時(shí)間：2024-02-10 16:37:11
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【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)能；光伏發(fā)電；能源
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人口、資源和經(jīng)濟(jì)之間存在著越來越大的矛盾，太陽(yáng)能光伏技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)為解決能源緊缺問題起到了非常重要的作用。目前在對(duì)太陽(yáng)能利用上，主要還是取暖和發(fā)電這兩個(gè)方面，特別是在利用太陽(yáng)能發(fā)電上，其可以完全取代水能和火能的技術(shù)，成為新型、綠色的發(fā)電技術(shù)，確保了能源的可持續(xù)利用和發(fā)展。
1 光伏發(fā)電的基本工作原理
光伏發(fā)電技術(shù)是充分的利用光生伏特效原理實(shí)現(xiàn)的，其通過太陽(yáng)能電池來將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電技術(shù)可以獨(dú)立使用進(jìn)行發(fā)電，也可以并網(wǎng)進(jìn)行發(fā)電，其主要由太陽(yáng)能電池板、控制器和逆變器等部分組成，其組成元器件都為電子元器件，因此發(fā)電設(shè)備不僅精煉，而且較為穩(wěn)定，壽命較長(zhǎng)，更易于安裝和維護(hù)。而且在任何電源場(chǎng)合中都可以利用光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行發(fā)電。在進(jìn)行光伏發(fā)電時(shí)，其以太陽(yáng)能電池為其最基本的元件，而且電池種類較多，目前以單晶和多晶用量最為常見，只有在一些小系統(tǒng)和計(jì)算器輔助電源中都會(huì)采用非晶電池。而光伏組件多是由一個(gè)或是多個(gè)太陽(yáng)能電池片組成的太陽(yáng)能電池板。
2 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)
太陽(yáng)能光伏發(fā)電與常規(guī)的發(fā)電系統(tǒng)相比具有較為明顯的優(yōu)點(diǎn)，由于其是利用太陽(yáng)能來進(jìn)行發(fā)電，不僅安全可靠，而且無污染，沒有噪音產(chǎn)生，同時(shí)太陽(yáng)能資源也不會(huì)存在枯竭的危險(xiǎn)。利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電不用受到資源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同時(shí)也不需要架設(shè)輸電線路，能源質(zhì)量較高，而且易于建設(shè)，可以在較短時(shí)間內(nèi)即可獲取到能源，使用者對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電更易于接受。
但利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電也有其自身的缺點(diǎn)，由于太陽(yáng)能會(huì)受到四季變化及天氣等氣象條件的影響，而且由于太陽(yáng)照射能源分布密度較小，所以利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電時(shí)還需要占用較大的空間面積。
3太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用
太陽(yáng)能光伏發(fā)電的應(yīng)用方式有多種，包括獨(dú)立、并網(wǎng)、混合光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏與建筑集成系統(tǒng)以及大規(guī)模光伏電站領(lǐng)域；在偏遠(yuǎn)農(nóng)村電氣化、荒漠、軍事、通信及野外檢測(cè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并且隨著技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷地延伸和發(fā)展。下面筆者僅針對(duì)獨(dú)立、并網(wǎng)、混合光伏發(fā)電等三種技術(shù)應(yīng)用方式進(jìn)行闡述。
3.1 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)
獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是不與公共電網(wǎng)系統(tǒng)相聯(lián)接而孤立運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)，通常建設(shè)在遠(yuǎn)離電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)或作為野外移動(dòng)式便攜電源，比如公共電網(wǎng)難以覆蓋的邊遠(yuǎn)農(nóng)村、海島、邊防哨所、移動(dòng)通訊基站等等。由于太陽(yáng)能發(fā)電的特點(diǎn)是白天發(fā)電，而負(fù)荷用電特性往往是全天候的，因此在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)能元件必不可少。盡管其供電可靠性受氣象環(huán)境等因素影響很大，供電穩(wěn)定性也相對(duì)較差，但它是偏遠(yuǎn)無電地區(qū)居民和社會(huì)用電問題的重要解決方式。
3.2 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)
并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)相聯(lián)接，共同承擔(dān)供電任務(wù)。光伏電池陣列所發(fā)的直流電經(jīng)逆變器變換成與電網(wǎng)相同頻率的交流電，以電壓源或電流源的方式送入電力系統(tǒng)。容量可以視為無窮大的公共電網(wǎng)在這里扮演著儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的角色。因此并網(wǎng)系統(tǒng)不需要額外的蓄電池，降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高了系統(tǒng)運(yùn)行和供電穩(wěn)定性，并且光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)換效率要大大高于獨(dú)立系統(tǒng)，它是當(dāng)今世界太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的最合理發(fā)展方向。
3.3 混合光伏發(fā)電系統(tǒng)
混合光伏發(fā)電系統(tǒng)是將一種或幾種發(fā)電方式同時(shí)引入光伏發(fā)電系統(tǒng)中，聯(lián)合向負(fù)載供電的系統(tǒng)。其目的是為了綜合利用各種發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，避免各自的缺點(diǎn)。如光伏系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)少，缺點(diǎn)是電能輸出依賴于天氣、不穩(wěn)定。在冬天日照差，但風(fēng)力大的地區(qū)，采用光伏、風(fēng)力混合發(fā)電系統(tǒng)，可以減少對(duì)天氣的依賴性，降低負(fù)載缺電率。
4 太陽(yáng)能光伏發(fā)電存在問題分析
4.1 產(chǎn)業(yè)水平低級(jí)
中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)起步晚，發(fā)展緩慢，多晶硅制造技術(shù)比較不成熟，不僅生產(chǎn)的多晶硅質(zhì)量相對(duì)較差，而且由于制造工藝水平上的差距，中國(guó)的多晶硅制造過程中會(huì)消耗大量的能源，這些能源直接或間接的通過煤、石油等能源獲取。所以，中國(guó)的多晶硅制造多是具有高能耗、高污染、低利潤(rùn)的特點(diǎn)。另一方面，由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電市場(chǎng)多是在歐美等國(guó)家，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求量小，絕大多數(shù)的光伏產(chǎn)品都是出口到國(guó)外，所以中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)僅僅是處于產(chǎn)業(yè)鏈的低端，用高資源、高污染的巨大代價(jià)獲取與之不符的低回報(bào)。
4.2 行業(yè)產(chǎn)能過剩
現(xiàn)在，全國(guó)各地多個(gè)地方都興起了一股新能源熱光伏熱，大批的光伏項(xiàng)目上馬，投產(chǎn)的、在建的、申請(qǐng)批復(fù)的項(xiàng)目越來越多，在2010 年之前多晶硅產(chǎn)能就超過了兩萬噸，產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過五千萬噸，產(chǎn)能已經(jīng)嚴(yán)重過剩。為了中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)健康有序的發(fā)展，政府開始通過政策、經(jīng)濟(jì)手段對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.3 多晶硅制造能耗大
太陽(yáng)能光伏發(fā)電是一種綠色無污染的環(huán)保能源，但是太陽(yáng)能光伏發(fā)電所需的原料多晶硅的制造過程卻是一個(gè)耗能巨大的生產(chǎn)過程，耗電量甚至高過電解鋁產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)在國(guó)外成熟的多晶硅制造技術(shù)多是采用優(yōu)化后的西門子法，耗電量一般不高于150kw.h/kg，中國(guó)多晶硅制造技術(shù)相對(duì)不成熟，耗電量一般要超出國(guó)外30% 甚至100%。
4.4 行業(yè)發(fā)展無序
中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)雖然體量巨大，但是由于生產(chǎn)的光伏產(chǎn)品多是出口到國(guó)外，所以行業(yè)發(fā)展混亂，往往單打獨(dú)斗。由于中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)沒有國(guó)家層次的行業(yè)組織和統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)制度，在光伏產(chǎn)業(yè)遭遇國(guó)外反傾銷的時(shí)候往往處于被動(dòng)地位，不能形成統(tǒng)一的強(qiáng)大的行業(yè)凝聚力從而具有光伏產(chǎn)業(yè)話語權(quán)，所以，在反傾銷的國(guó)際案例中，中國(guó)光伏企業(yè)屢屢敗訴，損失巨大。
5 太陽(yáng)能光伏發(fā)電發(fā)展對(duì)策
5.1 控制產(chǎn)業(yè)規(guī)模
中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展要想有序且有競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)業(yè)規(guī)模一定要嚴(yán)格控制。對(duì)已生產(chǎn)的企業(yè)嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，對(duì)在建的企業(yè)加強(qiáng)監(jiān)管，對(duì)正在申請(qǐng)的項(xiàng)目嚴(yán)格審批程序。將光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模控制在一定產(chǎn)量之內(nèi)，提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
5.2 促進(jìn)企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整
耗能高的企業(yè)要促進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，加快系統(tǒng)升級(jí)，降低生產(chǎn)能耗。促進(jìn)企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加強(qiáng)企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理，提高經(jīng)營(yíng)水平。國(guó)家應(yīng)該加大技術(shù)研發(fā)投入，通過制定相關(guān)財(cái)稅政策促進(jìn)核心技術(shù)研發(fā)，擺脫技術(shù)水平長(zhǎng)期落后的現(xiàn)狀，將我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展推向更高水平。
5.3 淘汰環(huán)保不達(dá)標(biāo)企業(yè)
我國(guó)多晶硅制造可以說是一個(gè)高污染的行業(yè)，原因主要是，第一，資金投入不到位，第二，生產(chǎn)工藝水平不達(dá)標(biāo)。政府應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)管，提高行業(yè)準(zhǔn)入門檻，提高行業(yè)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)環(huán)保不達(dá)標(biāo)的高污染企業(yè)進(jìn)行整頓，將生產(chǎn)水平和制造工藝達(dá)不到環(huán)保要求的新申請(qǐng)的項(xiàng)目淘汰出局。
5.4 推進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)聯(lián)合
政府應(yīng)該建立光伏產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，制定實(shí)施相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，建立更高層次的行業(yè)協(xié)會(huì)。加大科研投入，推進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)，提高行業(yè)整體制造水平，提高競(jìng)爭(zhēng)力。推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，建立大型示范企業(yè)，加快技術(shù)推廣，降低資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
6 結(jié)語
太陽(yáng)能光伏發(fā)電是未來能源發(fā)展新途徑，作為新興產(chǎn)業(yè)和朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還需要走很長(zhǎng)的路。制造技術(shù)和生產(chǎn)工藝的提高能將這一綠色產(chǎn)業(yè)推向新的發(fā)展高度，政策制定和行業(yè)有序的組織聯(lián)合是中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；光伏發(fā)電；優(yōu)勢(shì)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào)：TK511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前言：目前我國(guó)正在進(jìn)入工業(yè)化快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化穩(wěn)步推進(jìn)的階段，能源需求快速增長(zhǎng)，其中尤其是電力能源需求最為緊迫。我國(guó)大部分地區(qū)依靠火力發(fā)電，但是火力發(fā)電會(huì)對(duì)對(duì)環(huán)境造成污染嚴(yán)重且在電力調(diào)度中損壞大，電荒現(xiàn)象也時(shí)有出現(xiàn)。因此，綠色能源的到了人們的光伏關(guān)注，其中尤其以太陽(yáng)能光伏發(fā)電最為引人矚目。陽(yáng)能光伏發(fā)電作為一種清潔又環(huán)保的綠色能源，在新時(shí)期的得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
一、我國(guó)發(fā)展光伏發(fā)電的資源優(yōu)勢(shì)
我國(guó)太陽(yáng)能資源非常豐富，資料顯示我國(guó)日輻射量達(dá)每平方米 4 千瓦時(shí)以上，地區(qū)更是輻射量每平方米高達(dá) 7 千瓦時(shí)以上，如果全部對(duì)其太陽(yáng)能資源進(jìn)行開發(fā)，其能量相當(dāng)于每年 17000 億噸煤所產(chǎn)能量。目前太陽(yáng)能發(fā)電已在我國(guó)內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、青海、、河北張家口等地的到了廣泛的應(yīng)用，這將有效地改善西部地區(qū)電能結(jié)構(gòu)，拉動(dòng)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)。
二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀
1、世界范圍內(nèi)太陽(yáng)能廣泛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
在各國(guó)政府對(duì)再生資源的重視和大力支持下，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)得到了快速的發(fā)展。有數(shù)據(jù)顯示，2013年，全球光伏新增裝機(jī)容量約為27.5GW，較上年的18.1GW相比，漲幅高達(dá)52%，全球累計(jì)安裝量超過67GW。全球近28GW的總裝機(jī)量中，有將近20GW的系統(tǒng)安裝于歐洲，但增速相對(duì)放緩，其中意大利和德國(guó)市場(chǎng)占全球裝機(jī)增長(zhǎng)量的55%，分別為7.6GW和7.5GW。2013年以中日印為代表的亞太地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求同比增長(zhǎng)129%，其裝機(jī)量分別為2.2GW，1.1GW和350MW。此外，在日趨成熟的北美市場(chǎng)，去年新增安裝量約2.1GW，增幅高達(dá)84%。
2、我國(guó)太陽(yáng)能廣泛產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀
2011年7月24日，發(fā)改委頒布了《關(guān)于完善太陽(yáng)能光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》，出臺(tái)了太陽(yáng)能光伏發(fā)電的標(biāo)桿電價(jià)，在2011年7月前核準(zhǔn)建設(shè)的、在當(dāng)年年底前建成投產(chǎn)的項(xiàng)目，執(zhí)行1.15元/千瓦時(shí)電價(jià)，7月1日以后核準(zhǔn)，以及在年底前未投產(chǎn)項(xiàng)目，則按照1.00元/千瓦時(shí)電價(jià)執(zhí)行。此外，發(fā)改委將可根據(jù)投資成本變化、技術(shù)進(jìn)步等因素適時(shí)調(diào)整上網(wǎng)電價(jià)。近10年全球太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)年均增長(zhǎng)41.3%，近5年為49.5%。中國(guó)已經(jīng)為世界上最大的光伏電池組件生產(chǎn)國(guó)，2008年產(chǎn)量達(dá)到了2540.7MW，2009年產(chǎn)量約4000MW，約占世界產(chǎn)量的40%。
三、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)
1、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)
與火力發(fā)電系統(tǒng)相比，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)主要是
（1）從環(huán)境效益上說，太陽(yáng)能光伏發(fā)電污染排放少，不會(huì)有資源枯竭的危險(xiǎn)，使用者心理上更容易接受，符合現(xiàn)代人綠色環(huán)保的能源理念。
（2）從經(jīng)濟(jì)效益上說，太陽(yáng)能光伏發(fā)電能源質(zhì)量，不需要消耗燃料、不受地域限制，設(shè)施一旦投放，即可就地發(fā)電，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
（3）從技術(shù)角度而言，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，無機(jī)械傳動(dòng)部件，操作、維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，一套光伏發(fā)電系統(tǒng)只要有太陽(yáng)能電池組件就能發(fā)電，加之自動(dòng)控制技術(shù)的廣泛采用，維護(hù)成本低。
2、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的缺點(diǎn)
（1）從環(huán)境效益上來說，光伏生產(chǎn)最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是多晶硅的生產(chǎn)。多晶硅行業(yè)是個(gè)重污染的行業(yè)， 國(guó)內(nèi)尾氣回收工藝不盡完善，晶硅副產(chǎn)品是四化硅是高毒物質(zhì)，傾倒或掩埋四氯化硅將造成寸草不生土地幾百年都無法使用等巨大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
（2）從經(jīng)濟(jì)效益上來說，雖然太陽(yáng)能光伏一點(diǎn)投入使用后便會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但是在前期投入上，投入成本仍然是巨大的。他能量密度低、需要占用大量的土地資源，且受氣候因素和地理位置的影響較大。再者，太陽(yáng)能電池組件成本高昂，目前仍然達(dá)不到將其進(jìn)行民用普及的水平。
（3）從技術(shù)角度來說，目前太陽(yáng)能光伏技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，但是目前太陽(yáng)能電池生產(chǎn)成本遲遲不能降下來也可以說是一個(gè)技術(shù)難度。為了降低成本，現(xiàn)在普遍采用多晶硅代替電池中的單晶硅。多晶硅材料制備的新技術(shù)、快速摻雜表面處理技術(shù)、提高硅片質(zhì)量等是當(dāng)前的主要技術(shù)問題。
四、太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)存在的一些問題
（1）太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)問題
未來太陽(yáng)能能源肯定是重要的能源供應(yīng)來源，當(dāng)光伏發(fā)電在電網(wǎng)電源中的比例達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，必須考慮其對(duì)電網(wǎng)電壓頻率控制的影響，必須對(duì)光伏電站進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)度運(yùn)行控制。光伏發(fā)電的大規(guī)模接入增加了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制難度，如何利用光伏發(fā)電并網(wǎng)智能化技術(shù)提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平是突破的重點(diǎn)之一。
(二)光伏產(chǎn)業(yè)盲目擴(kuò)張，產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)不對(duì)等，不利于行業(yè)健康發(fā)展
過去幾年內(nèi)，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)界抓住歐美國(guó)家光伏市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)的機(jī)遇，利用國(guó)內(nèi)人力和資源成本較低的比較優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了迅速起步與發(fā)展壯大。但受全球光伏產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能迅速擴(kuò)張以及金融危機(jī)影響，未來世界光伏市場(chǎng)將呈現(xiàn)供過于求的趨勢(shì)，使光伏產(chǎn)業(yè)面臨大規(guī)模洗牌。 最近我國(guó)光伏企業(yè)已普遍停止擴(kuò)產(chǎn)、削減產(chǎn)量。在這個(gè)洗牌過程中，利潤(rùn)率最高的環(huán)節(jié)也將逐漸轉(zhuǎn)向下游的光伏發(fā)電運(yùn)營(yíng)業(yè)，使得出售光伏電力比出售光伏組件和系統(tǒng)具有更長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定的回報(bào)，這也是傳統(tǒng)光伏產(chǎn)業(yè)界(光伏設(shè)備制造業(yè))日益重視、極力呼吁啟動(dòng)國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)的根本原因。
（3）光伏產(chǎn)業(yè)沒有形成一個(gè)權(quán)威機(jī)構(gòu)管制，缺少長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃實(shí)踐，相關(guān)技術(shù)人才匱乏，研究力量薄弱，高端實(shí)驗(yàn)設(shè)施落后。
五、太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展方向
（1）未來太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)一定會(huì)成本，使之普及開來。
太陽(yáng)作為一種高效環(huán)保的綠色能在未來一定會(huì)得到光伏的應(yīng)用。通過加大資金投入和政策扶持力度和企業(yè)的創(chuàng)新研發(fā)力度，一定能夠降低光伏發(fā)電系統(tǒng)成本。現(xiàn)階段光伏技術(shù)最關(guān)鍵的問題，就是要提高電池效率和降低成本。通過采用更先進(jìn)的電子器件及高效模塊降低特定系統(tǒng)平衡成本；通過高效的生產(chǎn)方案、通用型材料的增用以及新蓄電池的觀念等手段降低電池成本；通過引進(jìn)先進(jìn)封裝技術(shù)及提高電池工作效率來降低特定模塊的生產(chǎn)成本。最后，通過降低電池成本一定會(huì)降低太陽(yáng)能光伏發(fā)電的整體成本。
（2）未來民用太陽(yáng)能光伏發(fā)電將大行其道
當(dāng)太陽(yáng)能光伏生產(chǎn)的整體成本降低之后，未來的民用太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)一定會(huì)大行其道，將在通信和工業(yè)應(yīng)用、農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。太陽(yáng)能光伏建筑一體化亦是未來的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于城市而言可以有效節(jié)約土地資源，提升高層建筑利用率。西部地區(qū)太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)農(nóng)村光伏發(fā)電站的建設(shè)可以與風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)互補(bǔ)滿足農(nóng)村基本用電要求。另外太陽(yáng)能庭院燈，太陽(yáng)能路燈等都將為家庭和市政建設(shè)節(jié)約能源。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電是一種清潔能源，零排放、無污染，且其技術(shù)日趨成熟、成本不斷下降，已經(jīng)適合規(guī)模應(yīng)用，今后，太陽(yáng)能光伏發(fā)電必將在公共建筑或民用建筑中廣泛應(yīng)用，光伏發(fā)電也將成為我國(guó)的一種常規(guī)能源。
結(jié)束語：太陽(yáng)能光伏發(fā)電固然有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)所在，但是在經(jīng)濟(jì)利益復(fù)雜和多重能源并存的局面下，我國(guó)的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)機(jī)遇和挑戰(zhàn)是共存的。在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)企業(yè)必須深入的加快研發(fā)節(jié)奏，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。政府方面更加需要推進(jìn)綠色能源普及使用的進(jìn)程，制定強(qiáng)有力的產(chǎn)業(yè)政策和法規(guī)條文，保障光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。伴隨著人民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，我們相信在市場(chǎng)改革和政府政策的聯(lián)動(dòng)作用下，我國(guó)的光伏發(fā)產(chǎn)業(yè)必定能穩(wěn)步健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞： 太陽(yáng)能；發(fā)電效率；影響因素
中圖分類號(hào)： U473.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展過程中，面臨著非常大的難題，就是能源短缺的問題。在以前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，人們對(duì)于能源的開發(fā)和使用并沒有一個(gè)度的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為能源是源源不斷的，可是在現(xiàn)在，人們又不得不為過度的開發(fā)能源進(jìn)行彌補(bǔ)的工作。過去的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中還存在著環(huán)境的污染和生態(tài)破壞的問題，所以現(xiàn)在發(fā)展新能源成為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)。太陽(yáng)能作為一種新能源而且還是一種可再生的能源受到了人們的關(guān)注，在使用太陽(yáng)能的過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成太多的破壞，而且這種能源是可以循環(huán)利用的。但是在太陽(yáng)能的光伏發(fā)電的過程中會(huì)出現(xiàn)很多的因素對(duì)發(fā)電的功率進(jìn)行影響。
1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)電原理
太陽(yáng)能的光伏發(fā)電系統(tǒng)是由非常多的部件組成的，這其中包括太陽(yáng)能的電池、電池的充和放電的控制器，計(jì)算機(jī)的監(jiān)控設(shè)備和蓄電池以及一些輔助的設(shè)備。太陽(yáng)能的光伏發(fā)電的原理主要是利用陽(yáng)光的照射，在陽(yáng)光照射太陽(yáng)能電池的表面的時(shí)候，太陽(yáng)光中的光子就會(huì)被太陽(yáng)能電池的硅材料吸收，這樣光子的能量就會(huì)通過硅原子使得太陽(yáng)能電池內(nèi)的電子發(fā)生變化。在太陽(yáng)能電池與外部的電路相連接的時(shí)候，就是產(chǎn)生一定的輸出功率，這個(gè)過程就是一個(gè)光能轉(zhuǎn)化為電能的過程。太陽(yáng)能電池連接著蓄電的電池組，這樣就可以將光能轉(zhuǎn)化為電能的能源儲(chǔ)存起來。進(jìn)而通過電能的輸送裝置輸送到電網(wǎng)中，以便人們使用。
2 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)
利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電具有很多其他能源開發(fā)沒有的優(yōu)點(diǎn)，首先，太陽(yáng)能是無處不在的，在世界的任何地方都是有太陽(yáng)光的存在的。其次，太陽(yáng)能發(fā)電想比較其他能源來說，它是沒有污染的，這樣是符合現(xiàn)在世界各國(guó)的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略的。最后，太陽(yáng)能發(fā)電的可利用時(shí)間是非常的久的。但是太陽(yáng)能光伏發(fā)電還是存在著一些缺點(diǎn)的，太陽(yáng)能發(fā)電就一定離不開太陽(yáng)光，但是有些地區(qū)的時(shí)間周期是非常的短的，一天內(nèi)太陽(yáng)光的照射時(shí)間是非常的短的，而且太陽(yáng)能光伏發(fā)電還受到氣象條件的制約，有些地區(qū)是常年陰雨的這樣就不利于太陽(yáng)能發(fā)電。
3 影響太陽(yáng)能光伏發(fā)電效率的因素
3.1自然條件的影響
3.1.1 太陽(yáng)高度角和地理緯度的影響
太陽(yáng)高度角可以直接影響太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度，在緯度高的地區(qū)太陽(yáng)的高度角就會(huì)越小，太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度就會(huì)越弱；在緯度低的地區(qū)，太陽(yáng)高度角就會(huì)越大，這樣太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度就會(huì)越強(qiáng)，因此在緯度低的地區(qū)，開發(fā)太陽(yáng)能光伏發(fā)電更加具有可行性。
3.1.2大氣透明度和海拔高度的影響
大氣的透明度是太陽(yáng)光透過大氣的一個(gè)參數(shù)，在天空晴朗的時(shí)候，大氣的透明度就非常的高，太陽(yáng)光對(duì)于地面的輻射就會(huì)強(qiáng)一些，反之則少；海拔高度越高時(shí)，空氣就越稀薄，大氣透明度就越大。因此海拔越高，太陽(yáng)輻射能量也就越大，這些地區(qū)就更加適合開發(fā)太陽(yáng)能光伏發(fā)電。
3.1.3日照時(shí)數(shù)的影響
日照時(shí)數(shù)也是影響地面太陽(yáng)能的一個(gè)重要因素。一般日照時(shí)間長(zhǎng)，地面所獲得的太陽(yáng)總輻射量就多。
3.2逆變器整機(jī)效率對(duì)發(fā)電效率的影響
大功率的逆變器在滿載時(shí)，效率必須在百分之九十以上。特別是在低負(fù)荷下供電時(shí)，仍須有較高的效率。逆變器效率的高低對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)提高有效發(fā)電量和降低發(fā)電成本有重要的影響。光伏發(fā)電系統(tǒng)專用的逆變器在設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意減少自身功率損耗，提高整機(jī)效率。所以為了提高輸出效率，并網(wǎng)逆變器應(yīng)具有最大功率點(diǎn)跟蹤控制功能，隨時(shí)跟隨太陽(yáng)能輻射能力而變化。此外還能根據(jù)日出、日落條件的不同自動(dòng)進(jìn)行開與關(guān)。
3.3 最大功率峰值跟蹤對(duì)發(fā)電效率的影響
輸入的直流功率取決逆變器工作在光伏陣列的電流-電壓曲線上的哪一個(gè)點(diǎn)上。理想狀態(tài)下，逆變器應(yīng)工作在太陽(yáng)能光伏陣列的最大功率峰值上。最大功率峰值在一天內(nèi)是不同的，主要是由于環(huán)境的作用，如太陽(yáng)光的輻射和溫度，但逆變器通過一個(gè)具有最大功率峰值跟蹤的運(yùn)算器來直接與光伏陣列相連，達(dá)到能量轉(zhuǎn)移的最大化。最大功率峰值跟蹤的最大效率可以定義為在定義的一段時(shí)間內(nèi)逆變器從太陽(yáng)能陣列獲得的能量與理想狀態(tài)下的最大功率峰值跟蹤從太陽(yáng)能陣列獲得的能量的比率。許多最大功率峰值跟蹤的運(yùn)算法是建立在不同的基礎(chǔ)上的，其參數(shù)有增量電導(dǎo)、寄生電容、恒定電壓、電壓的溫度修正和模糊邏輯控制等。盡管如此，這種運(yùn)算還是有些局限的地方，這將使最大功率峰值跟蹤的效率在某些特定條件下有所降低。在非常低的太陽(yáng)光輻射下，功率曲線變得非常平滑，找到最大功率峰值變得非常困難。
4 提高太陽(yáng)能光伏發(fā)電效率要解決的問題
目前，世界太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)還處于初級(jí)階段，為了保證太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，提高太陽(yáng)能光伏發(fā)電效率，需要做好以下工作：首先，繼續(xù)研制太陽(yáng)能電池新材料，提高電池的光電轉(zhuǎn)化效率；其次，研究太陽(yáng)能光伏電池最大功率跟蹤算法，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光最大功率跟蹤；再次，研究太陽(yáng)能光伏電池陣列的優(yōu)化組合算法，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能光伏電池陣列的優(yōu)化組合；最后，研究太陽(yáng)能光伏發(fā)電的軟并網(wǎng)技術(shù)，減少光伏電能對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
結(jié)語
太陽(yáng)能是一種取之不盡、用之不竭的自然能源，我國(guó)擁有非常豐富的太陽(yáng)能資源，太陽(yáng)能資源豐富，而且它對(duì)環(huán)境無任何污染，解決好影響太陽(yáng)能光伏發(fā)電效率的問題，使太陽(yáng)能得到充分的利用，太陽(yáng)能會(huì)成為滿足可持續(xù)發(fā)展需求的理想能源之一。對(duì)出現(xiàn)的問題找到合理的解決措施就可以使得太陽(yáng)能發(fā)電更好的為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；電池；太陽(yáng)能
引言
能源是人類發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和社會(huì)進(jìn)步的主要?jiǎng)恿Α８鲊?guó)專家通過研究發(fā)現(xiàn)，全球變暖不是應(yīng)有的發(fā)展規(guī)律，而是因?yàn)闇厥覛怏w大量被排放的結(jié)果。氣候的變化對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了很大影響還會(huì)造成海平面上升等，危害人類的生存。環(huán)境和發(fā)展已經(jīng)成為困擾各國(guó)政府的大問題，尤其是我國(guó)正處在發(fā)展階段，資源嚴(yán)重短缺，而且資源的開發(fā)更是使環(huán)境惡化。
太陽(yáng)能作為一種新興的能源，是取之不盡用之不竭的。隨著科技的不斷進(jìn)步，太陽(yáng)能必將成為促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的新能源。太陽(yáng)能是太陽(yáng)能內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。太陽(yáng)能作為一種可再生的能源，具有如下特點(diǎn)：
1. 儲(chǔ)量豐富：按照現(xiàn)在的輻射量來看，太陽(yáng)能還能持續(xù)使用約100億年，可以無限制的開采，幾乎不存任何的風(fēng)險(xiǎn)。
2. 分布廣泛：雖然不同區(qū)域的太陽(yáng)能的輻射能力不同，但是相對(duì)于其它能源來說，可以輻射到地球的每一個(gè)角落。不需要燃料和輸電線就可以進(jìn)行發(fā)電。
3. 能量大：太陽(yáng)能每四十分鐘傳給地球的能量相當(dāng)于一天全球能量消耗的總和。
4. 清潔性和經(jīng)濟(jì)性：人類可以直接開發(fā)利用太陽(yáng)能，既環(huán)保又清潔干凈。
1.光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：（1）太陽(yáng)能資源取之不盡，用之不竭。（2）綠色環(huán)保。光伏發(fā)電本身不需要燃料，沒有CO＼-2的排放，不污染空氣，不產(chǎn)生噪聲。（3）應(yīng)用范圍廣。只要是能獲得光照的地方就可以使用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，它不受地域、海拔等因素制約。（4）無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，操作、維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。一套光伏系統(tǒng)只要有太陽(yáng)，電池組件就會(huì)發(fā)電，加之現(xiàn)在均采用自動(dòng)控制技術(shù)，基本不用人工操作。（5）太陽(yáng)電池生產(chǎn)資料豐富：硅材料儲(chǔ)量豐富，地殼中含量在氧元素之后，列第二位，達(dá)到26%之多。（6）使用壽命長(zhǎng)。晶體硅太陽(yáng)能電池壽命可達(dá)20～35年。（7）太陽(yáng)電池組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小且輕，便于運(yùn)輸和安裝，建設(shè)周期短。
缺點(diǎn)：（1）能量密度低。盡管太陽(yáng)投向地球的能量總和極其龐大，但由于地球表面積也很大，使得單位面積上能夠直接獲得的太陽(yáng)能量缺很小，最高約為1.2kW/m＼+2左右，絕大多數(shù)地區(qū)和大多數(shù)的日照時(shí)間內(nèi)低于1kW/m＼+2。太陽(yáng)能的利用實(shí)際上是低密度能量的收集和利用。（2）占地面積大。由于太陽(yáng)能能量密度低，這就使得光伏發(fā)電系統(tǒng)的占地面積會(huì)很大，1MW光伏電站占地約需1萬平方米。（3）間歇性。大多數(shù)情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)白天發(fā)電，晚上用電。（4）隨機(jī)性，受氣候影響強(qiáng)。雨雪天、陰天、甚至云層的變化都會(huì)嚴(yán)重影響光伏發(fā)電。（5）地域依賴性強(qiáng)。地理位置不同，氣候不同，使各地區(qū)日照資源各異。光伏發(fā)電系統(tǒng)只有在太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)應(yīng)用，效果才好。
2.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介
（1）光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的原理
光伏發(fā)電系統(tǒng)是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能并儲(chǔ)存到蓄電池中或者直接供給負(fù)載的裝置。白天工作的時(shí)候給負(fù)載供電，當(dāng)發(fā)出的點(diǎn)不足以提供負(fù)載時(shí)，由電網(wǎng)來提供，多余的部分則回饋給電網(wǎng)。
（2）光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及分類
根據(jù)光伏系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的關(guān)系，一般可以分為離網(wǎng)光伏系統(tǒng)和光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。離網(wǎng)光伏系統(tǒng)不與電力系統(tǒng)的電網(wǎng)相連接，作為一種移動(dòng)式電源，主要用于邊遠(yuǎn)無電地區(qū)供電。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與電網(wǎng)連接，作為電力系統(tǒng)中的一部分，可為電力系統(tǒng)提供有功和無功電能。目前，光伏并網(wǎng)發(fā)電是世界光伏發(fā)電系統(tǒng)的主流應(yīng)用方式，即光伏系統(tǒng)通過并網(wǎng)逆變器與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)連接，通過電網(wǎng)將光伏系統(tǒng)所發(fā)的電能再分配，比如供當(dāng)?shù)刎?fù)載或進(jìn)行電力調(diào)峰等。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)通常由三部分組成：光伏列陣、逆變器和電網(wǎng)。
其中，光伏列陣主要由光伏組件組成，其應(yīng)用可以分為單個(gè)組件、組件串聯(lián)及組件并聯(lián)等。逆變器是DC/AC變換器，由于光伏列陣是直流電，一般也可以在前面加DC/DC環(huán)節(jié)，電網(wǎng)是無窮大的電源。
目前，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)按照系統(tǒng)的功能可分為兩類：一種是“不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)”，該系統(tǒng)沒有蓄電池；另一種是“可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)”，該系統(tǒng)則含有蓄電池環(huán)節(jié)。前者是將直流電能直接轉(zhuǎn)化為交流電能，后者系統(tǒng)增加了儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，首先對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，然后根據(jù)需要將系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)或者用作獨(dú)立源，系統(tǒng)的工作時(shí)間和并網(wǎng)的功率大小可以進(jìn)行設(shè)定。前者系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，逆變器必須停止工作，使其與電網(wǎng)和負(fù)載斷開，后者在功能和性能方便雖然比前者有所提高，但是在全球還是很難與前者相比較。原因有：蓄電池的壽命不長(zhǎng)、價(jià)格相對(duì)還比較昂貴、蓄電池笨重體積大和不可調(diào)度式系統(tǒng)集成功能強(qiáng)，本文將采用不可調(diào)度式。
光伏并網(wǎng)逆變器按照結(jié)構(gòu)又可分為：?jiǎn)蜗嗖⒕W(wǎng)系統(tǒng)以及三相并網(wǎng)系統(tǒng)。實(shí)際上光伏并網(wǎng)系統(tǒng)基本上都可以劃分成兩類：?jiǎn)渭?jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)和兩級(jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，兩級(jí)式的比單級(jí)式的多出DC/DC變換。
3.光伏電池的工作原理
在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池利用光伏效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光伏效應(yīng)是指由于光照使不均勻半導(dǎo)體的PN結(jié)不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。對(duì)于常用的以半導(dǎo)體硅為材料的光伏電池，在光照前也就是說在平衡狀態(tài)的時(shí)候，PN結(jié)形成的耗盡層中形成由N區(qū)域指向P區(qū)域的電場(chǎng)。當(dāng)光照射到PN結(jié)后，打破之前的平衡狀態(tài)，產(chǎn)生空穴電子對(duì)，由于壘電場(chǎng)的存在，使得空穴向P區(qū)移動(dòng)，電子向N區(qū)移動(dòng)。結(jié)果P區(qū)出現(xiàn)多的空穴，N區(qū)出現(xiàn)多的電子，從而在PN結(jié)處形成光生電動(dòng)勢(shì)，方向與壘電勢(shì)方向相反。一部分光生電動(dòng)勢(shì)抵消掉壘電勢(shì)，則剩下的光生電勢(shì)使得P區(qū)帶正電和N區(qū)帶負(fù)電，這樣在P區(qū)和N區(qū)之間就有了光伏效應(yīng)。
上述可知，光伏電池實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換大致有四個(gè)過程：
1. 光伏電池吸收太陽(yáng)能光子，并且在PN結(jié)兩邊產(chǎn)生空穴電子對(duì)，一般稱之為“光生載流子”。
2. 光生電子進(jìn)入空間電荷區(qū)。
3. 由于壘電勢(shì)的存在，光生載流子被分離，其中電子進(jìn)入N區(qū)，空穴進(jìn)入P區(qū)。
4. 光伏電池收集被分離的空穴和電子，接入負(fù)載則產(chǎn)生光生電流，從而獲得電能。
4.結(jié)語
隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，不可再生能源的不斷消耗造成了今天的能源短缺，伴隨著能源危機(jī)的日益加重。人類必須努力尋找能可持續(xù)發(fā)展的新能源，然而太陽(yáng)能既是一種可再生能源又是無污染的能源，而且現(xiàn)在太陽(yáng)能發(fā)電新技術(shù)不斷被專家提出并開始應(yīng)用。在當(dāng)今社會(huì)，世界很多國(guó)家都很重視光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)政府也出臺(tái)了不少相關(guān)政策來鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
[參考文獻(xiàn)]
[1]劉炳山.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行控制技術(shù)研究[D].河北工業(yè)人學(xué)，2009.
關(guān)鍵詞：能源；太陽(yáng)能光伏發(fā)電；并網(wǎng)發(fā)電；發(fā)展；前景
前言
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人口、資源和經(jīng)濟(jì)之間存在著越來越大的矛盾，這嚴(yán)重制約了世界和諧發(fā)展的步伐，所以為了更好地解決社會(huì)發(fā)展過程中能源短缺的問題，太陽(yáng)能光伏技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)為解決能源緊缺問題起到了非常重要的作用。目前在對(duì)太陽(yáng)能利用上，主要還是取暖和發(fā)電這兩個(gè)方面，特別是在利用太陽(yáng)能發(fā)電上，其可以完全取代水能和火能的技術(shù)，成為新型、綠色的發(fā)電技術(shù)，確保了能源的可持續(xù)利用和發(fā)展。
1 國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀
目前我國(guó)利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電項(xiàng)目已建成投產(chǎn)，而且國(guó)家也采取了相關(guān)的財(cái)政補(bǔ)助政策，這對(duì)于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的建設(shè)起到極為重要的作用，特別是2013年敦煌10MW光伏項(xiàng)目建設(shè)，這對(duì)于我國(guó)光電和大規(guī)模光伏電站的建設(shè)起到了極大的推動(dòng)作用，而且隨著各項(xiàng)目的建設(shè)和投產(chǎn)，我國(guó)光伏發(fā)電的裝機(jī)總量將不斷增加，相信到2020年將能夠達(dá)到2000萬千瓦。
2 光伏發(fā)電的基本工作原理
光伏發(fā)電技術(shù)是充分的利用光生伏特效原理實(shí)現(xiàn)的，其通過太陽(yáng)能電池來將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電技術(shù)可以獨(dú)立使用進(jìn)行發(fā)電，也可以并網(wǎng)進(jìn)行發(fā)電，其主要由太陽(yáng)能電池板、控制器和逆變器等部分組成，其組成元器件都為電子元器件，因此發(fā)電設(shè)備不僅精煉，而且較為穩(wěn)定，壽命較長(zhǎng)，更易于安裝和維護(hù)。而且在任何電源場(chǎng)合中都可以利用光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行發(fā)電。在進(jìn)行光伏發(fā)電時(shí)，其以太陽(yáng)能電池為其最基本的元件，而且電池種類較多，目前以單晶和多晶用量最為常見，只有在一些小系統(tǒng)和計(jì)算器輔助電源中都會(huì)采用非晶電池。而光伏組件多是由一個(gè)或是多個(gè)太陽(yáng)能電池片組成的太陽(yáng)能電池板。
3 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)
太陽(yáng)能光伏發(fā)電與常規(guī)的發(fā)電系統(tǒng)相比具有較為明顯的優(yōu)點(diǎn)，由于其是利用太陽(yáng)能來進(jìn)行發(fā)電，不僅安全可靠，而且無污染，沒有噪音產(chǎn)生，同時(shí)太陽(yáng)能資源也不會(huì)存在枯竭的危險(xiǎn)。利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電不用受到資源分布地域的限制，而且可以充分的利用建筑屋面，不需要消耗燃料，同時(shí)也不需要架設(shè)輸電線路，能源質(zhì)量較高，而且易于建設(shè)，可以在較短時(shí)間內(nèi)即可獲取到能源，使用者對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電更易于接受。但利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電也有其自身的缺點(diǎn)，由于太陽(yáng)能會(huì)受到四季變化及天氣等氣象條件的影響，而且由于太陽(yáng)照射能源分布密度較小，所以利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電時(shí)還需要占用較大的空間面積。
4 太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)
4.1 太陽(yáng)光伏發(fā)電技術(shù)原理
太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能光伏企業(yè)的核心設(shè)備，光伏發(fā)電利用太陽(yáng)能電池將光能直接轉(zhuǎn)換成電能。1839年Becquerel發(fā)現(xiàn)了光生伏打效應(yīng)，為太陽(yáng)能電池的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。太陽(yáng)能電池芯片的PN結(jié)被光照射后，高能狀態(tài)下的電子吸收了光能，被激發(fā)成為自由電子，自由電子在晶體里移動(dòng)，余下的空穴也圍繞晶體移動(dòng)，自由電子在N結(jié)聚集，空穴在P結(jié)聚集，由此PN結(jié)間形成電勢(shì)差，從而可以作為電源使用。
4.2 太陽(yáng)能電池
提高太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵是提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化率。太陽(yáng)能電池主要分為硅基太陽(yáng)、化合物半導(dǎo)體電池。
（1）硅基電池
電池和化學(xué)電池是目前商業(yè)化最成熟的太陽(yáng)電池。硅基太陽(yáng)電池分為晶體硅和非晶硅電池，晶體硅可分為多晶硅電池和單晶硅電池，單晶硅光伏電池雖然轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好但是成本也比較高，多晶硅電池雖然轉(zhuǎn)換率低些，但是以其較高的性價(jià)比成為市場(chǎng)上最主要的光伏太陽(yáng)能電池。晶硅光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展的方向主要是硅薄膜光伏發(fā)電。硅薄膜太陽(yáng)電池的是指將硅膜放在其他材料比如玻璃等做成的支持襯底上制成的太陽(yáng)能電池，相對(duì)傳統(tǒng)的晶硅太陽(yáng)能電池而言，生產(chǎn)硅薄太陽(yáng)能膜電池所需的硅材料少，成本低，能耗小但是生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜。
（2）化合物半導(dǎo)體電池
半導(dǎo)體硅的價(jià)格比較貴，相對(duì)而言化合物半導(dǎo)體的成本就比較低了，化合物半導(dǎo)體電池主要有CdTe電池和CIGS電池。這些化合物半導(dǎo)的體能隙寬度可以方便的調(diào)節(jié)，從而與太陽(yáng)光譜匹配，將更多的光能轉(zhuǎn)換為電能。理論上CdTe電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%，而且性能穩(wěn)定，原材料價(jià)格低廉。另外，金屬鎘Cd具有毒性，會(huì)嚴(yán)重的污染環(huán)境，根據(jù)有關(guān)研究結(jié)果，生產(chǎn)相同多的電量，CdTe與煤、石油和晶體硅電池相比，排放的鎘等重金屬的量是最低的。
4.3 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)出來的部分電能通過蓄電池儲(chǔ)存起來，而在晚上釋放出來供人們對(duì)電能的需求，所以對(duì)于一些沒有接入到電網(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。
5 太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用前景
目前在太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用，通常是通過建立集中式大型并網(wǎng)光伏電站及一些分散式小型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)光伏發(fā)電，但由于大型并網(wǎng)電站的建設(shè)不僅周期較長(zhǎng)，而且投資較大，并不是一朝一夕可以實(shí)現(xiàn)的目的，而利用光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，不僅投資小，而且不需要占有多大的面積，建設(shè)周期較短，所以已成為當(dāng)前光伏發(fā)電的主流趨勢(shì)。近年來，我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電行業(yè)得以快速的發(fā)展，無論是太陽(yáng)能電池的產(chǎn)量還是太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)容量都得以不斷增加，相信在不久的將來，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)
[1]吳理博.光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)綜合控制策略研究及實(shí)現(xiàn)[D].清華大學(xué)，2006.
【關(guān)鍵詞】光伏產(chǎn)業(yè) 光伏技術(shù) 太陽(yáng)能電池 光伏并網(wǎng)
中圖分類號(hào)：D80 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009―914X（2013）35―371―01
引言
近年來頻頻出現(xiàn)常規(guī)能源危機(jī)嚴(yán)重影響了國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民的日常生活，能源問題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。為了擺脫能源短缺的困擾，開發(fā)太陽(yáng)能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)力成為各國(guó)能源發(fā)展的主要課題。為了達(dá)到對(duì)清潔能源及電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展的要求，世界各國(guó)紛紛將目光聚焦在太陽(yáng)能發(fā)電上。太陽(yáng)能取之不盡、用之不竭，能緩解能源危機(jī)和減少環(huán)境污染，是理想的可再生能源。隨著近年來光伏發(fā)電效率的不斷提高和太陽(yáng)能板造價(jià)的降低，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的應(yīng)用前景空前廣闊。而光伏并網(wǎng)發(fā)電作為太陽(yáng)能發(fā)電的主要形式之一，也受到越來越多的關(guān)注。
我國(guó)地處北半球，有著廣闊的土地，大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在4kwh/m 以上，青藏高原日輻射量最高達(dá)7kwh/m。對(duì)太陽(yáng)能這種可再生能源的開發(fā)和利用主要表現(xiàn)在太陽(yáng)能光伏發(fā)電上，在我國(guó)西部發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)有著有利因素：光伏電站適合西部特殊的居住環(huán)境，特別是青藏高原有著得天獨(dú)厚的地理環(huán)境優(yōu)勢(shì)。國(guó)家能源政策的支持，國(guó)家將開發(fā)利用新能源和可再生能源放到國(guó)家能源建設(shè)開發(fā)戰(zhàn)略的優(yōu)先地位，這為發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)提供了巨大的政策支持。
1 光伏技術(shù)概述
太陽(yáng)能光伏技術(shù)是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電力的技術(shù)，其核心是可釋放電子的半導(dǎo)體物質(zhì)。最常用的半導(dǎo)體材料是硅，地殼中硅儲(chǔ)量豐富。太陽(yáng)能光伏電池有兩層半導(dǎo)體，一層為正極，一層為負(fù)極，陽(yáng)光照射在半導(dǎo)體上時(shí)，兩極交界處便產(chǎn)生電流。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中最重要的是電池，是收集陽(yáng)光的基本單位。大量的電池合成在 起構(gòu)成光伏組件，有時(shí)還用逆變器對(duì)電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以適合不同電器的使用要求或與電網(wǎng)相匹配。太陽(yáng)能光伏電池主要?jiǎng)澐譃椋壕w硅電池（包括單晶硅、多晶硅、帶狀硅）、非晶硅電池、非硅光伏電池。此外，薄膜電池可大大節(jié)約原材料使用，成為太陽(yáng)能電池的發(fā)展方向，但是其技術(shù)要求非常高，而非晶硅薄膜電池作為目前技術(shù)最成熟的薄膜電池…，成為目前薄膜電池中最富增長(zhǎng)潛力的品種。
2 光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與分析
近些年，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)形成了爆炸性增長(zhǎng)，全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)量增加，而中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量更是猛增，成為全球名列前茅的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)國(guó)。在國(guó)際市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)政策的推動(dòng)下，中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)正迎來了發(fā)展高峰期，太陽(yáng)能電池和組件產(chǎn)量位居世界前列。
3 產(chǎn)能與市場(chǎng)分析
在世界光伏市場(chǎng)的拉動(dòng)下，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展，我國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量己位居世界前列。
3.1光伏發(fā)電之所以能在有些國(guó)家迅速進(jìn)入千家萬戶，主要得益于這些國(guó)家政府行之有效的引導(dǎo)與激勵(lì)措施。我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目有一定的鼓勵(lì)措施，在對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目，上網(wǎng)電價(jià)方面都有優(yōu)惠政策和鼓勵(lì)措施。
3.2在全球能源緊張的狀況下，新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是大勢(shì)所趨，目前出現(xiàn)的產(chǎn)能過剩現(xiàn)象豐要受限于各國(guó)對(duì)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品的推廠力度。
4 光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景分析
光伏首先是一個(gè)能源行業(yè)，而能源是無限量的行業(yè)，在全球能源緊張的狀況下，新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)不可擋。新材料和新技術(shù)的進(jìn)步是未來光伏產(chǎn)業(yè)最主要的發(fā)展動(dòng)力。技術(shù)的進(jìn)步將促使上游產(chǎn)品供給的穩(wěn)定和價(jià)格的下調(diào)，使大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用具備必要的條件；光能轉(zhuǎn)換率的不斷提高則意味著新型太陽(yáng)能電池相對(duì)于傳統(tǒng)能源將具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著多晶硅供應(yīng)瓶頸的解決及化合物薄膜電池技術(shù)的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電成本不斷降低是必然的趨勢(shì)。
5 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)
5.1光伏并網(wǎng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
典型的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括：光伏陣列、DC-DC變換器、逆變器和集成的繼電保護(hù)裝置。變換器將光伏電池所發(fā)電能逆變成正弦電流并入電網(wǎng)中。通過DC—DC升壓斬波變換器，可以在變換器和逆變器之間建立直流環(huán)，升壓斬波器根據(jù)電網(wǎng)電壓的大小來提升光伏陣列的電壓以達(dá)到一個(gè)合適的水平，同時(shí)DC—DC變換器也作為最大功率點(diǎn)跟蹤器。控制器控制光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤、控制逆變器并網(wǎng)電流的波形和功率，使向電網(wǎng)轉(zhuǎn)送的功率與光伏陣列所發(fā)的最大功率電能相互平衡。
5.2光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
光伏并網(wǎng)發(fā)電的優(yōu)勢(shì)有：能源效益。特別是夏季，光伏電能在用電高峰時(shí)段創(chuàng)造的價(jià)值可達(dá)平時(shí)的3～4倍。
光伏并網(wǎng)發(fā)電的不足有：光伏發(fā)電成本高。如果沒有相關(guān)政策支持，光伏發(fā)電難以推廣普及。光伏發(fā)電受地理位置、日照強(qiáng)度、光伏電池特性等因素的制約。
6 光伏并網(wǎng)策略
傳統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)往往是為了滿足“單點(diǎn)供電，多點(diǎn)用電”的運(yùn)行模式。光伏發(fā)電等分布式發(fā)電系統(tǒng)的加入，使得電網(wǎng)中的供電源變得多而分散。對(duì)電網(wǎng)而言，分布式發(fā)電功率越大，其對(duì)電網(wǎng)的影響也逐漸增大。對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)要求，國(guó)際上已經(jīng)有了很多的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)主要分散在一些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)里，也正在制訂一些專用的標(biāo)準(zhǔn)。
6.1 網(wǎng)點(diǎn)選擇
根據(jù)光伏并網(wǎng)的容量不同，選擇相應(yīng)的入網(wǎng)點(diǎn)：
容量幾兆至幾十上百兆的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)一般都是大型光伏電站，和普通發(fā)電站不同，光伏電站占地面積大，且需要有充足的日照時(shí)間，因此，一般選擇在光照充足、土地面積充足的郊區(qū)。
6.2光伏并網(wǎng)效率
光伏并網(wǎng)的效率主要與兩個(gè)方面有關(guān)：一是光電轉(zhuǎn)換效率，二是將電能按電網(wǎng)電能質(zhì)量要求傳輸?shù)诫娋W(wǎng)的效率。光伏器件的輸出功率是其所受日照強(qiáng)度、器件內(nèi)部結(jié)溫的非線性函數(shù)。
6.3并網(wǎng)控制方案
電網(wǎng)必須將光伏發(fā)電站當(dāng)作真正的“發(fā)電站”來對(duì)待，這就對(duì)光伏電站提出了更高的要求，不單是被動(dòng)地滿足電能質(zhì)量要求，而是主動(dòng)地對(duì)電站進(jìn)行調(diào)度和管理。
一般來說，電網(wǎng)對(duì)光伏發(fā)電輸入容量的控制模式有：
（1）正常運(yùn)行。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)傳輸盡可能多的電能，此時(shí)光伏電池工作效率最高，發(fā)出的電能不通過蓄電池，直接經(jīng)過逆變器輸送給電網(wǎng)。
（2）受限運(yùn)行。光伏發(fā)電站按照電網(wǎng)設(shè)置的預(yù)期輸入功率運(yùn)行，從而達(dá)到削峰、主動(dòng)負(fù)荷控制等目的。由于此時(shí)系統(tǒng)操作員可能會(huì)持續(xù)更改分配入網(wǎng)電量，光伏發(fā)電系統(tǒng)中電力波動(dòng)不可避免。
（3）均衡運(yùn)行。該模式用于緩解光伏電源的電力波動(dòng)，即減輕與電網(wǎng)在公共耦合點(diǎn)的電壓和諧波不平衡，使其向電網(wǎng)傳輸更多高質(zhì)量電能。
7 結(jié)語
我國(guó)是太陽(yáng)能資源相當(dāng)豐富的國(guó)家，在大力發(fā)展智能電網(wǎng)的背景下，光伏并網(wǎng)發(fā)電得到了前所未有的關(guān)注。而且隨著光伏器件價(jià)格的不斷下降和國(guó)家對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的政策扶持，光伏發(fā)電必將會(huì)成為能源結(jié)構(gòu)中的重要組成因素。我們還要對(duì)電量預(yù)測(cè)技術(shù)。保證光伏電站和水電、火電等電站的配合發(fā)電，最大程度地減小由于光伏電站發(fā)電量波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響。
參考文獻(xiàn)：
[1] 薛俊明，麥耀華，趙穎，等.薄膜非晶硅/微晶硅疊層太陽(yáng)電池的研究[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2005，26（2）：166—169.
關(guān)鍵詞太陽(yáng)能太陽(yáng)能應(yīng)用 太陽(yáng)能空調(diào) 太陽(yáng)能中高溫應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TK511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)
太陽(yáng)能名詞解釋
光電效應(yīng)
指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。
太陽(yáng)能光伏
利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)光輻射轉(zhuǎn)換成電能。
太陽(yáng)能光熱
太陽(yáng)能光熱是指太陽(yáng)能輻照的熱能，利用熱能發(fā)電，制冷 ，蒸餾等工業(yè)用熱，以及農(nóng)業(yè)。
太陽(yáng)能空調(diào)
利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能，或者直接利用熱能驅(qū)動(dòng)空調(diào)，進(jìn)行制冷或者供熱。屬于太陽(yáng)能利用開拓的領(lǐng)域，有著巨大發(fā)展?jié)摿Α?/p>
集熱器
利用鏡面反射或吸收方式，對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行采集處用裝置 。常用的集熱器有平板式、反射式兩大類。
吸收式制冷
吸收式制冷是利用某些具有特殊性質(zhì)的工質(zhì)對(duì)，通過一種物質(zhì)對(duì)另一種物質(zhì)的吸收和釋放，產(chǎn)生物質(zhì)的狀態(tài)變化，從而伴隨吸熱和放熱過程。
太陽(yáng)能利用現(xiàn)狀
目前，太陽(yáng)能利用主要有兩個(gè)途徑，即光熱和光電技術(shù)。
光電技術(shù)指的是光伏發(fā)電，是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。
光熱技術(shù)是指直接利用太陽(yáng)能輻射的熱量，通過集熱裝置，對(duì)載體進(jìn)行加熱，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或者直接進(jìn)行熱交換。
光熱利用更有應(yīng)用價(jià)值，前景更好，在太陽(yáng)能利用上將是主流，將成為代表太陽(yáng)能應(yīng)用最尖端、最先進(jìn)、最有潛力的一種應(yīng)用之一。
太陽(yáng)能光伏利用
光伏應(yīng)用項(xiàng)目主要有：
公路設(shè)施
光伏發(fā)電
各種信號(hào)燈電源
與建筑結(jié)合的小型屋頂聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)
衛(wèi)星電視接收站及電視差轉(zhuǎn)臺(tái)光伏電源
優(yōu)點(diǎn)：
常用于小功率場(chǎng)合
低能耗
用于航天
缺點(diǎn)：
轉(zhuǎn)換功率不大
成本高
國(guó)內(nèi)技術(shù)水平低
太陽(yáng)能光熱利用
太陽(yáng)能光熱利用按照利用溫度的不同，大致分為低溫利用、中文利用、高溫利用，如圖表所示：
太陽(yáng)能光伏、光熱技術(shù)介紹
太陽(yáng)能光伏利用
太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理
太陽(yáng)能電池發(fā)電的原理主要是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，即一些半導(dǎo)體材料受到光照時(shí)，載流子數(shù)量會(huì)劇增，導(dǎo)電能力隨之增強(qiáng)。
太陽(yáng)光伏電池基本性質(zhì)
光電轉(zhuǎn)換效率
η% 評(píng)估太陽(yáng)電池好壞的重要因素。
目前：實(shí)驗(yàn)室 η ≈ 24%，產(chǎn)業(yè)化：η ≈ 16%。
單體電池電壓
V：0.4V——0.6V由材料物理特性決定。
標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)與環(huán)境溫度地面
AM1.5光強(qiáng)，1000W/m2 ，t = 25℃；
溫度對(duì)電池性質(zhì)的影響
例如：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,AM1.5光強(qiáng)，t=25℃某電池板輸出功率測(cè)得為100Wp,如果電池溫度升高至45℃時(shí)，則電池板輸出功率就不到100Wp
太陽(yáng)能光伏電池分類
光伏電池效率比較
光伏系統(tǒng)組成分為四大部分
太陽(yáng)能光電板：核心部分，將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。
蓄電池（組）：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。
太陽(yáng)能控制器：控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)。
逆變器：太陽(yáng)能直接輸出12/24/48VDC。需要將直流電轉(zhuǎn)換成220VAC交流電,需要逆變器。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用
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。
太陽(yáng)能獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)
太陽(yáng)能并網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)
太陽(yáng)能光熱利用之低溫利用——非聚光集熱器
太陽(yáng)能光熱利用之中高溫利用——聚光集熱器
槽式聚焦：槽式聚焦太陽(yáng)能集熱器作為中高溫集熱器的一種,能夠獲得較高的集熱溫度,可用于發(fā)電、制冷空調(diào)、采暖、海水淡化等生產(chǎn)和生活領(lǐng)域。傳統(tǒng)槽式太陽(yáng)能集熱裝置吸收器采用真空玻璃管結(jié)構(gòu),即內(nèi)管采用金屬管,管內(nèi)走加熱介質(zhì),金屬管外涂覆選擇性吸收涂層,再外面為玻璃管,玻璃管與金屬管間抽真空以抑制對(duì)流和傳導(dǎo)熱損失。
塔式太陽(yáng)能聚焦：將吸收到的太陽(yáng)能射線集中到塔中，對(duì)傳熱工作物質(zhì)加熱進(jìn)而發(fā)電。
碟式光熱：利用拋物面反射鏡，將入射太陽(yáng)光聚集到集點(diǎn)上，焦點(diǎn)處旋轉(zhuǎn)的斯特林發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電。
菲涅爾式光熱：工作原理類似槽式光熱，只是采用菲涅耳結(jié)構(gòu)的聚光鏡代替拋面鏡。這使得它的成本相對(duì)低。
太陽(yáng)能光熱集熱器應(yīng)用性能分析
重點(diǎn)推廣：
槽式集熱器是太陽(yáng)能光熱應(yīng)用基礎(chǔ)，太陽(yáng)能高溫的發(fā)展是建立在中溫的基礎(chǔ)上的。
槽式集熱器在本世紀(jì)初就有應(yīng)用。幾十年來進(jìn)行了許多改進(jìn)，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，開發(fā)高可靠性跟蹤機(jī)構(gòu)等，槽式集熱器能滿足各種中、高溫太陽(yáng)能利用的要求。
太陽(yáng)能利用拓展探索——太陽(yáng)能空調(diào)
圖一、太陽(yáng)能空調(diào)分類
綜上所述，太陽(yáng)能深度開發(fā)利用的重點(diǎn)應(yīng)是利用槽式中高溫太陽(yáng)能集熱器，收>150℃太陽(yáng)能，驅(qū)動(dòng)“GARX循環(huán)氨吸收式太陽(yáng)能空調(diào)設(shè)備”或“溴化鋰吸收式（雙效）太陽(yáng)能空調(diào)設(shè)備”。這種太陽(yáng)能利用的組合方式，開發(fā)技術(shù)難度較小、能效比較高、市場(chǎng)大面積推廣前景廣闊，定能成為節(jié)能環(huán)保的重要力量，為人與自然的和諧發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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《奇威特太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)指南》
關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電，并網(wǎng)控制，策略
1、研究意義
近幾十年來，世界經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了跨躍式的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源的支撐，世界能源的消耗量不斷增長(zhǎng)，地球上有限的能源儲(chǔ)藏量和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的矛盾越來越受到世界各國(guó)政府的關(guān)注。1990年到2010年，全世界的生產(chǎn)總值年平均增長(zhǎng)3%左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過去的這30多年里，全球一次能源的消費(fèi)量每年平均增長(zhǎng)1.8%左右。按照現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消耗的速度，地球上的化石能源在百年左右將會(huì)枯竭。按國(guó)內(nèi)專家計(jì)算，中國(guó)現(xiàn)有的石油資源只夠開采約15年，天然氣約40年，煤炭約80年。按照現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消耗的速度，地球上的化石能源在百年左右將會(huì)枯竭。
伴隨著石油、煤炭等一次能源的大量消耗，全球的環(huán)境問題日趨惡化。以煤炭為主要燃料的火電，造成了嚴(yán)重的粉塵污染，大型火電廠排放的燃煤污染物可以污染方圓幾百公里的范圍，在北京、上海出現(xiàn)的沙塵暴中都含有大量的煤炭污染物；另外火電的耗水量接近我國(guó)工業(yè)耗水量的一半，嚴(yán)重污染了水資源，其排放的二氧化硫污染物是形成酸雨的主要物質(zhì)之一。石油、天然氣等其他一次能源的大量使用造成了嚴(yán)重的空氣污染，燃燒產(chǎn)生的二氧化碳直接造成全球的溫室效應(yīng)。但是由于電力需求的增加，近年來我國(guó)的火力發(fā)電量還在逐年提高。人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展需要穩(wěn)定持續(xù)、清潔環(huán)保的能源，然而目前主要使用的化石能源的儲(chǔ)藏量并不能支撐人類社會(huì)長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展。與傳統(tǒng)的化石能源相對(duì)，水電、風(fēng)能、太陽(yáng)能，以及生物質(zhì)能這些可再生的清潔能源應(yīng)該成為未來支撐人類社會(huì)和全球發(fā)展的主要能源。我國(guó)的能源目前80%依靠煤炭，而全世界的平均水平不到30%。隨著能源需求的快速增長(zhǎng)，地下的煤礦被過度的開采，地下和地表的水資源遭到污染和破壞，尤其在我國(guó)的西北地區(qū)，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，土地沙漠化和空氣污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，為了解決這個(gè)問題，我國(guó)應(yīng)積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，走經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展道路。
據(jù)目前權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，每天達(dá)到地面的太陽(yáng)輻射能約為2.5億桶石油，而且太陽(yáng)能是一種綠色無污染能源，基本上不會(huì)造成任何環(huán)境問題。因此，自上世紀(jì)70年代開始，各國(guó)都將開發(fā)利用太陽(yáng)能視為一個(gè)重大電力項(xiàng)目，作為本國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重大舉措。當(dāng)前，對(duì)太陽(yáng)能的利用主要有太陽(yáng)能光化利用、太陽(yáng)能發(fā)電利用、太陽(yáng)能動(dòng)力利用等，其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電被看作是最具潛力的一種。進(jìn)入21世紀(jì)，光伏發(fā)電發(fā)展迅猛，尤其是近幾年，由于光伏技術(shù)的迅猛發(fā)展，太陽(yáng)能電池及配套組件年增長(zhǎng)率達(dá)到驚人的33%。太陽(yáng)能光伏發(fā)電進(jìn)入了一個(gè)發(fā)展期，為了激勵(lì)光伏發(fā)電市場(chǎng)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家制定了符合本國(guó)國(guó)情的措施；其中在眾多國(guó)家中德國(guó)提出的“上網(wǎng)電價(jià)政策”及“10萬屋頂計(jì)劃”，在太陽(yáng)能利用率和裝機(jī)容量方面多處于領(lǐng)先地位，為世界各國(guó)多方位的發(fā)展光伏發(fā)電系統(tǒng)提供了樣例，大大的促進(jìn)了光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用。
2、光伏發(fā)電研究現(xiàn)狀
在過去的40多年里，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)從無到有，從小變大，隨著光伏發(fā)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，光伏發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電已成為現(xiàn)在世界電力工業(yè)的不可或缺的重要組成部分，在最近的10年里光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，表1展示了近10年的全球光伏裝機(jī)容量的增長(zhǎng)趨勢(shì)。并且這種強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭將繼續(xù)保持下去。歐洲光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（EPIA）日前的數(shù)據(jù)顯示，截至2012年底，全球光伏發(fā)電累積裝機(jī)容量達(dá)到10.2萬MW，比上一年增加44%。在截至2012年底的全球累積裝機(jī)容量中，歐洲占7成，德國(guó)（31%）和意大利（16%）加在一起占全球的接近一半，其次是中國(guó)（8%）、美國(guó)（7%）和日本（7%）。
截止 2012 年底，全年在全世界范圍內(nèi)的光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝容量已達(dá)到大約30GW，其中之前占據(jù)全球六成光伏市場(chǎng)的德意兩國(guó)在今年增長(zhǎng)緩慢，只占據(jù)了40%左右，其中德國(guó)占26%，意大利占10%；中國(guó)的市場(chǎng)份額僅次于德國(guó)，占據(jù)16%；美國(guó)排在第三位，占據(jù)13%，但是美國(guó)的實(shí)際裝機(jī)容量低于預(yù)期，日本占據(jù)全球市場(chǎng)的7%；東歐和印度市場(chǎng)增長(zhǎng)較快，高于預(yù)期。
目前，我國(guó)的光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速，但是與世界先進(jìn)水平相比，在技術(shù)層面還是落后于世界先進(jìn)水平的，主要因?yàn)槲覈?guó)的太陽(yáng)能發(fā)電研究起步較晚。隨著我國(guó)與光伏產(chǎn)業(yè)水平先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家（德國(guó)、日本等）之間光伏項(xiàng)目合作的深入和國(guó)家對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的扶持補(bǔ)貼制度，有力的刺激了我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在“十一五”期間，兆瓦級(jí)別光伏并網(wǎng)發(fā)電電廠的成功試點(diǎn)給國(guó)內(nèi)大容量光伏并網(wǎng)電廠的研究和建設(shè)開辟了道路。除了財(cái)政補(bǔ)貼和技術(shù)支持，國(guó)家出臺(tái)的支持新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)法律和通知，如《可再生能源法》、《關(guān)于加快推進(jìn)太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用的實(shí)施意見》、《太陽(yáng)能光電建設(shè)應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理辦法暫行辦法》和《關(guān)于實(shí)施金太陽(yáng)示范工程的通知》、《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》、《太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》和《太陽(yáng)能發(fā)電“十二五”規(guī)劃》都為我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的保障和支持。預(yù)計(jì)在未來的10年內(nèi)光伏發(fā)電的電價(jià)將會(huì)進(jìn)一步降低。目前，我國(guó)已經(jīng)有大量的成規(guī)模的光伏發(fā)電工程建設(shè)完成并投入運(yùn)行。2012年10月，國(guó)家電網(wǎng)公司《關(guān)于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》，在提高分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)服務(wù)效率、免收相關(guān)費(fèi)用等方面做出15條承諾，各級(jí)電網(wǎng)企業(yè)認(rèn)真履行各項(xiàng)承諾，確保并網(wǎng)服務(wù)工作實(shí)施有序、服務(wù)暢通[10]。這為小型光伏電站的并網(wǎng)敞開了大門。在2012年全國(guó)的并網(wǎng)太陽(yáng)能裝機(jī)容量為3.28GW，同比增長(zhǎng)47.8%，發(fā)電量3500GW時(shí)，比上年增長(zhǎng)4.1倍，在過去的2013年里也建成了大約3GW的光伏并網(wǎng)裝機(jī)容量，基本實(shí)現(xiàn)了年底全國(guó)累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到6GW的目標(biāo)。根據(jù)我國(guó)國(guó)家能源局公布了《2014年上半年光伏發(fā)電簡(jiǎn)況》（以下簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)況》）。《簡(jiǎn)況》顯示，2014年上半年，我國(guó)新增光伏發(fā)電并網(wǎng)容量3.30GW，比去年同期增長(zhǎng)約100%。其中，新增光伏電站并網(wǎng)容量2.30GW，新增分布式光伏并網(wǎng)容量1GW。
3、光伏發(fā)電并網(wǎng)控制策略的研究
要實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，不僅要使逆變器側(cè)的輸出電流在頻率和相位上與電網(wǎng)電壓保持同步，并能夠很好地跟蹤電網(wǎng)電壓參數(shù)變化，且電流總畸變率 THD 要很小，這樣可將對(duì)電網(wǎng)諧波的影響降到最低，而且還要使逆變器側(cè)輸出有功功率達(dá)到最大值，即功率因數(shù)接近 1。因此，控制并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，選用何種逆變器控制策略也會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。
由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出不具有同步發(fā)電機(jī)那樣的外特性曲線，為了使光伏并網(wǎng)逆變器輸出設(shè)定要求的電壓、頻率、相位的電能，需要對(duì)光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的控制，一般是對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的輸出電流進(jìn)行控制。并網(wǎng)逆變器的電流控制方法其實(shí)就是從采用來的電網(wǎng)電壓中分析有無變化和何種變化，然后輸出反映了該變化的指令信號(hào)，使得逆變器的輸出電流實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓的跟蹤。逆變器依據(jù)控制對(duì)象的不同，可以將逆變器分為電流源型與電壓源型兩類。直接電流控制與間接電流控制是兩種常用的逆變器控制策略。間接電流控制無需電流反饋，控制算法相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但是間接電流控制對(duì)系統(tǒng)參數(shù)敏感，電流動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢。而直接電流控制需要電流反饋，且電流的響應(yīng)速度快，輸出電流的質(zhì)量較好，適合進(jìn)行精密控制。本文中對(duì)常用的瞬時(shí)值滯環(huán)比較控制、定時(shí)比較控制、三角波比較控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、無差拍控制等是較常用的電流控制方式進(jìn)行了分析比較，重點(diǎn)分析PI控制和重復(fù)控制，PI控制的參數(shù)較少，簡(jiǎn)單可靠，易于實(shí)現(xiàn)，減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但是并不能完全消除穩(wěn)態(tài)誤差，PI控制的抗干擾能力也較差。重復(fù)控制則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行無差跟蹤，實(shí)時(shí)控制效果較差。
近年來，隨著數(shù)字控制技術(shù)的快速發(fā)展，已漸漸取代了模擬控制技術(shù)。數(shù)字化 PWM 控制算法因其算法簡(jiǎn)單、控制效果好、硬件調(diào)試電路比較簡(jiǎn)單，這樣使得硬件成本下降不少，因而得到了不斷發(fā)展，應(yīng)用前景廣闊。為了使并網(wǎng)逆變器側(cè)輸出單位功率因數(shù)且無諧波的正弦電流，世界各國(guó)的研究人員經(jīng)過不斷的摸索與實(shí)驗(yàn)，提出了多種有效的數(shù)字控制方案。針對(duì)并網(wǎng)電流控制，僅僅采用常見的控制策略有重復(fù)控制、滯環(huán)控制、無差拍控制、PI 控制等實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)運(yùn)行是不夠的，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同情況下的不同控制目標(biāo)，來采取多種控制策略的轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)。
為了改善逆變器輸出波形，針對(duì)以上的一系列并網(wǎng)控制策略，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者進(jìn)行了一些改進(jìn)。文獻(xiàn)（1）提到，將擾動(dòng)觀測(cè)器加入無差拍控制中去，通過觀測(cè)器發(fā)出擾動(dòng)可以實(shí)時(shí)觀測(cè)負(fù)載電流，增強(qiáng)了負(fù)載適應(yīng)性。滑膜變結(jié)構(gòu)控制是一種非線性控制方法，魯棒性較強(qiáng)，因?yàn)榫哂泄逃械拈_關(guān)特性非常適合應(yīng)用到逆變器的控制中去。文獻(xiàn)（2）利用重復(fù)控制技術(shù)對(duì)逆變器輸出波形進(jìn)行諧波抑制。重復(fù)控制技術(shù)的特點(diǎn)是輸出特性相對(duì)穩(wěn)定，諧波含量較少，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，但是對(duì)誤差的跟蹤性能較差，會(huì)延遲一定時(shí)間。文獻(xiàn)（3）等人在控制系統(tǒng)中加入PID控制方法，可以對(duì)開關(guān)周期進(jìn)行追蹤通過較為精密的參數(shù)設(shè)置可以是系統(tǒng)獲得良好的性能，彌補(bǔ)波形輸出質(zhì)量不高這一缺點(diǎn)。彭傳彪等人提出滯環(huán)電流控制是一種優(yōu)越的非線性控制，控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但是因?yàn)榄h(huán)寬的局限性導(dǎo)致開關(guān)頻率不穩(wěn)定，諧波種類較多。針對(duì)這一問題提出了自適應(yīng)滯環(huán)電流控制策略，采用基于滯環(huán)電流控制的的復(fù)合控制策略，通過改變環(huán)寬來實(shí)現(xiàn)開關(guān)頻率的固定，減少輸出波形的畸變率，抑制諧波。文獻(xiàn)（4）引入頻率反饋環(huán)節(jié)，考慮開關(guān)頻率的周期性變化，通過PI控制器調(diào)整滯環(huán)控制器的環(huán)寬值，使用模糊推理在線整定比例參數(shù)，提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。文獻(xiàn)（5）通過對(duì)比傳統(tǒng)正弦脈寬調(diào)制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用方法，在此基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)方法―反相載波交點(diǎn)式采樣法，該方法的調(diào)制效果接近自然采樣法而優(yōu)于不對(duì)稱規(guī)則采樣法，因此利用該調(diào)制方法產(chǎn)生的SPWM波更接近正弦波，控制點(diǎn)時(shí)刻的計(jì)算只需求解簡(jiǎn)單的直線交點(diǎn)方程，控制算法簡(jiǎn)單，節(jié)省了微處理器的儲(chǔ)存空間，易于在DSP系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。
針對(duì)光伏系統(tǒng)直流注入的研究，文獻(xiàn)（6）提出采用半橋拓?fù)淠孀兤鞯姆椒▉硪种浦绷鞣至苛魅腚娋W(wǎng)。文獻(xiàn)（7）提出一種基于直流分量檢測(cè)及校正方法，采用高精度檢測(cè)電路和檢測(cè)元件來實(shí)現(xiàn)較為理想的直流抑制效果，但是，這樣成本較高。文獻(xiàn)（8）同時(shí)提出在逆變器輸出側(cè)串聯(lián)隔直流電容器的方法，為了避免基波的壓降過大，要采用較大的電容，但在實(shí)際應(yīng)用中理想電容并不存在，并且電容元件對(duì)電路的影響很大，一旦損毀，就會(huì)引發(fā)斷路，會(huì)導(dǎo)致過電壓的現(xiàn)象。文獻(xiàn)（9）將虛擬電容的思想引入直流抑制中，通過改變控制方法來代替隔直電容，使并網(wǎng)逆變器的輸出中不含直流分量，但是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的LCL濾波電路工作時(shí)，采用電容隔直的方法可能失效。文獻(xiàn)（10）提出了一種基于PR與PI聯(lián)合控制的直流抑制技術(shù)，利用PR控制器的無靜差跟蹤交流參考量、PI控制的無靜差跟蹤直流參考量的特性，這種方法無需增加硬件電路，且只占用很少的控制芯片資源。
4、總結(jié)
全球經(jīng)濟(jì)在過去的幾十年里突飛猛進(jìn)的發(fā)展，伴隨著生活水平的節(jié)節(jié)攀升，人類對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴也越來越強(qiáng)，但是傳統(tǒng)的化石能源總會(huì)枯竭，世界各國(guó)在能源上的爭(zhēng)奪愈發(fā)激烈，加上傳統(tǒng)化石能源的大量使用對(duì)環(huán)境的破壞又大大影響了人們的日常生活質(zhì)量。因此，世界各國(guó)都將目光轉(zhuǎn)向了綠色清潔的可再生能源，太陽(yáng)能發(fā)電就是眾多可再生能源利用方式中一種，日益成為各國(guó)在新能源利用方面的研究熱點(diǎn)。而光伏并網(wǎng)發(fā)電是大規(guī)模利用太陽(yáng)能資源的必由之路，光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中扮演著越來越重要的角色，加強(qiáng)對(duì)并網(wǎng)控制策略的研究也至關(guān)重要。
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【關(guān)鍵詞】分布式光伏發(fā)電 并網(wǎng) 效益分析
一、引言
隨著現(xiàn)今世界范圍內(nèi)能源供應(yīng)的愈發(fā)緊張，使得分布式新能源的發(fā)展成為了世界范圍內(nèi)各個(gè)國(guó)家著重研究的一項(xiàng)能源解決措施。對(duì)于我國(guó)來說，作為一個(gè)能源消耗大國(guó)，發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，是必由之路。而發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供可靠的清潔可再生能源，無疑有著非常高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。就目前來看，我國(guó)雖然在光伏產(chǎn)業(yè)方面具有較大的規(guī)模，但是在產(chǎn)品消費(fèi)方面依賴出口的現(xiàn)象還是較為嚴(yán)重，并在近年來因?yàn)闅W美市場(chǎng)金融危機(jī)的出現(xiàn)使得我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)面對(duì)著較大的困境。對(duì)此，就需要我國(guó)能夠積極的轉(zhuǎn)變這種嚴(yán)重依賴國(guó)外消費(fèi)市場(chǎng)的情況，并通過分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)成本與效益的良好分析為我們今后工作的開展作出保障。
二、我國(guó)光伏發(fā)電運(yùn)營(yíng)模式
目前，我國(guó)的光伏發(fā)電運(yùn)營(yíng)模式主要有以下幾個(gè)類型：統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷模式；合同能源管理模式；自發(fā)自用模式。現(xiàn)就其具體內(nèi)容加以分析。
（一）統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷模式
對(duì)于這種模式來說，就是通過第三方對(duì)光伏發(fā)電的建設(shè)、投資以及維護(hù)等工作進(jìn)行負(fù)責(zé)，具有光伏發(fā)電的經(jīng)營(yíng)權(quán)，并將全部的發(fā)電量都送入到公共電網(wǎng)之中，且使供電企業(yè)對(duì)光伏發(fā)電量進(jìn)行負(fù)責(zé)。在該模式中，光伏發(fā)電以電源的方式在經(jīng)過變電站或者低壓母線實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)功能，并將電量運(yùn)送到用戶手中。同時(shí)，這種方式的電源投資還能夠獲得我國(guó)政府所頒發(fā)的電價(jià)補(bǔ)貼或者建設(shè)補(bǔ)貼：首先，在建設(shè)補(bǔ)貼模式中，將根據(jù)燃煤脫硫機(jī)組標(biāo)桿電價(jià)將發(fā)送的電量都輸送到電網(wǎng)企業(yè)之中；其次，在電價(jià)補(bǔ)貼模式中，發(fā)電商也將根據(jù)標(biāo)桿電價(jià)將這部分電量出售給電網(wǎng)企業(yè)，且不需要對(duì)備用費(fèi)以及接網(wǎng)費(fèi)進(jìn)行承擔(dān)。對(duì)于這種電源直接上網(wǎng)的運(yùn)行模式來說，其能夠有效的將分布式光伏對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行可能造成的影響進(jìn)行降低，能夠較好的幫助我們實(shí)現(xiàn)電價(jià)需求等管理措施，目前，在我國(guó)的很多地區(qū)都已經(jīng)應(yīng)用了這種運(yùn)營(yíng)模式。
（二）合同能源管理模式
對(duì)于這種運(yùn)行模式來說，就是通過第三方投資者對(duì)光伏電源進(jìn)行建設(shè)，并保證發(fā)電量將優(yōu)先滿足位于同一地點(diǎn)的用戶進(jìn)行使用，且不足的電量也會(huì)由相關(guān)企業(yè)根據(jù)實(shí)地電價(jià)對(duì)用戶進(jìn)行提供。在該模式中，電量會(huì)在運(yùn)輸?shù)降蛪弘娋W(wǎng)之后再傳輸?shù)接脩羰种校翼?xiàng)目的投資方也會(huì)根據(jù)所運(yùn)輸?shù)碾娏康玫秸囊幌盗醒a(bǔ)貼。對(duì)于這種運(yùn)行模式來說，其能夠較好的實(shí)現(xiàn)了發(fā)電的就地消納，且將多余的發(fā)送電量出售給市電，而如果產(chǎn)生的電量不足則由市電進(jìn)行供給。同時(shí)，這種運(yùn)行模式所具有的投資動(dòng)機(jī)相對(duì)來說也較為復(fù)雜，不僅具有主供他人應(yīng)用的項(xiàng)目、也有自給自足的項(xiàng)目。而在這個(gè)過程中，該項(xiàng)目的發(fā)電集團(tuán)以及投資機(jī)構(gòu)等等都具有通過出售電量而獲得經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)的需求，對(duì)于我國(guó)目前所具有的光伏發(fā)電模式來說具有較大的挑戰(zhàn)。
（三）自發(fā)自用模式
自發(fā)自用模式，即用戶自己建設(shè)光伏電站，所發(fā)電量?jī)?yōu)先自用，多余電量上網(wǎng)，不足電量由電網(wǎng)提供。分布式電源和用戶位于同一地點(diǎn)，且為同一法人。在這種模式下，用戶所發(fā)電量?jī)?yōu)先自用，多余電量按照當(dāng)?shù)厝济好摿驒C(jī)組標(biāo)桿電價(jià)賣給電網(wǎng)企業(yè)，同時(shí)按全電量獲得政府補(bǔ)貼；電網(wǎng)企業(yè)以當(dāng)?shù)劁N售目錄電價(jià)收取下網(wǎng)電量電費(fèi)。目前，這些由用戶自己投資的項(xiàng)目主要靠政府補(bǔ)貼和節(jié)省電費(fèi)收回投資成本。
三、光伏發(fā)電獲取效益的分析方式
下面，我們就根據(jù)收益、成本的評(píng)估方式，對(duì)目前我國(guó)分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)領(lǐng)域所具有的運(yùn)行成本以及獲取收益情況進(jìn)行一定的研究比對(duì)。在光伏發(fā)電獲取效益的分析模式中，主要具有以下幾個(gè)步驟：
第一，需要根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘须娋W(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀、當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能資源等情況，對(duì)光伏發(fā)電試點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行確定。
第二，要根據(jù)試點(diǎn)區(qū)域的控制性詳細(xì)規(guī)劃以及該區(qū)域的發(fā)展規(guī)劃開展空間負(fù)荷預(yù)測(cè)以及負(fù)荷總量預(yù)測(cè)工作。
第三，根據(jù)我們所分析獲得該地區(qū)負(fù)荷特征以及太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)，正式進(jìn)行光伏發(fā)電負(fù)荷曲線以及出力情況的匹配分析工作。如下圖所示，圖中的曲線對(duì)于時(shí)間的積分為電量，其中的第一部分為光伏發(fā)電上網(wǎng)電量；第二部分為用戶在光伏發(fā)電作為電源情況下的用電量；第三為用戶在公共配電網(wǎng)作為電源的用戶用電量。在對(duì)上述情況進(jìn)行分析之后，還需要我們能夠結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡赜蛳拗啤⑼顿Y規(guī)模等一系列因素對(duì)所要建設(shè)的光伏發(fā)電裝機(jī)容量進(jìn)行確定。
第四，需要列出可能的光伏發(fā)電運(yùn)營(yíng)模式備選方案，并對(duì)不同運(yùn)營(yíng)模式所具有的優(yōu)缺點(diǎn)以及可行性進(jìn)行全面的分析。
第五，要根據(jù)發(fā)電選址地點(diǎn)目前的現(xiàn)狀以及周圍的環(huán)境進(jìn)行考察，并對(duì)在不同運(yùn)營(yíng)模式下光伏發(fā)電所具有的用戶配電網(wǎng)改造方案以及接入方案等進(jìn)行確定。
第六，需要對(duì)不同運(yùn)營(yíng)模式下光伏發(fā)電的計(jì)算參數(shù)以及邊界條件等進(jìn)行確定，比如對(duì)相關(guān)配電設(shè)備的造價(jià)、當(dāng)?shù)匮a(bǔ)貼政策以及電量基本價(jià)格等等數(shù)據(jù)，要有準(zhǔn)確得把握，避免在數(shù)據(jù)信息方面的誤差，造成我們對(duì)實(shí)際收益方面的錯(cuò)誤判斷，影響對(duì)實(shí)際效益的計(jì)算。
第七，需要對(duì)不同運(yùn)營(yíng)模式下光伏發(fā)電的運(yùn)行成本進(jìn)行全面的計(jì)算，主要包括光伏發(fā)電的初期投資費(fèi)用、配電網(wǎng)的初期投資費(fèi)用、相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用以及貸款利息等等。而除了這部分基本費(fèi)用之外，還具有停電損失費(fèi)用、設(shè)備損耗費(fèi)用以及房頂租金等等。通過不同運(yùn)營(yíng)模式的應(yīng)用，則能夠使項(xiàng)目投資者能夠獲得不同的成本構(gòu)成。
四、分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)設(shè)計(jì)方案
（一）并網(wǎng)方案分類
在方案確定中，需要我們根據(jù)光伏發(fā)電的接入電壓等級(jí)、接入點(diǎn)位置以及運(yùn)營(yíng)模式等確定并網(wǎng)工作的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于最為常見的小型光伏電站來說，目前主要具有以下兩種并網(wǎng)方式：
1.接入公共電網(wǎng)。對(duì)于這種方案來說，其較為適合應(yīng)用在統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷模式的光伏發(fā)電工作中。其中，電網(wǎng)線路以及配電箱作為電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)，并將產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)以及并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置在同一點(diǎn)位。在這種并網(wǎng)方案中，具有多點(diǎn)接入以及單點(diǎn)接入這兩種情況，不僅計(jì)量較為簡(jiǎn)單，而且非常便于我們對(duì)其進(jìn)行調(diào)度以及維護(hù)。其接線示意圖如下所示：
2.接入用戶電網(wǎng)。對(duì)于這種方案來說，其更適合應(yīng)用在自發(fā)自用模式以及合同能源管理模式中，且同樣將線路以及配電箱作為電網(wǎng)接入點(diǎn)，而產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)同并網(wǎng)點(diǎn)則不會(huì)設(shè)置在同一個(gè)電位處。同時(shí)，這種模式會(huì)在每個(gè)建筑的屋頂光伏電源作為單個(gè)單元，之后再進(jìn)入到樓內(nèi)電壓用戶配電箱之中，即將每個(gè)建筑中的配電箱低壓入口作為電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)，并在進(jìn)入低壓入口之后通過低壓線路的輸送將電量傳輸?shù)搅酥車碾娋W(wǎng)之中。
（二）成本效益情況分析
1.從電網(wǎng)設(shè)備所具有的壽命周期看來。在政府電價(jià)補(bǔ)貼模式之下，我們開展光伏并網(wǎng)工作所獲得的成本效益將高于建設(shè)補(bǔ)貼的方式，且這種方式能夠較好的保障光伏項(xiàng)目的并網(wǎng)發(fā)電工作；這一模式對(duì)成本和效益以及其他方面的控制力效果更好。
2.在電價(jià)補(bǔ)貼模式下。由于我們所使用的方式為統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷，就會(huì)以光伏上網(wǎng)的方式對(duì)電價(jià)進(jìn)行標(biāo)桿，而這就會(huì)使電的成本效益會(huì)高于合同能源管理模式以及自發(fā)自用管理模式。
3.在光伏發(fā)電總成本以及獲得的運(yùn)行效益方面來看。光伏電源單位裝機(jī)成本對(duì)其具有較大的影響。比如，在電價(jià)補(bǔ)貼模式中，如果電源裝機(jī)成本下降到10元/Wp，那么，無論光伏發(fā)電所采用的是哪一種運(yùn)營(yíng)模式，其都會(huì)在實(shí)際運(yùn)行中獲取一定的利潤(rùn)收益。
4.當(dāng)區(qū)域整體用電量較大時(shí)。在自發(fā)自用的并網(wǎng)模式中，用戶能夠具有更多的電量節(jié)約。對(duì)此，我們則可以認(rèn)識(shí)到自發(fā)自用模式同合同能源管理模式相比具有更好的成本效益。
五、結(jié)語
總的來說，在我國(guó)目前的能源緊缺、急需發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)的大形勢(shì)大背景下，開展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)是我們勢(shì)在必行的一項(xiàng)工作，需要我們?cè)趯?shí)際管理中，能夠不斷對(duì)其引起充分的重視。在上文中，我們對(duì)于分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的效益情況進(jìn)行了一定的研究與分析，而在實(shí)際工作開展的過程中，也需要我們能夠在聯(lián)合實(shí)際的基礎(chǔ)上以針對(duì)性措施的應(yīng)用來獲得更好的并網(wǎng)運(yùn)行效益。
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