半岛官网入口体育太阳能光伏并网发电的意义太阳能光伏并网发电的意义太阳能光伏并网发电的意义 2011年8月 第15期总第241期 内蒙古科技与经济 InnerMongoliaScienceTechnology&Economy August2011 No.15TotalNo.241 太阳能光伏并网发电的意义 胡栋良 (内蒙古电子研究所,内蒙古呼和浩特010000) 摘要:介绍了太阳能光伏并网发电的意义及太阳能光伏发电对于降低碳排放所带 来的益处和未 来清洁能源的开发利用. 关键词:太阳能;光伏发电;新能源开发;意义 中图分类号:TM615文献标识码:A...

　　太阳能光伏并网发电的意义 2011年8月 第15期总第241期 内蒙古科技与经济 InnerMongoliaScienceTechnology&Economy August2011 No.15TotalNo.241 太阳能光伏并网发电的意义 胡栋良 (内蒙古电子研究所,内蒙古呼和浩特010000) 摘要:介绍了太阳能光伏并网发电的意义及太阳能光伏发电对于降低碳排放所带 来的益处和未 来清洁能源的开发利用. 关键词:太阳能;光伏发电;新能源开发;意义 中图分类号:TM615文献标识码:A文章编号:1O07—6921(2011)15一OO6O—O2 1利用光伏发电的基本概况 现在利用新能源已是当前迫切的任务了,由于 极端气候的出现,降低碳排放量也迫使人们更加努 力的寻找和开发新能源.在这一过程中,人们很自然 的把可再生能源放在首位,太阳能光伏发电就是可 再生能源的一种,虽然目前利用光伏发电有着一定 的局限性,但是对于内蒙古自治区来说对太阳能的 利用存在优势,可以降低利用不可再生资源——煤 发电,降低发电成本,那么未来怎样将光伏发电形成 一 定规模,并网发电会对电网形成怎样的意义,我们 继续做如下探讨. 1.1太阳能光伏发电的主要组成部分 太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏电池 组,光伏系统电池,蓄电池和交直流逆变器组 成,其中的核心元件是光伏电池组和.各部件 在系统中的主要作用如下:?光伏电池的作用:主要 是发挥光电转换的作用;:在整个系统中起到 过程控制的作用.在光伏发电系统中的类型 很多,如2点式,多路顺序,智能控制 器,大功率跟踪充电等.目前使用的大都是简 单设计的,智能仅用于通信系统和较 大型的光伏电站;?蓄电池:光伏发电系统的关键部 件属蓄电池,主要用于存储电;?逆变器:主要功能 是将光伏发电进行交直流转换,因此这个部件最重 要的指标是可靠性和转换效率.并网的逆变器采用 最大功率跟踪技术,最大限度地把光伏电池转换的 电能送入电网. 1.2电池板 用于光伏发电的电池板主要构成为单晶硅,电 池板的工作基本与二级管相似.只是在二级管中,推 动P—N结空穴和电子运动是外部电场,而在太阳 能电池中推动和影响P—N结空穴和电子运动的是 太阳光子光辐射热.也就是通常所说的光生伏特效 应原理.从目前情况来看光电转换的效率,也就是光 伏电池效率大约是单晶硅13%,15,多晶硅11 , 13.目前,还有一种光伏膜电池. 1.3太阳能光伏发电系统的种类 22 收稿日期:2011一O5— ? 6O? 目前,利用太阳能光伏发电大致有3类:离网光 伏蓄电系统,光伏并网发电系统及前两者混合系统. 1.3.1离网光伏蓄电系统,是一种常见的太阳能的 利用方式,在国内已广泛应用多年,这个系统比较简 单,而且应用范围较广.主要原因是蓄电池的体积较 大,而且维护起来非常不方便,所以限制了使用范 围. 1.3.2光伏并网发电系统,当电网用电量加大时, 利用太阳能发电的电量不够就向电网购电,而用电量小时或电量多余用不完时,就可以将多余的电量 出售.该系统的优势在于有电网作保障,这个系统就 可以不使用蓄电池,使这个系统的使用范围扩大了, 增加了灵活性,降低了成本. 1.3.3以上两个系统的合并系统,这个系统有很强 的适应性,例如,可以根据电网的峰谷电价来调整自 身的发电策略,但是运行成本远远高于以上两个系 统. 2光伏发电系统的优点 近年来,光伏发电备受关注,所以发展很快.从 长远开看,光伏发电将逐步进入电力市场,并且会取 代部分常规能源.从目前情况来看,光伏发电可以成 为我们常规能源的一个必不可少的部分.在内蒙古 自治区有充足的日照资源,利用光伏发电可以解决 在我区草原及偏远地区的一些关键领域的用电问 题,如山区公路隧道,通信信号基站信号电源,以及 牧区牧民用电,如果从环境保护及低碳经济理念上 讲都是具有很大的意义.主要具有以下几个方面的 优点:?是一种清洁能源;?是有一定的安全性;? 较长的使用寿命和免维护性(较风力发电的维护成 本低);?实用性;?资源充足及低廉的成本. 3利用太阳能光伏发电的局限性 太阳能光伏发电也是具有一定的局限性的,太 阳能发电的能量密度低,稳定性较差,并且受地理分 布,季节变化,昼夜交替影响严重.主要表现在以下 几个方面: 3.1通过太阳照射发电设备才能正常工作发电 一 年中,季节的交替对光伏发电的负荷影响很 胡栋良?太阳能光伏并网发电的意义2011年第15期 大. 3.2地理位置的局限性 光伏发电设备的安装受地理位置的影响较大, 最佳的安装位置应为建筑物的屋顶. 3.3气象条件局限 如果一个城市上空的气候大幅变化,将造成电 力负荷的大幅波动,空气质量的好坏也会给光伏发 电造成一定的影响. 3.4容量传输局限 在解决了光伏发电成本问题后,传输电力资源 也是一个有待于进一步探讨的问题. 3.5光能转换效率偏低 和传统能源:矿物能源,石油,水能,原子能相 比,光的能量转换效率较低. 4光伏发电的未来发展方向 我国利用太阳能光伏发电的产业每年正以年增 长率为30的速度增长,最近几年里,全世界太阳能 电池的产量增长比率高达49.8.如果我们按日本 的新能源计划,欧盟可再生能源白皮

　　,美国光伏计 划等推算,到2030年全世界利用太阳能光伏发电装 机容量将会达到300GW,那么到2040年太阳能光伏 发电将达到全世界发电总量的15,20%.照此推 算到2040年光伏行业的复合增长率将会达到25% 以上. 太阳的能量是取之不尽,用之不竭的,但是我们 人类获取的太阳的能量毕竟是有限的.因为太阳能 光板对环境是有一定的破坏的,也就是说不能大量 使用太阳能光板的原因之一,还有一个方面就是太 阳能光板的成本太高,如果使用成本很高,那就达不 到预期的效果,再先进的技术也只能成为一个示范 工程. 笔者认为,我们可以考虑将大功率逆变电源这 一 先进设备运用到太阳能光伏发电系统中.大功率 逆变电源这一设备的先进之处在于它本身所具有一 种节能降耗的功能,可以将我们平时在用电的时候 浪费掉的点收集起来.传统的电源学认为,逆变器只 能驱动小型的,非感性负载的交流电电器,如果有感 性负载,只能通过磁铁线圈的供电方式解决,即发电 厂或燃烧性小型发电机(汽柴油发电机)来解决,否 则必须用超过负载功率需求二倍以上的逆变器来解 决.现在世界上各国也是采用汽柴油发电机方法,配 备燃料供应管理设施.目前,尚未发现相关的专利技 术或定型产品针对感性负载,小型自主供电. 电动线圈类设备都叫感性负载,例如:电冰箱, 电磁炉,水泵气泵,电动工具,电动机,传统目光灯镇 流器,各种小型变压器,医疗军工特殊仪器等等.在 使用风能,太阳能,潮汐能等非燃烧能源时,需要将 清洁能源提供的低压电或直流电转变为稳定220V 民用交流电以驱动普通电器,这个转换器就是逆变 器,它在生产设计时是有功率限制的,传统逆变器不 能稳定驱动点感性负载,主要问题是:有时无法启 动;灾难性故障率高(2O%,5O);对使用人的电学 知识要求太高;自动保护功能不实用,又是导致不启 动,有时导致逆变器烧毁.发明专利108978,它是专 门针对感性负载设计的,用主动手段彻底解决了感 性负载对电源的高电压反冲击,而且使部分反冲击 电流回负载做功,极大的提高了功率因数,节约了能 源,比目前的普通逆变器安全稳定的多,该逆变电源 的特性是能与任意的清洁能源对接改变用电市场的 单一模式,为大众提供更自由的用电选择,为清洁能 源进入最终端市场扫清道路. 5光伏发电并网对电网的影响 随着全球能源短缺问题的出现,我国《可再生能 源法》的颁布实施,世界上对可再生能源的利用也倍 加重视.目前对利用太阳能发电技术利用的制约因 素主要是成本高的问题,我们相信不久的将来光伏 发电会进入我们的生活. 太阳能光伏发电存在能量密度低,稳定性差,调 节能力差的缺点,发电量的多少受天气及地域的影 响较大,并入电网发电后,会对供电质量造成一定的 影响.将来太阳能光伏发电并网后会在技术,经济, 政策和环境效益方面带来以下问题:?由于光伏并 网发电系统不具备调峰和调频能力,这将对电网的 早峰和晚峰负荷造成冲击.?季节,昼夜,时差的变 化对电网会有一定的影响,发电的多少不能及时负 荷电网的需求.?光伏并网发电没有旋转惯量,调速 器及励磁系统,它将给交流电网带来新的影响稳定 问题,如果光伏并网发电形成了一定的规模,采用高 压交直流送电,将会给与光伏发电直流输电系统相 邻的交流系统带来稳定.不论采用高压交流或直流 输出,光伏并网发电站都必然要配备调压装置.?在 降耗方面,太阳能光伏发电的一个主要特征就是可 替代矿物燃料的消耗.?在保护环境方面,太阳能光 伏发电带来的减排效果是否应该只考虑火电排放的 二氧化硫和二氧化碳还有待于我们做进一步的研 究,因为当光伏并网发电时,在考虑电网安全,稳定 和经济运行时,还可以减少火力发电. [参考文献] [1]吴敬儒.2005,2030年电力需求预测及发展 战略研究chanjing/b/2OO7O92O/- shtml,2007一O9—2O. E2-1左然,施明恒,王希麟.可再生能源概论EM3. 北京:机械工业出版社,2007. [33产业发展课题.2008年中国太阳能多晶硅行 业发展现状及趋势报告[R],2009. E43佚名.意大利太阳能光伏产业前景简析FEB/ oL]. tent/2011/1/15608.html,2011—01—14. 1-53佚名.民用建筑太阳能光伏应用技术规范出 台[EB/oL]. news/content/201o/5/10784.html,2010——05 — 24. ?61?

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