The current solar photovoltaic power is developing rapidly, the application scale and scope is constantly expanding, this paper elaborates the principle of solar power generation, building-integrated photovoltaic power generation system, introduces the roof of small PV power system solutions.Photovoltaic power generation and building closer integration is the development trend of the future.
Key words:solar photovoltaic;photovoltaic power generation;building-integrated photovoltaic
中圖分類號(hào):TK511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
0引言
能源與人類是息息相關(guān)的大事,沒(méi)有能源 ,就沒(méi)有社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展,能源是人類生存與科技創(chuàng)新、社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ) ,而太陽(yáng)能光伏發(fā)電又是電能開(kāi)發(fā)的重要能源、資源,前景十分廣闊。近幾年,國(guó)際光伏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)趨于激烈,造成行業(yè)內(nèi)產(chǎn)能過(guò)剩,整體利潤(rùn)持續(xù)下滑,尤其是美國(guó)"雙反"和歐盟的反傾銷更使中國(guó)光伏企業(yè)產(chǎn)品出口雪上加霜,今年以來(lái)我國(guó)已有60個(gè)光伏發(fā)電項(xiàng)目獲批,有利于緩解目前光伏產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)剩壓力。
1太陽(yáng)能發(fā)電原理
1.1“光伏發(fā)電”是將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電形式。1839年,法國(guó)科學(xué)家貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了“光生伏打效應(yīng)(Photovoltaic Effect)”。然而,第一個(gè)實(shí)用單晶硅光伏電池(Solar Cell)直到一個(gè)多世紀(jì)后的19574年才在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功。20世紀(jì)70年代中后期開(kāi)始,光伏電池技術(shù)不斷完善,成本不斷降低,帶動(dòng)了光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。
光伏發(fā)電原理如圖1左圖所示,PN結(jié)兩側(cè)因多數(shù)載流子(N+區(qū)中的電子和P區(qū)中的空穴)向?qū)Ψ降臄U(kuò)散而形成寬度很窄的空間電荷區(qū)W,建立自建電場(chǎng)Ei。它對(duì)兩邊多數(shù)載流子是勢(shì)壘,阻擋其繼續(xù)向?qū)Ψ綌U(kuò)散;但它對(duì)兩邊少數(shù)載流子(N+區(qū)中的空穴和P區(qū)中的電子)卻有牽引作用,能把它們迅速拉到對(duì)方區(qū)域。穩(wěn)定平衡時(shí),少數(shù)載流子極少,難以構(gòu)成電流和輸出電能。但是,如圖1右圖所示,光伏電池收到太陽(yáng)光子的沖擊,在光伏電池內(nèi)部產(chǎn)生大量處于非平衡狀態(tài)的電子-空穴對(duì),其中的光生非平衡少數(shù)載流子(即N+區(qū)中的非平衡空穴和P區(qū)中的非平衡電子)可以被內(nèi)建電場(chǎng)Ei牽引到對(duì)方區(qū)域,然后在光伏電池中的PN結(jié)中產(chǎn)生光生電場(chǎng)Epv,當(dāng)接通外電路時(shí),即可流出電流,輸出電能。當(dāng)把眾多這樣小的太陽(yáng)能光伏電池單元通過(guò)串并聯(lián)的方式組合在一起,構(gòu)成光伏電池組件,便會(huì)在太陽(yáng)能作用下輸出功率足夠大的電能。
圖1光伏發(fā)電原理
太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽(yáng)電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng),將太陽(yáng)光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng),有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)需要有蓄電池作為儲(chǔ)能裝置,主要用于無(wú)電網(wǎng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)和人口分散地區(qū),整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)很高;在有公共電網(wǎng)的地區(qū),光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)連接并網(wǎng)運(yùn)行,省去蓄電池,不僅可以大幅度降低造價(jià),而且具有更高的發(fā)電效率和更好的環(huán)保性能。
2太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成
2.1制造光伏電池的商品化實(shí)用半導(dǎo)體材料主要是硅(產(chǎn)量占光伏電池的94%),包括:a,單晶硅b,多晶硅c非晶硅
2.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成
基本組成:一套基本的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池構(gòu)成,下圖為建筑型光伏發(fā)電系統(tǒng)解決方案:(圖2)
圖2
光伏組件的輸出電流經(jīng)匯流箱、配電柜、逆變器后,可直接作為電源驅(qū)動(dòng)負(fù)荷。亦可切換到外部三相電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)小型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行。為保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行,還需要綜合設(shè)計(jì)防雷系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)等配套設(shè)施。
3光伏陣列的布局設(shè)計(jì)
光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模確定之后,就可以開(kāi)始規(guī)范系統(tǒng)的布局,選擇滿足設(shè)計(jì)要求的設(shè)備,有序的安排設(shè)備的施工。根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇合適的太陽(yáng)能光伏板,然后為光伏陣列選擇適當(dāng)?shù)陌惭b方法與安裝場(chǎng)所,包括安裝地點(diǎn)(地面、屋頂、建筑立面等)占用面積的選擇,建筑體的支撐強(qiáng)度,如果安裝在建筑物屋頂,應(yīng)考慮屋頂?shù)挠行О惭b面積、屋頂結(jié)構(gòu)及屋頂?shù)拿芊夥椒ǎ欠衲軌驖M足光伏板的承重等;同時(shí)還應(yīng)考慮電池板安裝架設(shè)儀器的擺放。
3.1確定光伏陣列的最佳傾角
并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中,最佳傾角是指能獲得全年最大光輻射量的組件傾角,通過(guò)調(diào)整組件的放置支架得到。 光伏組件支架有可變傾角和固定傾角 2種形式??勺儍A角適用于大型光伏發(fā)電系統(tǒng);固定傾角支架相對(duì)較為簡(jiǎn)單,一般按能獲得全年最大輻射量的組件放置角度來(lái)制作。屋頂太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模較小,主要用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究與驗(yàn)證,故文中采用固定傾角方式的支架,根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)【2,3】向坡面的分月總輻射最佳傾角隨季節(jié)變化而各不相同。 南寧全年各月最佳輻射傾角的平均值為 17°,將該角度設(shè)定為放置光伏組件支架的水平傾角。
3.2確定光伏組件陣列間距
對(duì)于屋頂安裝的太陽(yáng)能電池陣列,為避免光伏板之間的相互遮擋,并獲取全年最大的發(fā)電量,安裝過(guò)程必須要考慮電池陣列的安裝間距,大多數(shù)屋頂安裝的太陽(yáng)能電池板為了獲取全年最大的發(fā)電量,其安裝位置都是南向,并根據(jù)具體地理緯度的不同有一定傾斜角度,該傾斜角度的大小又可以根據(jù)不同季節(jié)太陽(yáng)高度角的變化而進(jìn)行調(diào)整。兩組光伏陣列間的距離D與該陣列的寬度A有如下的關(guān)系,見(jiàn)表1所示。
表1設(shè)計(jì)選用的多晶組件技術(shù)參數(shù)
光伏陣列間距的確定原則是冬至日當(dāng)天9:00至15:00,光伏陣列不會(huì)互相遮擋,根據(jù)下面公式文獻(xiàn)【1】確定最小間距。詳圖3。
D/A=cosβ+sinβ/tan a ①
其中:a =90°-δ-φ②
式中:β—陣列的傾斜角度
φ—當(dāng)?shù)鼐暥?/p>
δ—黃道面角度,23.5°
關(guān)鍵詞:光伏發(fā)電;現(xiàn)狀;發(fā)展措施
中圖分類號(hào):TM61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
隨著人口數(shù)量的快速增長(zhǎng),傳統(tǒng)化石能源(以石油、天然氣及煤炭為代表)正面臨消耗殆盡的危機(jī),能源危機(jī)問(wèn)題已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)世界性的難題。除此之外,在使用化石能源的過(guò)程中,將會(huì)產(chǎn)生一系列環(huán)境污染問(wèn)題,給生態(tài)失衡造成了嚴(yán)重的影響,制約了人類社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。尋找并開(kāi)發(fā)新能源已經(jīng)成為世界各國(guó)的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略任務(wù)。眾所周知,太陽(yáng)能資源不僅豐富,而且分布廣泛,同時(shí)具有環(huán)保的特點(diǎn),是各國(guó)公認(rèn)的清潔能源。
1.光伏發(fā)電技術(shù)
1.1光伏發(fā)電技術(shù)原理
對(duì)于光伏發(fā)電而言,太陽(yáng)能電池屬于核心部分。所謂的光伏發(fā)電指的是在太陽(yáng)能電池的幫助下,實(shí)現(xiàn)光能到電能的一系列轉(zhuǎn)化過(guò)程。光伏發(fā)電的歷史可追溯到19世紀(jì)40年代末期,科學(xué)家在科研實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了光生伏打效應(yīng),奠定了太陽(yáng)能電池誕生的理論基礎(chǔ)。太陽(yáng)能電池工作原理如下:在光照條件下,其芯片PN結(jié)中的電子將會(huì)吸收光能,進(jìn)入自由電子狀態(tài),并在晶體里高速移動(dòng),由此產(chǎn)生的空穴也會(huì)以晶體為中心按照一定的規(guī)則圍繞移動(dòng),最終自由電子完成在N 結(jié)的聚集,而空穴完成在 P 結(jié)聚集,此時(shí),PN結(jié)之間將會(huì)存在一個(gè)電勢(shì)差,并發(fā)揮出電源的功用。[1]
1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)
光伏發(fā)電系統(tǒng)包括以下幾個(gè)主要部分:1)太陽(yáng)能光伏電池板;2)儲(chǔ)電裝備;3)控制器存;4)逆變器。利用太陽(yáng)能光伏電池板可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能到電能的轉(zhuǎn)換,然后再利用逆變器進(jìn)行相關(guān)轉(zhuǎn)化之后,便可輸送給用戶了。
2.光伏發(fā)電的現(xiàn)狀
2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)狀況分析
前文提到,在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,太陽(yáng)能光伏電池板是核心組成部分。目前,有相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)在從事相關(guān)的生產(chǎn)以及銷售工作。縱觀世界市場(chǎng),太陽(yáng)能光伏電池板的年均總產(chǎn)量已經(jīng)多年保持在4000MW以上。中國(guó)在該領(lǐng)域所占的份額位居世界前列。以無(wú)錫尚德公司生產(chǎn)情況為例。該公司的產(chǎn)能在327.0MW/年(2007年數(shù)據(jù)),在中國(guó)排行第一,在世界范圍內(nèi)位居第三。由此可見(jiàn),我國(guó)在光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)方面的巨大優(yōu)勢(shì)和潛力。[2]
值得一提的是,中國(guó)在光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量方面遠(yuǎn)遜于光伏電池產(chǎn)業(yè)。2007年,中國(guó)光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量?jī)H為世界當(dāng)年累計(jì)安裝量的1%。
由以上信息可以看出,我國(guó)在光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量方面有待提高。
除了太陽(yáng)能光伏電池之外,光伏控制器也是相關(guān)廠家的關(guān)注焦點(diǎn)。在世界范圍內(nèi)比較,我國(guó)在這一領(lǐng)域的生產(chǎn)方面并不占優(yōu)勢(shì),落后于歐洲以及日本等先進(jìn)地區(qū)和國(guó)家。另外,在光伏控制器的自主創(chuàng)新及研發(fā)方面還有待提高。
2.2光伏發(fā)電系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用
在我國(guó),太陽(yáng)能資源不僅豐富,而且分布廣泛,整體資源占有量超過(guò) 5000兆焦/(平方米·年)。所以,中國(guó)在發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電方面具備一定的先天優(yōu)勢(shì)。在我國(guó),光伏發(fā)電的應(yīng)用主要集中在下列四個(gè)方面:1)農(nóng)村以及邊遠(yuǎn)地區(qū);2)通信和工業(yè);3)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品;4)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。近些年來(lái),國(guó)內(nèi)陸續(xù)建成了一批示范性光伏發(fā)電系統(tǒng)。如600W光伏提水系統(tǒng),其輸出電壓為220VAC,日發(fā)電量為1.8kWh,日提水量為30m³/(20m)。又如100kw并網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng),其輸出電壓為220VAC,日發(fā)電量達(dá)350kWh。光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)屬于政府推動(dòng)的示范性工程,其商業(yè)化應(yīng)用還有很長(zhǎng)一段路要走。[3]
2.3我國(guó)光伏發(fā)電存在的主要問(wèn)題
我國(guó)光伏發(fā)電存在的主要問(wèn)題有:1)在太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)方面缺乏戰(zhàn)略意識(shí)。政府沒(méi)有將太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)作為政府的日常工作的一部分。另外,相對(duì)于常規(guī)能源建設(shè)項(xiàng)目而言,太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)項(xiàng)目缺少固定的資金投入又或者資金渠道不夠通暢,同時(shí)還缺乏科學(xué)、有效的激勵(lì)政策;2)相較常規(guī)能源產(chǎn)業(yè)而言,新能源的開(kāi)發(fā)還處于起步階段。多元化、多層次的能源結(jié)構(gòu)體系尚未建立。邊遠(yuǎn)地區(qū)的能源緊張問(wèn)題仍舊存在,生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化短時(shí)間內(nèi)難以改變。以上問(wèn)題制約了邊遠(yuǎn)地區(qū)的進(jìn)一步發(fā)展;3)和太陽(yáng)能光伏發(fā)電相配套的市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制(包括管理和服務(wù)兩大方面)還不完善,該領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)尚處于無(wú)序、混亂狀態(tài);4)光伏發(fā)電市場(chǎng)的培育度不夠,沒(méi)有形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)鏈。受經(jīng)濟(jì)因素和技術(shù)因素的制約,表現(xiàn)出了高技術(shù)含量不足的問(wèn)題;5)產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,導(dǎo)致光伏產(chǎn)品在質(zhì)量方面參差不齊;6)對(duì)綜合型能源系統(tǒng)的投入、開(kāi)發(fā)力度不夠。[4]
3.光伏發(fā)電的發(fā)展措施
太陽(yáng)能光伏發(fā)電可以向農(nóng)村以及邊遠(yuǎn)地區(qū)提供滿足日常需求的非聯(lián)網(wǎng)電力,且成本較低。結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況,加大對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)力度,可將其轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的生活用電和工業(yè)用電。推動(dòng)光伏發(fā)電事業(yè)的發(fā)展,不僅有利于脫貧致富,而且有利于維持人和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,這對(duì)于我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略而言具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。[5]
光伏發(fā)電的相關(guān)發(fā)展措施:1)政府應(yīng)加大投入,加強(qiáng)引導(dǎo),從而推進(jìn)太陽(yáng)能這一新能源的應(yīng)用進(jìn)程;2)結(jié)合市場(chǎng)規(guī)則,促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)化轉(zhuǎn)變,同時(shí)對(duì)現(xiàn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的不當(dāng)之處進(jìn)行大刀闊斧的整改,建立起科學(xué)、規(guī)范、高效的市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制;3)完善光伏發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),使其規(guī)范化、規(guī)?;?)建立完善的技術(shù)培訓(xùn)體系,結(jié)合實(shí)際需要培養(yǎng)不同層次的新能源技術(shù)人才,提高加工、應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)水平,從而獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益;5)在推廣應(yīng)用過(guò)程中,切忌急躁,要穩(wěn)步發(fā)展。如根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r,先推廣那些技術(shù)條件已經(jīng)相對(duì)成熟的光伏發(fā)電設(shè)備,同時(shí)將維修、管理、宣傳等一系列基礎(chǔ)工作落實(shí)到位;6)政府應(yīng)制定各項(xiàng)優(yōu)惠政策,建立高效的投融資機(jī)制,營(yíng)造良好的投資環(huán)境,以此吸引國(guó)內(nèi)外的人才、技術(shù)以及資金,保證光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。[6]
4.光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展前景展望
目前,我國(guó)光伏企業(yè)的市場(chǎng)重心集中在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),為改變這一現(xiàn)狀,我國(guó)相繼出臺(tái)了諸多光伏補(bǔ)貼政策,以促進(jìn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的開(kāi)放與發(fā)展,相信不久的將來(lái),我國(guó)光伏企業(yè)大有希望擺脫當(dāng)下這種生產(chǎn)過(guò)剩的局面。國(guó)家已經(jīng)明確提出了,在中東部地區(qū)建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的計(jì)劃,并提出了結(jié)合城市建筑的理念,所以,我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在未來(lái)的一段時(shí)間里將會(huì)致力于分布式光伏發(fā)電和建筑光伏一體化的研究。由此可以預(yù)見(jiàn),光伏產(chǎn)業(yè)正在由高端市場(chǎng)轉(zhuǎn)戰(zhàn)下游市場(chǎng),那些生產(chǎn)太陽(yáng)能照明設(shè)備以及屋頂太陽(yáng)能的相關(guān)企業(yè)將會(huì)迎來(lái)發(fā)展的契機(jī)。光伏企業(yè)應(yīng)該將主要精力投入到更高層次技術(shù)的開(kāi)發(fā)、研究與應(yīng)用中去,例如以下幾個(gè)方面:1)光伏并網(wǎng)電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);2)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量管理問(wèn)題;3)對(duì)系統(tǒng)的顯示以及遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等。與此同時(shí),還需要提供一系列安裝維護(hù)等方面的增值服務(wù)。就目前市場(chǎng)而言,晶硅太陽(yáng)能板仍舊同類產(chǎn)品中主流,但是越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始將人力、物力投向了對(duì)薄膜太陽(yáng)能板技術(shù)的研究。同晶硅太陽(yáng)能板相比,薄膜太陽(yáng)能板具備了更強(qiáng)的高溫潮濕適應(yīng)能力,因此多見(jiàn)于下游的建筑幕墻,造價(jià)方面也具有優(yōu)勢(shì),在制造環(huán)節(jié)所消耗的能源還不到晶硅太陽(yáng)能板的1/2。在全球經(jīng)濟(jì)衰退的大環(huán)境之下,薄膜太陽(yáng)能板市場(chǎng)不見(jiàn)頹勢(shì),仍在穩(wěn)定增長(zhǎng)之中。[7]
5.結(jié)語(yǔ)
我國(guó)幅員遼闊,擁有大量的、可利用的太陽(yáng)能資源。太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)不僅是一種清潔能源技術(shù),而且在轉(zhuǎn)換率方面也在日益提高,相信光伏產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展前景將會(huì)更好。隨著電價(jià)補(bǔ)貼政策的落實(shí)以及光伏發(fā)電的使用時(shí)間增加,相信在不久的將來(lái),太陽(yáng)能發(fā)電成本將會(huì)大幅下降,甚至達(dá)到和常規(guī)電價(jià)極為接近的水平。我國(guó)石油、煤炭以及天然氣等化石能源的儲(chǔ)量正在減少,如果不采取有效的解決措施,將來(lái)必然會(huì)陷入能源危機(jī)之中。在此背景下,開(kāi)發(fā)、利用太陽(yáng)能等清潔能源已經(jīng)成為能源領(lǐng)域的一個(gè)必然發(fā)展方向。
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隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,石油、煤炭等能源被大量消耗,能源短缺與環(huán)境污染等問(wèn)題日益突出。作為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?,太?yáng)能因其清潔、安全、便利、高效的特點(diǎn),受到世界各國(guó)的重點(diǎn)關(guān)注與發(fā)展。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),太陽(yáng)能有以下優(yōu)勢(shì):取之不盡,用之不竭;無(wú)噪聲、污染;可靠性高、使用壽命長(zhǎng);方便靈活,可以很隨意設(shè)置容量大小。由于以上特點(diǎn),太陽(yáng)能逐漸在全世界范圍得到推廣,成為最理想的清潔能源,具有廣闊的發(fā)展前景。
常用的太陽(yáng)能應(yīng)用主要有光熱轉(zhuǎn)換與光電轉(zhuǎn)換兩種方式,其中光熱轉(zhuǎn)換由于原理簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛而被人們所熟知;相對(duì)來(lái)說(shuō),光電轉(zhuǎn)換則是聽(tīng)說(shuō)的多、了解的少。本文主要對(duì)光電轉(zhuǎn)換(光伏發(fā)電)做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。
二、基本原理
太陽(yáng)能發(fā)電(光伏發(fā)電)是指利用太陽(yáng)能電池的光伏效應(yīng),將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)。光伏效應(yīng)是指由硅材料摻雜其它雜質(zhì)形成的太陽(yáng)能電池包含許多P-N結(jié),當(dāng)太陽(yáng)光照射在P-N結(jié)上時(shí)可以產(chǎn)生可自由移動(dòng)的空穴-電子對(duì),在P-N結(jié)電場(chǎng)的作用下,空穴由N區(qū)流向P區(qū),電子由P區(qū)流向N區(qū),形成壓降,接通電路后就就會(huì)形成電流。將若干太陽(yáng)能電池封裝在一起形成光伏組件,將數(shù)量不同的光伏組件串聯(lián)或者并聯(lián)在一起,則可以產(chǎn)出所需的功率。
三、光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成
按并網(wǎng)與否,光伏發(fā)電系統(tǒng)分為并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng),獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)是在并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了蓄電池組。光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件為光伏組件陣列、逆變器、控制器、蓄電池等。光伏系統(tǒng)各部分的作用如下:
四、光伏組件陣列
光伏組件是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分,也是價(jià)值最高的部分,光伏組件中最核心的部分則是太陽(yáng)能電池。光伏組件的作用是利用光伏效應(yīng),將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能。
按生產(chǎn)工藝技術(shù),目前常見(jiàn)的太陽(yáng)能電池主要分為晶硅電池和薄膜電池,其中晶硅電池主要分為單晶硅、多晶硅、類單晶等,薄膜電池主要分為非晶硅薄膜電池、砷化鎵薄膜電池、銅銦鎵硒薄膜電池等。不同太陽(yáng)能電池的區(qū)別主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工藝上,其所用的發(fā)電原理相同。
五、逆變器
由于光伏組件所發(fā)的電能為直流電,而大多數(shù)負(fù)載及電網(wǎng)系統(tǒng)傳輸?shù)木鶠榻涣麟?,因此需要使用逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為滿足要求的交流電。除此之外,逆變器還具有最大限度地發(fā)揮太陽(yáng)電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護(hù)功能,歸納起來(lái)主要功能有自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)、最大功率跟蹤控制、防單獨(dú)運(yùn)行(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、自動(dòng)電壓調(diào)整(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流檢測(cè)(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流接地檢測(cè)(并網(wǎng)系統(tǒng)用)。
按運(yùn)行方式,可分為獨(dú)立運(yùn)行逆變器和并網(wǎng)逆變器,獨(dú)立運(yùn)行逆變器用于獨(dú)立運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng),為獨(dú)立負(fù)載供電,并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)。按輸出波型,可分為方波逆變器和正弦波逆變器,方波逆變器電路簡(jiǎn)單,造價(jià)低,但諧波分量大,一般用于幾百瓦以下和對(duì)諧波要求不高的系統(tǒng),正弦波逆變器成本高,但可以適用于各種負(fù)載。
六、蓄電池組
光伏系統(tǒng)中的蓄電池起著儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)電能的作用,當(dāng)光照充足組件陣列產(chǎn)生的能量較多時(shí),蓄電池組將多余的電能儲(chǔ)存起來(lái);當(dāng)系統(tǒng)發(fā)電量不足或負(fù)載用電量較大時(shí),蓄電池組向負(fù)載補(bǔ)充電能,并保持供電電壓的穩(wěn)定。為保證更好的使用光伏系統(tǒng)所發(fā)電,我們所選取的蓄電池應(yīng)該有以下特點(diǎn):使用壽命長(zhǎng)、充電效率高、深放電能力強(qiáng)、自放電率低、工作溫度范圍寬、價(jià)格低廉、維護(hù)簡(jiǎn)單。
七、控制器
控制器會(huì)根據(jù)輻照強(qiáng)度和負(fù)載大小的變化,不斷切換和調(diào)整蓄電池的工作狀態(tài),使其在充電、放電或浮充電等多種狀態(tài)下交替運(yùn)行,從而保證光伏電站工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性;通過(guò)檢測(cè)蓄電池的工作狀態(tài),發(fā)出蓄電池繼續(xù)/停止充電、繼續(xù)/減少/停止放電的指令,保護(hù)蓄電池組不受過(guò)度充電和放電的影響。除此之外,控制器還具多種保護(hù)和監(jiān)測(cè)功能,控制器是整個(gè)電站的控制中樞,它的運(yùn)行狀況直接影響整個(gè)電站的可靠性,是系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和安裝過(guò)程中需要特別注意的關(guān)鍵部分。我們?cè)賹?duì)控制器設(shè)計(jì)選型時(shí),必須考慮到控制器是否能夠?qū)夥娬镜碾娔茏儞Q和蓄電池充、放電進(jìn)行優(yōu)化控制和管理,只有選擇了合適的類型,才能提高光伏電站的安全可靠性,為用戶提供更好的用電質(zhì)量。
八、投資成本分析
近兩年,隨著國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電市場(chǎng)爆發(fā)式增長(zhǎng),投資家用光伏電站成為越來(lái)越多人的選擇。所謂家用光伏電站,就是利用家庭現(xiàn)有建筑物上的閑置資源,如屋頂、墻壁立面、陽(yáng)臺(tái)、院落等,安裝和使用光伏發(fā)電系統(tǒng)。它能直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能,是國(guó)家大力提倡和推廣的清潔能源利用方式。此類投資方式不光擁有減少碳排放、保護(hù)環(huán)境的成就感,還擁有較為客觀的投資回報(bào)率。
以英利最近推出的Innergy-5.1kW家用光伏電站為例,此光伏電站使用多晶255W光伏組件安裝在閑置屋頂、水泥屋頂、彩鋼屋頂或者瓦式屋頂上,所需屋頂面積約為40-60平方米。
根據(jù)《國(guó)家能源局關(guān)于進(jìn)一步落實(shí)分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知》(2014年9月20日)的發(fā)文規(guī)定,分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目可選擇“全額上網(wǎng)”模式,河北保定地區(qū)按照當(dāng)?shù)毓夥娬緲?biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)0.98元/度收購(gòu)。另外,根據(jù)河北省2015年12月1日《關(guān)于光伏發(fā)電項(xiàng)目有關(guān)電價(jià)補(bǔ)貼政策的通知》發(fā)文要求,對(duì)2015年10月1日至2017年底以前建成投產(chǎn)的光伏發(fā)電項(xiàng)目,河北省按照全電量進(jìn)行電價(jià)補(bǔ)貼0.2元/度,自并網(wǎng)之日起補(bǔ)貼3年。
由以上發(fā)文可知,度電收益計(jì)算公式為:0.98元/度(國(guó)家補(bǔ)貼)+0.2元(河北省補(bǔ)貼)=1.18元/度。
根據(jù)河北地區(qū)歷年的輻照度數(shù)據(jù)計(jì)算,此光伏電站每天發(fā)電量約為20°左右,每年可以發(fā)電6000度以上,創(chuàng)收超過(guò)7000元。詳細(xì)收益計(jì)算如下:
項(xiàng)目投資總額:48600元
電站年發(fā)電量:1.2*5100=6120度(最低測(cè)算)
電站年收益:6120度*1.18元/度=7221.6元(前3年)
6120度*0.98元/度=5997.6元
投資收益率約為16%,6-7年即可回收成本。
關(guān)鍵詞:光伏發(fā)電;分布式;光伏并網(wǎng);上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.070
0 引言
光伏發(fā)電是一類新興的可再生能源發(fā)電形式,是一種環(huán)境友好的發(fā)電方式,不利用煤油等燃料,綠色環(huán)保,沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)式組件,維護(hù)簡(jiǎn)單,其設(shè)計(jì)模塊化,決定了其業(yè)務(wù)范圍變化自由,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的要求調(diào)整系統(tǒng)的能力和其他突出的優(yōu)勢(shì)。伴隨著光伏行業(yè)的迅速發(fā)展,已有諸多學(xué)者針對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了詳盡的研究[1]。
我國(guó)已明確提出了鼓勵(lì)在中國(guó)東部地區(qū)修建能夠與住宅結(jié)合的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。因此,未來(lái)的重要研究方向必定會(huì)落在分布式光伏發(fā)電行業(yè)上。在此背景下,本文介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類、系統(tǒng)程序、結(jié)構(gòu)的主要組成部分和方式。
1 分布式發(fā)電定義
現(xiàn)在我國(guó)分布式能源系統(tǒng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),能源系統(tǒng)的定義:只要在35kV及以下電壓的電網(wǎng)連接,在20mW和下面的單體規(guī)模,同一配電臺(tái)區(qū)內(nèi)被消納電力可規(guī)劃在同一類別分布區(qū)內(nèi)[3]。實(shí)際上分布式更多定義的還是并網(wǎng)側(cè)電壓在10KV以下用戶,單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)在 6MW 以內(nèi)并網(wǎng)時(shí)采用自發(fā)自用形式的分布式電源類別。
2 國(guó)內(nèi)分布式光伏發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 自發(fā)自用余電上網(wǎng)
從406號(hào)的文本中,分布式有兩種類型的補(bǔ)貼,即自發(fā)自利用互聯(lián)網(wǎng)和基準(zhǔn)價(jià)格補(bǔ)貼,但基本上是前者應(yīng)用更為廣泛。根據(jù)能源局對(duì)分布式光伏發(fā)電按照電量補(bǔ)貼的政策通知文件,現(xiàn)在大部分都是在自發(fā)自用的基礎(chǔ)上再加上度電補(bǔ)貼,如果有多發(fā)、用不掉的的電要余電上網(wǎng),那就是根據(jù)余電上網(wǎng)的價(jià)格再加上度電補(bǔ)貼。
2.2 全額上網(wǎng)
分布式光伏項(xiàng)目可選擇三種模式:如果選擇“全額上網(wǎng)”方式[2],對(duì)應(yīng)的光伏標(biāo)桿電價(jià)為0.95元/kWh;如果你選擇自發(fā)自用,互聯(lián)網(wǎng),國(guó)家給予0.42元/千瓦時(shí)的價(jià)格補(bǔ)貼,都自發(fā)自用,基本電價(jià)為售電價(jià)格,再加上國(guó)家電價(jià)補(bǔ)貼之和。
2.3 分布式政策補(bǔ)貼
一直以來(lái),我們所說(shuō)的分布式光伏政策令人滿意,主要是指額外的地方政府補(bǔ)貼政策。 事實(shí)上,每一個(gè)省和縣,甚至一些地方的一些城鎮(zhèn),為電力補(bǔ)貼的程度是一個(gè)相應(yīng)的政策。
這些省份更多的是在一些地方光伏發(fā)電能力,首先是消化的光伏發(fā)電能力,第二個(gè)地方的清潔能源的比例有很大的好處。這是更多或從GDP能耗的比例,在這些地區(qū)的清潔能源的比例,政府認(rèn)為,使用一些補(bǔ)貼,以鼓勵(lì)市場(chǎng),促進(jìn)市場(chǎng)的積極性。
2.4 分布式收益
2.4.1 自發(fā)自用比例
從能源行業(yè)的角度來(lái)看[3],更關(guān)心的是自發(fā)自用。因此,對(duì)于自然使用的發(fā)電廠,最重要或關(guān)注的比例自發(fā)自用。如果該比率太低,這將導(dǎo)致更多的收入從脫硫的煤炭?jī)r(jià)格,而脫硫的煤炭?jī)r(jià)格比以前的價(jià)格購(gòu)買(mǎi)電價(jià)低得多。因此,我們?cè)诜植际降奈恢?,更多的是看?dāng)?shù)氐墓β是€和電力負(fù)荷曲線,以盡量減少之間的差異,所以我們將提高自住比例,提高了我們的收益率。
2.4.2 依托基礎(chǔ)的存續(xù)性
而收益其中的一個(gè)點(diǎn),就是依托基礎(chǔ)的存續(xù)性。這可以分為兩個(gè)方面,一個(gè)是屋頂本身的存在[4],即屋頂?shù)某兄睾筒鹦兜膯?wèn)題,另一個(gè)是,業(yè)主可以生存25年不會(huì)跑掉。所以至少在20年的PPA可以保證收入。對(duì)于業(yè)主的生存,我主要集中在是否業(yè)主的行業(yè)景氣,信譽(yù)的整體業(yè)務(wù)和使用的電氣穩(wěn)定性,生產(chǎn)穩(wěn)定,是否為訂單性生產(chǎn)。
3 國(guó)內(nèi)分布式光伏發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)
(1)地面光伏電站將在2年時(shí)間內(nèi)到達(dá)發(fā)展瓶頸,市場(chǎng)中心逐漸向分布式市場(chǎng)轉(zhuǎn)移;
(2)東面地面光伏電站可利用的土地快速消耗;
(3)社會(huì)整體用電量增速下滑,電源需要貼近用戶需求側(cè)并具備精細(xì)化調(diào)度能力,分布式電源優(yōu)勢(shì)凸顯,其中利用形式最簡(jiǎn)便、最安全的形式即分布式光伏發(fā)電[5];
(4)社會(huì)融資成本持續(xù)下降,資產(chǎn)荒成為新常態(tài),電站20年不變穩(wěn)定現(xiàn)金流成為稀缺資源;
(5)分布式光伏電站的應(yīng)收賬款不穩(wěn)定因素逐一解決(走向全額上網(wǎng)時(shí)代,實(shí)現(xiàn)補(bǔ)貼實(shí)時(shí)結(jié)付);
(6)分布式電站運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)逐漸健全,光伏收益型保險(xiǎn)出現(xiàn),各類“陽(yáng)光貸”產(chǎn)品出現(xiàn);
(7)銀行逐漸認(rèn)可分布式光伏資產(chǎn),銀行可貼現(xiàn)性產(chǎn)品和系統(tǒng)集成商短名單出現(xiàn);
(8)新電改帶來(lái)的市場(chǎng)化效應(yīng),為分布式光伏大規(guī)模走進(jìn)小型工商業(yè)和戶用屋頂?shù)於ɑA(chǔ);
(9)十三五配網(wǎng)改造的推進(jìn)為分布式光伏參與售點(diǎn)和整個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)奠定硬件基礎(chǔ);
(10)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目走向小型化,在儲(chǔ)能系統(tǒng)的配合下成為智慧能源的中堅(jiān)力量;
(11)社會(huì)資本流向符合大數(shù)法則的分布式光伏電站資產(chǎn)包的資產(chǎn)證券化產(chǎn)品;
4 結(jié)論
在國(guó)內(nèi)不斷鼓勵(lì)發(fā)展分布式光伏發(fā)電的前提下,本文對(duì)分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了綜述性的描寫(xiě),分別介紹了我國(guó)光伏發(fā)電市場(chǎng)的定義標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景。重點(diǎn)分析了分布式光伏發(fā)電市場(chǎng)的規(guī)劃和實(shí)施情況,為以后分布式光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論支持。
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關(guān)鍵詞:分布式;光伏;發(fā)電;前景
中圖分類號(hào):TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2017)01-0155-02
金華市是位于浙江省中部的地級(jí)市,古稱婺州,下轄婺城區(qū)、金東區(qū)2個(gè)市轄區(qū)以及蘭溪市、義烏市、東陽(yáng)市、永康市4縣級(jí)市以及武義縣、浦江縣、磐安縣3縣,總面積10942平方公里,是國(guó)家級(jí)歷史文化名城、中國(guó)十佳宜居城市之一。2011年金華-義烏都市區(qū)被確定為浙江省的第四個(gè)大都市區(qū),規(guī)劃2020年成為200萬(wàn)人以上特大城市。近兩年,金華光伏產(chǎn)業(yè)方興未艾,僅市區(qū)就有100多家光伏公司,呈現(xiàn)出前所未有的發(fā)展勢(shì)頭。
1 金華具備光伏發(fā)電的自然條件
光伏產(chǎn)業(yè)是新興產(chǎn)業(yè),它依靠太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電。地球上太陽(yáng)能資源的分布與各地的緯度、海拔高度、地理狀況和氣候條件有關(guān)。資源豐度一般以全年總輻射量和全年日照總時(shí)數(shù)表示。就全球而言,美國(guó)西南部、非洲、澳大利亞、中國(guó)、中東等地區(qū)的全年總輻射量或日照總時(shí)數(shù)最大,為世界太陽(yáng)能資源最豐富地區(qū)。我國(guó)屬太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一,全國(guó)總面積2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)。我國(guó)將日照輻射強(qiáng)度超過(guò)9250MJ/m2的西部地區(qū)以外的地區(qū)分為五類,浙江屬于太陽(yáng)能資源分布的四類地區(qū),全年日照時(shí)數(shù)為1400~2200小時(shí),輻射量在4150~5000MJ/m2,相當(dāng)于140~170kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。金華市區(qū)日照充足。全年日照時(shí)數(shù)為1804小時(shí)~2060小時(shí),年日照率為42-45%。年平均接受太陽(yáng)輻射量為4489.2MJ/m2,金華市區(qū)水平面上年平均有效發(fā)電輻照量1247(kWh/m2.a),具備建設(shè)光伏電站項(xiàng)目的自然條件。
2 光伏發(fā)電是建設(shè)美麗宜居金華的需要
金華市是全國(guó)十佳宜居城市之一,也是浙江省能源消耗大市,是省內(nèi)以煤為主要能源的城市之一,這種消費(fèi)結(jié)構(gòu)給環(huán)境造成巨大壓力。根據(jù)目前浙江省以及金華市的能源結(jié)構(gòu),基本上屬于純煤電的電力系統(tǒng),燃煤產(chǎn)生大量的CO2、SO2、NOX、煙塵、灰渣等,對(duì)環(huán)境和生態(tài)造成不利的影響。為提高環(huán)境質(zhì)量,在對(duì)煤電進(jìn)行改造和減排的同時(shí),積極開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能等清潔可再生能源是十分必要的,這是金華市可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需要,是建設(shè)美麗宜居金華的需要,也是實(shí)現(xiàn)“十二五”規(guī)劃《綱要》把單位GDP能耗降低21%左右作樵際性指標(biāo)的需要。
3 光伏發(fā)電是能源、電力結(jié)構(gòu)改革的需要,具有廣闊的市場(chǎng)前景
按發(fā)電技術(shù)劃分,2013年化石燃料發(fā)電量占全球總發(fā)電量的比重為70%,水電和核電發(fā)電量占比分別為14.2%和10.9%。建設(shè)光伏電站對(duì)于改善電力系統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)、減少燃煤發(fā)電廠的環(huán)境污染、滿足用電負(fù)荷迅速增長(zhǎng)具有重要意義。
在新能源技術(shù)持續(xù)發(fā)展,電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加強(qiáng),電力供應(yīng)系統(tǒng)愈發(fā)智能及穩(wěn)定的環(huán)境下,預(yù)計(jì)到2020年,全球新能源(不含水電)電力累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將從2013年的552GW增長(zhǎng)到2020年的近1510GW,年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)8.3%。由于光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域與方式廣闊靈活,在未來(lái)數(shù)年內(nèi)的增速將超過(guò)風(fēng)電。預(yù)計(jì)2014-2020年太陽(yáng)能發(fā)電新增裝機(jī)容量將達(dá)到513GW,超過(guò)風(fēng)電的新增裝機(jī)容量,成為全球新能源領(lǐng)域的第一大增長(zhǎng)點(diǎn)。
2014年,中國(guó)政府也出臺(tái)了一系列的光伏扶持政策,積極培育國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng),中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入理性、健康的快速發(fā)展時(shí)期。2014年中國(guó)新增裝機(jī)容量為10.06GW,躍居全球最大的光伏市場(chǎng)(表1)。除了開(kāi)發(fā)大型光伏電站之外,分布式光伏發(fā)電也將是中國(guó)光伏應(yīng)用的重要途徑之一。
4 分布式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)有其自身優(yōu)勢(shì)
它把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,不經(jīng)過(guò)蓄電池儲(chǔ)能,直接通過(guò)并網(wǎng)逆變器把電能送上電網(wǎng),比獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)投資可減少35%-45%,從而使發(fā)電成本大為降低。省掉蓄電池,還可提高系統(tǒng)的MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)和蓄電池的二次污染。分布式建設(shè),可就近就地分散發(fā)供電,進(jìn)入和退出電網(wǎng)靈活,既有利于增強(qiáng)電力系統(tǒng)抵御不可抗力的能力,又有利于改善電力系統(tǒng)的負(fù)荷平衡,并可降低線路損耗。
5 技術(shù)的進(jìn)步為分布式光伏發(fā)電提供了技術(shù)支撐
光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池板、并網(wǎng)型太陽(yáng)能逆變器、交、直流防雷配電柜、連接電纜、通訊軟件和監(jiān)控裝置及電能計(jì)量等設(shè)備組成。它通過(guò)光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)將太陽(yáng)的輻射能量轉(zhuǎn)換為電能(直流電),再通過(guò)逆變器將直流電逆變?yōu)?0Hz、400V的三相交流電并入地方電網(wǎng)供使用。
其原理如圖1所示。
在建筑物上安裝不同朝向或不同規(guī)格的的光伏陣列這種并網(wǎng)方式適合于分布式并網(wǎng)發(fā)電,在電氣設(shè)計(jì)時(shí),將同一朝向且規(guī)格相同的光伏陣列通過(guò)單臺(tái)逆變器集中并網(wǎng)發(fā)電,采用多臺(tái)逆變器分布式并網(wǎng)發(fā)電方案實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。
技術(shù)進(jìn)步是降低光伏發(fā)電成本、促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)發(fā)展的重要因素。幾十年來(lái)圍繞著降低成本的各種研究開(kāi)發(fā)工作取得了顯著成就。首先,電池效率不斷提高,目前商業(yè)化晶硅電池的效率達(dá)到15%~20%(單晶硅電池18%~20%,多晶硅15%~18%);商業(yè)化單結(jié)非晶硅電池效率5%~7%,雙結(jié)非晶硅電池效率6%~8%,非晶硅/微晶硅的疊層池效率8%~10%,而且穩(wěn)定性不斷提高。電池效率的提高是光伏發(fā)電成本下降的重要因素之一。其次,硅片厚度持續(xù)降低。降低硅片厚度是減少硅材料消耗、降低晶硅太陽(yáng)電池成本的有效技術(shù)措施,是光伏技術(shù)進(jìn)步的重要方面。30多年來(lái),太陽(yáng)電池硅片厚度從70年的450~500微米降低到目前的180~200微米,降低了一半以上。硅材料用量的大幅度降低是技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)成本降低的重要因素。再次,產(chǎn)業(yè)化規(guī)模不斷擴(kuò)大。生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大和自動(dòng)化程度持續(xù)提高是太陽(yáng)電池生產(chǎn)成本降低的重要因素。太陽(yáng)電池單廠生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)從上世紀(jì)80年代的1~5MW/年發(fā)展到90年代的5~30MW/年,2006年25~500MW/年,2007年25~1000MW/年。生產(chǎn)規(guī)模與成本降低的關(guān)系體現(xiàn)在學(xué)習(xí)曲線率LR (Learning Curve Rate,即生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大1倍,生產(chǎn)成本降低的百分比)上。對(duì)于太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō),30年統(tǒng)計(jì)的結(jié)果,LR20%(含技術(shù)進(jìn)步在內(nèi)),是所有可再生能源發(fā)電技術(shù)中最大的。
6 政策的扶持為光伏發(fā)電的發(fā)展提供了保障
國(guó)家能源局《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》指出,十二五期間,可再生能源新增發(fā)電裝機(jī)量1.6億千瓦,其中光伏發(fā)電21Gw,到2015年底,太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到2100萬(wàn)千瓦(21GW)以上,年發(fā)電量達(dá)到250億千瓦時(shí)。國(guó)家電網(wǎng)公司 《關(guān)于做好分布式發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)工作的意見(jiàn)(暫行)》。根據(jù)《意見(jiàn)》,國(guó)內(nèi)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目將可享受全程免費(fèi)的并網(wǎng)服務(wù),并可以自發(fā)自用、余量上網(wǎng)。國(guó)務(wù)院《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》,《意見(jiàn)》指出“上調(diào)2015年的裝機(jī)量從21GW到35GW,增幅66%”,另外重點(diǎn)開(kāi)發(fā)分布式光伏發(fā)電。發(fā)改委《分布式發(fā)電管理暫行辦法》,《辦法》規(guī)定,對(duì)于分布式發(fā)電,電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)根據(jù)其接入方式、電量使用范圍,提供高效的并網(wǎng)服務(wù);當(dāng)前,分布式光伏發(fā)電采用自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的模式,補(bǔ)貼按國(guó)家0.42元/KWh,浙江省0.1元/KWh,金華市補(bǔ)貼政策正在制定中;如金華金磐網(wǎng)絡(luò)科技園分布式光伏電站裝機(jī)總?cè)萘?20KWp,運(yùn)營(yíng)期25年,項(xiàng)目作為自發(fā)自用的分布式發(fā)電項(xiàng)目,電價(jià)按照光伏發(fā)電時(shí)段自用電價(jià)和國(guó)家、地方補(bǔ)貼合計(jì)計(jì)算,綜合電價(jià)為1.54元/kWh(不含稅),根據(jù)預(yù)測(cè)發(fā)電量計(jì)算,25年發(fā)電收入總額為1869.1萬(wàn)元。項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率(稅后)為15.73%,投資回收期(稅后)為5.2年(不含建設(shè)期),具備開(kāi)發(fā)建設(shè)的投資條件。
7 結(jié)語(yǔ)
綜上分析,金華市光伏發(fā)電不僅具備自然條件,也有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和社會(huì)需求,擁有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,具備廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞 新新產(chǎn)業(yè) 太陽(yáng)能 光伏 封裝設(shè)備 現(xiàn)狀
中圖分類號(hào):TK519 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0前言
由于環(huán)境污染日益嚴(yán)重,尋求可持續(xù)的能源發(fā)展道路,選擇太陽(yáng)能作為目前新新產(chǎn)業(yè)新能源的開(kāi)發(fā)對(duì)象具有巨大的發(fā)展前景。近年來(lái)世界各國(guó)對(duì)太陽(yáng)能光伏組件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用越來(lái)越廣泛,而光伏組件產(chǎn)業(yè)是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的一個(gè)十分重要的部分,所以新新產(chǎn)業(yè)太陽(yáng)能的發(fā)展也將會(huì)帶來(lái)光伏組件產(chǎn)品的日益興起。在太陽(yáng)能發(fā)電組件制造業(yè)的不斷發(fā)展過(guò)程中,新新產(chǎn)業(yè)光伏組件封裝、硅片加工以及在光伏晶體硅太陽(yáng)電池的制造方面均有著巨大的成功,從而明顯縮短了生產(chǎn)時(shí)間與發(fā)展進(jìn)程,我國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)展也使得當(dāng)前國(guó)內(nèi)光伏組件封裝設(shè)備制造在自主創(chuàng)新方面也取得了較大的成績(jī)。這為我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的快速而可持續(xù)的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ),同時(shí)也為我國(guó)光伏組件封裝制造做出了巨大貢獻(xiàn)。本文對(duì)目前的市場(chǎng)現(xiàn)狀以及發(fā)展方向進(jìn)行了闡述。
1光伏組件封裝設(shè)備生產(chǎn)介紹
1.1光伏組件封裝設(shè)備組成
光伏組件封裝設(shè)備主要是用在新新產(chǎn)業(yè)的太陽(yáng)電池組件封裝過(guò)程中。主要由裝框機(jī)、層壓機(jī)、打膠機(jī)、敷設(shè)機(jī)、組件測(cè)試儀以及焊接機(jī)等設(shè)備組成。此外還可以裝有激光劃片機(jī)以及電池片分選儀等設(shè)備。
圖1:太陽(yáng)能光伏組件封裝
1.2光伏組件封裝設(shè)備用途
太陽(yáng)能光伏組件的封裝的過(guò)程具有十分重要的作用,在產(chǎn)品制造的過(guò)程中對(duì)光伏電池片的封裝應(yīng)滿足密封與抗雷擊兩項(xiàng)基本指標(biāo),由此可以滿足對(duì)太陽(yáng)能光伏電池設(shè)備的使用壽命要求。在太陽(yáng)能光伏組件封裝設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的是層壓機(jī),其主要功能是通過(guò)層壓機(jī)把EVA、太陽(yáng)能電池片、鋼化玻璃、背膜在高溫真空的條件下壓成具有一定剛性的整體。這是制造太陽(yáng)能光伏電池組件的一種重要設(shè)備。目前我國(guó)的層壓機(jī)和國(guó)外層壓機(jī)的主要在制作精度、控制程序、設(shè)備的穩(wěn)定性等方面和國(guó)外有差距。我國(guó)生產(chǎn)的層壓機(jī)從2000年開(kāi)始,經(jīng)過(guò)幾年的不懈努力,和國(guó)外產(chǎn)品的額差距在不斷縮小,現(xiàn)國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)組件生產(chǎn)廠家使用的層壓機(jī)都是國(guó)產(chǎn)的,其產(chǎn)品性能能夠滿足太陽(yáng)能光伏組件生產(chǎn)的要求。此外,光伏組件封裝設(shè)備中的焊接機(jī)主要是用于電池串接;而裝框機(jī)則主要是安裝光伏組件的邊框,從而增加組件的強(qiáng)度;鋪設(shè)機(jī)則將電池組件串、EVA、玻璃以及背板等進(jìn)行分層次鋪設(shè);注膠機(jī)則主要是對(duì)電池片進(jìn)行封裝。
2我國(guó)光伏組件封裝設(shè)備制造現(xiàn)狀
新新產(chǎn)業(yè)太陽(yáng)能光伏組件封裝設(shè)備已經(jīng)在我國(guó)發(fā)展超過(guò)了10年,目前我國(guó)已經(jīng)擁有了完成整線裝備的能力。從市場(chǎng)規(guī)模上看,目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)的太陽(yáng)能光伏組件封裝的市場(chǎng)占有率超過(guò)了80%,而相關(guān)評(píng)估顯示,5年后將我國(guó)將有90%的光伏組件封裝均達(dá)到國(guó)產(chǎn)化。市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)可以看出,我國(guó)目前的光伏組件封裝設(shè)備在整個(gè)行業(yè)中的總產(chǎn)值已經(jīng)占到了34%,其中2006~2010年間國(guó)產(chǎn)光伏組件設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)如下。
圖2:我國(guó)光伏組件封裝設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)
在太陽(yáng)能光伏組件封裝設(shè)備的制造流水線中,對(duì)設(shè)備焊接所需要的技術(shù)較高,而我國(guó)現(xiàn)有的焊接技術(shù)仍無(wú)法滿足要求。但是隨著自動(dòng)焊接機(jī)引入我國(guó)市場(chǎng),在國(guó)產(chǎn)太陽(yáng)能光伏組件封裝設(shè)備生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)中已經(jīng)取得了較好的效果。其中我國(guó)已有部分產(chǎn)品型號(hào)在光伏組件測(cè)試儀設(shè)備中達(dá)到了3A標(biāo)準(zhǔn),此外我國(guó)的9A太陽(yáng)模擬器已經(jīng)給成為德國(guó)SCHMID整線產(chǎn)品的標(biāo)配設(shè)備,在國(guó)外已經(jīng)打下了很好的市場(chǎng)。我國(guó)的裝框機(jī)生產(chǎn)商也越來(lái)越多,我國(guó)的層壓機(jī)市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)達(dá)到了97%,己經(jīng)有65家太陽(yáng)能光伏組件封裝設(shè)備生產(chǎn)廠家,可見(jiàn)我國(guó)的太陽(yáng)能光伏組件封裝設(shè)備制造技術(shù)與發(fā)展已經(jīng)獲得了巨大的成功。
此外,從光伏組件封裝設(shè)備價(jià)格來(lái)看,我國(guó)國(guó)產(chǎn)設(shè)備的價(jià)格比同種國(guó)外產(chǎn)品低30%~50%,也具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì),可以預(yù)測(cè)我國(guó)的光伏組件封裝設(shè)備的制造將推動(dòng)著整個(gè)光伏組件設(shè)備制造行業(yè)的快速發(fā)展。
3我國(guó)光伏組件封裝設(shè)備制造的展望
我國(guó)未來(lái)光伏組件封裝設(shè)備的制造上仍然會(huì)向自動(dòng)化進(jìn)一步發(fā)展。這是由于自動(dòng)化程度的提高將更有效的控制光伏產(chǎn)品的質(zhì)量及其穩(wěn)定性,同時(shí)自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力優(yōu)于人工操作生產(chǎn)線,可以減少了人員的使用,同時(shí)還可以通過(guò)降低封裝環(huán)節(jié)人工成本來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏組件生產(chǎn)成本的控制。因此如何實(shí)現(xiàn)光伏組件生產(chǎn)自動(dòng)化是目前光伏組件封裝設(shè)備生產(chǎn)的主要方向。目前來(lái)看,我國(guó)在新新產(chǎn)業(yè)太陽(yáng)能光伏組件封裝設(shè)備的生產(chǎn)行業(yè)中主要是實(shí)現(xiàn)由節(jié)點(diǎn)設(shè)備向流水線的發(fā)展趨勢(shì),這是受?chē)?guó)外先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線影響而成的,這種模式可以有效的減少生產(chǎn)過(guò)程中的人工干預(yù),實(shí)現(xiàn)設(shè)備生產(chǎn)車(chē)間的自動(dòng)傳送,提高生產(chǎn)自動(dòng)化及整線生產(chǎn)效率。此外,在光伏組件封裝設(shè)備制造業(yè)中還會(huì)隨著新型電池和新材料的出現(xiàn)而發(fā)生變化,如對(duì)光伏薄膜電池封裝的特殊要求也成為光伏封裝產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展需要關(guān)注的重要方向。
4結(jié)論
我國(guó)新新產(chǎn)業(yè)太陽(yáng)能光伏組件封裝設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)起步較早,同時(shí)我國(guó)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)占有率也非常高。隨著我國(guó)制造工業(yè)的不斷快速發(fā)展,使得光伏組件封裝、硅片加工以及晶體硅太陽(yáng)電池制造上都獲得了很大的成功,由此導(dǎo)致了光伏組件封裝設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化日益顯著。由于光伏行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備屬于一體化大型綜合性設(shè)備,其中也包括了復(fù)雜的軟硬件技術(shù),而這些軟硬件還涉及到許多現(xiàn)代工藝細(xì)節(jié),因此在我國(guó)光伏組件封裝設(shè)備制造業(yè)的良好發(fā)展勢(shì)頭下,還需要掌握到這些先進(jìn)的光伏組件封裝設(shè)備的制造生產(chǎn)技術(shù),并且保持技術(shù)的創(chuàng)新性,從而不斷提高新型產(chǎn)業(yè)太陽(yáng)能光伏組件封裝設(shè)備的制造水平,擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】:分布式電源并網(wǎng);配電網(wǎng)網(wǎng)損;影響
1、導(dǎo)言
分布式電源是一種環(huán)保、高效、新型的發(fā)電形式,簡(jiǎn)稱為DG,DG主要分布在負(fù)荷周?chē)梅稚⒌哪茉椿蛘呋茉催M(jìn)行發(fā)電,比如,太陽(yáng)能、生物能、天然氣等,DG具有的優(yōu)點(diǎn)是削峰填谷、緩解輸電壓力并且節(jié)約能源,但是DG并網(wǎng)以后單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)會(huì)演變?yōu)閺?fù)雜的網(wǎng)絡(luò),使短電流方向與大小發(fā)生改變,甚至?xí)贡Wo(hù)裝置誤動(dòng)作。因此,分析DG接入對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響,提出了相應(yīng)的建議和措施,對(duì)于增加電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。
2、分布式光伏電源的特點(diǎn)與分類
2.1環(huán)境效益高
在發(fā)電過(guò)程中分布式光伏電源不會(huì)產(chǎn)生較大噪聲,且對(duì)水源及空氣的污染程度較低,但在具體運(yùn)用過(guò)程中需注意對(duì)周邊城市環(huán)境的協(xié)調(diào)。在使用分布式光伏電源時(shí),需在清潔能源的利用時(shí)考慮到周邊居民的生活質(zhì)量。
2.2輸出功率較小
傳統(tǒng)集中式電站在輸出功率上可達(dá)到百萬(wàn)千瓦,只有形成大規(guī)模狀態(tài)才可達(dá)到經(jīng)濟(jì)效果。而光伏發(fā)電采用模塊化設(shè)計(jì)方式,因此規(guī)模不需要過(guò)大便可達(dá)到一定經(jīng)濟(jì)性,且可根據(jù)場(chǎng)地具體情況對(duì)光伏系統(tǒng)容量加以調(diào)整。通常來(lái)說(shuō),分布式光伏電源項(xiàng)目容量可控制在幾千瓦之內(nèi),相對(duì)于集中式電站而言,光伏電站在發(fā)電效率上并不會(huì)明顯受到電站大小的影響,因此在經(jīng)濟(jì)上較為穩(wěn)定,在投資性價(jià)比上較高。
2.3能量密度較低
能量密度較低是分布式光伏電站的一大缺陷,其每平方米的功率僅在100瓦左右,加上相關(guān)光伏組件的安裝以及安裝位置的限制,因此難以在用電緊張上起到明顯作用。但由于分布式光伏電源在白天發(fā)電效率最高,而此時(shí)正是用電高峰,因此可在一定程度上對(duì)用電緊張問(wèn)題達(dá)到緩解作用,但不能根本解決。
2.4發(fā)電技術(shù)分類
分布式電源在發(fā)電技術(shù)上可分為以下幾種模式:風(fēng)力發(fā)電。通過(guò)太陽(yáng)輻射在地球各部分引起的氣壓容差差異而產(chǎn)生空氣運(yùn)動(dòng),利用風(fēng)能實(shí)現(xiàn)發(fā)電;燃料電池。這種方式能夠?qū)⒒瘜W(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔?,并且在等溫狀態(tài)下完成,具有噪音低、污染小、潔凈、轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)勢(shì),既適合分散供電也適合集中供電;往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。通過(guò)氣缸內(nèi)部的燃料燃燒實(shí)現(xiàn)熱能的轉(zhuǎn)化,從而達(dá)到發(fā)電效果;太陽(yáng)能。太陽(yáng)能發(fā)電分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電,從產(chǎn)銷量、發(fā)展速度和發(fā)展前景來(lái)看,光伏發(fā)電有著明顯的優(yōu)勢(shì)。人們常說(shuō)的太陽(yáng)能發(fā)電一般指的就是太陽(yáng)能光伏發(fā)電。太陽(yáng)能光伏發(fā)電是目前發(fā)展最為迅速、發(fā)展前景最為廣闊的可再生能源產(chǎn)業(yè)之一。
3、分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響
3.1重合閘不成功
配電網(wǎng)故障產(chǎn)生都是一瞬間,而且不是全電纜線路,可以配置三相一次的自動(dòng)重合閘,確保線路故障后能夠及時(shí)恢復(fù)正常供電。故障線路瞬間故障較大,則重合閘對(duì)系統(tǒng)沖擊不大,并網(wǎng)故障發(fā)生時(shí),DG依然能正常供電,但故障點(diǎn)有電弧,造成自動(dòng)重合閘重合不牢靠。
3.2影響繼電保護(hù)形式
以我國(guó)目前的電網(wǎng)狀態(tài)分析,很大一部分電站以限時(shí)速斷為保護(hù)配電網(wǎng)安全的方式。而相當(dāng)大比例的電站是單體放射結(jié)構(gòu),缺乏傳輸方向。雖然這種成熟的保護(hù)方式能促使電網(wǎng)線路正常工作,但是新的發(fā)電系統(tǒng)并進(jìn)整個(gè)電網(wǎng)后,新的功率值會(huì)改變繼電保護(hù)的反映數(shù)值,一個(gè)誤讀就會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)運(yùn)行事故的發(fā)生,更不用說(shuō)并入主電路后分線路一旦出現(xiàn)故障,對(duì)于分布式電站系統(tǒng)的正常運(yùn)行也產(chǎn)生不良反應(yīng)。
3.3對(duì)電能計(jì)量的影響
當(dāng)分布式電源接入配電網(wǎng)中,則使系統(tǒng)的電能總量發(fā)生了變化,這時(shí),系統(tǒng)電能的計(jì)量不僅要考慮電力用戶側(cè)所使用的電量,也要考慮電力用戶所提供的電量,還必須首先判斷出潮流方向的變化。一般地,當(dāng)分布式電源接入配電網(wǎng)后,若某負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的負(fù)荷量大于分布式電源的輸出量,則可判定潮流的方向沒(méi)有發(fā)生變化,反之,若某負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的負(fù)荷量小于分布式電源的輸出量,則可判定潮流的方向已經(jīng)發(fā)生變化。這時(shí),電能的計(jì)量方式必須采用智能計(jì)量方式,對(duì)電流進(jìn)行雙向管理,計(jì)算出電能輸送時(shí)的損耗電量。
4、配電網(wǎng)網(wǎng)損的應(yīng)對(duì)策略
4.1健全新技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
一個(gè)符合實(shí)際情況的標(biāo)準(zhǔn)建立健全,是需要長(zhǎng)期研究與實(shí)踐后,通過(guò)有效的參數(shù)與反應(yīng)出的控制特性,以及其他各類實(shí)踐體現(xiàn)的物理實(shí)際情況作為支撐的。一個(gè)新技術(shù)的有效應(yīng)用必然要以一個(gè)溫和地符合現(xiàn)有具體實(shí)際的情況下逐步采用。所以,對(duì)于新技術(shù)的電壓穩(wěn)定性、電力質(zhì)量等一系列指標(biāo),都需要檢驗(yàn)后才能接入配電網(wǎng)使用,以保證配電網(wǎng)穩(wěn)定。
4.2加強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)控
在分布式光伏電源工作過(guò)程中監(jiān)控配電網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)運(yùn)作情況,若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)上報(bào)管理者并采取措施,對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完善化的保護(hù)。分布式光伏電源影響配電網(wǎng)網(wǎng)損,在最終結(jié)果上有好有壞,管理者可通過(guò)對(duì)分布式電源位置的調(diào)節(jié)來(lái)減輕損耗的波動(dòng)。
4.3更新計(jì)量方式,保證雙向電流流量的準(zhǔn)確計(jì)量
分布式電站的接入使得配電網(wǎng)從單向的輸送變?yōu)橛休斔陀薪邮?,配電網(wǎng)的功率、電流流量都會(huì)變?yōu)殡p向性。一般體現(xiàn)在,當(dāng)用戶采用的分布式電站電能產(chǎn)量不足以滿足使用實(shí)際時(shí),就需要配電網(wǎng)供給補(bǔ)缺;而電能充裕時(shí)則可能會(huì)將多余電能輸送給電網(wǎng),以避免浪費(fèi)。這種實(shí)際就使得配電網(wǎng)與分布式電站的電能產(chǎn)生了雙向流動(dòng)。但是如今我國(guó)的電力統(tǒng)計(jì)與計(jì)費(fèi),仍然是單向計(jì)量,對(duì)于雙向電能的測(cè)算與計(jì)量根本沒(méi)有辦法滿足。新型電力模式想要普及就必然要解決這一問(wèn)題?,F(xiàn)在已有雙向的計(jì)量裝置,對(duì)于流入流出的電量都有分別的統(tǒng)計(jì)。一旦大規(guī)模應(yīng)用有利于新供電模式的普及。
5、結(jié)論
總之,分布式光伏電源具有群發(fā)性與不連續(xù)性特點(diǎn),屬于間歇式電源的一種,在接入配電網(wǎng)之后,配電網(wǎng)會(huì)由原本的單端輻射型網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變多端系統(tǒng),更具復(fù)雜性。在接入配電網(wǎng)之后,分布式光伏電源會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的各個(gè)方面產(chǎn)生影響。配電網(wǎng)受到分布式光伏電源的影響有好有壞,研究者應(yīng)將不良影響加以控制,降低影響程度,實(shí)現(xiàn)能源的最高利用率。
【參考文獻(xiàn)】:
[1]雷敏,楊萬(wàn)里,李丹,張駿杰.分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響[J].湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,05:68-73.
關(guān)鍵詞:并網(wǎng)光伏發(fā)電;優(yōu)越性;技術(shù)特點(diǎn);效益
中圖分類號(hào):TK511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
眾所周知,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)能源使用量越來(lái)越大,但是石油煤炭等傳統(tǒng)能源是有限的,在不久的將來(lái)就是陷入枯竭之中,因此國(guó)家越來(lái)越重視對(duì)新能源的研發(fā)工作,太陽(yáng)能的發(fā)電便是其中重要的一環(huán)。太陽(yáng)能是一種清潔能源,也是一種永不枯竭的能源,其具有無(wú)限儲(chǔ)量、普遍開(kāi)發(fā)、清潔安全、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為人類最為理想的替代能源。當(dāng)前全球光伏系統(tǒng)容量中百分之九十是由并網(wǎng)光伏發(fā)電構(gòu)成。因此,本文則主要透過(guò)并網(wǎng)光伏發(fā)電來(lái)剖析綠色太陽(yáng)能發(fā)電的相關(guān)問(wèn)題。
一、太陽(yáng)能發(fā)電概說(shuō)
1、我國(guó)太陽(yáng)能資源概說(shuō)
從總體上來(lái)說(shuō),我國(guó)太陽(yáng)能資源非常豐富,但是仍然存在非常大的區(qū)域差異,綜合而論,我國(guó)太陽(yáng)能資源分布的主要特點(diǎn)有:太陽(yáng)能的高值中心和低值中心都處在北緯22°-35°這一帶,青藏高原是高值中心,而四川盆地是低值中心;就太陽(yáng)年輻射總量來(lái)說(shuō),西部地區(qū)高于東部地區(qū),而且除和新疆兩個(gè)自治區(qū)外,基本上是南部低于北部;由于南方多數(shù)地區(qū)云霧雨多,在北緯30°-40°地區(qū),太陽(yáng)能的分布情況隨緯度而變化的規(guī)律相反,基本上太陽(yáng)能輻射量隨緯度的增加而增長(zhǎng),在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東南沿海區(qū)域,屬于四類地區(qū)。但是從近些年的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看,東南沿海區(qū)域的地表總太陽(yáng)輻射開(kāi)始呈上升趨勢(shì),具有一定的開(kāi)發(fā)潛力。
2、光伏并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展概況
當(dāng)前,我國(guó)乃至全世界的能源形勢(shì)日趨嚴(yán)峻,光伏發(fā)電的發(fā)展前景逐漸得到社會(huì)的普遍認(rèn)同,開(kāi)展光伏發(fā)電的應(yīng)用推廣工作也更具有現(xiàn)實(shí)意義。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)作為分布式發(fā)電的一種,其工作特點(diǎn)是太陽(yáng)電池組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合電網(wǎng)要求的交流電之后,便會(huì)直接進(jìn)入公共電網(wǎng),PV產(chǎn)生的電力除了供給交流負(fù)載之外,剩下的電力主要反饋給電網(wǎng)。面臨不同容量、不同并網(wǎng)方式、不同系統(tǒng)配置的光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)該要對(duì)接不同輸電網(wǎng)或配電網(wǎng)的要求,從電網(wǎng)角度而言,由于光伏并網(wǎng)發(fā)電特點(diǎn)不同于常規(guī)的發(fā)電方式,常規(guī)電廠的并網(wǎng)技術(shù)條件和接入計(jì)算方法對(duì)光伏并網(wǎng)來(lái)說(shuō)就不再適合,加之國(guó)內(nèi)目前并沒(méi)有全面、明確、可操作的管理標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范,電網(wǎng)企業(yè)就不容易從電能質(zhì)量、可靠性、安全性和規(guī)范管理的角度對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行全面系統(tǒng)的評(píng)估,從而增加了光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的復(fù)雜性和困難性。造成上述局面的一個(gè)主要原因,是因?yàn)槟壳皩?duì)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的特性還不夠熟悉。所以研究并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),對(duì)于推動(dòng)光伏并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展來(lái)說(shuō),仍然非常重要。
二、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)越性
雖然我國(guó)目前并網(wǎng)光伏發(fā)電發(fā)展還不是特別成熟,但是從國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)具有非常強(qiáng)的優(yōu)越性,主要可以反映在以下幾個(gè)方面:第一,使用清潔干凈、可再生的太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電,不耗用任何的化石能源,在使用過(guò)程中也沒(méi)有溫室氣體及污染物的排放,與生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展的戰(zhàn)略不謀而合,符合經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略;第二,所發(fā)電能饋入電網(wǎng),以電網(wǎng)作為儲(chǔ)備能源的有效裝置,省掉蓄電池這一環(huán)節(jié),比獨(dú)立的光伏系統(tǒng)的建設(shè)投資減少百分之二十五至百分之三十,大大降低發(fā)電成本。另外,省掉蓄電池還可以提高系統(tǒng)的平均無(wú)故障的時(shí)間,有效規(guī)避蓄電池所帶來(lái)的二次污染;第三,光伏電池組件能夠和建筑物實(shí)現(xiàn)完美組成,既可以進(jìn)行發(fā)電,又可以作為建筑材料和裝飾材料,使得物質(zhì)資源能夠得到大范圍的利用,有利于降低建設(shè)費(fèi)用,增加建筑物的科技含量;第四,分布式的建設(shè),可以就近就地分散發(fā)供電,進(jìn)入和退出電網(wǎng)比較靈活,一方面可以很好地增強(qiáng)店里系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力,另一方面可以改善電力系統(tǒng)的負(fù)荷平衡,還可以在一定程度上降低線路損耗;第五,并網(wǎng)光伏系統(tǒng)還具有一定的調(diào)峰作用,對(duì)電力進(jìn)行有效調(diào)節(jié)?;谏鲜鑫妩c(diǎn)作用,并網(wǎng)光伏系統(tǒng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家的一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。
三、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)
并網(wǎng)逆變器作為光伏并網(wǎng)控制的核心器件,包含了電網(wǎng)信號(hào)檢測(cè)、輸出電流控制、最大功率點(diǎn)跟蹤、抗孤島等部分,是集檢測(cè)、控制、并網(wǎng)和保護(hù)于一體的裝置。通常逆變器的功率電路使用橋式電路,如此一來(lái)便可將直流輸入轉(zhuǎn)換為交流輸出,并經(jīng)平波電感的濾波作用,可使輸出波形較為平滑。橋式逆變電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)采用單極性正弦脈寬調(diào)制方式推動(dòng),可以獲得低失真、低諧波和高品質(zhì)的正弦輸出電流波形。目前的并網(wǎng)逆變器是通過(guò)控制輸出電流的幅值、頻率和相位三要素參量跟蹤并網(wǎng)點(diǎn)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和功率輸出。
通過(guò)實(shí)際的分析,可以發(fā)現(xiàn)光伏發(fā)電一般具備以下幾個(gè)特點(diǎn):第一,現(xiàn)有主要的光伏并網(wǎng)逆變器的控制方式為電壓源電流控制,即輸入側(cè)為電壓源,輸出為電流源控制,通過(guò)控制輸出電流以跟蹤并網(wǎng)點(diǎn)電壓,達(dá)到并網(wǎng)的目的。輸出為純有功功率,功率因數(shù)為1;第二,為有效利用太陽(yáng)能,并網(wǎng)逆變器輸出功率控制策略為最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT),不具備功率調(diào)節(jié)能力;第三,光伏發(fā)電輸出受天氣影響很大,尤其在多云天氣,發(fā)電功率會(huì)出現(xiàn)快速劇烈變化發(fā)電功率的最大變化率超過(guò)10%額定出力/秒;第四,由于PV發(fā)電功率的快速隨機(jī)波動(dòng)特性,
當(dāng)大容量并網(wǎng)時(shí),就需要常規(guī)發(fā)電機(jī)組的旋轉(zhuǎn)備用容量進(jìn)行功率調(diào)整補(bǔ)償,使得常規(guī)發(fā)電機(jī)組的發(fā)電成本增加。因此,大容量PV并網(wǎng)時(shí),合理安排發(fā)電計(jì)劃將是一項(xiàng)值得深入研究的課題;第五,逆變器輸出輕載時(shí),諧波會(huì)明顯變大,在
10%額定出力以下時(shí),電流THD甚至?xí)_(dá)到20%以上。
四、并網(wǎng)光伏發(fā)電的效益分析
上文已經(jīng)提及,并網(wǎng)光伏發(fā)電具有非常多的優(yōu)越性,有著非常廣闊的發(fā)展前景。在效益方面,并網(wǎng)光伏發(fā)電效益的計(jì)算可以從光伏發(fā)電收益、并網(wǎng)光伏發(fā)電的環(huán)保收益以及社會(huì)電力收益等幾個(gè)方面進(jìn)行。第一,光伏發(fā)電收益。當(dāng)前電力價(jià)格分管部門(mén)在制定發(fā)電計(jì)劃時(shí)對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電采取不干涉的政策,光伏發(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率取決于日照條件。根據(jù)《可再生能源法》,電網(wǎng)無(wú)條件收購(gòu)太陽(yáng)能發(fā)電,并需要對(duì)太陽(yáng)能實(shí)行保護(hù)性電價(jià);第二,環(huán)保收益。對(duì)于環(huán)保收益來(lái)說(shuō),可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。一,資源效益。光伏發(fā)電替代火力發(fā)電,減少對(duì)煤炭石油等化石資源的消耗;二,減排效益。太陽(yáng)能光伏發(fā)電可以大量減少二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放;三,健康效益。太陽(yáng)能光伏發(fā)電通過(guò)減少污染物排放,還人民群眾健康的空氣;四,水資源效益。光伏發(fā)電可以減少火力發(fā)電時(shí)所需的大量的水資源;第三,社會(huì)電力經(jīng)濟(jì)效益。太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,可以帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展,提供新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),增加新的就業(yè)機(jī)會(huì)。另外,對(duì)于西部地區(qū)來(lái)說(shuō),光伏發(fā)電可以成為西部脫貧致富的著手點(diǎn),光伏發(fā)電作為電力的補(bǔ)充可以帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,雖然我國(guó)并網(wǎng)光伏發(fā)電發(fā)展還不成熟,但目前我國(guó)的化石能源消耗情況來(lái)看,結(jié)合國(guó)外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn),無(wú)疑其將成為之后電力生產(chǎn)的一個(gè)重要手段。可以說(shuō),并網(wǎng)光伏發(fā)電作為綠色太陽(yáng)能發(fā)電中的重要一環(huán),在很多方面具有非常大的優(yōu)越性,這也是國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者對(duì)其備受推崇的主要原因。我們有理由相信在未來(lái)的若干年內(nèi),綠色太陽(yáng)能發(fā)電將成為世界電力的主要來(lái)源。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:建筑工程;太陽(yáng)能;光伏發(fā)電;應(yīng)用
中圖分類號(hào): TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的原理及運(yùn)行方式
太陽(yáng)能電池是光伏發(fā)電的主要能量轉(zhuǎn)換器,它也被稱為光伏電池。關(guān)于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的原理簡(jiǎn)單概括就是光生伏特效應(yīng),太陽(yáng)能電池接觸到太陽(yáng)光線時(shí),電池會(huì)自然吸收其中的光能,進(jìn)而構(gòu)成光生電子?;趦?nèi)建電場(chǎng)的控制,空穴與光生電子發(fā)生隔離,異號(hào)電荷積累到一定程度之后便會(huì)匯聚成為光生電壓,這也就是所謂的光生伏特效應(yīng)。在內(nèi)建電場(chǎng)接上負(fù)載后會(huì)導(dǎo)致光生電流流出,這就實(shí)現(xiàn)了功率的輸出,成功將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的主要裝置,這一裝置也被稱為太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng),一般我們將地面太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)劃分為聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式和離網(wǎng)運(yùn)行方式兩個(gè)方面。所謂的離網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是指沒(méi)有與公共電網(wǎng)相接的光伏發(fā)電系統(tǒng),它是一種相對(duì)獨(dú)立的光伏發(fā)電過(guò)程,常被應(yīng)用于偏僻的農(nóng)村或是公共電網(wǎng)難以覆蓋的無(wú)電地區(qū),甚至牧區(qū)及海島照明也通常會(huì)選用這一獨(dú)立的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。除此之外,離網(wǎng)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)還成功實(shí)現(xiàn)了為氣象臺(tái)站及通信中繼站等特殊地區(qū)提供電能。聯(lián)網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)顧名思義是與公共電網(wǎng)相連接的光伏發(fā)電系統(tǒng),通過(guò)并網(wǎng)光伏發(fā)電的方式將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為交流點(diǎn),它與電網(wǎng)電壓同頻同相,在與電網(wǎng)相連的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)電能的輸送。太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)涉及到太陽(yáng)能電池技術(shù)、光伏陣列最大功率跟蹤技術(shù)、孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)以及聚光光伏技術(shù)等。商業(yè)化發(fā)電階段有著顯著的規(guī)模化特征,無(wú)論是聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行還是離網(wǎng)運(yùn)行都構(gòu)成了電力工業(yè)的重要組成部分,它們勢(shì)必將成為太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域的核心技術(shù)格局。
二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)
(1)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)
利用太陽(yáng)能光伏技術(shù)可以進(jìn)行獨(dú)立發(fā)電,其不需要與電網(wǎng)相連,獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)即可進(jìn)行發(fā)電,這種獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)通常會(huì)在邊遠(yuǎn)地區(qū)及野外的電源中進(jìn)行應(yīng)用,由于其可以將白天生產(chǎn)出來(lái)的部分電能通過(guò)蓄電池儲(chǔ)存起來(lái),而在晚上釋放出來(lái)供人們對(duì)電能的需求,所以對(duì)于一些沒(méi)有接入到電網(wǎng)中的居民也是十分好的選擇。但由于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)在日常應(yīng)用中穩(wěn)定性還較為欠缺,往往需要建立普通電站作為輔助,這不僅導(dǎo)致發(fā)電成本增加,而且與綠色能源的目的也不相符合。
(2)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)
并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是指將光伏發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)連接在一起的發(fā)電系統(tǒng)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備與其他類型的發(fā)電站一樣能為公共電網(wǎng)提供有功電能和無(wú)功電能。光伏電池在陽(yáng)光照射下產(chǎn)生的是直流電,需要經(jīng)過(guò)相關(guān)設(shè)備變換成與公共電網(wǎng)頻率相同的交流電,之后再以電流源、電流源等方式把電能送入電網(wǎng),所以并網(wǎng)系統(tǒng)不需要蓄電池,系統(tǒng)運(yùn)行成本低于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)。另外,并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率比獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)高很多,所以發(fā)電系統(tǒng)的供電比較穩(wěn)定,是太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的比較合理發(fā)展方向。
三、太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在公共建筑中的應(yīng)用
(1)光伏發(fā)電在LED照明中的應(yīng)用
作為半導(dǎo)體材料制作而成的組件,LED與光伏發(fā)電的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)電能至光能的轉(zhuǎn)化。這一半導(dǎo)體照明技術(shù)不僅有著環(huán)保、節(jié)能、高效的技術(shù)優(yōu)勢(shì),并且照明周期較長(zhǎng),且易于維護(hù)。光伏發(fā)電在LED照明系統(tǒng)中的應(yīng)用突出了光生伏特效應(yīng)的技術(shù)原理,通過(guò)太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能至電能的轉(zhuǎn)化,再借助LED照明系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)化為最終的光能。由于LED照明和光伏發(fā)電技術(shù)同是直流電,因此轉(zhuǎn)化過(guò)程并不需要借助變頻器,這明顯提高了整個(gè)過(guò)程的執(zhí)行效率。除此之外,在可充放蓄電池的輔助下,光伏發(fā)電在LED照明中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)必將更加突出。
(2)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)建筑一體化利用方式
“光伏發(fā)電與建筑物一體化”的概念在1991年正式提出,是目前世界上大規(guī)模利用光伏發(fā)電的研發(fā)熱點(diǎn)。太陽(yáng)能光伏與建筑物相結(jié)合主要有兩種形式:一種是在建筑物屋頂、立面安裝平板光伏器、光伏陣列與電網(wǎng)并聯(lián)向用戶供電,從而形成用戶聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)。第二種形式是將光伏器件與建筑實(shí)現(xiàn)集成一體化,即在建筑物屋頂或立面安裝光伏發(fā)電電池板,用光伏發(fā)電的玻璃幕墻代替普通的玻璃幕墻,由屋頂和墻面的光伏器件直接吸收轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能,太陽(yáng)能系統(tǒng)平板既可以做建材又可以發(fā)電,進(jìn)一步降低光伏發(fā)電的成本。目前,許多國(guó)家已研制出大尺度的彩色光伏模塊可替代昂貴的墻體外飾材料,使光伏發(fā)電與建筑物一體化成本進(jìn)一步降低。
建筑物與太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的進(jìn)一步有機(jī)結(jié)合是將太陽(yáng)能電池板與建筑頂面、立面材料集成一體化。建筑物建設(shè)使用過(guò)程中,建筑立面墻體結(jié)構(gòu)表面通常采用噴涂涂料、鋪貼瓷磚、安裝幕墻玻璃等。如果用太陽(yáng)能電池板替代建筑立面墻體及屋頂建筑材料,太陽(yáng)能電池板既可作為建筑裝飾材料,也可以用于光伏發(fā)電系統(tǒng)。由此可見(jiàn),實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板與建筑的有機(jī)一體化結(jié)合,是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)建筑一體化推廣與應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,這種結(jié)合并非是建筑與太陽(yáng)能電池板簡(jiǎn)單“疊加”,而是在建筑與光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案階段將太陽(yáng)能電池板納入建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思中。
太陽(yáng)能電池板用于建筑材料,必須具備建筑材料的基本要求,如堅(jiān)固耐久、防水防潮、保溫隔熱、隔音等以及適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和剛度等性能。若安裝在屋頂、窗戶等,還應(yīng)具有透光的性能。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)建筑有機(jī)結(jié)合,根據(jù)建筑工程使用及工況的需要,與普通的平板式光伏系統(tǒng)組件不同,太陽(yáng)能電池板兼有發(fā)電與建筑裝飾材料的功能,必須滿足建筑材料的基本性能需要。應(yīng)該遵循以下原則:①建筑物設(shè)計(jì)完成后使太陽(yáng)能電池板成為建筑不可缺少的一部分,成為建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)成部分。②太陽(yáng)能電池板的顏色和肌理必須與建筑物的相關(guān)部分相和諧統(tǒng)一,與建筑物的整體風(fēng)格相結(jié)合。③太陽(yáng)能電池板的比例和尺度必須與建筑整體的比例與尺度相協(xié)調(diào),這將決定太陽(yáng)能電池板的分格尺寸與形式。④太陽(yáng)能電池板屋頂具體的細(xì)部設(shè)計(jì),如材料用量是否最小化、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)是否和諧、有機(jī)等需統(tǒng)一考慮。
(3)太陽(yáng)能水泵
通常情況下,太陽(yáng)能水泵并不需要蓄電池,而是借助太陽(yáng)能電池板來(lái)帶動(dòng)水泵工作。在大型光伏水泵站中都會(huì)備有逆變器,逆變器可以將太陽(yáng)能電池板的直流電轉(zhuǎn)換為交流電,然后交流電再帶動(dòng)水泵進(jìn)行工作。雖然剛開(kāi)始要對(duì)太陽(yáng)光伏水泵系統(tǒng)投入較多的資金,但是太陽(yáng)光伏水泵系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用較低、使用壽命長(zhǎng),所以太陽(yáng)光伏水泵系統(tǒng)仍然具有廣闊的發(fā)展前景。
(4)太陽(yáng)能、LED光源的結(jié)合
在固體物理、半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展下,科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出了固體光源LED。其具有以下的幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì):較低的功耗、較長(zhǎng)的壽命、較高的光效以及較快的反應(yīng)速度等,與白熾燈相比較,固體光源LED的污染也是非常小的。在不久的未來(lái),固體光源LED有望占領(lǐng)整個(gè)燈源市場(chǎng)。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和技術(shù)開(kāi)發(fā)的發(fā)展,太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑一體化生態(tài)節(jié)能工程,其發(fā)展前景廣闊,市場(chǎng)潛力巨大,其效率、性價(jià)比隨著太陽(yáng)能光伏技術(shù)日益發(fā)展將進(jìn)一步得到提高,相信在不久的將來(lái),太陽(yáng)能光伏發(fā)電將取代常規(guī)的發(fā)電系統(tǒng),成為能源的主體。
參考文獻(xiàn)
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