淺析光伏發(fā)電的遠(yuǎn)景

余寶鋒

摘 要：對(duì)于當(dāng)前傳統(tǒng)類能源應(yīng)用對(duì)環(huán)境造成的污染及目前的能源危機(jī)，而光伏發(fā)電是一種新型能源，其發(fā)展空間與潛力廣闊，前景較好。本文對(duì)光伏發(fā)電原理與特性進(jìn)行了一系列的分析和論述。通過(guò)對(duì)我國(guó)當(dāng)前光伏發(fā)電發(fā)展問(wèn)題的分析，并對(duì)其解決的方法進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；太陽(yáng)能；電網(wǎng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.176

0 引言

當(dāng)今環(huán)境不斷惡化、燃料逐漸緊張，太陽(yáng)能是一種安全、清潔的可循環(huán)再生的自然資源，將變成化石燃料的代替品。由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展和進(jìn)步、國(guó)家在政策上的扶持、光伏發(fā)電成本不斷的降低，我國(guó)光伏發(fā)電將得以高速的發(fā)展。當(dāng)前在中國(guó)能源的消費(fèi)構(gòu)成上光伏發(fā)電將占有愈來(lái)愈大的份額，對(duì)緩解我國(guó)能源缺乏、改善自然環(huán)境有著特殊的意義。

1 光伏發(fā)電基本原理與特性

光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池光生伏打的效應(yīng)（當(dāng)半導(dǎo)體的表面受太陽(yáng)的照射，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一定量的電子，電子在電場(chǎng)的作用之下運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生直流電），把太陽(yáng)光所輻射的光能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電形式。按照應(yīng)用的場(chǎng)合不同，可將系統(tǒng)分成離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。

1.1 離網(wǎng)系統(tǒng)

離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)不連接電網(wǎng)，而是使用蓄電池作為儲(chǔ)能裝置。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模一般較小，主要用于無(wú)電網(wǎng)、人口分散的邊遠(yuǎn)地區(qū)或用以滿足某些特別需要，應(yīng)用十分靈活。

1.2 并網(wǎng)系統(tǒng)

光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)是把太陽(yáng)電池所產(chǎn)生的電流通過(guò)逆變器變成與電網(wǎng)的要求相符的交流電后，直接并到公用電網(wǎng)，光伏電池組件產(chǎn)生電力除提供交流電負(fù)載之外，將多余電能反饋到電網(wǎng)。在夜晚或是陰雨天，電池組件未有電能產(chǎn)出或產(chǎn)生的電能無(wú)法滿足電流負(fù)載的需要時(shí)，則由電網(wǎng)進(jìn)行供電。因?yàn)樘?yáng)能光伏發(fā)電供給電網(wǎng)，可免除蓄電池裝置，省掉蓄電池的儲(chǔ)能與釋能過(guò)程，降低能量損耗。但系統(tǒng)需并網(wǎng)專用逆變器，確保電力輸出達(dá)到電網(wǎng)對(duì)于頻率、電壓的要求。但由于逆變器的效率問(wèn)題，將會(huì)造成能量的部分損失。

2 我國(guó)光伏發(fā)電發(fā)展存在問(wèn)題

我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的主要問(wèn)題是“兩頭在外”，大量高純多晶硅需要進(jìn)口，大量的太陽(yáng)電池組件出口。由于歐洲市場(chǎng)的拉動(dòng)，太陽(yáng)電池組件的需求迅速增長(zhǎng)，造成高純多晶硅材料的短缺，價(jià)格也一路攀升。另外，在偏遠(yuǎn)地區(qū)獨(dú)立光伏電站的后期維護(hù)管理沒(méi)有保障。一些地區(qū)電站普遍存在業(yè)主不明確，保修期已經(jīng)結(jié)束但仍然由電站的安裝公司無(wú)償提供維護(hù)服務(wù)等問(wèn)題。

3 我國(guó)光伏發(fā)電問(wèn)題解決措施

太陽(yáng)能光伏發(fā)電可解決我國(guó)目前電力緊缺地域電力工程建設(shè)的局面，并在電力并網(wǎng)系統(tǒng)市場(chǎng)上扮演著重要角色，因此，一定要對(duì)其予以重視；由于硅材料的短缺，給目前光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成障礙，如今大量硅材料均需進(jìn)口，但這一問(wèn)題可能被緩解；外在市場(chǎng)據(jù)有較大的危險(xiǎn)性，充分開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)材料市場(chǎng)才是持續(xù)性發(fā)展的重點(diǎn)問(wèn)題；加強(qiáng)《可再生能源法》的落實(shí)是推動(dòng)我國(guó)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵，另外也是解決光伏獨(dú)立發(fā)電站后期維護(hù)所需資金的一大途徑。盡早解決偏遠(yuǎn)地區(qū)光伏獨(dú)立發(fā)電電站維護(hù)運(yùn)行資金，擴(kuò)寬融資通道，減少投資風(fēng)險(xiǎn)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電僅僅憑借政府的投入或是僅僅憑借企業(yè)、個(gè)人是不具現(xiàn)實(shí)性，而目前對(duì)依靠電價(jià)上網(wǎng)補(bǔ)貼的形式，無(wú)法有效地減少項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而會(huì)影響業(yè)主和有關(guān)企業(yè)投資積極性。為解決這一問(wèn)題，應(yīng)把政府和企業(yè)、個(gè)人利益形成互鎖的關(guān)系，且要提供企業(yè)和個(gè)人更多樣性的融資通道，進(jìn)而壓低投資初期門檻；并且，可以將光伏發(fā)電等可再生能源的發(fā)電產(chǎn)業(yè)當(dāng)作電力制度革新的一個(gè)突破口，在太陽(yáng)能光伏發(fā)電地區(qū)率先實(shí)現(xiàn)電力試點(diǎn)型交易。充分利用好光伏發(fā)電推廣的機(jī)會(huì)，加快有關(guān)區(qū)域電力制度革新，將具有競(jìng)爭(zhēng)性電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行業(yè)務(wù)分離，實(shí)現(xiàn)配電和銷售的分離。另外，電網(wǎng)企業(yè)可隨分布式發(fā)電推廣趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型，變成相應(yīng)服務(wù)方。在分布式光伏發(fā)電應(yīng)用大規(guī)模擴(kuò)大的情形之下，電網(wǎng)企業(yè)仍然在一定的程度上有著確保電網(wǎng)安全及電力質(zhì)量的責(zé)任。所以，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)形勢(shì)變化不斷創(chuàng)新管理制度及服務(wù)模式，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督和技術(shù)評(píng)估等業(yè)務(wù)，給分布式光伏發(fā)電供求方提供更好的服務(wù)，在確保電網(wǎng)安全和電力質(zhì)量的前提下，通過(guò)有關(guān)服務(wù)來(lái)贏得效益，使得電網(wǎng)企業(yè)可以隨著分布式光伏發(fā)電規(guī)模不斷擴(kuò)大的過(guò)程中擁有更多發(fā)展機(jī)會(huì)。

4 光伏發(fā)電發(fā)展遠(yuǎn)景

光伏發(fā)電技術(shù)將在不久以后占據(jù)能源消費(fèi)的重要地位，其發(fā)展將替代一些常規(guī)型能源，且將成為能源的主體供應(yīng)方式。預(yù)計(jì)在2030年，對(duì)于可再生能源消耗量將占到能源總消耗量的百分之三十以上，其中光伏發(fā)電也將占世界電力供應(yīng)比例的百分之十以上；而到2040年時(shí)，可再生能源的消耗量將占能源消耗總量的百分之五十以上，其中光伏發(fā)電可占到總電力百分之二十以上；二十一世紀(jì)末，可再生能源的消耗量將占到能耗總量的百分之八十以上，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電可占至百分之六十。這些數(shù)據(jù)足以表明光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前景和在能源方面所占據(jù)的重要位置。有關(guān)報(bào)道稱，至2020年時(shí)，我國(guó)會(huì)力爭(zhēng)將太陽(yáng)能光伏發(fā)電容量到達(dá)180萬(wàn)KW，至2050年可達(dá)60000萬(wàn)KW。預(yù)計(jì)至2050年，可再生能源發(fā)電裝機(jī)可占我國(guó)發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康陌俜种?，其中太?yáng)能電力裝機(jī)可占百分之五左右。在未來(lái)的十幾年里，將會(huì)是我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的一個(gè)迅猛發(fā)展階段。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著光伏發(fā)電技術(shù)的飛速發(fā)展，光伏組件效率不斷提高、化石燃料價(jià)格飛漲，常規(guī)電價(jià)上升。太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)將是21世紀(jì)人類面對(duì)化石燃料加速枯竭和應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展最理想的選擇之一。我國(guó)應(yīng)從根本上加大光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的研發(fā)，降低光伏發(fā)電成本，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家光伏發(fā)電技術(shù)的差距；從政策和法律層面繼續(xù)完善光伏市場(chǎng)，而不滿足于只是作為高耗能和污染的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)大國(guó)，兩頭在外（硅原材料大量依賴進(jìn)口、光伏組件絕大部分出口），從而解決我國(guó)光伏發(fā)電與常規(guī)能源發(fā)電的矛盾，以改善我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳煒，艾欣，吳濤，劉輝.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響研究綜述[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2013（02）：26-32+39.

[2]梁雙，胡學(xué)浩，張東霞，王皓懷，方鑫.光伏發(fā)電置信容量的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011（19）：101-107.

[3]張璐，唐巍，叢鵬偉，白牧可，所麗，譚煌.含光伏發(fā)電的配電網(wǎng)有功無(wú)功資源綜合優(yōu)化配置[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014（31）：5525-5533.