太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用模式探究

楊光++張朋

摘 要：本篇文章以近年來我國的光伏產(chǎn)業(yè)還有能源過剩的問題為研究基點，致力于探究太陽能光伏發(fā)電的模式、概念和種類等。在此，我們提出了兩種應(yīng)用發(fā)展的新型方式：分布式光伏發(fā)電和智能微電網(wǎng)技術(shù)，以推動我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；光伏產(chǎn)業(yè)；智能微電網(wǎng)

中圖分類號：U491 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0076-01

1 引言

最近幾年，我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日漸壯大，產(chǎn)業(yè)各方面的技術(shù)也愈加成熟，完整產(chǎn)業(yè)鏈已逐漸形成：生產(chǎn)硅原料—應(yīng)用太陽能光伏系統(tǒng)。如今我國已在全球光伏產(chǎn)品應(yīng)用市場中占據(jù)重要地位，發(fā)展前景可觀，然而也出現(xiàn)了一系列需要解決的問題，譬如，產(chǎn)能過剩問題。電池片是典型的光伏產(chǎn)品，在2011年產(chǎn)能約55GW，然而全球光伏發(fā)電裝機量約27GW，過剩率達到100%；在2011到2012年期間，美歐對中國展開了雙反調(diào)查，更加加重了產(chǎn)能過剩的問題。所以，我們有必要對產(chǎn)能過剩問題作詳細研究并致力于將其解決，以推動我國光伏產(chǎn)業(yè)的科學(xué)健康地、可持續(xù)地發(fā)展。就目前我國的光伏產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)有的資源優(yōu)勢來說，可以通過將光伏發(fā)電應(yīng)用進行全面推廣來擴充我國的光伏發(fā)電市場，這既能夠在某種程度上緩解產(chǎn)能過剩情況又能夠不斷提升我國的光伏產(chǎn)業(yè)競爭力。

2 光伏發(fā)電的應(yīng)用模式、概念、種類

在我國，光伏發(fā)電的應(yīng)用種類多樣，特點各異，可分為集中式發(fā)電和分布式發(fā)電。分布式發(fā)電又分為農(nóng)光互補發(fā)電、漁光互補發(fā)電、屋頂分布式發(fā)電和結(jié)合微電網(wǎng)技術(shù)分布發(fā)電，其中的農(nóng)光和漁光互補式發(fā)電是應(yīng)用在養(yǎng)、種植業(yè)中的發(fā)電模式。

2.1 集中式光伏發(fā)電

集中式光伏發(fā)電發(fā)展較早，主要應(yīng)用在大型的地面電站，規(guī)模不小，產(chǎn)生的電量直接送至大電網(wǎng)，經(jīng)由大電網(wǎng)再分發(fā)給各個電量用戶，這是一種單向交換電能的方式，僅以大電網(wǎng)為媒介。這種方式的優(yōu)點：運行方式靈活且成本低，選址方便，調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率也較為容易，不易受到空間限制，易實現(xiàn)擴容，利于集中管理。缺點：這是一種單向的、長距離的輸送電能的方式，在輸送電能的中途很容易發(fā)生電線路損耗、電壓跌落等情況，造成一系列問題。因集中式光伏屬于大容量光伏，所以，在接入的時候，需要有低電壓穿越的新功能，也就是說這種光伏發(fā)電應(yīng)用嚴(yán)重受到了地域的限制。為了適應(yīng)地域，可以將集中式光伏發(fā)電站建在有大量光照且面積寬闊的地方，譬如戈壁、沙漠等地。我國已經(jīng)計劃于2020年之前，保證光伏發(fā)電總裝機量達到一億五千萬千瓦，其中集中式發(fā)電模式要達到八千萬千瓦，占比超過一半。所以，在未來，集中式發(fā)電的發(fā)展前景可觀，國家將會加大相應(yīng)資源的投資力度，根據(jù)我國地域特點來規(guī)劃建設(shè)光伏發(fā)電模式，也確實有利于推動整個國家的建設(shè)與發(fā)展。

2.2 分布式光伏發(fā)電

分布式發(fā)電即是用戶就地建設(shè)，通過用戶自發(fā)自用、與電量上網(wǎng)的方式來發(fā)電運行，同時，配電系統(tǒng)要做好平衡調(diào)節(jié)工作。分布式光伏發(fā)電是一種充滿活力新型的發(fā)電模式，既能夠提升同規(guī)模光伏電站下的總發(fā)電效率，又能減少長途發(fā)電的損耗。分布式光伏發(fā)電的原則：高效清潔、布局分散、因地制宜、就近建設(shè)等等。這種光伏發(fā)電并不受到地域的限制，還能夠在偏遠山區(qū)和島嶼這些地方利用太陽能資源來替代化石能源的消耗，有利于緩解能源緊張問題。分布式發(fā)電的種類多樣，可以根據(jù)地域的不同來選擇，譬如農(nóng)光互補、漁光互補分布式發(fā)電應(yīng)用在種植業(yè)、漁業(yè)，屋頂分布式發(fā)電應(yīng)用于工業(yè)和生活中等。

2.2.1 屋頂分布式光伏發(fā)電

將光伏系統(tǒng)和建筑屋面結(jié)合來實現(xiàn)光伏建筑一體化的新型發(fā)電形式即是屋頂分布式光伏發(fā)電。這種發(fā)電模式的光伏組件也可以應(yīng)用到屋頂結(jié)構(gòu)中，既能夠節(jié)約材料又能降低應(yīng)用成本，還可為光伏發(fā)電提供安裝場地，既環(huán)保又高效。屋頂分布式發(fā)電模式常用于城市的工業(yè)區(qū)、公共設(shè)施、生活小區(qū)等涉及到大面積屋頂?shù)牡胤?。此外，屋頂?shù)睦靡怖跈z查和維護。

2.2.2 農(nóng)光互補、漁光互補光伏發(fā)電

農(nóng)光互補光伏發(fā)電的特點是：充分利用太陽能進行綠色節(jié)能的發(fā)電，結(jié)合農(nóng)業(yè)種植和養(yǎng)殖中的大棚，在陽面安裝太陽能光伏發(fā)電設(shè)備，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)發(fā)電一體化。農(nóng)光互補光伏發(fā)電是一種既經(jīng)濟又有效的發(fā)電模式，既能夠提供電量，又能夠為果蔬提供優(yōu)良的生長環(huán)境，提升經(jīng)濟效益和社會效益。漁光互補是在池塘等水面上裝置太陽能的發(fā)電模式，上面供電，下面養(yǎng)魚，推動漁業(yè)和電力一體化的進程。水面上的環(huán)境溫度不高，在其上安裝發(fā)電裝置能夠延長各個組件的使用壽命，提高發(fā)電用電的效率，還能有利于旅游業(yè)的發(fā)展。以上農(nóng)光和漁光互補的光伏發(fā)電模式，都利用了土地資源，做到了綜合利用土地和光合產(chǎn)業(yè)的一體化，在生態(tài)養(yǎng)殖和發(fā)電領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了雙贏。現(xiàn)今，分布式光伏發(fā)電已經(jīng)得到了較為寬泛的發(fā)展，但是和集中式發(fā)電相比，仍然需要解決一系列諸如電能無法在當(dāng)?shù)叵鹊膯栴}，這樣才能擴大分布式發(fā)電的應(yīng)用前景，提高能源利用率。

2.2.3 分布式光伏發(fā)電結(jié)合智能微電網(wǎng)技術(shù)

分布式發(fā)電包含一系列諸如投資小、發(fā)電模式靈活、損耗低、污染小等優(yōu)點，但不得不提的是，并網(wǎng)后的分布式發(fā)電的系統(tǒng)安全、可靠性以及其中的電能質(zhì)量無法得到很好的保障，而且，在并聯(lián)的時候，監(jiān)控和管理電網(wǎng)的過程中也會出現(xiàn)一系列問題。所以，新能源作主、其他能源作輔、結(jié)合智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)電模式應(yīng)運而生，且受到推廣使用。智能微電網(wǎng)技術(shù)目前多用在分布式光伏發(fā)電中，它以高級傳感器作為核心，通過分布式電源、負荷等形成的集合體利用先進自動的信息網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控用戶和節(jié)點，及時連接系統(tǒng)、用戶和電網(wǎng)。智能微電網(wǎng)技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠?qū)崟r協(xié)調(diào)分布式發(fā)電模式，提高電能質(zhì)量。系統(tǒng)的容量通常在千瓦到兆千瓦之間，所以，這種發(fā)電模式可以應(yīng)用于電功率不大的地方，也能對負載就地供電，使得負載和電源共同構(gòu)成一個小型的電網(wǎng)。也就是說，電網(wǎng)的容量并沒有多少限制，還能夠增加負載和電源，充分利用電能。

3 推廣光伏應(yīng)用市場的發(fā)展新方向

如今國家扶貧養(yǎng)老政策愈加發(fā)展，一些新型的結(jié)合扶貧和養(yǎng)老的光伏應(yīng)用模式應(yīng)運而生，即：光伏扶貧和光伏養(yǎng)老，不斷地推進著我國光伏產(chǎn)業(yè)市場的發(fā)展。我國不少地區(qū)還處于貧困階層，各個設(shè)備落后且不完善，脫貧較困難，而光伏發(fā)電的建設(shè)卻能為貧困地區(qū)的發(fā)展提供一大助力。利用太陽能作發(fā)電設(shè)備，既能提升經(jīng)濟效益，還能保護好生態(tài)環(huán)境。光伏養(yǎng)老是一種專門為沒有養(yǎng)老保險的老人提供的福利-建立光伏電站，利用電站的收益來養(yǎng)老。光伏電站的壽命通常是25年，收益較多，效益也高。光伏發(fā)電既能緩解農(nóng)村養(yǎng)老壓力，又能推進我國光伏發(fā)電站的建設(shè)，造福國人，值得推廣使用。

4 結(jié)語

在我國，太陽能光伏應(yīng)用的領(lǐng)域較寬，模式也是多種多樣，各具特點。在符合國家政策和市場規(guī)律的情況下，應(yīng)用區(qū)域地理優(yōu)勢來推動我國光伏應(yīng)用的發(fā)展，能夠有效推進光伏產(chǎn)業(yè)造福人類的進程，推動全國經(jīng)濟的增長。我國西部資源較多，可以將集中式發(fā)電推廣使用；在資源受限、需要就地消納的地方可以重點建設(shè)推廣分布式發(fā)電模式，譬如我國中東地區(qū)等地。此外，還可開拓應(yīng)用光伏扶貧工程、光伏養(yǎng)老等新發(fā)電模式，將智能微電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于分布式發(fā)電中，構(gòu)成多元化的分布式光伏應(yīng)用市場，服務(wù)于人民。

參考文獻

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