太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)推廣局限性分析

梁高琪

華北電力大學(xué)，河北保定 071000

1 太陽能發(fā)電系統(tǒng)概述

1.1 概述

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是以太陽能為最初能量來源，經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換裝置，把太陽能轉(zhuǎn)化成電能并向用能裝置提供動能的系統(tǒng)。利用太陽能具有普遍性、永久性、無污染性和安全可靠性的特點(diǎn)，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，為能源利用方式提供了新思路。

1.2 國內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用

隨著太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)也在人們的生活及生產(chǎn)中逐步體現(xiàn)，如交通、通訊、公共設(shè)施、家庭生活用電等。

1.2.1 國外光伏發(fā)電應(yīng)用

本世紀(jì)以來，一些發(fā)達(dá)國家紛紛制定了發(fā)展包括太陽能電池在內(nèi)的可再生能源計劃。到2010年，美國計劃累積安裝4 600mW (含百萬屋頂計劃)。 2004年德國新裝置了10萬臺新的太陽能設(shè)備并首次超過日本，居世界第一位。日本計劃累計安裝5 000mW(NEDO日本新陽光計劃)?？剂勘姸喟l(fā)展中國家，印度處于領(lǐng)先地位。最近的光伏發(fā)電行業(yè)調(diào)查表明，截止2010年，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的年發(fā)展速度保持在30%以上。

1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)電應(yīng)用

目前，國內(nèi)的太陽能電池生產(chǎn)產(chǎn)量約為50mW。在2010年以前，中國太陽能電池多數(shù)是用獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，從2011年～2020年，中國光伏發(fā)電的市場主流將會由獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，其中包括沙漠太陽能光伏發(fā)電站和城市屋頂太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。我國政府目前正在制訂《新能源和可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，并將出臺一系列扶持光伏發(fā)電發(fā)展的優(yōu)惠政策。目前我國已經(jīng)是國際光伏發(fā)電應(yīng)用產(chǎn)品的生產(chǎn)基地。

2 局限性分析

2.1 目前應(yīng)用范圍局限性

目前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用主要集中于偏遠(yuǎn)無電地區(qū)，那些地區(qū)多因地廣人稀、交通不便而無法進(jìn)行電網(wǎng)覆蓋，因此采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可有效解決當(dāng)?shù)赜秒妴栴}。但是，從目前形勢看，太陽能利用效益存在如下阻礙：1） 無電區(qū)人口素質(zhì)偏低，設(shè)備利用不當(dāng).國家電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃中提出要實現(xiàn)電網(wǎng)覆蓋全國的目標(biāo)。而對于電網(wǎng)無法覆蓋的地區(qū)采用利用新能源解決其用電問題。電網(wǎng)覆蓋有困難地區(qū)多為無電地區(qū)或電力供應(yīng)不穩(wěn)定地區(qū)。這些地區(qū)多交通閉塞，人口素質(zhì)普遍偏低，造成對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)等一系列新能源設(shè)備的利用與維護(hù)存在技術(shù)障礙。且企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)鄉(xiāng)維修的持續(xù)性也不會得到保障。在設(shè)備的利用上多存在因村民知識匱乏造成對設(shè)備的誤用、錯用現(xiàn)象，從而減少設(shè)備的使用壽命。在設(shè)備的維修上，一方面受村民自身經(jīng)濟(jì)承受能力影響，維修費(fèi)用成為設(shè)備再利用的障礙；另一方面，企業(yè)設(shè)立維修點(diǎn)多遠(yuǎn)離這些偏遠(yuǎn)山區(qū)，受自然地理條件的限制，設(shè)備的外運(yùn)或技術(shù)人員的進(jìn)鄉(xiāng)成為設(shè)備再利用的另一障礙；2） 有電區(qū)存在電荒。目前，全國仍以火電為主要供電形勢，但是隨著時間推移，煤炭儲量日趨緊張，且價格越來越高，火電廠經(jīng)濟(jì)效益受到影響，近年來部分地區(qū)出現(xiàn)電荒現(xiàn)象。而對于高效發(fā)電的核能，因其存在巨大安全隱患，一旦發(fā)生事故，后果將非常嚴(yán)重。

2.2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)自身局限性

1）造價昂貴。太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜、太陽能跟蹤系統(tǒng)、太陽能組件除塵系統(tǒng)等設(shè)備組成。其中交流配電柜、太陽能跟蹤系統(tǒng)、太陽能組件除塵系統(tǒng)等設(shè)備是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的輔助設(shè)備，在提高發(fā)電效率，維護(hù)系統(tǒng)壽命方面起著關(guān)鍵作用。而太陽能光伏電池方陣的造價高昂，目前多由硅錠組成，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展由多晶硅構(gòu)成的方陣越來越多，其純度也越來越高，但是造價也越來越高，目前市場價格為10元/W，單個戶用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)其太陽能光伏電池方陣至少為0.5m2。另外，其他組件中，蓄電池大概為1 000元/組，且隨著用電量的增加而需增加蓄電池的組數(shù)，蓄電池壽命為3年～5年，進(jìn)行更換時更是一筆不小的開支。要想達(dá)到穩(wěn)定的進(jìn)行簡單照明和信息源用電需求，設(shè)備初期購買和后期投入至少要在5 000元左右，這對于居住在偏遠(yuǎn)山區(qū)的無電居民將是不小的開支。而建立大型光伏發(fā)電站也需進(jìn)行大量投資，據(jù)了解，建立一座25kW的光伏發(fā)電站（戶用電磁爐的額定功率至少為1kW），整體設(shè)備投資為25萬元，且不算后期設(shè)備維護(hù)費(fèi)用；2）蓄電池回收利用低，污染嚴(yán)重。據(jù)了解，目前應(yīng)用于無電地區(qū)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的蓄電池回收并沒有規(guī)范措施，蓄電池的使用壽命為3年～5年，且國內(nèi)應(yīng)用于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的蓄電池多為鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池，一旦流入環(huán)境，對其造成的污染將是長遠(yuǎn)而深刻的。但是目前，各企業(yè)對于蓄電池的回收并沒有成文規(guī)定，且回收上來的蓄電池也無法進(jìn)行二次利用，無法進(jìn)行無污染處理，所以多數(shù)廢棄蓄電池均由村民手中漸漸流入自然。造成太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用的長遠(yuǎn)性阻礙。

3 建議

結(jié)合目前太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用范圍局限性和其自身局限性，進(jìn)行太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的推廣工作需要克服其局限性，揚(yáng)長避短，可遵循以下幾點(diǎn)建議：1）擴(kuò)大應(yīng)用范圍。太陽能為可再生的清潔能源，太陽能戶用電源技術(shù)已趨于成熟，并形成了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈。裝機(jī)容量從戶用的幾十瓦到大型地面光伏電站的幾百兆瓦都可實現(xiàn)，可以提供交直流供電。所以利用此類新能源解決當(dāng)前電力供應(yīng)問題，為火電等不可再生能源的利用提供了新型依據(jù)，為今后人類能源利用形式提出了新路徑。所以對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用不應(yīng)局限于無電區(qū)人口，而應(yīng)向更廣大有電區(qū)人口推廣。只要其光照適中均可采用該種設(shè)備。且這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)收入相對較高，人均知識擁有量高，所以對設(shè)備的購買力和維護(hù)力上都存在一定優(yōu)勢；2）國家統(tǒng)籌調(diào)控。進(jìn)行無電區(qū)和有電區(qū)的新能源設(shè)備的配備工作，需要國家進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)控。對無電區(qū)適當(dāng)進(jìn)行費(fèi)用補(bǔ)貼或減免，以政府為核心，召集企業(yè)或社會組織為無電區(qū)電力供應(yīng)做出積極響應(yīng)；對有電區(qū)進(jìn)行新能源知識普及，以推廣新能源設(shè)備。這樣不僅可以支持國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展而且可以適當(dāng)緩解電網(wǎng)供電壓力；3）提高研發(fā)和維護(hù)技術(shù)。在設(shè)備研發(fā)上，努力進(jìn)行提高技術(shù)，降低成本，降低設(shè)備價格；在后期維護(hù)上，努力做好蓄電池的無污染處理，并且由企業(yè)做好回收工作，對其進(jìn)行統(tǒng)一處理，做到太陽能光伏系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

4 結(jié)論

本文通過對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的介紹，了解到其應(yīng)用范圍局限性和自身局限性，并根據(jù)分析提出可行性意見，為太陽能等新能源設(shè)備的更廣泛應(yīng)用提出了合理化建議。

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