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太阳能光伏发电现状研究及问题分析

作者:未知

  【摘 要】太阳能是洁净、可再生能源,是传统化石能源最为重要的替代能源之一。随着我国各项技术的不断进步以及政府扶持力度的增大,我国光伏产业将迎来飞速发展新时期。相信不久的将来,随着科技的进一步发展,太阳能光伏发电系统能像网络一样,走进千家万户,成为我国电力供应不可或缺的重要部分。
  【关键词】光伏发电;发展现状;具体应用;问题对策
  引言
  随着经济社会发展带来的地球环境的进一步恶化,若是不及时加以防治,必然会对未来的发展与人类生活造成巨大的影响。因此关注能源问题,寻找到更为多元化的新兴能源是当前世界范围内工业发展的必经之路。太阳能由于其清洁性、可再生性,受到了大众的广泛认可,随着未来技术的不断成熟,太阳能光伏发电必然能够有更好的发展、取得更有益的成果。
  1新能源光伏发电站发展现状分析
  1.1光伏装机量发展现状
  按照2017年国家能源局统计报告能够看出,我国光伏发电累计总装机容量已经高达135.25GW,在世界范围内排列前列,2017年新增集中式光伏发电装机容量33.62GW,分布式光伏发电站为19.44GW,装机的重心由西北向中东部转移。在此期间我国建设光伏发电站的区域光伏发电系统的运行状态良好,但各区域光伏发电实际利用小时,由于电网断面受限,部分地区实际利用小时未达设计利用小时数,总体看2017年光伏总发电量超过1182亿千瓦时的发电量,其中最具有代表性的是集中式光伏发电站。
  1.2开发和利用新能源
  应用新能源具有多种应用方式,包括光伏发电和风力发电、光热发电、地热等等。近年来国家提出了“金山银山就是绿水青山”的发展理念,在环境保护,能源节约以及智能化发展方面涌现出了非常多的新型技术和研究成果,使新能源光伏发电站的发展速度不断加快,在技术应用方面,不断创新发展。从组件转化率、逆变器智能化、箱变数控化以及智能化输配电技术的应用,使得光伏产业处于技术发展的前沿,能够适应电网要求,国家从电网层面降低弃光率,从消费终端制定新能源电量消费配额制,为未来新能源提供了广阔的发展空间。
  1.3新能源光伏发电站存在的问题
  我国新能源光伏发电站在发展期间也出现了较多问题:第一,技术问题:相比于发达国家来说,我国新能源光伏发电技术还处于相对落后阶段,国家对于新能源光伏发电技术的重视程度仍然不够,因此在技术发展方面存在较大局限性,尤其是组件转化率较低,还有一方面原因是新能源光伏发电技术的开发成本比较高。第二,成本问题:我国当前所建设的新能源光伏发电站还存在较大发展空间,相比于风力发电机来说,总装机容量还是比较少,在发电成本上为4元/千瓦时,明显高于煤电车、风能发电以及生物发电成本。近些年,我国在新能源光伏发电成本上有了较大进步,当前成本价格已经降低至1元/千瓦时,相比于普通发电成本来说无显著差异。第三,规划问题:发达国家具备完善的可再生能源发电配额机制,相关部门也针对新能源光伏发电站给出了一系列优惠措施,建立和完善了市场标准。但是我国在新能源光伏发电业中仍然缺乏统一的标准和规划,没有注重市场规划化管理,导致新能源光伏发电行业缺乏培育政策和鼓励措施多变,具体表现在制约部门较多,国家电费补贴到位迟缓,光伏发电并网手续复杂等,严重影响了新能源光伏发产业的发展。
  2太阳能光伏发电技术的应用
  2.1太阳能光伏发电并网应用
  太阳能光伏发电并网系统,这个系统可以看作是在配电网络中的一个组成部分,这个系统可以传输出无功功率,也可以传输有功功率,把这两个传输到相连接的电力系统中。这个系统中根据有无储能设备来进行区分,也就是可以把这种系统分成两个种类,第一种是有着储能的光伏并网系统;另一种就是没用储能设备的并网系统。还有一种分类法根据光伏的阵列和功率的级别来进行区分,可以分成两个种类,第一种是分布式小型光伏并网系统;另一种是集中型大型光伏并网系统。
  2.2独立光伏发电系统的建立
  独立光伏发电系统,指导的是这样的系统产生的电力不需要和大型电网相连接,这样的光伏发电的系统就是独立系统,这种系统一般都建立在比较偏远的地方,比如在孤僻的岛屿中建设这种系统,主要是边防使用,或者是通信设备的供电使用。这种系统的配置中,就需要使用储能设备,原因在于,光伏发电使用的能源是太阳能,夜间是没有这样的能源,因此需要把白天收集的太阳能发电储备,在晚间的时候供给设备使用或者照明使用,使用储能的方法就可以保证全天的电能供应。独立的光伏发电系统中有着一个缺陷,就是在发电中受到环境因素的影响很大,不能够保证供电的稳定性,但是在这些偏远的地区,能够实现配电已经有着重要的社会价值,因此在这个方面有着很大的研究空间。
  2.3光伏建筑一体化应用
  太阳能光伏建筑一体化应用,这个方面是现在的新技术,也是一个在光伏发电中比较热门的技术。在这个应用中主要包括两个方面的内容:在建筑物能够收集阳光较多的地方配置光伏器具,这样就可以实现光伏发电和电网的并联,实现了光伏建筑一体化。这种光伏建筑物一体中,使用的是光伏器具集成化和建筑物在房顶安装光伏电池板,同时在建筑物中的幕墙使用光伏玻璃幕墙来代替,这样就可以提高太阳能的有效利用,而且还实现建筑物材料和光伏发电材料同时使用在建筑物中,能够有效地控制好光伏发电的建造成本。在现代建筑物中要求外部装饰的可观性,因此在光伏玻璃幕墙中也研制出彩色的光伏玻璃幕墙,这样既能够解决建筑物美观的问题,还解决了建筑物使用能源的问题,是现在比较先进的建筑物。
  3我国太阳能光伏发电产业发展中存在的问题及对策
  3.1我国太阳能光伏发电产业发展中存在的问题
  太阳能光伏发电产业发展中存在的问题主要包括以下几个方面:(1)太阳能电池的低转化率是国内外普遍存在的问题,目前最高转化率是31.1%,而且也是在试验阶段。(2)多晶硅原料冶金硅80%产自我国,但我国的国内消耗量只占冶金硅开采中的一小部分,其余全部出口,这也与我国没有自主核心技术,无法消耗如此大产量,而且制造的产品的质量也得不到保证。(3)现阶段我国太阳能光伏产业发展迅速,但始终存在“两头在外”的畸形产业机构。也就是我国生产的太阳能电池组件大部分用于出口国外,这些出口于国外的太阳能电池组件正好也是我国国内紧缺的资源,这就意味着我国在消耗大量能源资源且污染环境的同时却给国外输送绿色无污染的能源。(4)我国在2007年以前光伏产业的政策基本上是空白一片,2007年《可再生能源中长期发展规划》的出台作用也是相当有限。
  3.2对策分析
  针对以上诸问题,笔者主要总结以下几点建议,可供参考交流:(1)政府应加大对光伏产业的支持力度,加大对光伏产业的研发投入,加快建立太阳能光伏发电国家重点实验室之类的研究机构,以实现关于光伏产业方面的技术突破。(2)由于技术的不成熟以及起步晚,我国生产的光伏产品质量良莠不齐,因此国家要加快建立光伏产品技术标准,将一些有重大影响的企业标准及时转化为强制性国家标准。(3)政府应加大对诸如风光互补和风光水互补电站的开发力度,这样可以很好地利用各种清洁能源的有时互补,也在一定程度上促进光伏产业的发展。
  结束语
  综上所述,此次研究深入分析了新能源光伏发电站的发展现状,在此基础之上分析了发电站的实际应用。但是在实际分析期间也出现了较多问题,我国在建设新能源光伏发电站时与发达国家存在差距,因此政府部门需要提升对新能源光伏发电站的重视程度,将其应用在社会生产生活的供电工作中,这样能够有效开展我国不可再生能源的节约与环保工作,对社会经济的发展也产生一定的推动作用。
  参考文献:
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  [2]張力.太阳能光伏发电技术应用现状及发展趋势[J].科技经济导刊,2017(35):90-91.
  [3]杨文华.太阳能光伏发电技术与应用探析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(35):9-10.
  (作者单位:福建省配电售电有限责任公司)
论文来源:《科学导报·科学工程与电力》 2019年9期
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