光伏发展的意义

  新闻资讯     |      2024-04-22 18:35

  光伏发展的意义能源一直是社会关注的焦点问题,因为它不仅关系到社会的发展,还会对自然环境产生巨大的影响。由于科技的不断发展,太阳能取得越来越广泛的应用;发展太阳能有着极其重要的意义;我国便于集中式发电站的发展地区主要集中在西部,但是这些地区的用电负荷低,就地消耗电能的能力较东部地区弱,如果对其他地区进行供给,需要长距离的输送。但我国的电力输送能力有限,加之光伏发电本身具有一定的波动性,这使得大规模的输送变得更加困难,为解决这种不平衡的现象,在东部经济较发达地区发展分布式光伏系统有巨大的意义。

  分布式光伏发电作为近几年提出的“微电网”的一部分,基本原理是利用太阳能电池组的光生伏打效应,通过逆变器将电池所产生的电能直接转换成为可直接使用的交流电。其主体步骤为:①在太阳能电池在吸收一定能量的光子以后,半导体内产生电子空穴对,电子本身带负电,而空穴带正电;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所吸收,从而在外电路中产生电流,进而形成电能;下面对系统部分进行逐个分析设计。

  在太阳能光伏发电系统中,逆变器作为一个不可或缺的重要原件,会以消耗一定的电能来维持自身的运转,对于整个逆变器的效率而言,就是输入功率与输出功率之间的比较,在整个发电系统中,逆变器就是需要将太阳能的直流电转换成为交流电,对于太阳能电池的效率发挥着关键的作用。驱动升压部分采用TL494芯片进行DC-DC升压PWM控制;EG8010是一款数字化、功能比较完善自带死区控制的纯正弦波逆变发生器芯片,可以应用于DC-DC-AC功率变换架构,内部集成SPWM正弦波发生器,符合光伏发电逆变器的技术要求。

  众所周知,光伏发电系统受到太阳的光照强度以及周围温度的影响,导致电力输出的变化很大,所以需要根据太阳能电池所能产生的电能输出功率,找到最大功率的转换效率,即最大功率点后,就可以对太能进行更充分的利用。最大功率跟踪就是通过传感器监测整个电池板的输出,判断最大功率,通过调节,达到计算在最大功率输出条件下的条件。

  通过安装地点的气象部门获取当地经纬度、太阳能资源数据和其气候数据。由于太阳光的自然特性,根据欧洲委员会的EN 50461―2006标准,对太阳能电池输出功率在一定条件下将太阳能电池的输出功率定义为“太阳能电池输出功率”。在实际的工程应用中,“太阳能电池输出功率”是一个非常重要的物理量;在这部分设计中,最优化的设计方法应该是光伏组件能够在光照最恶劣的情况下满足负载需要,也就是在太阳辐射最差的条件下,也能够使蓄电池充满电。

  上文已经提到,影响光伏组件发电能力的因素有很多,因此在计算分析中,光伏组件的日平均发电量可以采用公式Q=η1×η2×η3×η4×η5×Wp×Tp计算;其中,Q为日平均发电量,Wp为太阳能组件最大输出功率,Tp为系统所安装地区峰值日照数,η1、η2、η3、η4、η5分别为逆变器损耗、温度损失因子、灰尘遮蔽损耗、充放电损耗、输配电损耗。

  对于光伏电池板往往需要串联光伏组件,来保证输出电压基本等于蓄电池浮充电压,以系统的正常运行和蓄电池的最长使用寿命计算公式

  分布式微网系统必须配备独立的储能系统才能保证系统的正常进行,以保证能量转化过程的顺利进行和系统对负载能量输出的稳定性,蓄电池组是系统的核心储能元件,在此设计中我们选择封闭式阀控铅酸蓄电池;蓄电池容量的合理选择对于系统稳定性具有重要意义。在计算中需要综合考虑蓄电池独立工作可放电深度、自放电率等多种因素,在光伏发电系统中,一般采用下式进行计算。

  BC=A×Q1×N1×T0CC,其中,BC为蓄电池的容量,A为引入的安全系数,Q1为日耗电量,T0为温度系数,CC为蓄电池的放电深度,N1为系统的自给天数。

  光伏供电系统主要通过光伏组件将太阳能转换为电能,由光伏组件、追光传感器、光伏阵列运动机构、连接线等构成,系统能够在用户端实现对光伏阵列对光的人工控制即对光伏阵列移动方向的人工控制,系统的自启动以及系统的急停等安全措施;在本系统需要添加的部分是对模拟光源启动和关闭的控制,对模拟光源的模拟光线改变即模拟光源运动方向的控制;光伏供电系统是由光伏控制供电单元、光伏输出监控单元、光伏阵列控制单元、光伏PLC单元、接线单元这五个单元所组成。

  我国对太阳能资源进行开发利用的同时,技术还在不断的摸索之中,太阳能所具有的优点是不可抹杀的。面对我国土地资源和电力负荷的不平衡,分布式光伏发电是太阳能光伏发电技术的大规模应用的最佳方式,也是解决中国的动力和出发点;所以我们应该大力发展分布式光伏发电技术,为经济社会的飞速发展和建设“美丽中国”的奋斗目标而不懈努力。

  与其他常规能源相比,太阳能光伏发电具有明显的优越性:一是高度的清洁性,发电过程中无污染、无噪音、无损耗,对保护环境极其有利;二是绝对的安全性,太阳光一照射太阳电池就能发电,对人、动植物无任何伤害;三是普遍的实用性,凡是能安装太阳电池的地方就能实现“到处阳光到处电”的目标,可广泛用于通信、交通、海事、军事等各个领域;四是资源的充足性,丰富的太阳辐射是取之不尽用之不竭的,无污染。廉价。目前,从世界范围来看,光伏发电已经完成初期开发和示范阶段,光伏产品正在向大批量生产和规模化应用发展,其运用几乎遍及所有用电领域。

  我国76%的国土光照充沛,光能资源分布较为均匀;与水电、风电、核电等相比,太阳能发电没有任何排放和噪声,应用技术成熟,安全可靠;除大规模并网发电和离网应用外,太阳能还可以通过抽水、超导、蓄电池、制氢等多种方式储存。光伏发电产业链从上游到下游,主要包括的产业链条包括多晶硅、硅片、电池片以及电池组件。整个光伏产业链的利润主要集中在上游的多晶硅生产环节。目前,中国多晶硅生产获取的利润在最终电池组件产品利润总额中的比例最高,约达到52%;电池组件生产的利润占比约为18%;而电池片和硅片生产的利润占比分别约为17%和13%。

  随着以无锡尚德、常州天合、南京中电为代表的具有世界先进水平光伏企业的崛起,江苏光伏产业的制造能力迅速提升,光伏产品销售额及出口均居全国首位,成为我国光伏产业的领头羊。江苏的多晶硅产能已达全球的1/4,随着我国首台多晶硅浇铸设备在江苏金坛问世,江苏在世界光伏产业格局中的一席之地更加稳固。2007年.全省光伏产品出口28.3亿美元,同比增长212.7%,占全国光伏产品出口的45%。2008年1-11月,江苏省光伏产业产品出口61亿美元,同比增长150%,占全国光伏产品出口55%以上,占全省高新技术产品出口比重增加到6.4%。2009年受到金融危机的冲击和需求增长相对缓慢的影响,江苏省光伏产业占全国太阳能电池生产的7成,2009年江苏省光伏出口54.9亿美元,同比下降15%,跌幅比高新技术产品平均跌幅深4.3个百分点。

  目前我国的光伏产业得到了迅速的发展,光伏公司的发展带来了光伏产品制造成本的快速下降,推动了全球光伏应用的发展并提供了很多就业岗位,促进了地方和国家的经济发展,为了能使中国光伏产业得到健康稳定发展,就需要整个产业在资源整合、规范行业秩序、完善扶持政策、积极开拓国内市场、开发培养专业人才、提高自主创新能力等方面采取措施。

  进入21世纪以来,我国的工业化与城市化进程加快,能源需求正以前所未有的速度增长。随着我国经济发展驶入快车道,油荒、煤荒、电荒几乎是在一夜之间凸现在人们面前,同时伴随着传统能源的利用,我国的环境危机将进一步恶化。

  国土资源部原副部长蒋承菘曾经说过,一直以为中国地大物博,其实,物却是稀薄的“薄”,而不是广博的“博”。按人均资源拥有量计算,中国的资源状况确实令人心忧,但在此基础上,我们的资源消耗仍在超速增长。

  现今,人类对能源的需求愈来愈大,便给自己的生存环境造成种种影响,引起森林、土地的破坏,大气、水的污染,甚至破坏生态平衡。我国要在保持经济快速增长的同时应对能源需求和气候变化的挑战,可再生的和清洁能源技术的开发和部署将起到极为重要的作用。新能源产业的发展已成为我国实现创新型国家的重要组成部分,是我国经济可持续发展的重要路径.对实现经济增长方式的转变有重要意义。

  中国光伏产业走上了快速发展之路,产业链不断完善,制造成本持续下降,具备较强的国际竞争能力,光伏公司的发展带来了光伏产品制造成本的快速下降。推动了全球光伏应用的发展。但我们要清楚的看到中国整个太阳能光伏产业发展却并不尽如人意,存在核心技术落后、产业链发展不平衡、产品附加值低、产能过剩等问题。

  受到技术、政策、资金等多项因素的影响,我国光伏产业链尚未达到平衡,各环节利益分配呈现失衡状态,产业链各环节仍存在不同程度的脱节。我国光伏产业大部分原材料还是来自于欧美,电池和组件的制造,主要来自于中国和,高端产业链的分布仍然在欧美。一旦欧美国家减少对中国原材料的供应,将会严重影响我国光伏产业的发展。

  太阳能电池行业的发展速度远高于原材料的发展速度,生产太阳能电池的原料-硅缺乏已成为国际性的大问题,国际供货合同的价格迅速攀升,由于两头在外的产业格局,硅原料缺乏对我国的影响尤为严重。尽管晶硅组件的价格持续下降,光伏发电成本逐步向自由市场化靠拢。

  太阳能电池虽然优点很多,但制造成本较高,发电成本远高于不计环保成本的燃煤火力发电成本,为促进行业发展,我国近年来也颁布了诸如“金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程”等扶植政策,政府仍然认为急速成长的光伏市场处于试验性阶段,有关工程项目的目的仍然是用于示范。总体来说对光伏领域的政策支持力度显得相对保守。

  光伏产业是一个综合性很强的领域,需要半导体、化工、机械等领域的相关人才,面对快速发展的光伏产业,会对专业人才有很大的需求,但目前来看专业人才的自身技术及管理水平存在一定的差距。

  强化各级政府的宏观调控与行业管理工作,避免低水平项目的重复建设,防止行业内的无序恶性竞争,推动企业间的合作和联合,扩大生产规模,增强技术实力,提高市场竞争力,引导产业有序、可持续发展。加大新建及扩建项目的审批力度,合理控制太阳能电池及组件的增长速度和质量,选择少量多晶硅材料生产项目予以重点支持,减少条件不成熟项目的盲目启动现象,加快太阳能电池及其材料制造设备的开发速度,尽快使产业结构趋于合理。

  加大政府对太阳能电池等可再生能源产业的支持力度,引导太阳能产业加强核心技术研发、完善生产工艺、提高光电转换效率,降低制造及应用成本,为大规模应用可再生资源,提供重要的技术保障,减少一次性资源的消耗。扩展融资渠道,推进骨干企业进入股票市场融资的进程,扩大企业规模,提高国际竞争力。

  加大对多晶硅产业技术研发科技创新、工艺完善、项目建设的支持力度,尽快突破千吨级多晶硅产业化的关键技术,形成节能、低耗、环保、适应循环经济发展的多晶硅材料生产体系,抓住有利时机发展壮大我国的多晶硅产业,提高我国多晶硅在国际上的竞争力。

  评估光伏发电的潜能,扩大其目前的光伏发展计划,并采取新措施支持中国光伏市场的发展。新措施应结合更多的市场机制,有清晰的执行细节和评估程序。有理由相信,上网电价补贴方法能够帮助我国光伏市场实现健康成长。

  未来光伏市场占有率会发生巨大的变化。进入美国市场虽然有一定难度,但是这个市场的增长前景和市场法律法规的稳定还是具有很强的吸引力,面对未知的欧洲市场环境,加快培养新兴市场对于我国光伏产业未来的发展有重大意义。

  加强技术创新投入,加强太阳能电池及其制造设备、原材料先进技术的研发,鼓励研发拥有自主知识产权的核心技术,尽快赶上国际先进水平,针对国内产业的薄弱环节,优选部分项目予以重点支持。鼓励太阳能电池企业建立研发机构,培育一批技术创新型企业和研发中心,形成以企业为主体的自主创新体系。

  环境保护和清洁能源是全球合作的主要领域之一。作为光伏制造大国,中国在利用自身的光伏制造能力为国内光伏市场提供安全的设备供给的同时,也能够从国际合作中获得其他益处。在国际合作中往往遇到诸多壁垒,例如国际贸易保护主义问题,知识产权保护问题,潜在的贸易欺诈问题等。中国政府应该通过政策和相关制度的建立,引导国内外企业及机构进行健康、公正、公平的合作与交流,保护贸易双方的合理利益,实现“共赢”。

  随着传统化石能源的逐渐枯竭和污染问题的急剧上升,绿色可再生能源得到迅猛的发展。具备多种优点的光伏发电技术得到了各国的不断关注,已经成为利用太阳能的主要方式之一。光伏发电的优点主要集中在:第一,它是由太阳能提供能源,能源源源不断,无枯竭危险;第二,光伏发电方式安全无噪声,无污染;第三,其开发不受地域限制,既可以在建筑物上也可以在荒山野地,还能够有效地改善区域内贫困现状;另外,其建设周期短,见效快。开展太阳能光伏发电系统的研究,对于缓解能源和环境问题,改善能源消耗结构,提高分布式发电系统性能,在区域内有效地脱贫,具有重大的理论和现实意义。太阳能是人类可利用的最重要、最丰富的可再生能源。它的储量巨大,便于开采,无污染等优点深受社会关注。据资料可以知道,就我国的太阳能资源分布来看,我国的太阳能资源较好的地区约占全国总面积的三分之二以上,这种得天独厚的自然优势为我国的光伏发电事业提供了坚强的支撑。

  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。主要由太阳电池板、和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率等部件就形成了光伏发电装置。并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性,可以根据需要并入或退出电网,还具有备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑;不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能,一般安装在较大型的系统上。此次云南能投新能源投资开发有限公司有效地结合相关政策,利用在云南的部分荒山未开发的土地上进行光伏电站建设,这不仅提升了光伏发电的发展,还有效地实现了精准脱贫目标,此次开发光伏发电项目的意义深远。

  光伏电站的分类可以分为三类:小型光伏电站:接入电压等级为0.4kV低压电网的光伏电站;中型光伏电站:接入电压等级为10-35kV电网的光伏电站;大型光伏电站一接入电压等级为66kV及以上电网的光伏电站。据资料可知目前光伏发电并网并入配电网的方式有两种:接入专线)k V母线,光伏发电电源通过并网点开关接入到专线)k V母线上,再通过母线与用户内部负荷连接,另一方面通过用户进线 k V专线 k V出线 k V母线,实现并网。另一种方式是接入公用线)k V母线,即光伏电源通过并网点开关接入到公用线)k V母线上,通过母线与用户内部负荷连接,另一方面通过用户进线 k V线路的主干线光伏并网调度端技术管理

  在电能质量方面,光伏电站向当地交流负载提供电能和向电网发送电能的质量,在谐波、电压偏差、电压不平衡度、直流分量、电压波动和闪变等方面应满足国家相关标准;

  同期并网方面:分布式光伏发电系统在逆变器交流输出端设置同期点,由分布式光伏发电系统逆变器自动检测电网电压、相位、频率,待电压、相位、频率一致时,再投入并网,保证逆变器并网运行对电网无冲击、无扰动;

  电网异常时的响应特性方面:大型和中型光伏站应具备一定的耐受电压异常的能力,避免在电网电压异常时脱离,引起电网电源的损失。光伏电站并网时应与电网同步运行。小型光伏电站,当并网点频率超过49.5-50.2Hz范围时,应在0.25内停止向电网线路送电。如果在指定的时间内频率恢复到正常的电网持续运行状态,则无需停止送电。大型和中型光伏电站应具备一定的耐受系统频率异常的能力,应能够在一定的电网频率偏离下运行。

  安全与保护方面:光伏电站具备一定的过流能力,在120%倍额定电流以下,光伏电站连续可靠工作时间不应小于1分钟;120%-150%额定电流内,光伏电站连续可靠工作时间不小于10秒。当检测到电网侧发生短路时,光伏电站向电网输出的短路电流应不大于额定电流的150%。光伏电站必须具备快速检测孤岛且立即断开与电网连接的能力,其防孤岛保护应与电网侧保护相配合。光伏电站的防孤岛保护必须同时具备主动式和被动式两张,应设置至少各一种主动和被动防孤岛保护。主动防孤岛保护方式主要有频率偏离、有功功率变动、无功功率变动、电流脉冲注入引起阻抗变动等;被动防孤岛保护方式主要有电压相位跳动、3次电压谐波变动、频率变化率等。系统发生扰动后,在电网电压和频率恢复正常范围之前光伏电站不允许并网,且在系统电压频率恢复正常后,光伏电站需要经过一个可调的延时时间后才能重新并网。在大中型光伏发电站中应专设大型故障录波装置。

  调度自动化和通信方面:大型和中型光伏电站必须具备与电网调度机构之间进行数据通信的能力。通信系统满足继电保护、安全自动装置、调度自动化及调度电话等业务对电力通信的要求。在正常运行情况下,光伏电站向电网调度机构提供的信号至少应当包括:光伏电站并网状态、辐照度(常规的监控装置没有对辐照度信息的采集);光伏电站有功和无功输出、发电量、功率因数;并网点的电压和频率、注入电力系统的电流;变压器分接头档位、主断路器开关状态等。

  维护光伏并网系统方面,避免天气变化或故障等情况时,光伏发电脱网造成断面负荷越限事件,在发生断面负荷控制时,需去除光伏发电负荷。另外,在日常的巡视工作过程中,要加强巡视光伏方阵、汇流箱、配电箱等容易出现故障的部位。通过日常的维护工作保证光伏发电系统的安全稳定性。

  近年来,光伏产业深受资本市场与各地政府的喜爱,至今我国光伏产业已经形成了比较完整的产业链,涌现出100多个产业基地,产能占据全球将近一半。2009年,中国内地多晶硅产量超过了两万吨,太阳能电池产量超过了4000兆瓦,连续3年成为全球太阳能电池的第一大国。但是,中国的光伏产业有95%的市场都在国外,国内的应用还是十分有限 。此外,2011年欧债危机、“双反”调查的“外忧”与产能过剩、行业混乱的“内患”交织纠缠,曾经如火如荼的光伏产业从此进入“极寒严冬”。

  2012年3月和5月,美国商务部分别宣布了对中国光伏产业的双反调查初裁结果:对中国输美太阳能电池征收2.9%~4.73%的反补贴税;对中国光伏电池及组件征收高31.14%~249.96%的反倾销税。这一结果对原本处境艰难的众多中国光伏企业来说无疑是雪上加霜星空体育

  2012年9月6日,欧盟启动针对中国输欧光伏产业反倾销调查,但并未就中国输欧光伏产业提出反补贴调查。10月10日,美国商务部作出终裁,认定中国向美出口的光伏产品(晶体硅光伏电池及组件)存在倾销和补贴行为,并设定了18.32%-249.96%的反倾销税率和14.78%-15.97%的最终反补贴税率。

  美国,欧洲等相继对中国光伏进行反倾销调查,这对中国光伏企业的恶劣影响将无法估量。企业生存成了首要问题,国际市场受到如此巨大的阻力,国内市场尚未开发完全,光伏企业的产能过剩问题无法解决,不少光伏企业倒闭。随之而来的是大批工人将面临下岗,失业率上升不可避免。

  贸易保护主义根深蒂固是贸易摩擦激化的根本原因,世界贸易组织某些规则存在模糊性,特别是当发达国家的经济不景气时,这种保护倾向尤为严重。在经济全球化的条件下,当经济发展不平衡时,贸易自由与贸易保护会激烈碰撞。通过对比较优势理论、资源禀赋理论与现代战略性贸易理论比较,表明现论强调国家政策保护对贸易发展、利润重新分配的重要性,从而引起摩擦。光伏产业遭受双反调查与当前欧美的经济发展不景气有关。

  中国非市场经济地位是发达国家为遏制中国经济崛起所设置的战略壁垒。WTO成员在对中国进行反倾销调查时,首先要推定调查对象生产的同类产品是否具备市场经济条件。当中国政府或企业不能对此充分证实时,进口方就要随意选择替代国价格判定其倾销行为是否成立。欧美对中国光伏产业的调查基于很大的随意性,阻碍了中国光伏产业贸易的正常发展。

  随着产业转移,部分原东亚地区对欧美贸易顺差转入我国,由于东亚区域集团化趋势滞后,中国在应对由此增加的贸易摩擦时无法借助区域集团力量予以反击。同时,行业协会组织不力是造成我国入世后光伏产业等频遭技术性贸易摩擦的重要原因。另外,我国会计基础薄弱,企业成本控制体系不完善,导致原始凭证不真实、不合法、不完整,从而阻碍了市场经济地位的取得,遭受反倾销指控的风险加大。

  行业协会可以帮助光伏产业时期应诉工作变得主动,争取更宽裕的时间准备材料,建立早期的预警系统,随时掌握反倾销信息,建立有效地商情网络,了解进口国行业动态及整个市场;另一方面,对从国外进口的相关产品在国内的销售情况进行跟踪调查,防止国外产品在国内的市场倾销,一旦确认倾销行为的存在,就可以有充足的材料提出反倾销诉讼。

  在我国加入WTO的背景下,行业协会可以发挥比政府组织更大的作用,它们可以发挥集体优势,通过收集信息、举办国际展销会等方式,与国外政府或别国的行业协会进行对话,为本国的光伏产业争取更好的发展机遇和更广阔的市场。

  国内有人担心,中国频繁地利用WTO争端解决机制会被他国视为“麻烦制造者”,影响中国的国际形象,主张中国应慎重使用WTO争端解决机制。恰恰相反,作为WTO的正式成员,充分利用WTO争端解决机制是中国的基本权利,即使频繁诉诸WTO争端解决机制,也是无可厚非的。另外,通过诉诸WTO争端解决机制,利用WTO有约束力的裁决,可以“敲山震虎”,对有关国家形成威慑,使之不敢随意对中国出口采取不合理的限制措施。这样反而会减少中外经济摩擦,促进中国与其他国家的友好关系。

  第一,建立官民分工协作体制。在应对WTO争端的过程中,政府和企业既要有明确合理的分工,又要加强联系和协作。企业一定要尽可能及时准确全面地向政府部门反映情况,提供所有有价值的信息。政府有关部门也要加强对企业的信息沟通和引导工作,以最大限度地维护企业和国家的合法权益。

  第二,重视国际合作与协调。在许多情况下,某一WTO成员所实行的不合理限制措施不可能只针对中国,而是要损害到多个甚至众多成员的正当利益。因此,在遇到此种情况时,中国应该加强与有关国家的合作,建立广泛的“国际统一战线”,团结起来,“共同对敌”。

  从光伏行业看,中国企业和美国企业的差距“也就在一两年左右”,中国能够很快赶上美国,但是,贸易摩擦给我国许多合作伙伴造成了困扰,使中国企业在增加后续合作和扩充投资上心态犹豫,这会严重阻碍我国的光伏产业的发展。

  对此,首先,光伏产业需要加强技术研发,规范产业秩序,促进产业自身的强大;其次,中国光伏企业应加强联合发挥行业协会的作用,政府应积极运用贸易争端解决机制,在规则合理范围之内为企业争取最大主动权。