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光伏能源

时间:2020-03-01来源:未知 作者:admin点击:
声明:百科词条人人可编辑,词条创建和修改均免费,绝不存在官方及代理商付费代编,请勿上当受骗。详情 光伏能源是以光伏效应为原理将太阳辐射能转换为电能。光伏能源具有无污

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  光伏能源是以光伏效应为原理将太阳辐射能转换为电能。光伏能源具有无污染、无噪声、维护成本低、使用寿命长等优点,近年来得到了飞速发展。

  光伏能源系统一般包括太阳能电池或组件、充放电控制系统(或包括逆变器)和负载控制几个部分。太阳能电池是以光伏效应为原理,将太阳辐射能转换为电能的器件。受天气、负载等因素的影响,太阳电池不易获得稳定的直流输出,故大部分太阳能系统都需要先通过蓄电池进行蓄能再对外供电。充放电控制器的主要作用是控制系统中的蓄电池的充放电过程,防止蓄电池因为过充或过放而受到损坏。逆变器的作用是将蓄电池输出的低压直流电变换成电器需要的交流电。

  并网发电方式是将太阳能电池阵列所发出的直流电通过逆变器转变成交流电能输送到电网中,无需蓄电池进行储能,相比较而言,并网发电较便宜,而且完全无污染。并网发电系统采用的并网逆变器拥有自动相位和电压跟踪装置,能够非常好的配合电网的微小相位和电压波动,不会对电网造成影响。

  国家能源局印发的《太阳能发展“十三五”规划》(国能新能[2016]354号)资料显示,截至2015年底,全球太阳能发电装机累计达到2.3亿千瓦,当年新增装机超过5300万千瓦,占全球新增发电装机的20%。2006至2015年光伏发电平均年增长率超过40%,成为全球增长速度最快的能源品种;太阳能热发电5年内新增装机400万千瓦,进入初步产业化发展阶段。我国光伏发电累计装机从2010年的86万千瓦增长到2015年的4318万千瓦,2015年新增装机1513万千瓦,累计装机和年度新增装机均居全球首位。光伏发电应用逐渐形成东中西部共同发展、集中式和分布式并举格局。光伏发电与农业、养殖业、生态治理等各种产业融合发展模式不断创新,已进入多元化、规模化发展的新阶段。

  国内外开展了大量光伏发电关键技术的研究,得到了一些新的发展,主要技术发展情况总结如下:

  光伏电池有晶硅电池、薄膜电池和其他电池。其中,晶硅电池是主流,市场份额超过90%,包括单晶硅电池和多晶硅电池。薄膜电池主要有碲化镉(CdTe)电池、铜铟镓硒(CIGS)电池、非晶硅(ASi)薄膜电池、砷化镓电池和纳米二氧化钛染料敏化电池等,其中,CdTe电池技术发展最快,市场占有率最高。近年来,新型光伏电池技术处于探索开发与创新阶段,新出现了钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池等新型电池。钙钛矿太阳能电池光电转化效率已超过20%,有望达到30%。

  最大功率点跟踪技术(MPPT)即在环境条件不断变化的情况下,通过自寻优化的过程,使光伏阵列输出最大功率,从而提高发电效率。现有的MPPT算法可分为自寻优法和非自寻优法两大类,自寻优法包括扰动观测法、电导增量法、恒定电压法、短路电流法等,而非自寻优法主要是曲线拟合法。

  利用太阳光追踪装置可使光伏系统光能利用率大大提高,因此光追踪增效技术是光伏发电技术发展的重要方向,其中包括光追踪技术和基于光追踪技术的光定向反射技术(定日镜)。光线追踪技术种类很多,主要有被动跟踪系统和主动跟踪系统。

  2015年全球光伏市场规模达到5000多亿元,创造就业岗位约300万个,在促进全球新经济发展方面表现突出。很多国家都把光伏产业作为重点培育的战略性新兴产业和新的经济增长点,纷纷提出相关产业发展计划,在光伏技术研发和产业化方面不断加大支持力度,全球光伏产业保持强劲的增长势头。

  “十二五”时期,我国光伏制造规模复合增长率超过33%,年产值达到3000亿元,创造就业岗位近170万个,光伏产业表现出强大的发展新动能。2015年多晶硅产量16.5万吨,占全球市场份额的48%;光伏组件产量4600万千瓦,占全球市场份额的70%。我国光伏产品的国际市场不断拓展,在传统欧美市场与新兴市场均占主导地位。我国光伏制造的大部分关键设备已实现本土化并逐步推行智能制造,在世界上处于领先水平。

  到2020年底,我国太阳能发电装机达到1.1亿千瓦以上,其中,光伏发电装机达到1.05亿千瓦以上,在“十二五”基础上每年保持稳定的发展规模;太阳能热发电装机达到500万千瓦。太阳能热利用集热面积达到8亿平方米。到2020年,太阳能年利用量达到1.4亿吨标准煤以上。

  光伏发电成本持续降低。到2020年,光伏发电电价水平在2015年基础上下降50%以上,在用电侧实现平价上网目标;太阳能热发电成本低于0.8元/千瓦时;太阳能供暖、工业供热具有市场竞争力。

  先进晶体硅光伏电池产业化转换效率达到23%以上,薄膜光伏电池产业化转换效率显著提高,若干新型光伏电池初步产业化。光伏发电系统效率显著提升,实现智能运维。太阳能热发电效率实现较大提高,形成全产业链集成能力。

  国家能源局新能源司转发了《光伏扶贫试点实施方案编制大纲的函》(以下称《大纲》),此举为持续推进、完善光伏扶贫工作进展,为各地编制光伏扶贫实施方案提供了参考依据。其中,配套资金及财税政策可参考为:由地方政府对户用和基于农业设施的光伏扶贫项目给予 35%初始投资补贴、对大型地面电站给予 20%初始投资补贴,国家按等比例进行初始投资补贴配置;户用和基于农业设施的光伏扶贫项目还贷期 5 年,享受银行全额贴息,大型地面电站还贷期 10 年,享受银行全额贴息。

  胡 葳. 光伏能源的技术发展和标准化探讨[J]. 标准科学. 2009, (7):33-35.

  刘杰. 简析太阳能光伏原理及实施光伏能源的必要性[J]. 低碳技术. 2016, (10):44-45.

  沈浩. 光伏发电现状与发展综述[J]. 机电信息. 2016, (30):71-72.

  国家能源局转发《光伏扶贫试点实施方案编制大纲的函》[J]. 能源研究与利用. 2015, (3).

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