无锡尚德、江西LDK、常州天合、天成英利等众多国际著名多晶硅电池和组件生产企业,也出现了福建钧石、蚌埠普乐、河北新奥等一批硅薄膜电池生产企业。随着技术不断发展,我国薄膜电池技术的基础研究和产业化实验,终于与国际保持同步。南开大学光电子薄膜与器件研究所是国际著名、中国顶尖的薄膜太阳能电池研发机构,在非晶硅、微品硅薄膜电池技术、硒铟铜薄膜电池技术领域取得了卓越的成果。四川大学的碲化镉电池技术也展现出了产业化应用的前景。据国际权威机构预测,2010年硅薄膜太阳能电池将占太阳能电池及组件的20%。2015年前太阳能电池发电量的一半以上将来自薄膜太阳能电池。上海交通大学太阳能研究所、中科院电工所等在太阳能应用、光伏建筑一体化、大型并网光伏电站设计、建设和运行等方面积累了丰富的产品经验和建设经验。中国光伏发电产业链正在形成。2009年3月26日,财政部颁布了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》,并同时下发了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》,这标志着我国的光伏发电将进入一个发展时期,光伏电池的需求量将快速增加,国内的光伏市场即将大规模启动。据统计,2008年,我国光伏发电设备新增装机容量4.5万KW,同年我国累计光伏装机容量为15.1万KW,同比增长42%,在《可再生能源中长期发展规划可再生能源重点发展领域和目标》中2010年太阳能光伏发电目标30万KW。
2.2 国内光伏发电目前所存在的问题 目前,国内光伏发电还存在如下问题:
(1)由于各种原因的限制光伏发电的装机容量与火电机组和水电机组相比仍然较小,且分布较为分散,并网后协调性较差。随着薄膜电池的推广使用,光伏发电的成本可能会从原来每度光电薄膜电池的上网电价4元降至1元左右,在很大程度上降低了成本。但与目前的火电机组、水电机组甚至风电机组发电成本相比较上网电价依旧较高,还无法在电力市场中参与竞争。
(2)太阳能电池发电系统造价依旧较高,从而导致市场规模相对较小,达不到理想的规模经济程度,制约光伏发电的大规模应用。作为本国可持续发展的一个环节,太阳能光伏发电要想进一步发展不仅需要政府的鼓励政策以及优惠补贴,更需要政府加大推动力度,建立起协调推进机构,组织项目的具体实施,研究制定可行性强的支持政策,解决与之相关的资金、技术、法律和安全等问题。 2.3 光伏发电的前景展望
我国太阳能资源丰富,理论储量达每年17000亿吨标准煤,太阳能资源开发
利用的潜力非常大。从长远看,光伏发电在未来将会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且最终会成为世界能源供应的主体。在我国发展大型光伏并网发电,是改变和优化电力结构的理想选择,也是可持续电力供应的理想模式。最具发展前景的光伏发电应用市场是大规模的荒漠电站。我国108万平方公里的荒漠面积为建设大型的太阳能电站提供了广阔的土地资源,其年总辐射在1600KWh/W以上,如果利用其1/10安装并网光伏发电系统,每年的发电量可以达到10万多亿千瓦时.相当于全国用电量的6倍。从资源的合理开发利用来说,开发沙漠太阳能资源具有得天独厚的优势,可以使广大的沙漠、戈壁滩变废为宝.对实现能源的可持续发展具有重要的现实意义。沙漠所处的地理位置恰好是太阳能资源丰富区,尽管不同的地区均可获取太阳能,但在沙漠地区建设太阳能电站,不仅具备较好的太阳能光照资源,而且不占用宝贵的耕地。在建造太阳能电站的同时也对沙漠的环境进行了改造,可以说一举两得。中国无论太阳能资源还是沙漠资源,都具有足够的优势,足以支持太阳能电站的建设,缓解未来的能源危机。同时对改善沙漠生态环境、促进沙漠植被恢复也有积极作用。智能电网的建设和发展,将有效地促进布式可再生能源发电的发展,为太阳能光伏发电并网带来美好前景。
三.类型及特点
太阳能光伏发电按输送方式可分为独立光伏发电、并网光伏发电、分布式光伏发电
1.独立光伏发电
独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。
2.并网光伏发电
并网光伏发电系统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这后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,发展难度相对较大。而分散式小型并网光伏系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网光伏发电的主流。
3.分布式光伏发电
分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其
运行模式是在有太阳辐射的条件下,光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过联接电网来调节。
四.典型的实际系统介绍
武汉火车站光伏并网发电系统
武汉火车站顶棚由一个主翼和八个副翼构成。太阳能光伏发电项目建在九个翼棚上面,采用单晶硅板材料,规划容量2.2MWP,总投资5000多万元,年发电量为200万度
。据介绍,武汉火车站光伏发电并网电价不足0.5元/度,按一年200多万度计算,一年能获得电费100万元。在不计算任何维修成本,也得要经营50年才能保本。花如此多钱建设一个收益不高的项目。省发改委方面表示,新能源是国家大力推广的,该项目的示范效益高于其经济效益,示范作用更大。武汉火车站光伏发电设备建在车站的顶棚上,采用单晶硅板材料,是该省目前单体最大的光伏发电项目。 五.系统部分环节的仿真及波形
太阳能光伏发电系统中主要用到的基础转换电路有AC/DC,DC/DC,DC/AC转换换电
路,在实际运用中将这几种电路组合即可!特别光伏光伏逆变器中,小功率的用到单级DC/AC转换,中大功率的用到两级DC/DC/AC或三级DC/AC/DC/AC电路。 下面给出一些这些电路(简易)的仿真图及其波形例子:
1.通用桥式电路模块组成的单相晶闸管整流电路:
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