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作者:管理员    发布于:2024-04-07 17:53   文字:【】【】【

  金洋娱乐-注册主页随着人口数量的快速增长,传统化石能源(以石油、天然气及煤炭为代表)正面临消耗殆尽的危机,能源危机问题已经发展成为一个世界性的难题。除此之外,在使用化石能源的过程中,将会产生一系列环境污染问题,给生态失衡造成了严重的影响,制约了人类社会的进一步发展。寻找并开发新能源已经成为世界各国的一项重要战略任务。众所周知,太阳能资源不仅丰富,而且分布广泛,同时具有环保的特点,是各国公认的清洁能源。

  对于光伏发电而言,太阳能电池属于核心部分。所谓的光伏发电指的是在太阳能电池的帮助下,实现光能到电能的一系列转化过程。光伏发电的历史可追溯到19世纪40年代末期,科学家在科研实验的过程中发现了光生伏打效应,奠定了太阳能电池诞生的理论基础。太阳能电池工作原理如下:在光照条件下,其芯片PN结中的电子将会吸收光能,进入自由电子状态,并在晶体里高速移动,由此产生的空穴也会以晶体为中心按照一定的规则围绕移动,最终自由电子完成在N 结的聚集,而空穴完成在 P 结聚集,此时,PN结之间将会存在一个电势差,并发挥出电源的功用。[1]

  光伏发电系统包括以下几个主要部分:1)太阳能光伏电池板;2)储电装备;3)控制器存;4)逆变器。利用太阳能光伏电池板可实现太阳能到电能的转换,然后再利用逆变器进行相关转化之后,便可输送给用户了。

  前文提到,在光伏发电系统中,太阳能光伏电池板是核心组成部分。目前,有相当数量的企业在从事相关的生产以及销售工作。纵观世界市场,太阳能光伏电池板的年均总产量已经多年保持在4000MW以上。中国在该领域所占的份额位居世界前列。以无锡尚德公司生产情况为例。该公司的产能在327.0MW/年(2007年数据),在中国排行第一,在世界范围内位居第三。由此可见,我国在光伏发电系统设备生产方面的巨大优势和潜力。[2]

  值得一提的是,中国在光伏发电系统的装机容量方面远逊于光伏电池产业。2007年,中国光伏发电系统的装机容量仅为世界当年累计安装量的1%。

  除了太阳能光伏电池之外,光伏控制器也是相关厂家的关注焦点。在世界范围内比较,我国在这一领域的生产方面并不占优势,落后于欧洲以及日本等先进地区和国家。另外,在光伏控制器的自主创新及研发方面还有待提高。

  在我国,太阳能资源不仅丰富,而且分布广泛,整体资源占有量超过 5000兆焦/(平方米·年)。所以,中国在发展太阳能光伏发电方面具备一定的先天优势。在我国,光伏发电的应用主要集中在下列四个方面:1)农村以及边远地区;2)通信和工业;3)太阳能光伏产品;4)光伏并网发电系统。近些年来,国内陆续建成了一批示范性光伏发电系统。如600W光伏提水系统,其输出电压为220VAC,日发电量为1.8kWh,日提水量为30m/(20m)。又如100kw并网型光伏供电系统,其输出电压为220VAC,日发电量达350kWh。光伏发电产业属于政府推动的示范性工程,其商业化应用还有很长一段路要走。[3]

  我国光伏发电存在的主要问题有:1)在太阳能的开发方面缺乏战略意识。政府没有将太阳能开发作为政府的日常工作的一部分。另外,相对于常规能源建设项目而言,太阳能开发项目缺少固定的资金投入又或者资金渠道不够通畅,同时还缺乏科学、有效的激励政策;2)相较常规能源产业而言,新能源的开发还处于起步阶段。多元化、多层次的能源结构体系尚未建立。边远地区的能源紧张问题仍旧存在,生态环境的持续恶化短时间内难以改变。以上问题制约了边远地区的进一步发展;3)和太阳能光伏发电相配套的市场运行机制(包括管理和服务两大方面)还不完善,该领域的竞争尚处于无序、混乱状态;4)光伏发电市场的培育度不够,没有形成规模产业链。受经济因素和技术因素的制约,表现出了高技术含量不足的问题;5)产品质量评价标准不统一,导致光伏产品在质量方面参差不齐;6)对综合型能源系统的投入、开发力度不够。[4]

  太阳能光伏发电可以向农村以及边远地区提供满足日常需求的非联网电力,且成本较低。结合当地的具体情况,加大对太阳能的开发力度,可将其转化为高品质的生活用电和工业用电。推动光伏发电事业的发展,不仅有利于脱贫致富,而且有利于维持人和环境协调发展,这对于我国可持续发展的战略而言具有非常重要的现实意义。[5]

  光伏发电的相关发展措施:1)政府应加大投入,加强引导,从而推进太阳能这一新能源的应用进程;2)结合市场规则,促进新能源产业的市场化转变,同时对现行产业结构中的不当之处进行大刀阔斧的整改,建立起科学、规范、高效的市场运行机制;3)完善光伏发电系统相关产品的质量检测标准,使其规范化、规模化;4)建立完善的技术培训体系,结合实际需要培养不同层次的新能源技术人才,提高加工、应用相关的技术水平,从而获取更大的经济效益;5)在推广应用过程中,切忌急躁,要稳步发展。如根据当地情况,先推广那些技术条件已经相对成熟的光伏发电设备,同时将维修、管理、宣传等一系列基础工作落实到位;6)政府应制定各项优惠政策,建立高效的投融资机制,营造良好的投资环境,以此吸引国内外的人才、技术以及资金,保证光伏发电产业的可持续发展。[6]

  目前,我国光伏企业的市场重心集中在欧美等发达国家和地区,为改变这一现状,我国相继出台了诸多光伏补贴政策,以促进国内市场的开放与发展,相信不久的将来,我国光伏企业大有希望摆脱当下这种生产过剩的局面。国家已经明确提出了,在中东部地区建设分布式光伏发电系统的计划,并提出了结合城市建筑的理念,所以,我国光伏产业在未来的一段时间里将会致力于分布式光伏发电和建筑光伏一体化的研究。由此可以预见,光伏产业正在由高端市场转战下游市场,那些生产太阳能照明设备以及屋顶太阳能的相关企业将会迎来发展的契机。光伏企业应该将主要精力投入到更高层次技术的开发、研究与应用中去,例如以下几个方面:1)光伏并网电路的拓扑结构;2)分布式光伏发电系统的能量管理问题;3)对系统的显示以及远程监控技术等。与此同时,还需要提供一系列安装维护等方面的增值服务。就目前市场而言,晶硅太阳能板仍旧同类产品中主流,但是越来越多的企业开始将人力、物力投向了对薄膜太阳能板技术的研究。同晶硅太阳能板相比,薄膜太阳能板具备了更强的高温潮湿适应能力,因此多见于下游的建筑幕墙,造价方面也具有优势,在制造环节所消耗的能源还不到晶硅太阳能板的1/2。在全球经济衰退的大环境之下,薄膜太阳能板市场不见颓势,仍在稳定增长之中。[7]

  我国幅员辽阔,拥有大量的、可利用的太阳能资源。太阳能光伏发电技术不仅是一种清洁能源技术,而且在转换率方面也在日益提高,相信光伏产业的未来发展前景将会更好。随着电价补贴政策的落实以及光伏发电的使用时间增加,相信在不久的将来,太阳能发电成本将会大幅下降,甚至达到和常规电价极为接近的水平。我国石油、煤炭以及天然气等化石能源的储量正在减少,如果不采取有效的解决措施,将来必然会陷入能源危机之中。在此背景下,开发、利用太阳能等清洁能源已经成为能源领域的一个必然发展方向。

  [1] 熊燕,刘鑫,马胜红. 中国城市规模化光伏发电应用条件分析[J]. 可再生能源. 2012(01).

  [3] 张立文,张聚伟,田葳,张晓红. 太阳能光伏发电技术及其应用[J]. 应用能源技术. 2010(03).

  [4] 李芬,陈正洪,成驰,蔡涛,杨宏青,申彦波. 武汉并网光伏电站性能与气象因子关系研究[J]. 太阳能学报. 2012(08).

  随着我国经济的发展,对能源的需求也越来越大,我国已经成为世界第一大能源消耗大国,国内对传统化石能源的生产速度已经跟不上我国能源的消耗速度,为了保持一定的能源储备,我国消耗的能源大多需要依赖国外进口,但是全球性的能源供应紧张,导致能源成本上升,为了寻找更丰富、更便宜、更干净的新能源,我国把能源发展方向转移向了风能和太阳能,并都取得了一定的成果。在多种绿色能源中,太阳能是一种具备可以再生,具有清洁性能,符合低碳经济以及绿色经济的发展要求的能源。光伏发电技术的发展也在较大程度上解决了一些通信领域以及偏远地区等特殊领域的用电需求,也使得太阳能的应用性更加广泛,太阳能逐渐受到人们的亲睐。

  我国的光伏产业起步于上世纪70年代,经过20年的发展后,进入了稳步增长期,到了21世纪初期,我国的光伏产业已经进入了快速增长阶段,尤其是近10年来,我国光伏产业的年增长率一直保持在40%以上。从2009年开始,我国已经发展成为个球最大的光伏产品生产销焦国,2013年,我国多晶硅产量8.4万吨,多晶硅进口量达到8万吨,电池组件产量约26000兆瓦,占个球份额超过600k,出口量16000兆瓦,出口额约127亿美元。

  我国光伏产品的主要销焦对象是欧美国家,国内对光伏产品的需求不大,导致我国光伏产品的产能出现了过剩的问题2000年以来,我国的光伏累计装机容量虽然一直在稳步上升,但是到2009年也仅仅是达到了270兆瓦,比起当年4000兆瓦的年产量,内销所占百分比不足70%,即使是到了2012年,光伏电池组件内销比例也不足30%,有着世界五分之一人口的中国却出现了严重消费不足的问题,而且根据对全球光伏产量和需求量的估算,产能过剩的情况将还会持续至少三年以上。

  由于我国东部地下。经济较为发达,城市的建设已经具有一定的规模,相应的电网系统也已经完善成型,无法对光伏产品进行大规模的应用。所以我国光伏发电的市场主要应用于农村和偏远地下,集中在通信行业和工业用电,也有一部分应用在并网发电系统,只不过光伏并网发电系统的份额很少,所以光伏市场在我国内的发展情况并不容乐观。

  近几年,我国许多地方都掀起了新能源开发热潮,上百个城市提出建立新能源基地。就拿原材料多晶硅来说,2012年国内多晶硅产能为19万吨/年,实际产量、进口量和需求量分别为6. 3万吨、8.2万吨和15万吨。这一数据充分揭露了多硅晶产能过剩的问题。

  我国光伏发电行业起步晚,发展相对缓慢。光伏发电最上游原料多晶硅和最下游的应用都在国外。由于核心技术缺乏,我国所用的多硅晶绝大多数依靠进口,同时98%以上的太阳能电池都用于出口。这种原料和市场两头在外的产业,大幅度消耗我国能源,造成大量污染。

  虽然太阳能开发利用取得了很大提高与发展,但太阳能使用率却并不高,甚至不到总能耗的1%。高成本严重制约了其广泛应用。导致高成木最主要的原因太阳能的存储技术。目前主要使用的是高成木的压缩空气和电池存储。国内多硅晶生产成本约70美元每千克,然而,国际大企业的成木每千克却只需要25到30美元,并且质量高于国内。这就导致国内下游企业纷纷进口国外低价高质的多硅晶。目前,光电薄膜技术中最成功的是碲化辐。这一技术,必须依赖于蹄这一世界稀有金属。近年来,蹄的价格迅猛增长,由于受其稀有性的约束,只要扩大薄膜太阳能电池生产,碲资源就必然更加短缺。目前,碲主要是从铜里面提炼出来的,随着开发成木变高,蹄的价格必然会上涨。

  虽然光伏发电是绿色环保产业,但是发电过程中必须要用到多晶硅。多晶硅的提炼过程中耗电量非常巨大。国外领先企业综合耗电量月150KW.j/kg,然而由于工艺水平影响,我国综合耗电量几乎是国外的2倍。太阳能电池其它环节也需要耗费一定的电量。

  产品质量和成木效应直接决定了企业能否在国际多晶硅行业生存和发展。核心技术缺失导致提炼多晶硅的纯度不够。直接导致了产品质量相对较差,国际竞争力降低。

  对光伏发电部分的补贴双轨可以统一为电价补贴,补贴资金全部通过可再生能源电力附加解决;简化补贴发放流程,权利下放地方相关电网企业;国家通过相关措施应尽快打通西部地区向东部缺电地区电力输送的通道,以解决西部光伏电力消纳问题;完善分布式光伏发电机制;

  认清光伏发电相关标准与国际的差距,积极参与国际光伏行业的标准制定工作,尽快完善行业标准;建立高端光伏实验室,积累和提炼相关经验,使得国家具有新标准的研发能力;建立太阳能标准测量和标定平台,使得光伏行业具有与世界太阳电池测量标准相对应的标准测量与标定体系,从而填补国内这方面的空自;国家应该加大光伏行业破产整合力度,使得行业有利平稳的发展。

  在进行太阳能光伏电站运行管理时,要进行政府的统一监管,同时进行规范企业的管理制度。政府等相关的管理部门要制定出一套完善的管理制度,以规范其管理。企业内部进行管理的时候要明确其部门职能,按照当地的实际情况进行管理。在进行管理时要设立相关的监督部门进行管理监督,减少管理人员的不规范行为,提升管理效率。

  在进行管理时,企业要加强对相关管理的专业素质的培养,提高相关人员的综合素养,使其在面对紧急的事情可以及时的处理。要加强对技术人员的技术培训,及时发现电站的运行问题,及时维护,减少损失。

  由于太阳能光伏电站大都建立在比较偏远的地方,因此对于分布式光伏电站,政府要进行用户居住地的管理,将游牧民族的居住集中在供电区域附近,供电站能够满足其范围内的用户供电。根据当地的用户情况进行电力的合理配置,使之既能满足用电需要,同时还能减少资源的浪费,最大效率的利用资源。

  光伏电站运营管理模式主要有三种:第一种是承包商建设光伏电站,光伏电站项目业主管理光伏电站模式,业主在光伏电站建设初期投入工作,在光伏电站全部竣工验收前完成庞大的人员培训计划和维护光伏电站网络建设计划,光伏电站管理成本大,光伏电站建设需要政府在资金和政策方面给予大力支持;第二种是总承包商成为业主并经营管理电站模式,总承包商在光伏电站项目建设的同时利用光伏电站项目建设资金完成的机手的培训和运程监控管理系统,待光伏电站项目竣工验收合格后,光伏电站项目要有高素质专业维护管理人员,使光伏电站项目运行维修网络系统正常运转,实现光伏电站项目远程监控管理。

  据欧洲光伏工业协会EP1A预测,太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位,小但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

  总言之,近年来面对日益紧张的能源消耗和日趋严重环境污染,开发利用清洁能源成为全球可持续发展的不二选择,太阳能发电正在逐步得到研发投产,光伏电站建设是开发利用太阳能的有效途径。在以后的实际发展过程中要得到一定的重视。

  [1]向树民 唐海涛 周兵. 中国太阳能光伏产业的发展现状及前景[J]. 资源节约与环保,2014,07:18-19.

  [2]李建春. 小功率太阳能光伏并网发电技术研究[J]. 电子世界,2014,12:45.

  21世纪是一个全新的时代,科学技术不断发展,经济社会不断进步。但是在新的发展时期人类社会也面临着不可再生资源不断减少的局面,能源危机是我们必须面对的问题。为了解决能源问题,开发新能源是非常有效的途径,尤其是一些可再生资源,具体包括风能、水能和太阳能等等。现阶段,太阳能越来越受到人们的青睐,这主要是因为太阳能属于清洁能源,对环境无影响,以及不用担心能源耗尽的问题。如何合理的利用太阳能资源是人们关注的焦点问题,目前光伏发电是一种利用太阳能资源的主要方式。本文以光伏发电为研究对象,首先对国内外光伏发电的发展现状进行了综述,接下来探讨了光伏发电最大功率点跟踪技术的发展现状,最后论述了光伏并网对电网的影响和解决方案。

  上世纪七十年代我国开始关注光伏发电问题,迎来了光伏发电的起步期。此后,大量的学者投入了光伏发电的研究中,我国政府也十分支持光伏发电在我国的发展,光伏发电在我国迅速迎来了飞速发展的时期。经过一段时间的发展,我国已经构建了七座发电量大于二十千瓦的光伏发电站,三个大型光伏并网发电站,这三个并网发电站的构建是我国新能源行业里程碑式的存在。

  我国光能资源丰富,人口众多,对电能的需要量也很大,光伏发电是非常值得在我国推广的。有关专业人员表示光伏发电在中国的市场前景广阔,研究光伏发电具有十分重要的现实意义。

  美国是最早开始关注太阳能和光伏发电的国家之一,二十世纪末之前,美国在光伏发电领域一直处于龙头老大的位置。进入21世纪以来,美国的领先地位逐渐被日本和欧洲所取代。日本十分重视对太阳能资源的利用,这主要和日本的国情有关,众所周知日本是一个资源匮乏的国家。

  总的说来,光伏发电正受到全世界的广泛关注:太阳电池组件容量不断提高,但是单价却不断的减少;太阳电池组件的工作时间不断增加;光伏电站的数量不断增加等等。

  光伏发电的最大功率点跟踪技术是光伏发电中的关键技术,比较常见的光伏发电的最大功率点跟踪技术有恒定电压法、扰动观测法、导纳增量法等等,下面分别具体介绍一下:

  可以影响光伏阵列输出功率的因素有温度和辐照度,其中影响比较大的因素是辐照度。相关研究发现在辐照度变化时,和光伏阵列最大输出功率相对的输出电压不会产生太大的波动,所以可以得出这样的结论:最大输出功率和恒定电压是一一对应的关系。恒定电压法的劣势是没有考虑温度因素对光伏阵列输出功率的影响。

  扰动观测法的主要思想就是将小范围的电压波动加载到光伏阵列中,然后观测输出功率的变化情况,进而明确最佳的方向并找出最佳的电压值。扰动观测法的优势就是操作简单,结果准确度高;劣势是需要持续不停的加入扰动。

  导纳增量法的思想是:根据光伏阵列P-V曲线的特点,可以发现在功率最大值点,功率对电压的倒数等于0。观察输出电导的变化量,一旦变化量出现小于零的值,此时说明该点就是最大功率点。导纳增量法的优势就是跟踪性能良好,结果准确度高;劣势是操作复杂,需要性能好的微处理器的支持。

  所谓孤岛效应指的是当电力系统因为某些原因而不能运行时,使用者一端的光伏并网发电系统可以结合附件的负荷构成一个自给自足的供电系统。孤岛效应会将维修人员至于危险中,还会给整个电力系统带来危害。解决孤岛效应的有效措施是主动式和被动式保护。光伏系统中应该融入防孤岛效应保护措施,有效的方式孤岛效应的出现。

  光伏并网在正常工作时需要许多电子设备的支持,从而出现很多干扰谐波。造成谐波污染。现阶段,解决谐波污染的方法有实时检测技术、谐波电流补偿、使用四桥逆变器等等。

  光伏并网逆变器在运行中会出现无功补偿问题,现阶段,解决谐无功补偿问题的方法有设置无功补偿装置、通过检测无功电流确定补偿电流值等等。

  辐照度是影响电压闪变的关键因素,而电压闪变可以影响电能的质量。具体来讲,辐照度对电压闪的影响随着辐照度该变量的增加而变大。

  光伏发电系统对逆变器的要求主要有五个,分别是:第一,全自动开启和关闭;第二,具有良好的最大功率点跟踪功能;第三,必须可以保证电能质量能够达标;第四,有效的避免出现孤岛效应;第五,容量、电压等可以达到要求的标准,可以有效的抵制外界的干扰。

  随着时代的发展,逆变器拓扑结构也在不断的更新和发展,最开始的拓扑结构是单级的,后来逐渐变成了多级拓扑结构。近年来,又出现了无变压器结构、电网频率变压器绝缘结构和高频变压器绝缘结构。逆变器拓扑结构对整个光伏系统是非常重要的,随着光伏系统的不断发展,开发多模式逆变器成为了人们关注的问题。

  太阳能资源是一种清洁的可再生能源,如何开发太阳能资源以及如何充分利用太阳能资源是人们十分关注的问题。本文以光伏系统为研究对象,探讨了光伏系统中的最大功率点跟踪技术,论述了光伏并网对电网的影响,以及如何解决这种影响,希望可以为研究光伏电网、构建光伏电站提供一定的参考。

  [1]艾欣,韩晓男,孙英云.光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望[J].现代电力,2013,01:1-7.

  [2]肖华锋.光伏发电高效利用的关键技术研究[D].南京航空航天大学,2010.

  太阳能作为可再生资源,在应用过程中逐渐呈现出清洁环保特点,为此,为了推进“节能型”建筑设计理念的发展,要求建筑行业在实践建设项目实施过程中应注重综合太阳能资源所占面积为地区总面积的2/3的条件,设置太阳能光伏系统,最终通过大规模太阳能的利用,提升整体建筑成效,达到最佳的建筑设计状态。以下就是对太阳能光伏技术的详细阐述,望其能为当代建筑领域的快速发展提供有利的参考,并带动其不断更新自身技术手段。

  太阳能光伏技术,即利用太阳能电池板太阳光接收功能,将太阳光转化为电能,存储于蓄电池内部,作用于直流电器等领域中,达到节能发电状态。同时,就当前的现状来看,太阳能光伏技术在应用过程中更为注重强调对晶体硅、非晶体硅等硅元件的应用,即由于晶体硅效率为7%~10%,且1kW太阳能所产生的电能为70W~100W,因而发电功率较高。为此,为了打造良好的发电空间,要求我国建筑领域在可持续发展过程中,应利用硅元件作为光伏元件,由此达到最佳的作业效果。此外,从太阳能光伏技术应用角度来看,单一太阳电池被广泛应用于实践作业过程中,同时在单一太阳电池发电环境下,要求相关技术人员应注重结合电子学特性,对半导体材料进行选择,例如,P型或N型导电类型的应用等。同时,在硅晶体二极管布设过程中,为了打造良好的太阳能发电环境,应结合太阳光谱波长

  第一,太阳能电池板,即为了实现对太阳能的有效利用,在太阳能光伏系统布设过程中,应注重将多个电池以并联或串联的形式进行连接,继而将太阳光能转化为电能,满足电能供给需求。但在太阳能电池板配置过程中,应注重采用钢化玻璃封装形式,且将太阳能电池板运作环境温度控制在-40℃~+60℃之间,并保持风力强度

  第二,蓄电池,即蓄电池在太阳能光伏系统运作中承担着存储太阳能电池板电能的效用,因而在蓄电池部件设置过程中,应将蓄电池负载需求控制在标准范围内,达到稳定性系统运作状态[1]。

  第三,控制器,即在太阳能光伏系统运作过程中为了实现对蓄电池充电、放电条件的控制,应于太阳能光伏系统核心部分设置控制系统,即实现对负载过电流、过放、过充等现象的控制,最终对系统形成良好的保护。

  太阳能光伏技术的BAPV应用,要求建筑单位在实践工程项目开展过程中,为了打造良好的建筑空间,应注重在实践工程项目实施过程中对光伏方阵进行封装处理,且直接以光伏发电系统的形式安装至建筑物表面,由此达到发电效用。例如,某建筑单位在工程项目实施过程中,为了获取充足的电能资源,即采用了BAPV应用方法,同时注重在光伏发电系统设计过程中,采用H型钢设计形式,并保障光伏系统为纵向主支撑系统型钢,且将光伏电池板与建筑间的通风距离控制在标准范围内,继而达到发电效果,并规避电池板温度过高等问题的凸显。此外,在横向承接型钢设计过程中,为了简化施工环节,提升整体工程质量,采取了C型钢设计方法,从根本上规避了构件、线路间连接问题的凸显,达到了最佳的作业效果[2]。另外,就当前的现状来看,部分建筑单位在BAPV应用过程中,为了增强建筑美观性,注重采取建筑金属屋面安装方法,由此来增强整体发电功能,同时满足用户视觉需求。即在建筑行业发展过程中,强调对太阳能光伏技术BAPV的应用是非常必要的,为此,应提高对其的重视程度。

  BIPV即太阳能与建筑一体化应用方式,要求当代建筑单位在利用太阳能资源进行发电过程中,应注重从设计、施工、安装等角度出发,保障太阳能、建筑间的完美结合,同时注重摒弃传统建设理念,利用光伏方阵代替外遮阳、外幕墙、物采光顶等部分,达到一体化的发电、节能降耗设计效果。此外,在BIPV应用理念下,为了打造一体化建筑空间,要求建筑单位在太阳能光伏系统设计过程中,应注重将隔热、安全、发电、隔音等效用融于一体,且以光伏采光顶、光伏雨蓬、光伏幕墙等形式,对光伏建筑一体化进行融合,达到最佳的太阳能光伏发电效果。而光伏幕墙在设计过程中,为了达到一体化设计效果,要求施工人员应注重于玻璃夹层中布设光伏方阵,同时确保光伏幕墙以护结构形式存在着,最终由此实现对太阳能辐射的吸收,提升整体发电效率[3]。另外,在采光顶一体化设计过程中,应注重配备电缆线、线槽盖板、线槽、单层铝板、光伏组件等部件,且依据太阳高度角,对采光顶节点进行调整,满足太阳能发电需求。

  在建筑行业可持续发展过程中为了增强整体发电作业效果,要求建筑单位在太阳能光伏技术应用过程中,应注重结合LED寿命为1×105h,光效高50-80lm/W、环保、安全的特点,在太阳能光伏系统设计过程中注重倡导太阳能、LED光源间的结合,最终由此规避传统发电中资源浪费等问题的凸显。此外,就当前的现状来看,在建筑领域实践工程项目实施过程中太阳能水泵亦得到了广泛应用,即为了降低整体建筑维修费用,当代建筑单位在水泵站建设过程中,注重由太阳能电池板提供交流电,继而带动水泵的工作,缓解干旱地区建筑发展需求,且为其提供良好的资源应用空间[4]。即在建筑项目实施过程中,太阳能光伏技术的应用有助于提升整体工程质量,为此,应提高对其的重视程度,推进建筑领域的可持续发展。

  【摘要】2014年以来中国光伏产业迎来了新的增长周期,然而由于对光伏产业认识的不全面和国内金融市场的不成熟,其融资存在

   我国光伏产业融资问题研究 我国光伏产业发展问题与对策研究 我国光伏产业政策存在的问题及改进建议 我国光伏产业发展面临的问题及应对策略 我国光伏产业遭遇“双反”调查现状及对策 我国光伏产业发展的风险及应对策略 我国光伏产业发展遭遇的反倾销影响及对策 我国光伏产业未来发展方向及主要的问题 金融支持我国光伏装备产业健康发展的对策研究 “双反”调查背景下我国光伏产业发展的对策探讨 我国光伏产业发展现状及政策探析 我国光伏产业遭遇双反调查原因分析 我国光伏产业发展环境及其战略路径的SWOT分析 我国光伏产业国际竞争力影响因素实证分析 我国光伏产业遭受欧美反倾销案例分析 基于因果关系图的我国光伏产业市场技术现状分析 影响我国光伏产业市场技术内部因素分析 我国光伏企业发展对策 我国光伏产品出口问题研究 我国光伏发电有关问题研究 常见问题解答 当前所在位置:l 2016-01-05.

  [15]谢冬冬.新能源产业融资困境及项目融资模式分析[J].南阳师范学院学报.2014(08):23-26.

  基金项目:广东省教育厅科研项目育苗工程人文社科项目资助“东亚区域经济一体化与外需主导经济增长模式转型”(2013WYM_0059)。广东省哲学社科共建项目“中国经济转型重塑东亚生产贸易网络的机制及效应”(GD16XYJ33).广东金融学院人才引进科研项目(2013RCYJ002)。

  作者简介:张海霞(1981-),女,汉族,河南焦作人,广东金融学院经济贸易系讲师,暨南大学国际贸易博士学位,研究方向:东亚经济贸易、光伏产业;通讯作者:孙旭(1981-),男,汉族,河南南阳人,广东工业大学管理学院讲师,中山大W管理科学与工程博士学位,研究方向:管理心理学和产业经济。

  随着能源短缺与能源需求的矛盾日益突出,能源价格会不断升高,严重阻碍了社会发展的步伐,寻找可再生能源,走可持续发展道路迫在眉睫。太阳能作为一种最常见的可再生能源,不仅分布广,无污染,而且可再生,被国际上认为是最好的化石能源替代品[1]。

  太阳能光伏产业作为可再生能源产业,引起了各国政府的重视和大力支持。很多国家正积极研究光伏发电技术,并出台分布式光伏发电的财政补贴等政策,以促进光伏产业的快速发展,来应对能源短缺现象[2]。

  光伏发电技术是一项优化未来能源构成的高新发电技术,分布式光伏电站的快速发展将加速远程监控系统的开发和推进相关技术的市场需求。随着计算机网络技术和通信技术的快速发展,远程监控系统将成为一种重要的手段。

  分布式光伏发电特指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。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,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。

  分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电,就近使用,就近转换,就近并网的原则,以满足特定用户的需求,可以有效提高同等规模光伏电站的发电量,还可以降低电力在升压及长途运输中的损耗。具有以下特点:

  一是输出功率相对较小,一般而言,一个分布式光伏发电项目的容量控制在数千瓦以内但小型光伏系统相比大型的投资收益率并不会降低;

  三是可以在一定程度上改善当地的用电状况,但是分布式光伏发电的能量密度相对较低,并不能从根本上解决用电紧张问题,而且具有间歇性;

  此外,还有安全可靠性高,抗灾能力强,非常适合于远离大电网的边远农村、牧区、山区供电,不需要远距离输送电力,成本低、效率高[3]。

  分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池阵列、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,分布式光伏发电系统的太阳能电池阵列组件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。

  分布式光伏发电倡导尽可能就地消纳,通过配电网接入电力系统,配电自动化系统需要对光伏发电进行监控和管理,以保证电网的安全可靠运行。分布式光伏发电一般在农村、牧区、山区,发展中的大、中、小城市或商业区附近建造,通常建在工业厂房、公共建筑以及居民屋顶上。这给分布式光伏电站的监控和管理都带来了挑战,我们可以通过远程监控来解决这一难题。

  (一)通讯技术。分布式光伏发电系统的通信方式有多种类型。主要取决于城市中心、市区、郊区、农电等不同的地理位置。通信介质也分多种,包括:光纤、电力线载波、无线等方式。光纤通信具有容量大、传输距离远、抗电磁干扰、无辐射等特点,是市区配电网自动化首选的一种通信方式。随着光纤通信技术的不断普及和发展,其性价比也比较适中。无线方式通信实施比较方便,而且布置灵活,但容易受干扰。电力线载波通信方式比较适合农电及远距离线路,价格也相对便宜。

  (二)监测系统的构成。由数据采集系统、数据传输系统、数据中心组成。数据采集系统应至少包括环境监测设备,电参数监测设备等。

  1.数据采集。数据采集是指从传感器和其它待测设备等被测单元中采集需要的数据,送到上位机中进行分析、处理的行为。电压传感器用于采集光伏阵列的输出电压、蓄电池电压、逆变器输入电压、直流负载的输入电压。电流传感器用于采集光伏阵列的输出电流、蓄电池电流、逆变器输入电流、直流负载的输入电流。智能传感器用于采集逆变器的输出电压、电流、功率、功率因数。温度传感器和调理板用于采集室外、光伏组件和蓄电池的温度。辐照仪用于测量水平面的太阳总辐照度和光伏阵列表面的辐照度。

  2.数据传输系统。电站数据监测系统中监测装置与数据采集装置之间、数据采集装置与数据中心之间的数据传输。根据分布式光伏电站、电力部门的不同情况选择相应的通讯方式进行数据传输,并确保数据传输的方便和安全。

  3.数据中心。通过实现统一的数据定义与命名规范,集中多个光伏电站数据的环境。软件部分是整个监测系统的核心,从传感器采集得到的信息量将全部送至该部分进行数据处理和显示。提供了强大的图形界面,显示画面生动,一目了然。

  中国光伏产业的发展曾过度依赖国外市场,尤其是欧洲市场,受欧债危机、欧盟及美国“双反”等事件的影响,国外市场持续低迷,中国光伏产业的持续发展也因此呼吁国内光伏市场的快速启动。

  目前分布式光伏发电已被广泛应用在家庭供电、道路照明、景观照明、交通监控、大型广告牌、发电站,市场规模逐步扩大,呈现出广阔的市场前景。2012年12月19日,国务院召开常务会议提出要着力推进分布式光伏发电,鼓励单位、社区和家庭安装和使用分布式光伏发电系统。在《关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》文件中,将在每个省建设500MW分布式光伏的规模化应用示范区[4],这是国内启动的至今最大的光伏项目,这些政策极大鼓舞了国内分布式光伏产业的发展,我国分布式光伏产业迎来了重大的挑战和机遇。

  [1]陈晨,陈明明.太阳能光伏发电现状分析及发展方向[J].动力与电气工程,2013.

  [2]王斯珍.我国已成为全球主要太阳能电池生产国[J].四川水利发电.2008(124):14-15.

  无论是从世界的角度还是从中国来看,常规能源,如煤炭、石油、天然气,都是很有限的。随着人类社会的不断壮大发展,这些常规能源已渐渐满足不了人类的需求,同时,常规能源如煤炭,还会对环境造成污染,种种原因都导致了人们开始不断探索、发展新型能源技术,而太阳能就是典型的新型能源。

  太阳能是属于可再生能源,具有很多特性:如清洁性、广泛性、充足性等,是人们探索、发展新型能源中的重要分支,而利用太阳能发电的光伏发电技术又是其分支上的重要领域。与常规能源发电系统相比,光伏发电的优点主要体现在:(1)可再生;(2)无污染;(3)利用方式较灵活,可利用建筑屋面;(4)较大型发电站相比,占地较少,适用于小型场所等。

  光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光伏发电上游为原材料硅片制造、中游主要是太阳能电池板组件的生产,下游是太阳能发电站或分布式太阳能建筑物。其中中游电池板组件的主要原材料分为三种:单晶硅、多晶硅及薄膜,三种原料的太阳能转换率不同。

  光伏发电的类型主要分为集中式光伏电站及分布式光伏发电。集中式光伏电站就是利用太阳能发电的电站,太阳能组件将太阳光照射产生的光能转为直流电,然后直流电再经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电,从而直接汇入公共电网;而分布式光伏发电,一般是利用建筑物,将太阳能组件与建筑物相结合,如屋顶太阳能装置(图1为屋顶光伏发电装置),将太阳能组件装置在屋顶上,当太阳光照射在屋顶安装的电池板上时,太阳能系统将光能转为直流电,然后逆变器再将直流电转化成交流电汇入电网系统,由于薄膜材质的柔软性,特别适用于这种建筑物光伏发电设备。这种装置投资相对较小、建设周期较快、占地面积小、可利用建筑物自身资源以及政策支持力度大(电网补贴)等优点,是目前光伏发电的新趋势。

  目前,光伏发电产业在我国蓬勃发展。截至2015年底,我国太阳能光伏发电累计并网容量达到4 158万kW,同比增长67.3%,约占全球的1/5,成为世界光伏第一大国。2015年国家电网公司累计受理申请光伏并网户数23 360户,累计受理容量575万kW;累计并网户数20 312户,累计并网容量473万kW,其中华东分布式光伏累计并网容量302万kW,占并网总容量的64%。2015年,全国累计光伏装机容量超过100万kW的省区达到11个。西部省区重点建设集中式光伏发电,甘肃、新疆、青海装机容量超过500万kW;而中东部地区重点建设分布式光伏发电,江苏、浙江、山东、安徽分布式光伏规模超过100万kW。“十二五”期间,太阳能发电装机容量年均增长177%。

  在政策引导和市场驱动下,我国光伏产业发展将会继续向好,这几年政府不断出台各种有利于光伏发电产业发展的相关政策。详见表1光伏行业政策表。

  由于光伏发电行业多涉及大型发电设备,即使是分布式光伏系统,也会涉及光伏装置,所以特别适用于融资租赁进行融资。融资租赁是一种包含出租人、承租人、供货商三方的融资形式,它的模式主要分为直租和售后回租两种:(1)直租是指出租人与承租人签订融资租赁合同,出租人从承租人指定的供货商那里买入指定的设备,再出租给承租人使用,承租人享有设备的占有权,使用权及收益权,待租赁期限结束后,承租人可选择以约定价格买入设备或停止继续租入。在与光伏发电企业合作中,出租人从设备制造商处购买电站组件,制造商将电站组件交给承租人,由工程承包商进行施工建设,承租人在租赁期间按期向出租人支付租金。(2)售后回租是指承租人将自有设备转卖给出租人,同时再与出租人签订融资租赁合同,将该设备从出租人处租回的模式。运用这种模式,可以优化承租人的资产负债结构,将承租人本身拥有的固定资产卖给租赁公司,卖出的金额转为承租人的银行存款,而负债增加的部分为每期应付给租赁公司的长期应付款,这部分负债以每期租金的形式支付给租赁公司,并且企业还可以跟租赁公司协商具体的租金支付计划,以减轻企业一次性还款的压力,从而使企业现金流增加,解决企业资金紧张的局面。在与光伏企业合作中,这种模式适用于项目公司已建成,电站设备已处于在建状态或建成状态,项目公司将电站出售给租赁公司,租赁公司根据电站的实际运营情况以及投资总额确定融资额度,项目公司作为承租人再从租赁公司租回电站,项目公司每期向租赁公司支付租金。

  目前我国融资租赁公司分为3类:(1)由银监会监管的金融租赁公司;(2)由商务部监管的融资租赁公司;(3)由商务部监管的外资融资租赁公司。截至2015年,我国金融租赁公司共有49家,非金融租赁公司共有4 459家,分布最多的城市为北京、上海、广东、天津、江苏、浙江。

  融资租赁与光伏发电相结合,已经发展为光伏行业一种较为成熟的融资方式。由于自2013年起,光伏行业被银行定为产能过剩行业,大部分光伏企业很难再从银行那边得到新增授信,因此更多的光伏企业转向了融资租赁公司寻求帮助。在各个租赁公司的博弈中,由于金融租赁公司拥有较低的成本、较多的资金,因此在大型电站融资租赁方面具有较多的优势,目前国银金融租赁、华夏金融租赁已在光伏行业融资租赁这块大蛋糕上切出了一大部分,而2016年初,中信金融租赁也与江山控股签署协议,为其建设光伏电站提供100亿元的授信。小型电站由于自身信用状况较差,加上光伏发电建设周期较长,回款较慢等原因,较难得到融资。

  在融资租赁的模式上,我们也在不断探索学习,如美国SolarCity公司的太阳能租赁模式。在这种模式下,SolarCity出租其光伏发电系统的装置,为用户提供其设计、安装和维护全过程的服务,再通过收取客户的租赁费,以及政府补贴,在未来20年内获得持续稳定的现金流。用户可选择首付款的金额,首付款的金额越高,今后的租金就越少,而租金包括了系统平时的维护费用,在租约期满后,用户可选择停租、续租或购买设备。对于用户来说,通过这种模式能以较低成本获得光伏发电系统产生的电能,从而减少日常电费开支,用户和SolarCity得到双赢局面。

  [1] 中国融资租赁三十人论坛.中国融资租赁行业2015年度报告[S].中国经济出版社,2015.

  最近这些年,能源危机、环境污染等问题越来越严重,人们不得不去寻找一中新型清洁能源、可再生能源。如风能、太阳能和水能。现在的太阳能发电主要有两种形式,其中光伏发电因其规模可大可小,建设时间短,维护简单,被各国争相研究。但是我国的光伏发电仍处在起步阶段,发展水平远落后于发达国家。近几年随着我国经济快速发展,光伏发电的发展也尤为重要,所以我们必须认清光伏发电的现状以及存在的问题,只有这样才能更好地促进该产业健康发展。

  环境问题在最近几年变得越来越突出,多以绿色发展理念的倡导越来越刻不容缓,全世界已经将低碳经济定位经济发展的方向和导航标,也越来越重视太阳能光伏产业。

  大力发展战略性新兴产业,例如节能环保、新能源等,在我国“十二五”规划纲要里被提出,新能源产业发展的中点也转向太阳能热里利用以及光伏光热发电、生物质能等。太阳能光伏产业发展收到各方面的的重视,目前我国的太阳能光伏产业链已经趋于完整。

  随着我国的太阳能光伏发电的大规模应用以及快速发展,多晶硅大规模产业化生产及应用技术形成了较为成熟,从现有的生产工艺水平看,我国已可实现整个多晶硅生产产业链和系统内部的封闭运行,排放水平已接近零。各国的光伏发电规模不断的快速增长,但是我国光伏发电的增速必将将远高于其他各国的平均水平。

  在光伏发电大国调控措施下,其成本下降迅速,光伏产能普遍过剩,而其市场面临的发展环境较为复杂。在这样情况下,世界及我国光伏发电规模仍会快速增长,且我国光伏发电的增速将远高于世界平均水平。

  目前来看其持续增长不会改变。最近几年各个光伏发电的国家纷纷调整电价补贴政策。这些国家实行这些目的就是为了避免由于其本下降太快而引发市场过热和行业暴利。最近的一次事件:在日本的福岛,其第一核电站核泄漏,这起事件引发了部分国家对核电前景的担忧,但是同时推高了政府对其发展的预期。

  2011年12月18日,在召开的太阳能光伏市场与装备制造论坛上,我国可再生能源学会理事长石定寰讲话,呼吁光伏企业需要在根据市场情况,在适时的调整企业发展战略,预计2011年光伏产品可能出现阶段性产能过剩,在2011年的高速增长之后,2012年可以看作是光伏产业的调整年。

  近日国务院出台《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》提出:2015年太阳能发电装机容量将达到2100万千瓦以上,建立适应太阳能光伏分布式发电的电网运行和管理机制,光伏发电系统在用户侧实现平价上网。2020年太阳能发电装机容量达到5000万千瓦以上,光伏发电系统在发电侧实现平价上网。

  为了扩大内需,各企业纷纷投向国内市场。成本的降低,国家政策的推动,使得国内光伏发电产业,技术不断进步以及规模化不断扩大,而且国家出台特许权招标、光电建筑补贴等多项激励性政策,这使得国内的光伏发电市场预计会出现出现爆发式的增长。

  根据实际数据,我国光伏发电现在占据世界主导地位而且设备制造也不断的快速发展、增长,我国的光伏发电前景一片大好。

  我国进入光伏发电技术领域比较晚,目前并网电站现在都还处于试验性并网状态,并网易产生谐波、三相电流不平衡,输出功率不确定性易造成电网电压波动、闪变,因此需要满足一定的并网技术标准。

  在2005年的《光伏系统并网技术要求》为推荐性国家标准,《光伏发电站接入电力系统技术规定》为指导性国家标准,且已超使用期限。2009年,国家电网公司了《光伏电站接入电网技术规定》(试行),但该标准对光伏电站分类较为粗放,缺少有针对性的细化条款。千瓦级小型屋顶并网光伏发电系统可能是未来我国分布式光伏发电应用的重要发展方向,但该标准并没有对接入220伏居民电压的技术要求作出相应规定。

  国际市场上,国外的设备价格比较高,而且远高于国内。同时特许权招标项目业主为了压缩成本,也倾向于采购低价设备,所以国内市场上以次充好的问题屡见不鲜,没有好的设备,工程的质量就难以保障。随着我国科技的不断发展,现在我国已经具备检测光伏产品和入网的能力,不过在检测认证管理办法上还是有所缺失。没有统一的管理办法,没有出台强制性的办法。

  为了更好的发展我国的光伏发电产业,使其健康协调发展,所以需要电力系统和国家的各方共同努力。

  首先要完善其相关政策法规,光伏发电产业在国家政策的驱动下,其产业的发展有赖于稳定的市场预期和发展前景。特许权招标项目执行招标电价,价格竞争导致中标电价大幅低于实际成本,通过总结,应尽快确定光伏发电上网的分区标杆电价政策,并建立滚动调整机制。而且还应拓宽可再生能源发电的发展资金来源,适当提高可再生能源发电的电价附加水平,确保财政支持到位。

  其次要科学制定规划,规划以后必须严格执行。为了防止无序发展带来的一系列问题,政府能源主管部门应严把规划关,根据国家可再生能源总体规划,科学合理地制定光伏发电发展规划。以中长期规划指导年度规划,以年度规划指导项目核准。规范项目核准程序,避免“一哄而上”。

  最后全力做好光伏并网服务工作电网企业应该以严格的要求和积极的姿态对待光伏发电并网的问题。一方面,要从履行社会责任、服务国家能源战略大局出发,积极推动光伏并网工作;另一方面,要以严格的管理规范行业发展。抓紧研究相关技术标准,填补标准与规定的空白,滚动修订完善现有标准。

  我国资源辽阔,但是人均资源占有的少,而太阳能资源相当丰富,现如今全球进入能源危机,所以发展可持续、可再生能源尤为重要。根据国家政策,必须走可持续发展道路,从我国未来社会经济发展的战略看,太阳能光伏产业必将是我国能源的保证。是我国更好的建设低碳社会,推动经济发展的重要方向。

  [1] 李南翔,赵勇.关于低碳经济的几点思考[J].能源技术经济,2010,22(8):1-3.

  孤岛效应就是当正常供电因故障或停电维修而中断时,各个用户端的太阳能并网发电系统未能及时检测出停电状态而将自身切离城市供电网络,而形成由太阳能并网发电系统和周围的负载组成的一个电力公司无法掌握的自给供电孤岛。一般来说,孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响。

  近几年太阳能直流负载系统如交通信号灯、景观照明、装饰照明等,以草坪灯、庭院灯、小功率路灯为主,得到一定程度的推广应用,并逐渐向室内地下停车场、楼道灯等24小时照明的交流负载系统应用方面发展,在节约能源方面可取得较好效益。目前太阳能光伏发电技术仅在国内部分地区,尤其是市政能源建设薄弱或者公共电力供应不能到达的地区得到应用,如在内蒙古、新疆等风能资源丰富、光照强烈、日照辐射均衡的地区得到了较快发展,而北京市响应绿色奥运的精神,在新农村建设中将郊县约2万盏的路灯更换为太阳能灯具。

  (1)在技术方面核心技术受控于其他国家,产品成本高。2007年9月的《中国光伏发展报告》称,中国光伏产能列世界第三。虽然国内光伏发电产业产品组装能力居世界第三,但是将硅原料提纯成晶体硅、晶体硅铸锭切片,以及发电的逆变控制等核心技术一直被国外垄断。中国的光伏发电产业实质上是在为国外企业“代工”,这也是国内光伏产品价格始终居高不下的主要原因。因为缺乏核心技术,目前国内太阳能产业链已经形成这样一个“怪圈”:中国廉价出口硅金属,国外企业提纯后高价卖给中国太阳能电池生产企业,国外企业再购买电池,然后制成各种终端产品在市场上销售。

  (2)在市场方面我国光伏发电市场发展缓慢,目前太阳能光伏发电产业两头在外,即上游的多晶硅材料和最下游的应用都在国外。国内生产的太阳能电池98%用于出口,相当于大量输出国内紧缺的能源。美国、日本、德国、俄罗斯都能生产比较好的多晶硅,我们国家也能生产,但产业程度不一样、技术含量也不一样,我国现在真正具有知识产权的产品很少,距离国外先进水平还差的很远,现在依然没有特别成熟的企业。

  (3)在环境方面污染问题日渐突出,虽然太阳能是绿色能源,但太阳能上游的组件和硅原料加工却是高污染行业。太阳能薄膜电池产品在制造过程中,会排出四氯化硅、氯化氢、氢气等尾气。特别是四氯化硅,如果不做处理,就会溶解变为盐酸等物质,污染土壤。与很多高耗能、高污染行业一样,欧洲国家无法承受在本国生产的负面影响,所以中国才得以成为太阳能世界制造中心。

  (4)在产业方面由于产品长期出口,中国太阳能光伏发电行业内的企业往往各自为战、组织松散,在需要一致对外的时候难以统一。太阳能光伏发电企业以前并没有注重行业内的合作,在遭遇反倾销危机时产业协调一致非常必要。但实际上,中国太阳能光伏发电行业里却并没有一个公认的行业组织和协调机制来协调大厂之间、大厂与小厂之间错综复杂的利益关系,仅有的几个省级光伏产业协会能够起到的作用也非常有限。

  太阳能光伏发电技术的进步,需要大力发展太阳能光伏产业。通过与实际应用相结合,实现技术创新和可持续发展,有效突破太阳能光伏发电技术的瓶颈。为解决上述问题,提出四点建议:

  (1)积极研发创新技术。如着力开发“第三代”光伏发电技术,降低光伏发电系统成本,这是我国光伏发电产业发展之关键。“第三代”光伏发电成本,即“4倍聚光+跟踪+太阳能炼硅+晶体硅(P型或N型)+薄膜”技术的光伏发电成本,成本的降低必将有力推动光伏发电产业在我国的大规模应用。

  (2)通过财税政策和专项资金,促进薄膜电池等太阳能光伏电池核心技术研发。鼓励优势企业进行高纯度硅料等核心技术和薄膜电池等新兴技术的研发,使国内太阳能光伏电池产业发展逐步摆脱核心技术在国外的格局。

  (3)制定太阳能光伏发电行业技术经济和环保门槛。为促进太阳能光伏发电产业的可持续发展和竞争力提升,国家应出台相关政策来规范太阳能光伏电池相关产业投资必要的技术经济和环保门槛,避免“遍地开花”的乱象,鼓励技术水平高、竞争力强、环境友好的太阳能光伏发电产业集群和龙头企业的发展。

  20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。

  中国的光伏发电80年代开始起步,在国家“六五”和“七五”期间,中央和地方政府首先在光伏行业投入资金,使得中国十分微小的太阳电池工业得到了初步发展,并在许多地方做了示范工程,拉开了中国光伏发电的前奏。

  本文通过介绍我国光伏组件发展的现状,再而分析我国光伏组件发展中遇到的问题,并进行细致充分的比较,讨论我国光伏组件的方向及对策建议。

  1、2020年7月25日前,确定选题、查阅文献、收集资料、拟定协作提纲、制定并完成毕业论文开题报告。

  2、2020年8月20日前,将论文初稿交指导老师,由指导老师提出修改意见。

  早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”,简称“光伏效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。

  20世纪70年代后,随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问题日益突出,传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展,这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势,20世纪80年代后,太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。

  20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。

  世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期,发展更加迅速,1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%,生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。

  2006年的光伏行业调查表明,到2010年,光伏产业的年发展速度将保持在30%以上。年销售额将从2004年的70亿美金增加到2010年的300亿美金。许多老牌的光伏制造公司也从原来的亏本转为盈利。。

  光伏组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能,并送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。但是,随着微型逆变器的使用,可以直接把光伏组件的电流源转化成为40V左右的电压源,就可以驱动电器应用我们的生活当中。同时,光伏组件在不断创新,由于光伏组件在业内来讲叫做中国制造,应该有中国创造,进而出现光伏组件的升级创新产品,如光伏陶瓷瓦,光伏彩钢瓦,这类产品可以直接代替传统建材瓦片,还有了光伏组件的功能,一旦步入通用市场,将对光伏组件和传统建材造成一定冲击。

  光伏组件指具有封装及内部联结的,能单独提供直流电输出的,最小不可分割的光伏内电池组合容装置,由太阳能电池片或由激光切割机或钢线切割机切割开的不同规格的太阳能电池组合在一起构成。

  光伏电池片为光伏组件最重要也是最基本的发电单元,因此光伏组件质量很大程度上依赖于光伏电池片的好坏,因此组件厂家是否拥有自家的电池片厂,以自家电池片的质量可以作为一个重要的评估标准。

  一套家庭光伏发电系统主要由光伏组件、逆变器、支架、电缆以及其他零部件组成。通过本人了解,目前家用光伏发电系统的合理建设成本大概在1-5元/瓦,其中光伏组件的所占成本最大,几乎占到一半;逆变器可以占到5%-8%。对比前几年,整体上来说,确实是便宜了。

  目前,双面光伏组件有两条技术路线,即n型双面光伏组件和p 型双面光伏组件。双面光伏组件按照使用的电池类型主要可以分为3 类,分别是:n-PERT 双面光伏组件、n-HIT 双面光伏组件和p-PERC 双面光伏组件。各类型双面光伏组件的具体特点如表1 所示。

  与传统光伏组件只能利用正面入射的光照不同,双面光伏组件的背面也具备光电转换的能力。表征双面光伏组件的主要参数除了转换效率之外,还有一个重要的指标是双面率(Bifaciality),即背面效率与正面效率的百分比。n-PERT 双面光伏组件具有少子寿命高、无光致衰减效应、弱光响应佳、温度系数低的特点;且其双面率可达到90%,远高于p-PERC 双面光伏组件,背面发电量增益更高。在有限的安装面积中,n-PERT 双面光伏组件能提供更高的电力输出。n-HIT 双面光伏组件结合了晶体硅光伏组件和硅基薄膜光伏组件的优点,此类组件具有结构对称、低温制造工艺、开路电压高、温度特性好、光照稳定性好、双面发电等特点。

  p-PERC 双面光伏组件生产线只需基于现有生产线进行少量技术改造,基本不增加额外成本,性价比较高。与组件正面超过20% 的光电转换效率相比,其背面可吸收光线的区域有限,转换效率在10%~15% 之间。

  组件的安装倾角是影响发电量的重要因素。采用固定式安装的光伏发电系统一般按光伏组件全年倾斜面上接收到的辐照量最大,即全年发电量最大来选择组件的安装倾角,该倾角即为最佳安装倾角。

  本文以林洋安徽安庆某市政电站为例进行对比分析。该项目采用285 W 双面光伏组件,离地高度为1.0 m,分别采用10°、22°( 最佳倾角)、45°倾角布置。组件在不同倾角下的发电量测试结果如表2 所示。

  1) 在组件安装高度为0.5 m 的情况下,相对于最佳倾角22°,倾角为10°时,组件发电量减少了5.49%;倾角为45°时,组件发电量减少了2.03%。在组件安装高度为1.0 m 的情况下,相对于最佳倾角22°,倾角为10°时,组件发电量减少了2.03%;倾角为45°时,组件发电量减少了3.19%。由此可知,双面光伏组件在最佳倾角时的发电量最大。

  2) 当倾角均为10°时,相对于最佳倾角22°,安装高度为0.5 m 的组件发电量较安装高度为1.0 m 的组件发电量减少的多。由此可说明,当安装高度增加时,由于双面光伏组件背面接收反射辐射的原因,部分补偿了由倾角带来的发电量损失。

  3) 当倾角均为45°时,相对于最佳倾角22°,安装高度为0.5 m 的组件发电量较安装高度为1.0 m 的组件发电量减少。由此可知,倾角增大使双面光伏组件背面接收反射辐射的效果变差。

  双面光伏组件如果离地面太低,背面将不能接收反射辐射;而随着组件安装高度升高,其背面接收的反射辐射也会随之变化。组件最低点离地越高,组件与地面之间的空间越大,其背面可接收周围反射辐射的面积越大,背面的发电量也越多。由表2 可以得出,在最佳倾角22°时,组件的安装高度由0.5 m 增至1.0 m 时,其发电量约增加2.6%。下文以林洋山东某实证电站的测试结果为例进行分析。两组光伏组件的装机容量均为50.04kW,均采用正面功率为290 W 的双面光伏组件,且倾角均为当地最佳倾角28°,安装高度分别为1.0 m 和2.0 m。不同安装高度下的组件发电量测试结果如表3 所示。

  测试结果显示,当组件安装高度为2.0 m 时,比安装高度为1.0 m 的组件发电量增加2.82%,该值比表2 中最佳倾角为22°时,组件安装高度由0.5 m 增至1.0 m 时发电量增加的比例更大。这说明组件的安装高度越高,增加的发电量越多。但随着组件安装高度的增加,所需支架材料也会增多,组件承受的风荷载也将增大,安装和维护更加不方便。所以,经过技术经济性比较,认为组件的安装高度不宜超过2.0m。

  光伏组件的峰值功率是指在标准测试条件(STC) 下组件的额定最大输出功率。在实际工况下,大部分时间段光伏组件的输出功率都低于该组件标定的峰值。逆变器的额定功率一般是指逆变器交流侧输出的额定功率。光伏组件- 逆变器容配比( 下文简称“容配比”) 即指光伏组件功率和逆变器功率之比。

  光伏组件与逆变器功率匹配的一般原则是根据当地的太阳辐射、气温等外部条件,在不造成发电量损失的前提下,尽可能充分利用逆变器的容量。

  在西藏、青海等高海拔无电地区,电子元器件受高海拔条件的影响大,逆变器必须降容使用,因此,这些地区的容配比小于1。在海拔不超过1000 m 的地区,不需要考虑逆变器降容的问题,常规的设计思路为容配比等于1。而在太阳能资源较差的东部地区,辐照度基本达不到STC 要求的1000 W/m2,且受温度等因素影响,光伏组件大部分时间的输出功率达不到标称功率,逆变器基本为非满负荷运行,大部分时间处于容量浪费状态。

  因此,越来越多的专家提出可通过容配比大于1 来提高此类地区的项目收益。由于双面光伏组件的背面也具备光电转换的能力,根据研究结果,在不同反射背景条件下,双面光伏组件比传统单面光伏组件的发电量可增加10%~30%。而且背景颜色越浅,背景反射率越高,双面光伏组件的发电量提升越多。因此,对于采用双面光伏组件的光伏发电系统,容配比要综合考虑组件的安装地理位置、场地背景反射条件等多种因素。总的来说,双面光伏组件的容配比必须考虑组件背面增发电量的影响。相较于应用传统光伏组件的设计,应用双面光伏组件的设计的容配比应降低。

  光伏支架主要分为固定式支架、倾角手动可调式支架和跟踪式支架(平单轴/斜单轴/双轴)等。

  1) 固定式支架由于具有成本相对较低、后期维护量小等优点,应用比较广泛。

  2) 倾角手动可调式支架的成本稍高,运维工作量较固定式支架大,但是通过在不同的季节调整组件倾角可以增加系统的发电量。

  3) 跟踪式支架能够很好地控制组件的朝向或倾角,甚至可同时调节两者,能够进一步增加发电量。但跟踪式支架的成本较高,后期维护工作量较大。根据有关文献报道,与相同容量配置的固定式光伏发电系统相比,采用平单轴跟踪式支架的光伏发电系统的年发电量可提高约15%,采用斜单轴跟踪式支架的光伏发电系统的年发电量可提高约20%,采用双轴跟踪式支架的光伏发电系统的年发电量可提高37%~50%。另外,文献提出了一种适用于山地、滩涂、渔塘等地的柔性支架,其采用在两固定点之间张拉预应力钢绞线的方式,将光伏组件固定在张紧于两柱间的钢绞线上;两固定点采用钢性基础提供反力,可实现10~30 m 大间距,以满足不同地形的需要。

  传统的光伏支架系统设计主要考虑支架自重,以及在风荷载、雪荷载、施工检修荷载、地震作用等不同荷载组合影响下,支架满足强度、刚度和整体稳定性要求,并符合抗震、风、防腐等条件,满足30 年的使用寿命要求,便于安装和维修且造价合理。由于双面光伏组件的正面和背面均具有光电转换能力,为了尽可能地利用太阳光,必须考虑避免支架檩条对组件背面遮挡的影响。因此,双面光伏组件的支架檩条必须位于组件边缘。同时,还应尽可能避免其他电气设备( 如组串式逆变器)等对组件背面造成遮挡。

  作为光伏行业的终端产品,组件生产与市场结合紧密,产品更新换代较快,要求有很强的市场应变机制,对设计开发能力要求较高。近年来,全球光伏组件产量持续增长,增长速度均在20%以上。2018年,全球光伏组件产量虽继续增长至120GW,但增长速度有所放缓,仅为13.7%。伴随着光伏产业的整体情况良好以及组件价格下降使得光伏发电成本不断逼近甚至达到平价上网,预计2019年全球组件产量将会继续呈现增长势头,全年仍将保持在120GW左右。

  得益于全球光伏需求增长的推动,国内企业在近年来持续加大组件环节的投资和技术革新,近10年来生产成本持续下降,自动化、数字化程度不断提升。据中国光伏协会统计数据显示,2018年,全国组件产量达到85.7GW,同比增长14.3%,以晶硅组件为主。组件产量超过2GW的企业有11家,其产量占总产量的62.3%,集中度进一步提高。预计2019年组件产量将超过90GW。

  2013年以来,我国光伏行业发展迅速,受此影响,光伏上游材料需求量快速增长,从而带来整体产量提升迅速。从光伏组件产量市场占有率来看,我国光伏组件行业发展迅速,在全球市场份额稳步提升,2013年以来,我国光伏组件产量占全球光伏组件产量的比重维持在65%以上水平,到2018年,达到71.4%。

  根据Global Data的数据,2018年全球组件出货量排名前10的公司中,9家来自中国。其中,晶科以11.6GW的出货量和12.8%的市场份额继续保持全球组件出货第一的位置。晶科之所以能够保持榜首的位置,得益于其向海外市场扩张的决心,而不是在中国政府削减对光伏行业的激励措施之际继续致力于中国本土市场。同时,晶澳正在以其双面组件技术向中东市场扩张,并在产品质量、可靠性、性能和创新方面处于强势地位,2018年晶澳以8.8GW的出货量排名全球第二。排名第三的是天合光能,出货量为8.1GW。

  据中国光伏协会数据统计显示,2018年,单面组件仍然为市场主流,市占率达到90%。双面组件主要应用于“领跑者”项目,其市场占有率有很明显的提升,与2017年相比提高了8个百分点,达到10%。未来随着农光互补、水光互补等新型光伏应用的扩大,双面发电组件的应用规模将会不断扩大。据中国光伏协会预计,2018-2025年单/双面组件的市场占有率变化趋势如下:

  2010年之前光伏产业建立在各国政府补贴的基础上迅速高速增长起来,此时的光伏技术是在从实验室到产业化过渡初期,由于生产成本比在实验室的预期成本大幅下降,因此才形成了短时间的暴利行市。虽然这种情形吸引了大批的投资者进入光伏产业,但光伏发电依然高于火力发电。因此在2011年金融海啸、欧债危机这些涉及到政府要动用资金救急解困的危机情形出现时,光伏产业所受的影响首当其冲。一时间诸多上市公司均破产或出售光伏业务,更有大量的企业停产,使得许多地方政府和银行望光伏而生畏。这样,就形成了2011年以来长达三年的低谷时期。

  由于光伏产业的主流技术大部分是根据实验室试验结果开发出来后很快即投向市场,往往一种设备上市两三年后,就有新的技术和新的设备使之面临淘汰的命运,从而出现了设备才投产两三年就因效率低下或生产成本偏高而不能开工,变成虽然设备完好却变成无效产能的情形。

  光伏产业初期的暴利使得不少投资者只顾大规模扩产,并不去创新研发新的技术,使得整个行业供大于求。

  国外的光伏产品80%来自于中国制造,中国出口量也一直占据了国内总产量的90%以上。在此形势下,欧美许多光伏企业纷纷破产。欧洲各国政府和美国政府都不愿看到光伏由中国制造的产品来主导,因此先后试图采取“双反”等贸易保护手段来遏制中国光伏产业的发展。这使得市场大部分依赖外国的中国光伏产业大受打击。

  中国政府从2008年发出了第一个光伏电价补贴文件,对国内三个项目给予了每度电4元的补贴;2009年6月,中国政府推出了“金屋顶”、“金太阳”计划。这些装机补贴一度带齐了市场,但实际上是鼓励了弄虚作假,打击了线月,国家发改委公布了光伏上网电价,2012年1元/度。由于未对全国不同日照条件的地区进行区别电价,也没有说明价格补贴的期限,价格的额度也不合理,多种原因导致根据上网电价倒推回来的组件价格降幅过快,这是我国光伏组件价格从13元/瓦降到4元/瓦以下的主要原因。因此,在2012年10月份以前,虽然中国政府给出了不少光伏补贴政策,但当时这些政策既不系统也不完善,导致已投资的资金回收困难,想投资的不敢再投资,客观上阻碍了国内光伏产业的长远发展。

  欧债危机对欧洲这个当时世界上最大的光伏市场带来了很大的阻力。同时,国内开始经济结构调整,在传统产业受到打击的同时,并没有给光伏等战略性新型产业以明确的政策,因此,光伏企业的不景气和一些大企业的倒闭破产,使得银行和投资机构对光伏望而生畏,导致企业面临市场和资金的双重不足,从而整个行业陷入低迷。

  综合起来,虽然中国光伏这些年获得了巨大的发展,也曾经涌现过江苏中能、无锡尚德、江西赛维、天威英利等一批国际知名企业,甚至还占据过各自环节的世界第一的地位,但是,由于没有科学发展的长远性,没有对各种风险和问题的预见性,没有自主技术,加上国内外经济政治环境的影响,一旦行业波动较大,这些巨人倒下的速度,远远比他们发展起来的速度快得多。2013年无锡尚德的破产和2014年超日企业债的违约,已经证明了这一点,而今年下半年,还会有更多的光伏企业发生债务违约和破产的情况出现,这并不奇怪,均是上述问题的具体体现。

  第一,在土地面积允许的情况下,请专业的设计单位进行测算,将安装容量接近与额定容量比值的最佳值,充分利用配套设施。

  第二,在技术方案的选择上,尽量采用先进的技术与设备,如大尺寸双面组件、平单轴或固定可调等运行方式,1500V系统等,提升发电量,同时尽可能降低运维成本。

  第四,从地方政府争取相关税费减免等支持政策。第五,对项目的收益抱有合理的预期,投资企业应从思想上适应去补贴,以市场接纳能力定规模的新思路,加快内部决策速度。

  2019年6月4日,国家能源局下发了《2018年度全国可再生能源电力发展监测评价报告》,值得注意的是:浙江省购买的20亿kWh(相当于200万个绿证)用于完成国家规定的消纳比重。

  浙江此举,是我国首次以“省”的名义,为了完成任务而购买绿证。浙江省购买可再生能源绿色电力证书可折算可再生能源电力消纳量20亿千瓦时。统计数据显示,江苏、广东、安徽、贵州、山东、内蒙古和广西距离达到2020年最低消纳责任权重不到1个百分点,而京津冀、黑龙江、甘肃和青海非水电可再生能源电力消纳比重较2020年最低消纳权重仍有较大差距。

  相信在不久的未来,会有更多的省份通过购买绿证完成配额的要求,并以补贴的形式受益于平价项目。因此,光伏平价上网项目是大势所趋,也一定能够带给投资企业相应的回报。

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