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光伏发电发展前景

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光伏发电发展前景范文第1篇

关键词:太阳能利用、光伏发电、市场现状、发展前景、经济价值

中图分类号:TK511文献标识码: A

引言

太阳能是指太阳光的辐射能量,在现代一般用作集热或发电。太阳能是可再生能源,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。自1995年以后,世界太阳能利用进入一个新的发展期,太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合;在加大太阳能研究开发力度的同时,注意将科技成果转化为生产力,加速商业化进程,扩大太阳能利用领域和规模,经济效益逐渐提高。

当今世界,化石能源日趋紧张,环境污染日益严重,为了顺应节能环保、绿色低碳的能源利用趋势,本文从太阳能发电系统组成入手,分析了太阳能光伏发电的投资费用、运营成本、政策补贴、发展前景等问题,对太阳能发电的前景做出展望。

太阳能系统介绍

2.1太阳能光伏发电系统组成

太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。各部分的作用为:

(1)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,其作用是将太阳能转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

(2)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。

(3)蓄电池:一般为铅酸电池,一般有12V和24V这两种,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。

(4)逆变器:在很多场合,都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。

太阳能相关政策

国家相关政策

2013年8月31日,国家发展改革委出台《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》(发改价格[2013]1638号),对光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。

通知明确,对光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。根据各地太阳能资源条件和建设成本,将全国分为三类资源区,分别执行每千瓦时0.9元、0.95元、1元的电价标准。对分布式光伏发电项目,实行按照发电量进行电价补贴的政策,电价补贴标准为每千瓦时0.42元。 通知指出,分区标杆上网电价政策适用于今年9月1日后备案(核准),以及9月1日前备案(核准)但于2014年1月1日及以后投运的光伏电站项目;电价补贴标准适用于除享受中央财政投资补贴之外的分布式光伏发电项目。标杆上网电价和电价补贴标准的执行期限原则上为20年。国家将根据光伏发电规模、成本等变化,逐步调减电价和补贴标准,以促进科技进步,提高光伏发电市场竞争力。

北京市太阳能光伏发电经济价值分析

北京市气候条件

根据调查北京市历年气候条件得知,北京的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候,年平均日照2780.2小时,属于比较优质的太阳能发电区域,平均每年为115.84天,平均每天约7小时40分钟。

经济测算补充说明

1. 分布式太阳能发电享受0.42元/度的光伏发电补贴政策;

2. 对于屋顶放置的分布式光伏发电项目来说,1MW的装机容量大概需要1.2万-1.5万平米的屋顶面积;

3. 目前太阳能发电的投资成本在8-10元/W左右,本测算中取9元/W;

4. 对于北京市来说,适用于光伏发电的全年满发小时数为1100-1300小时,鉴于北京市雾霾天气严重,而雾霾对于太阳能发电的影响较大,所以本测算中取1100小时;

5. 光伏发电项目的后期维护成本很低, 10MW的光伏发电项目,其每年的维护费用约为50万元(包含人工费用)。

太阳能光伏发电经济价值数据分析

以北京地区为例,根据北京市气候条件及能源公司到京仪集团和中材天华国际光伏工程技术有限公司调研的数据得知,目前北京市分布式太阳能发电相关数据如下表所示:

由上表计算得出,在比较理想的光照条件下,1MW光伏发电项目经济分析如下:

下面列举北京某太阳能项目经济分析的实际案例,进一步佐证本文中对太阳能发电经济价值分析的结果。

北京某影视产业园屋顶光伏电站项目

项目地址:北京东五环外,可利用屋顶面积约3800平米。项目所在地太阳资源辐射量在120-140千卡/cm2(5020-5840MJ/m2 )之间。鉴于光伏行业现状综合考虑,计算发电量时,太阳能年辐射量取4000-4650MJ/㎡,峰值日照时数取1250h。

初步估算可安装光伏发电容量350kW,本工程实际安装容量为348.4kW,得出本工程第一年理论发电量为43.55万千瓦时。电池组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减,按系统每年输出衰减0.8%计算,25年累计发电量为783.46万kwh,平均每年发电31.34万kWh/年。

下表为该项目经济价值分析:

根据两个太阳能项目的对比结果可知:理论研究得出的数值与实际案例相符。不同项目条件下,太阳能屋顶光伏发电项目的投资回收期一般为6-9年左右,在现有补贴政策下,太阳能发电具有较好的经济收益和投资价值。

结语

分布式光伏电站工程的建设,符合我国可持续发展能源战略规划,也是发展循环经济模式,建设和谐社会的具体体现。对于促进节能减排、打造低碳城市将产生积极的推动作用,同时对推进太阳能利用及光伏发电产业的发展进程具有非常大的意义。

自1995年起,太阳能光伏发电进入了一个新的发展阶段,由于技术水平的提高,太阳能项目初投资的关键——太阳能板的造价平均每五年降低一半,由此发展下去,太阳能发电必将迎来发展的黄金期。

参考文献:

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[2] 刘静静,杨帆,金以明.太阳能热发电系统的研究开发现状[J].电力与能源,2012(6).

[3] 孙德胜,陈雁.太阳能热发电技术最新进展与前景研究[J].电源技术,2010(8).

[4] 刘爽.太阳能资源利用与太阳能建筑发展.科技成果纵横,2007(6).

[5] 郑拴虎.2013北京能源发展报告. 2013.

[6] 郑建涛,斐杰.我国聚光型太阳能热发电技术发展现状[J].热力发电,2011(2).

光伏发电发展前景范文第2篇

【关键词】太阳能;光伏发电;MPPT;BOOST

0 引言

太阳能是取之不尽、用之不竭的能源。太阳照射到地球上一天的能原谅,就足够全人类使用一整年。因此,太阳能受到了人们越来越多的关注。光伏发电就是利用半导体将太阳能直接转化成电能的一项技术。光伏电池制造所需的硅元素在地球上很充足,其含量高达26%,故不存在资源短缺、耗尽的问题。所以光伏发电是目前世界上发展前景最好的一门发电技术。而光伏系统现在存在一个主要的问题就是发电效率低,因此,如何提高光伏电池转换效率是光伏发电系统的主要研究方向。太阳能光伏发电系统的最大功率点跟踪(MPPT-Maximum Power Point Tracker)就是其中一个尤为重要的课题。

1 光伏电池输出特性分析

光伏电池的输出特性曲线如图1所示:其中图(a)为不同温度(这里的温度表示光伏电池内部PN结处的温度)时的P-V特性曲线,图(b)为不同日照强度下的P-V特性曲线。从图中我们可以得知,光伏电池输出特性曲线具有较强的非线性。光伏电池的输出变化受温度、日照强度变化影响。当日照强度增大时,电池的开路电压基本保持不变,短路电流明显增加,最大输出功率也增加。当温度升高时,电池的开路电压下降,短路电流略有增加,最大输出功率减小。故当温度和日照强度不变时,光伏电池有最大功率点,能输出当前条件下的最大功率。

2 最大功率跟踪控制方法研究

光伏阵列的最大功率跟踪通常都是通过DC-DC变化电路实现的,常见的DC-DC变换电路有Buck、Cuk及Boost等等。由于Boost电路较为简单,可以工作在连续模式,而且相对其它电路转换效率要略高一些,故我们采用Boost电路实现最大功率跟踪。

2.1 Boost电路简介

升压斩波电路(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图2所示。

开关S状态1:a 导通,电流iL流过电感线圈L,输入电压全部加在电感 L上面,电流线性iL增加,此时二极管截止,负载有电容提供能量。

【参考文献】

[1]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京.机械工业出版社.2009,6.103-104.

[2]郭燕琼.基于DSC的高效太阳能逆变器的应用[D].西安:西安石油大学,2012,6:27-28.

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[4]陈家宏松.太阳能电池最大功率点之设计与制作[M].台湾:台湾淡江大学,2001.

[5]马胜红,陆虎俞.太阳能光伏发电技术-光伏发电与光伏发电技术大众用电[J].2006,16(1):38-40.

光伏发电发展前景范文第3篇

关键词:分布式;光伏发电系统;并网发电;电力生产;电力系统 文献标识码:A

中图分类号:TM615 文章编号:1009-2374(2016)13-0090-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.13.043

分布式光伏发电是一种新兴的、具有广阔发展前景的技术,具有输出功率较小、绿色环保等特点。该技术采取就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则,利用光伏组件将太阳能直接转化为电能,既能缓解局部用电紧张状况,又能解决长距离输电的损耗问题,还能与大电网互为备用,提高供电可靠性,对于优化我国能源结构、促进节能减排、防治大气污染具有重要意义。

1 分布式光伏并网发电系统的基本原理

分布式光伏并网发电系统是近年来提出的“微电网”的一部分,是一个能实现自我控制、保护和管理的自治系统。其核心问题是使系统充分利用太阳能资源,在安装组件时应确保向阳光最充足的方向安装。其基本原理是利用太阳能电池组的光生伏打效应,通过并网逆变器,将光伏电池产生的直流电转换成与电网电压同频同相的交流电。太阳能转换为电能,主要分三步:(1)太阳能电池吸收一定能量的光子后,半导体内产生电子-空穴对,电子带负电,空穴带正电;(2)电极性相反的光生载流子被太阳能电池产生的静电场分离开;(3)光生载流子和空穴分别被太阳能电池的正负极收集,在外电路中产生电流,形成电能。

分布式光伏发电系统主要分为就近较低电压等级并网和集中控制、高压单点两种并网方式。小型光伏发电系统对公共电网的影响相对较小,一般采用就近较低电压等级并网方式。大中型光伏电站通常并网容量大,对电网潮流影响较大,一般采用集中控制、高压单点并网方式。

2 分布式光伏并网发电系统的主要构成

分布式光伏并网发电系统主要由太阳能电池组件、光伏方阵支架、并网逆变器、蓄电池、直流汇流箱、直流配电柜、交流配电柜、系统监控和环境监测装置等构成。其基本运行模式是,当太阳辐射时,太阳能电池组件将太阳能转换成电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器转换成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力由所接入的电网调节。

2.1 太阳能电池组件

太阳能电池组件是分布式光伏发电系统的核心部件之一,目前应用最广泛的太阳能电池组件是结晶硅组件,用钢化玻璃、EVA及TPT热压密封而成,并加装铝合金边框,具有抗风、抗冰雹、便于安装等特点。太阳能电池通常由高纯硅材料制成,是一种半导体PN结器件。按照发电效率由高至低的顺序分为非晶硅薄膜太阳能电池、多晶硅电池、单晶硅电池和薄膜复合晶硅电池。其作用是将太阳能转化为电能,存储到蓄电池或推动负载工作。

2.2 光伏并网逆变器

光伏并网逆变器是一种将直流电转换为交流电的电子器件,具备自动稳频和稳压的功能,能够确保光伏并网发电系统的供电质量。主要作用是将太阳能电池组件产生的直流电(12V、24V、48V)逆变成交流电,然后送入公共电网。主要性能指标是平均故障修复时间(MTTR)、故障率、可靠度、平均故障间隔时间(MTBF)。光伏并网逆变器分为电流源电流控制、电压源电压控制、电流源电压控制、电压源电流控制四种。为确保光伏并网发电系统具备良好的动态响应,光伏并网逆变器应选择电压源进行输入。如采用电压控制方式进行输出,需要使用锁相控制技术实现与电网同步的目的,但锁相回路响应时间较长,很难对并网逆变器输出电压值进行准确控制,易造成噪声环流现象,因此建议采用电流控制方式作为光伏并网逆变器的输出方式。为提高并网电流质量,光伏并网逆变器电流输出侧需使用合适的滤波器。同时为确保公共电网的安全,并网逆变器还要考虑三相电压、电流不平稳、欠压、防雷接地保护、短路保护、防孤岛效应等保护措施。

2.3 蓄电池

其作用是在有光照时储存太阳能电池板的电能,供负载使用。蓄电池一般使用免维护铅酸电池,也可使用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。主要性能指标包括额定容量、低温放电和充电性能、充电效率以及深放电后的恢复性能、使用寿命等。

2.4 充电控制器

蓄电池因日照影响频繁充放电会出现过充电和过放电现象,缩短使用寿命。充电控制器能为蓄电池提供稳定的充电电流和电压,起到过充电(放电)保护的作用。

2.5 监测系统

监测系统由数据采集系统、数据传输系统和数据中心组成。其中,数据采集系统包括环境监测、电参数监测等设备,主要功能是从电压传感器、电流传感器、智能传感器、温度传感器等被测单元中采集数据,送至上位机进行分析处理;数据传输系统主要用于电站数据监测系统中监测装置与数据采集装置之间、数据采集装置与数据中心之间的数据传输;数据中心是指集中多个光伏电站数据的环境,将传感器采集的信息在数据中心进行处理和显示。

3 分布式光伏并网发电的关键技术

3.1 网络拓扑技术

分布式光伏系统的网络拓扑结构与传统的集中式发电系统相比,存在较大差异。研究设计分布式光伏发电系统的网络拓扑结构,关键要充分考虑当地太阳能的分布预测和负荷水平,在可用性、随机性方面给予正确评估。

3.2 分布式发电系统并网控制技术

分布式光伏系统具有多并网逆变器和多能量来源等特点,必须注重在并网运行中的相互耦合影响以及并网协调的控制问题。为实现负荷稳态的合理动态分配,必须注重多个逆变器在独立运行中的协调控制问题,同时还要深入研究能够适合于并网逆变器的无盲区孤岛检测问题。

3.3 锁相环控制技术

锁相环是控制光伏发电系统并网输出的交流电与市电同频共相的一项技术,它作为一种反馈控制电路,接受外部信号后,与自身系统信号比较,再通过其内部的相关环节控制内部环路信号的相位和频率,然后发出信号。

其中鉴相器主要负责检测输入信号和输出信号的相位差,并将相位差转化成电压信号的形式。当输入信号出现波动时,鉴相器的输出电压信号将产生纹波。环路滤波器主要负责将这些电压信号平均化,并去除纹波,得到较为稳定的电压信号。压控振荡器主要负责接受稳定的电压信号,并产生一定频率的输出信号,输出信号传到开关管的控制电路,控制开关管的开关,使逆变器的输出电能与市电同频共相。

4 分布式光伏并网发电对电网的影响

我国中低压配电网大多采用中性点不接地系统,属于单侧电源辐射性供电网络,而分布式发电系统接入配电网,使配电系统从放射性结构变为多电源结构,潮流和短路电流大小、流向以及分布特性均会产生变化,对电网造成不良影响。

4.1 对电压调节的影响

接入分布式光伏电源后,会造成局部配电线路的电压波动和闪变,既定的电压方案不能满足配电网电压调节的要求。

4.2 对电流保护的影响

接入分布式电源后,当电路发生故障时,主要对继电保护、重合闸等动作产生影响。比如:降低本线路保护的灵敏度,甚至出现本线路保护的误动和拒动;导致相邻线路的瞬时速断保护误动,失去选择性;重合闸不能正常运行等。

4.3 出现非正常孤岛现象

孤岛效应是指当电网出现电气故障或其他原因中断供电时,并网发电系统仍然向周围的负载供电,从而形成无法控制的自给供电孤岛。尽管当前绝大多数光伏逆变器采用了预测孤岛现象和切断电路的设计,但分布式光伏发电系统在多个逆变器并联且相互影响的情况下,仍会出现无法预测的孤岛现象,进而损坏用电设备,甚至威胁到电网检修人员的安全。

4.4 对电能质量的影响

分布式光伏发电系统的逆变器使用了大量的电力电子元件,逆变器并网易产生谐波、三相电流不平衡,造成电网电压波动和闪变。

5 分布式光伏并网发电的发展前景

近年来,为解决能源问题和环境问题,国外许多发达国家十分重视分布式光伏系统的研发,光伏发电产业发展很快。我国也加大了分布式光伏发电的支持力度,国家和地方政府相继出台了一系列促进光伏产业发展的相关政策。目前分布式光伏发电已在发电站、交通监控、景观照明、道路照明等领域得到广泛应用,越来越多的居民开始使用家用太阳能电源产品。当前应用最广泛的分布式光伏发电系统是居民自建房屋、城市居民小区、产业聚集区厂房等建筑屋顶上的规模较小的光伏发电项目,其显著优点是日照辐射好,不占专用地,光伏组件安装相对自由,系统效率高,便于大规模推广应用。据有关资料统计,2014年,分布式光伏发电建设规模占800万千瓦,超过建设规模总额的一半。国家公布的相关规划明确提出,鼓励在中东部地区建设与建筑结合的分布式光伏发电系统,鼓励单位、社区和家庭安装和使用分布式光伏发电系统,同时,屋顶问题、接入问题和贷款问题也将逐步得到解决。另外,国家将在每个省建设500MW分布式光伏发电应用示范区,分布式光伏发电将会在国内迎来更为广阔的前景。

参考文献

[1] 曹仁贤.光伏发电系统中三相大功率逆变电源的研制

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[2] 王P.分布式独立光伏发电系统逆变电源及其并联的

研究[D].山东大学,2007.

[3] 潘逸,窦伟.新型大功率光伏并网逆变器关键技术仿

光伏发电发展前景范文第4篇

【关键词】建筑节能;节能技术;电气发展;建筑电气

1 传统建筑电气的一些问题

1.1相对独立,结构繁琐

传统建筑电气都是单独工作,建筑物中不同方面的电气设备之间没有沟通和联系,对能源的消耗也都相对独立,并且为了加强建筑电气的功能性,建筑电气往往在设计上结构复杂,这也增加了能源的消耗。

1.2管理工作复杂,效率低

建筑中的建筑电气种类不断增加,这给建筑电气的维护和管理带来了一定的难度,通常需要多种工种技术人员进行管理,这大大降低了建筑电气维护的效率。复杂的建筑电气工作对于能源的利用率非常的低,消耗的也就大。

1.3建筑电气种类多,安全性低

多种建筑电气同时安装在建筑物中,这对建筑的安全带来了隐患,电气设备故障容易发生火灾。同时,建筑电气之间相互影响对于能源的消耗也非常的大。

2 建筑电气节能技术

2.1风力发电

风力发电已经成为将自然能源转化成我们日常生活电能的主要方式之一,其可以单独运行发电、同其他发电形式结合发电、多台风力发电机组并入常规电网发电。我国风力发电的发展从小规模风力发电逐渐向大规模形式发展,发电功率也不断增加。

风力发电早期是应用于偏远地区供电,人口少、电力需求较少,随着能源紧缺的加剧和人们对环保的意识,风力发电成为我们应用可在生能源的重要方式,我国相继建立了规模较大的风力发电站,并将风力发电机组并入常规发电网络,从而降低能源的消耗。风力发电的应用范围也越来越广,从民用向工业用电发展。

2.2太阳光伏发电

太阳光伏发电是利用安装在建筑屋顶的太阳光伏电池,将太阳能转化为电能供我们日常工作和生活实用。目前我们的太阳能应用已经有了很好的发展,例如太阳能发电站、太阳能热水器、太阳能玩具等等。但目前太阳光伏发电技术的成本较高,并且能源利用方式较为单一,因此并没有得到更有效的更广泛的应用,但是随着技术的革新和人们生活水平的提高,太阳光伏电池的应用前景非常广阔。我国已经将光伏确定为国家扶持产业,相信未来太阳能转化为我们生活能源会在越来越多的领域中得以广泛的应用。

3 建筑电气节能技术发展中应该遵循的原则

3.1适用性

建筑电气的节能设计要满足建筑物的实际需要,根据建筑物的需求适当选择。在建筑物的照明方面,建筑电气的节能技术要满足建筑物的照明亮度、照明色温等对建筑物的舒适性、安全性进行合理应用,并且能够满足建筑物电气节能的特殊要求。

3.2实际性

建筑电气节能要从建筑的自身条件出发,包括:建筑的成本、建筑的功能等,不可以盲目的要求建筑电气的节能效果,在实际施工中合理的选择节能设备是非常必要的,根据建筑的实际特点进行建筑电气的节能设计和设备的选择,能够使建筑物的功能更好的发挥。

3.3节能性

建筑电气节能的关键在于节能,建筑电气节能设备的节能不仅是在于可再生能源的利用,还包括降低设备自身的能源消耗。

4 建筑电气节能技术的发展方向

4.1自然光源的利用

建筑电气的重要应用之一是建筑照明,所以充分利用自然光源,降低用电需要,是建筑节能设计的重要部分。在建筑的方位、格局上有效的利用自然光源,使每个房间都能够最佳的获取自然光,满足人们日常生活需要。

4.2太阳能的利用

随着科学技术的发展,太阳能的使用方面已经逐步的深入我们的日常生活中,有效的应用太阳能可以为我们降低能源消耗,延缓温室效应,保护环境。太阳能的应用方面也非常的广泛,譬如:太阳能照明、太阳能供热。

4.3风能的利用

将风能转化为电能应用在我们的日常工作和生活中,达到建筑电气的节能目的。我国已经在东北、西北等地建立了较大规模的风能发电站,利用风能进行发电已经成为现实。

4.4能源的综合利用

利用可再生自然资源,为我们的建筑电气节能,已经成为我们目前建筑电气节能技术发展的方向,将可再生资源如:风能、太阳能、潮汐能等通过技术的革新和发展综合的利用,实现能源的有效利用和保护环境。

5 建筑电气节能技术的发展前景

近些年人们对建筑节能、科技环保的意识不断加强,建筑电气节能技术得到充分的重视,但是我国原有建筑电气设备的改造过程非常困难,并且我国建筑节能体系刚刚起步,没有完善的建筑节能评估体系标准,所以建筑电气节能技术的发展道路还非常的长。根据发达国家建立的建筑电气节能评估标准,再根据我国各地区的气候环境因素,制定符合我国国情和不同地区特点的建筑电气节能标准,严格执行节能规定。在建筑电气的节能技术方面,国家提供了一系列的鼓励办法,加大科技研发的力度,将科研技术尽快的开发出实际产品。建筑电气节能技术的发展前景非常广阔,我们的研究方向向着节能环保发展的同时更强调建筑电气的整体性、科学性和综合管理的能力。随着我国建筑的节能改造和新城市的建设,建筑节能技术也将得到进一步的发展和提高。

6 结束语

要使建筑电气的节能技术更快、更好的实施,需要加强建筑电气技术的研发的同时还需要国家出台建筑电气节能标准,并严格执行和监管建筑电气的安装和使用。随着建筑电气的节能技术的发展,不但可以降低能源的消耗,对我们的环境保护也有重要的作用。

【参考文献】

[1]党进喜.建筑电气节能技术应用探讨[J]. 企业导报,2011(12)

光伏发电发展前景范文第5篇

全球光伏市场概况

目前,由于太阳能应用的成本居高不下,其售价普遍不具竞争力,光伏产业的发展遭遇了重重阻力。不过,由于不同国家的太阳辐射量、国情和经济水平都不同,导致了光伏产业发展阶段不同,而太阳能入网电价也有很大的差异。

2008年,全球累计的太阳能装机发电能力是135亿千瓦。其中,新安装的发电能力为55亿千瓦。以德国、西班牙、希腊等为代表的欧洲市场在2008年得到了一定增长。德国政府出台的一系列安装光伏发电系统措施、西班牙政府对大规模光伏设备安装的部署、希腊的7亿瓦太阳能发电能力计划都将推动欧洲光伏产业的发展。此外,美国政府也通过了一系列优惠政策来促进光伏产业的发展。与此同时,由于对光伏产业进行补贴等优惠政策的提出,以及国内日益增长的能源需求和广大乡村地区缺乏电网的局面,中国市场将成为太阳能组件安装的最大市场之一。印度及其他一些快速成长的东南亚国家也开始更多地采用太阳能。

光伏产业中广泛应用的光伏材料

光伏材料指的是应用在太阳能发电组件上给光伏发电提供支持的化学材料,主要使用在太阳能发电设备的背板、前板、密封部位和防反射表面,本文所指的光伏材料包括玻璃、热聚合物和弹性塑料聚合物、密封剂以及防反射涂料。

太阳能发电设备背板指的是电池板背面的保护材料,对阳光起反射作用,具有较高的红外发射率,可以降低电池板的工作温度,有利于提高电池板的效率。

太阳能发电设备前板通常被用来确保光伏材料结构的稳定性,确保最大程度地将光传送到发电组件中。前板大多是透明且可以抵抗紫外线,同时可保护其他板组件以防受到结构破坏。

密封剂材料通常存在于太阳能电池表面与背板之间的薄板上,可以延长组件的使用寿命,确保组件使用的稳定性。在确保前板与后板的连接的同时,可以起到防水的作用。

防反射涂料指涂在玻璃表面从而达到减少反射目的的涂料。在光伏电池表面的涂料能够阻止电池的降解、退化,同时还能达到减少表面反射能力的作用。

光伏材料市场规模和未来趋势

随着太阳能作为一种新能源的逐渐应用,光伏材料的市场规模逐年增加,应用的范围日趋广泛。2006年,光伏材料的全球市场总价值为5.4亿美元。近年来,光伏行业补贴的不断增加以及政府的大力支持,致使太阳能模块制造项目的数量有所增加,这成为推动光伏材料市场的最主要因素。其次,随着材料技术的改进,光伏模块生产所消耗的成本不断降低,成为更容易被模块制造商所接受的新型原料。加之消费者对可再生能源较高的选择意愿,这都推动着光伏材料行业的发展,光伏材料的市场需求量呈稳定的增长。

根据Frost & Sullivan的研究,至2009年,光伏材料的全球市场总价值已达到13.4亿美元,2006年到2009年的年复合增长率达到了11.9%。在2009年整个光伏行业中,包括玻璃和含氟聚合物的光伏前板,其市场占总市场收入的31.6%;光伏背板市场,主要包括光电产品,如聚合物和特种玻璃产品,占整个市场收入的36.6%。普遍用于所有太阳能电池的以层压形式存在的密封剂,占市场总收入的26.3%,防反射涂料以及其他材料占据市场收入的5.5%。

庞大的市场需求量、不断提高的生产技术,促使光伏材料市场发展前景相当乐观。预计在2012年,光伏材料的市场总价值将达到32.5亿美元,年增长率将达到43.6%,为近几年内最高。但随着消费者需求的不断变化、终端用户市场需求波动以及市场对光伏组件效率的要求不断提高,将使光伏行业发展速度略微减缓,Frost & Sullivan预计在2016年,光伏材料市场的年增长率将下降到22.4%,总价值达107.6亿美元。

光伏材料竞争格局

光伏材料市场主要由欧洲和美国公司主导,同时一些日本和中国的企业也在不断地扩大其全球业务。印度、中国已成为光伏材料发展的新市场和新的制造国家。2009年,全球范围内存在着超过350家供应光伏材料的公司,其中包括了像AGE Solar、Bridgestone和Isovolate AG等跨国公司,也包括了许多的地区性公司。行业内的强强联合和兼并、收购等现象也层出不穷,如2006年NSG收购Pilkington公司,2010年3月,Solutia收购Etimex。

在整个光伏材料市场中,Isovolate AG、Coveme和Mitsui Chemical Fabro公司的收入在市场份额中排名前三位。其中Isovolate主要经营太阳能电池背板,其市场份额为10.4%,占总份额的十分之一;Coveme公司和Mitsui Chemical Fabro分别经营背板组件和密封剂,其市场份额均为8.9%。对于生产销售密封剂为主的STR Solar和制造背板组件的Madico公司,也以7.3%和7.0%的市场份额在光伏材料行业占据着重要的地位。这些在光伏材料行业的顶级公司拥有着遍及全球的分布,在几乎所有的地区都有销售、营销、技术和客户的支持。

市场建议

光伏发电发展前景范文第6篇

近几年来,全球太阳能光伏发电产业迅猛发展。2010年,全球光伏发电总装机容量超过4000万千瓦。2013年,全球光伏发电的新安装量37.6GW。其中,23GW为屋顶太阳能光伏发电系统,15.4GW为电力公用事业规模的光伏电站。2015年,国际能源协会下属光伏电力系统项目研究小组(IEA-PVPS)一份名为《2014年全球太阳能市场回顾》的报告。报告显示,2014年,全球新增光伏发电装机容量为38.7GW,当前累计装机容量至少达177GW。

2010年,我国大陆地区光伏电池产量达1000万千瓦,占全球市场份额50%以上,到2010年底,全国累计光伏电池安装量总计86万千瓦,其中大型并网光伏电站共计45万千瓦,与建筑结合安装的分布式光伏发电系统共计26万千瓦。2014年国家能源局公布光伏发电统计信息,光伏发电累计装机容量2805万千瓦,其中光伏电站2338万千瓦,分布式光伏发电系统467万千瓦。2015年3月20日国家能源局数据,2015年第一季度,全国新增光伏发电装机容量504万千瓦,其中,新增集中光伏电站装机容量438万千瓦,新增分布式光伏装机容量66万千瓦。2015年一季度光伏发电量约80亿千瓦时。截至2015年3月底,全国光伏发电累计装机容量达到3312万千瓦,其中,光伏电站2779万千瓦,分布式光伏发电系统533万千瓦。

二、分布式光伏发电系统的工作原理(并网型)

光伏发电是一种环保的、具有广阔发展前景的发电方式。集中并网光伏电站和与建筑结合的分布式并网光伏发电系统是光伏发电的主要利用方式。与建筑结合的分布式光伏发电最大的特点就是“就近发电,就近并网,就近转换,就近使用”,电站装机容量一般在几十千瓦,适合安装于别墅、家庭、中小型厂房、医院、学校等屋顶。

分布式太阳能光伏发电系统大体上分为两大类,一类是独立的太阳能光伏发电系统,另一类是并网型太阳能光伏发电系统,两类系统最大的不同是独立的光伏发电系统要有储能的蓄电池,而并网的光伏发电系统可以不配备蓄电池,直接将电能输入就近的电网,省掉了对蓄电池储能和释放的控制过程,可以充分利用可再生能源所发出的电力,减小能量损耗,降低系统成本。而且并网发电系统能够并行使用电网和光伏发电系统的电能作为本地交流负载的电源,降低整个系统的负载停电的概率。同时,光伏发电系统与公共电网并网可以对公用电网起到调峰作用。综上所述,并网型太阳能发电系统是太阳能发电的主要发展方向。

分布式并网型太阳能光伏发电系统的工作原理是利用光伏组件半导体材料的“光电”效应,在白天阳光充足时,由光伏组件将太阳的辐射能装换成直流电能,通过控制器可将直流电能直接供给用户直流负荷,也可将直流电经并网逆变器输出交流电供给本地交流负载,多余的交流电能输送给电网,由双向计量表计量卖出电量,当夜晚或阳光不足时由电网向用户供电,双向计量表计量买入和卖出电量。然后根据卖出和买入的电量结算电费。分布式并网型光伏发电系统整体框架如图1所示。

三、分布式光伏发电系统应用面临的问题

分布式光伏发电是极具发展潜力的清洁能源应用方式,也是我国未来重点推广的电力生产方式之一。近几年来光伏发电产业的技术水平不断提高、应用成本显著下降,2013年以来价格、财税等一系列利好政策陆续出台,使得我国分布式光伏发电具备了大规模发展的可能性。但是在具体实践中,分布式光伏发电的推广也还面临着一系列的问题,突出表现在以下几个方面:

1.屋顶资源有限

分布式光伏发电系统的光伏组件一般安装与建筑的屋顶,要求建筑物屋顶面积大,结构好,承重力强。满足要求的屋顶数量有限。而且屋顶的承重和结构都是预先设计好的,能不能拿来安装光伏组件还需要实地测量。而且各个屋顶的情况不同,都需要一一实地测量,所以,项目之间可参考性不是很大,规模化推广也就比较困难。

2.项目融资难,回报率低

目前分布式光伏发电主要采用“优先自用,余电上网,全电量补贴”的方式,在设计光伏发电系统时选择的容量以满足用户的需求为主,所以业主最主要的收益来自于用户支付的自用电量电费。对于小型企业来说,用电量大,电价相对较高。比较适合建立分布式光伏发电系统,但是分布式光伏发电必须得到相关的财政补贴才能保证其有一定的经济回报率,而且它必须与电网并网才能实现其全部的发电效益和经济收益。其投资回报率一般在9-10%之间,资源稍好的地区应该可以达到12%以上,但需7-8年才能回收前期投入资金,又面临着前期投入资金较多、融资难、回收期长等困扰,所以全面推广应用还有困难。

3.政策配套难

对于分布式光伏发电来说,尽管国家已有明确的相关补贴政策,不少地方政府也出台了各自的补贴政策,然而这些补贴政策在实际执行的过程中常常由于部门协调不畅、手续繁杂、监管不力等原因,执行难以到位。主要表现在三个方面,第一地方政府政策实施细则难以确定,所以各地执行效果有很大不确定性;第二,各方责任关系协调一致性有待提高,这需要经验的积累;第三,现有政策对电力用户吸引不足,很多拥有优质屋顶资源的业主缺少参与积极性,导致屋顶资源稀缺。

四、分布式光伏发电的前景

光伏发电发展前景范文第7篇

【关键词】太阳能;太阳能热发电;太阳能光伏发电

前言

太阳能是一种干净的可再生的新能源,越来越受到人们的青睐,在人们生活、工作中有广泛的作用, 其中之一就是将太阳能转换为电能,太阳能电池就是利用太阳能工作的。而太阳能热电站的工作原理则是利用汇聚的太阳光,把水烧至沸腾变为水蒸气,然后用来发电。太阳能这种取之不尽、用之不竭的可再生洁净能源越来越受到人类关注。开发利用太阳能,对于节约常规能源、保护自然环境、促进经济可持续发展具有极为重要的意义。随着全球能耗的不断上升及环境污染日益严重,太阳能的利用将成为人类持续生存和发展的重要手段之一,人类对其的探索和研究将更加积极,同时也预示着太阳能发电技术将在社会中扮演越来越重要的角色。我国太阳能资源丰富,太阳能发电产业前景广阔,新疆、、甘肃等地在未来必将成为我国新的能源基地。

一、关于太阳能发电技术概述

目前太阳能发电有两种方法:一种是将太阳能转换为热能,然后按常规方式发电,称为太阳能热发电;另一种是通过光电器件利用光生伏打原理将太阳能直接转换为电能,称为太阳能光伏发电。

1、太阳能热发电。太阳能热发电是将太阳辐射从面积上浓缩产生高温,从而再利用传统方式产生电能,因此该技术用于与热发电机相连来构成发电系统。太阳能热发电系统主要由集热系统、热传输系统、蓄热贮能系统、热机、发电机等组成。集热系统聚集太阳能之后,经过热传输系统将聚集的太阳能传给热机,由热机产生动力,带动发电机发电。 本系统按

太阳能采集方式即集热器类型的不同,可分为槽式系统、塔式系统、烟囱式系统、太阳池和碟式系统。

2、太阳能光伏发电。太阳能光伏发电是利用太阳能光伏电池的光生伏打原理把太阳光能直接转化为电能的发电方式。太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、直流—交流逆变器和交流配电设备等组成。 太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分,其利用半导体的光伏效应把光能直接转换为电能, 送往蓄电池中存储起来或推动负载工作。 太阳能控制器控制着整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用,在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。蓄电池(组)是太阳能转换成电能后储存电能的装置。如果太阳能发电系统与交流电网并联运行(光伏并网发电)则太阳能光伏发电系统可以省去蓄电池部分,太阳能控制器和直流—交流逆变器合二为一,发电系统的投资最省,成本下降,同时还可以减少蓄电池对环境造成的影响。所以太阳能并网发电系统是今后光伏发电的主要形式。

3、太阳能发电的特点。太阳能发电具有以下优点:①太阳能资源普遍;②太阳能及电能是清洁能源;③太阳能资源丰富。 但也存在缺点:①太阳能能流密度低;②太阳能不稳定;③太阳能发电效率低、成本高。

二、我国太阳能发电技术的未来发展和应用问题分析

1、我国的太阳能资源。我国蕴藏着丰富的太阳能资源, 辐射总量在 3.3×10~8.4×106千焦/ (米2·年)之间。 全国 2/3 以上地区年日照时数大于 2000 小时。 、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均较高,属世界太阳能资源丰富地区之一。

2、我国太阳能发电技术的应用现状。我国在太阳能热发电领域取得了一系列的成果。 “六五”期间,建立了一套功率为 1kW 的太阳能塔式热发电模拟装置和一套功率为1kW 的平板式太阳能低温热发电模拟装置。 此外,我国还与美国合作设计并成功试制出功率为 5kW 的碟式太阳能发电装置样机。我国的光伏电池技术是从 20 世纪 60 年代时发展空间用太阳能电池开始起步的,地面用太阳能电池的生产是从 70 年代初期开始,主要的低成本技术及生产能力则是在 80 年代中期建立起来的,90 年代以来是我国光伏发电产业快速发展的时期,光伏组件生产能力逐年增强,成本不断降低,市场不断扩大,装机容量逐年增加,2006 年累计装机容量达 35MW,约占世界份额的 3%。 目前,我国的太阳能产业规模已位居世界第一,是全球重要的太阳能光伏电池生产国。目前国内大型的太阳能光伏生产企业有:无锡尚德、保定英利、新奥光伏、浙江中意、上海国飞、天津京瓷等。其中,新奥光伏生产的中国首块超大型 5.7m2双结硅基薄膜太阳能电池板, 具有生产成本低、耗能少、采光面积大、转换效率高、弱光发电好等突出特点,其中转换效率已达到 8%,属国际上同类产品中的较高水平。这种产品适用于大型电站、BIPV、车用充电站等多个领域,尤其是在大型电站应用中,5.7m2的超大尺寸可以大幅度降低电池组件的安装成本,进而降低系统发电成本。我国光伏用电的主要形式有以下三种:一是户用光伏系统:户用光伏系统和独立光伏电站是解决我国边远无电地区居民和社会用电问题的重要方式。 在河北保定,“中国光谷”正在蓬勃发展当中,具有代表意义的保定电谷锦江国际酒店,就是一个户用光伏系统的示范性建筑, 整栋大厦被太阳能电池板所覆盖,独立发电,满足大楼内生活、办公用电的需求。二是独立光伏电站:独立光伏电站具有质量稳定、维护方便、安全可靠等优点,适用于人口相对集中的无电县、乡、村。)三是并网光伏发电系统 :对于联网的光伏发电系统,由于在电网覆盖的地区,光电应用成本太高,目前没有竞争力。 但是作为光伏发电未来应用的重要领域之一,预计并网光伏发电在未来10~20 年内将迅速发展起来。

3、我国太阳能发电产业的发展前景 。随着我国光伏技术产业的不断发展和完善,应用成本会不断下降,光伏市场将发生巨大的变化。我国光伏产业的技术水平有望进入世界先进行列。

三、结语

随着经济社会的不断发展和人们生活水平的日益提高,能源的需求量越来越大。 目前占主导地位的是化石能源,但由于其使用过程中可产生大量污染且具有不可再生性,因而人们一直在探寻新的清洁能源及可再生能源。其中最引人注目,开展研究工作最多,应用最广的就是太阳能。太阳能一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应,不停地释放出巨大的能量,并不断向宇宙空间辐射能量,这种能量就是太阳能。 广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等等;狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。本文在此谈论了一些自己的观点和看法,可供同行参考与借鉴。

参考文献:

[1]中国电工技术学会编. 电工高新技术丛书(第二分册). 北京: 机械工业出版社. 2004

[2]廖葵, 龙新峰. 塔式太阳能热力发电技术进展. 广东电力. 2007

[3]李斌,李安定.太阳能热力发电技术.电力设备. 2004

光伏发电发展前景范文第8篇

关键词:太阳能光伏发电;必要性;分析

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.048

太阳能是近年来使用较为普遍的新型清洁能源之一,而光伏发电由于其独特的天然优势则已经成为发展最快的太阳能应用方式之一,随着我国开始步入能源生产和消费革命加速到来的关键时期,太阳能光伏发电必将将在未来我国能源结构持续优化、能源供给侧结构性改革中发挥积极作用。

1 当前我国太阳能光伏发电的现状分析

一直以来,由于历史等方面的客观原因的影响,煤、石油等化石能源在我国能源结构中一直占据着主导地位,其资源利用率低,环境污染严重,给我国经济社会的可持续发展带来了较大的隐患。随着近年来我国持续秉持绿色发展、可持续发展的发展理念,加快构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系,我国的能源结构正在得到持续的优化,据有关部门数据显示,目前我国非化石能源的发电装机比重已经达到35%,水电、风力发电、光伏发电以及核电等规模均已经居与世界第一位,尤其是太阳能光伏发电行业的发展成就更为喜人,近年来在我国政府的相关政策的大力支持下,我国太阳能光伏发电行业已经进入了快速发展期,尤其是近十年来以10%―25%的年均增长率高速发展,在“十二五”期间,我国太阳能光伏发电装机规模就“井喷式”地增长了168倍,截止到2015年,我国太阳能光伏发电就累积装机容量4318万千万,远远超过了世界上最大的光伏发电国德国,而在整个“十三五”期间,我国还将每年新增1500万―2000万千瓦的光伏发电,可以说,能源时代的到来给光伏发电产业带来了巨大的产业发展机遇期,进一步促动着我国能源结构和能源供给侧结构性改革向前发展。

2 我国发展太阳能光伏发电的必要性分析

大力发展太阳能光伏发电,是基于当前我国经济社会发展和能源结构转变的现实要求而作出的重大能源决策,其必要性主要体现在以下几个方面:

(1)我国太阳能资源丰富、开采潜力大。众所周知,太阳能是取之不尽、用之不竭的新型清洁能源之一,且无污染、安全、获取成本较低,是人类的理想能源之一。太阳能光伏发电主要是将太阳光能转化为电能来发电的,利用太阳能光伏发电的首要条件是要有丰富、易于利用的太阳能资源,而我国则拥有发展太阳能光伏发电的得天独厚的优势:丰富的太阳能资源。据有关数据统计,我国是世界上太阳能最丰富的国家之一,太阳能理论储量每年达17000亿吨标准煤,大多数地区的年平均日辐射量在4千瓦时/平方米,2/3的国土面积年日照量在2200小时以上,太阳能资源开发利用的潜力非常巨大,这成为我国大力发展太阳能光伏发电的前提和基础条件之一。

(2)我国经济社会发展对于电力的需求日益增大。改革开放以来,我国经济发展取得了举世瞩目的巨大成就,经济增长速度常年稳居世界首位,与此同时我国经济社会发展对于电力的消耗和需求也在进一步加大,这给我国的电力行业带来了巨大的发展机遇也造成了沉重的压力,而随着我国经济社会的持续转型、经济发展步入“新常态”,经济发展驱动力由投资向创新进一步转变,相应地,用电增速也将持续增长,这造成了当前我国依旧较为严峻的用电负荷,有关数据显示,尽管近年来随着我国发电装机容量的进一步增长带来的发电量的提升,我国用电负荷已经在逐年下降,但仍远远高于发达国家,而在当前世界节能减排的大趋势下,火力发电等传统发电势必将被进一步压缩,这要求我国必须要在持续优化能源结构的同时大力发展核电、太阳能发电以及风电在整个发电结构中的比重,从而有效满足未来持续增大的用电需要,这是我国近年来大力发展太阳能光伏发电的重要原因之一。

(3)环保压力增大,民众环保意识觉醒。由于煤、石油等化石能源一直在我国能源结构中占有主导地位,且短时期内这种格局仍不会发生根本扭转,长期以来严重依赖常规能源已经给我国的生态环境造成了严重的负面影响,大气污染、水污染等环境问题日益凸显,环境保护面临着巨大的国内及国际压力,并已经深刻地影响到了每一个人的日常生活。可以说,环境污染严重、能源资源不足的现实状况已经迫使我国必须坚决进行能源结构转型,大力发展包括太阳能、风能、核能、地热能等新型清洁能源,进一步提高非常规能源在我国整个能源结构中的比重,从而有效缓解和降低大量使用常规能源而给环境带来的负面不利影响,而随着日本福岛核辐射事件给核电产业发展造成了负面不良影响仍未根本消除,在核电发展依然受到严密控制的当下,大力发展太阳能光伏发电仍不失为一个可取的做法,其是可以大量取代化石燃料进行发电并且可靠有效的为数不多的选择之一。

3 总结

太阳能光伏发电是未来发展前景最光明的新型能源利用方式之一,随着未来我国能源结构的持续优化和国家在发展新型能源方面政策法规、体制机制逐步完善,太阳能光伏发电产业的发展必将进入到一个新的高速发展的“蜜月期”。尽管我国太阳能光伏应用市场发展起步较晚,与发达国家在光伏发电发展方面还存在着不小的差距,但随着今后我国在新型能源利用方面政策的逐步调整,国内光伏发电市场必将得到快速发展和壮大,太阳能光伏发电也将在我国电力产业方面占据一席之地。

参考文献:

[1]毛亮.我国发展太阳能光伏发电的必要性及技术分析[J].科技传播,2011(20):66+68.

[2]王琪,杨立权,韩东全.我国太阳能光伏发电发展现状及前景[J].农业与技术,2015(23):168-170.