光伏發(fā)電技術(shù)中存在問題與對(duì)策

1、光伏發(fā)電技術(shù)中存在問題與對(duì)策摘要：隨著煤、石油等化石燃料資源的逐漸枯竭,傳統(tǒng)發(fā)電方式需要新的綠色能 源來代替。2011 年3月日本大地震造成的核電危機(jī),迫使世界各有核電國(guó)家不得 不重新審視其核電發(fā)展戰(zhàn)略;水力發(fā)電由于受到資源和季節(jié)性限制,一定程度上制 約了進(jìn)一步發(fā)展;而風(fēng)力發(fā)電存在并網(wǎng)接入穩(wěn)定性差等問題,短期內(nèi)也很難形成一 定的規(guī)模。在這種情況下,太陽(yáng)能發(fā)電越來越受到重視。關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；技術(shù)；問題；對(duì)策引言中國(guó)太陽(yáng)能資源非常豐富,理論儲(chǔ)量達(dá)年1. 7x1012t標(biāo)準(zhǔn)煤，太陽(yáng)能資源開發(fā)利 用的潛力非常廣闊。南北和東西距離均在5000 km以上，大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射 量在4 (kWh)/m2

2、以上,西藏日輻射量最高達(dá)7 (kWh)/m2，年日照時(shí)間大于2000 h。 與同緯度的其他國(guó)家相比,與美國(guó)接近,比歐洲、日本優(yōu)越得多,擁有巨大的開發(fā)潛 能,具有得天獨(dú)厚的自然條件。太陽(yáng)能發(fā)電分為光伏發(fā)電和光熱發(fā)電。通常太陽(yáng)能 發(fā)電多指太陽(yáng)能光伏發(fā)電。光伏發(fā)電技術(shù)概述1. 1. 1 基本原理光伏電池由 Si 等半導(dǎo)體材料制成。當(dāng)太陽(yáng)光照射電池時(shí),有一部分光會(huì)被半導(dǎo) 體材料吸收,吸收的光能將傳給半導(dǎo)體導(dǎo)致電子逸出并自由流動(dòng)。同時(shí)施加一個(gè)或 多個(gè)電場(chǎng),可以迫使由光吸收并釋放的電子以一定方向流動(dòng)形成電流,通過在光伏 電池的頂部和底部安放金屬觸點(diǎn),可以將電流引出以供使用。1. 1. 2 系統(tǒng)組成光伏發(fā)電

3、系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池方陣、蓄電池組、充放電控制器、逆變器、交流 配電柜和太陽(yáng)跟蹤控制系統(tǒng)等構(gòu)成。光伏發(fā)電系統(tǒng)分為獨(dú)立光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏 系統(tǒng)。獨(dú)立光伏電站包括邊遠(yuǎn)地區(qū)的村莊供電系統(tǒng),太陽(yáng)能戶用電源系統(tǒng),通信信 號(hào)電源、陰極保護(hù)、太陽(yáng)能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系 統(tǒng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。可以分 為帶蓄電池和不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。帶有蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有可調(diào) 度性,可以根據(jù)需要并入或退出電網(wǎng),還具有備用電源的功能,當(dāng)電網(wǎng)因故停電時(shí)可 緊急供電。帶有蓄電池的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)常常安裝在居民建筑;不帶蓄電池的并 網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不具備可調(diào)度性和備

4、用電源的功能,一般安裝在較大型的系統(tǒng)上。目前, 按光電的規(guī)?？煞?大中型光伏電站、小型光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能建筑一體化和發(fā) 電瓦等。光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器按運(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)行的光伏發(fā)電系統(tǒng),為獨(dú)立負(fù)荷供電。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng) 運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。逆變器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)荷。接入電力系統(tǒng)的大中型光伏電站對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)運(yùn)行、配電網(wǎng)都有很大影 響,因此要求大中型光伏電站具有輸出有功和無功的調(diào)節(jié)能力,并在

5、電網(wǎng)異常狀態(tài) 下起到支撐作用。光伏發(fā)電的隨機(jī)出力特性是對(duì)電網(wǎng)造成不良影響的關(guān)鍵,其較小 的系統(tǒng)慣量直接影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定性和故障恢復(fù)能力,由于電力電子開關(guān)器件構(gòu)建 的逆變器既是電能質(zhì)量的干擾源,同時(shí)也可以依靠控制實(shí)現(xiàn)無功和諧波補(bǔ)償?shù)淖饔谩?大容量光伏發(fā)電并網(wǎng)的運(yùn)行需要借助于凈負(fù)荷的概念和準(zhǔn)確的發(fā)電預(yù)測(cè)模型,與常 規(guī)機(jī)組協(xié)作以保證供電可靠性。光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀分析 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)光伏項(xiàng)目起步較晚，發(fā)展較慢!目前我國(guó)光伏產(chǎn)品也主 要應(yīng)用在市政工程，如：太陽(yáng)能交通指示燈景觀燈路燈光伏幕墻和小區(qū)路燈等! 由于光伏發(fā)電成本較高，我國(guó)采用光伏發(fā)電區(qū)域通常都是政府投資和一些商業(yè)示 范區(qū)，近年來，我國(guó)政府不

6、斷加大光伏發(fā)電行業(yè)的投資力度，促進(jìn)光伏發(fā)電技術(shù) 得到了較大的進(jìn)步，發(fā)電成本和發(fā)電技術(shù)上都得到了很大程度的提高!我國(guó) 1958 年開始對(duì)光伏電池進(jìn)行研究!1971 年首次將太陽(yáng)能電池應(yīng)用與科研 衛(wèi)星東方紅2號(hào)上!自20世紀(jì)60 年代以來，我國(guó)對(duì)新能源的開發(fā)和利用越來越重 視，從而促使光伏發(fā)電成本和技術(shù)得到了改善和提高!光伏電池產(chǎn)量在2007 年達(dá) 到 1088MW ，占全世界太陽(yáng)能電池總量的 27.2%，居世界第一!雖然我國(guó)生產(chǎn)太陽(yáng) 能電池總量居世界之首，但是我國(guó)光伏產(chǎn)客戶，將配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的實(shí)時(shí)電 價(jià)信息發(fā)布出來，遠(yuǎn)程讀表功能得到實(shí)現(xiàn)!光伏發(fā)電行業(yè)存在的問題和對(duì)策4. 1 對(duì)國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電應(yīng)

7、用市場(chǎng)缺乏理性認(rèn)識(shí) 隨著國(guó)家政策的明朗化和政策性扶植力度的加大,大量資本進(jìn)入國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電 應(yīng)用市場(chǎng)。事實(shí)上投資回報(bào)與這一領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展水平密切相關(guān),必須有先進(jìn)、成熟 可靠的技術(shù)作為后盾,否則極可能造成投資無法收回 ,而且投資規(guī)模越大,損失越高。 因此應(yīng)加強(qiáng)光伏發(fā)電應(yīng)用市場(chǎng)投資風(fēng)險(xiǎn)的警示,以促進(jìn)光伏發(fā)電應(yīng)用市場(chǎng)的可持續(xù) 發(fā)展。4. 2 應(yīng)加強(qiáng)宏觀引導(dǎo) 目前太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)尤其是光伏產(chǎn)業(yè)的非正常競(jìng)爭(zhēng)主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈的低端, 低附加值再加上惡性競(jìng)爭(zhēng),利潤(rùn)迅速減少。多晶硅環(huán)節(jié)作為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中的高端環(huán) 節(jié),在其利潤(rùn)率30%的情況下,光伏組件利潤(rùn)不足10%,而且還在持續(xù)走低。2005 年 多晶硅的價(jià)格為50美

8、元/kg, 2008年達(dá)到500美元/kg。2008年金融危機(jī)之后，多 晶硅價(jià)格開始下跌,但目前國(guó)內(nèi)多晶硅現(xiàn)貨市場(chǎng)的價(jià)格仍然高于國(guó)際市場(chǎng)。隨著國(guó) 內(nèi)眾多多晶硅項(xiàng)目的投產(chǎn),產(chǎn)能過剩將加劇光伏產(chǎn)業(yè)的非正常競(jìng)爭(zhēng)。4.3 加強(qiáng)環(huán)境污染和高能耗監(jiān)管 太陽(yáng)能發(fā)電本身是一種清潔能源,但是我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的最大特點(diǎn)就是 95%的原 材料需要進(jìn)口,95%的太陽(yáng)能電池出口,也就是說制造環(huán)節(jié)在國(guó)內(nèi) ,使用環(huán)節(jié)在國(guó)外。 原材料在加工的過程中,存在四氯化硅等污染物的回收和再利用問題以及高能耗問 題。特別是多晶硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢水、廢液,環(huán)境污染極為嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)一 些地方政府和環(huán)保部門為了上項(xiàng)目保發(fā)展而有意放松環(huán)境監(jiān)管,

9、有關(guān)部門又沒有及 時(shí)出臺(tái)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)為壓低成本而減少污染控制投入,其結(jié)果是在國(guó)外沒有產(chǎn)生 污染的光伏產(chǎn)業(yè),在國(guó)內(nèi)卻成為重要污染源。因此,加強(qiáng)政府監(jiān)管,填補(bǔ)監(jiān)管空白,是 解決環(huán)境污染和高能耗問題的關(guān)鍵所在。4. 4 加強(qiáng)自主創(chuàng)新和長(zhǎng)期的政策支持 目前,國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)最缺乏的就是核心技術(shù),因此注重人才培養(yǎng),循序漸進(jìn)地加 強(qiáng)自我創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)這一行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)多晶硅項(xiàng)目已建、在建、擬 建的項(xiàng)目超過50個(gè)，投資規(guī)模達(dá)1 300億元，產(chǎn)能超過23x104t，如果國(guó)際市場(chǎng)出現(xiàn) 萎縮,將出現(xiàn)大量產(chǎn)能過剩。因此,國(guó)際市場(chǎng)的不確定性需要國(guó)家出臺(tái)長(zhǎng)遠(yuǎn)和明確 的規(guī)劃以及長(zhǎng)期的政策支持。5 結(jié)束語(yǔ) 通過上文的敘述分析我們可以得知，隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特 別是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的確立和完善，電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，配電自動(dòng)化要取得 優(yōu)勢(shì)，最大限度地?cái)U(kuò)大電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，就需要深入研究配電網(wǎng)的高級(jí)應(yīng)用 功能!如今，電力配電自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)獲得了迅速的發(fā)展，取得了不錯(cuò)的成績(jī)，但 是在具體實(shí)踐中還有著諸多的問題需要重視!相關(guān)工作人員需要不斷努力，深化研 究!參考文獻(xiàn)：史冬云，劉勁松