太阳能光伏发电技术应用的现状及发展对策研究

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2020/1/7来源:《科技新时代》2019年11期文/郭建国
[导读]文章在对太阳能光伏发电系统的原理、组成以及特点进行介绍之后,重点分析目前国内外太阳能光伏发电技术的应用与发展现状以及遇到的问题,并对光伏产业未来的发展前景进行展望。

郭建国
        大唐新疆清洁能源有限公司  新疆乌鲁木齐  830011
        摘要:文章在对太阳能光伏发电系统的原理、组成以及特点进行介绍之后,重点分析目前国内外太阳能光伏发电技术的应用与发展现状以及遇到的问题,并对光伏产业未来的发展前景进行展望。
        关键词:太阳能光伏发电技术;应用现状;发展对策
        1引言
            在目前我国加快“绿水青山”策略实施的过程中,我国对各项生产活动的环保要求也在不断提高,同时也加大了对可再生资源的开发力度。尤其是针对目前社会用电需求量在不断提升以及传统的不可再生资源逐渐减少二者之间的矛盾问题,为了在满足人们用电需求的同时,减少电能生产过程中的不再生能源消耗以及环境污染问题,我国近年来也加大了对太阳能光伏发电等清洁型发电形式的研究和应用,在解决我国用电问题的同时,推动我国环保事业的进步和发展。
        2太阳能光伏发电系统概述
        太阳能光伏发电系统的主要原理,就是通过太阳能电池的光伏效应来将太阳能向电能进行转化,也就是利用物体中的电荷分布在受到阳光照射之后会出现变化而产生电动势的原理来实现发电。而其中的光生伏打效应就是通过太阳光对半导体的PN节进行照射之后就会在此PN节两边产生光生电压的效应。
        应用上述原理的光伏发电系统主要由太阳能电池组件、充放电控制器、逆变器以及检测仪表等组成,而且此系统按照用途以及应用环境的不同主要分为离网光伏发电、并网光伏发电以及混合系统等类型。对于第一种系统,主要在我国比较偏远的山区、海岛以及荒漠地带中建设,表现出与电网之间具有较远的距离,而且仅可以对少量用户起到供电的作用。而针对第二种系统来说,就是将其与电网进行连接而起到对电网中的用电高峰进行调整的作用,同时也减少了对电网建设的需求,表现出灵活性的特点。对于最后一种系统来说,就是结合上述两种系统的优缺点而表现出较强适应性的系统,但是同时也具有较为复杂的控制方式。
        太阳能光伏发电系统的能量来源是取之不尽用之不竭的太阳能,不需要担心能源枯竭的问题,而且原料成本不受到市场因素的控制,同时还表现出清洁的特点,基本不会对环境造成污染与破坏。其次就是通常不会受到地域的限制,通常可以在任何地方建设,表现出较强的通用性。最后就是系统设备结构较为简单,减少了系统设备维护的工作量。但是此种发电系统容易受到天气因素的影响,且无法在夜间工作。
        3太阳能光伏发电的应用现状和问题
        目前我国的太阳能光伏发电产业中的问题主要表现出具有较高成本、较高能耗以及技术相对落后等问题。(1)主要表现在光伏发电系统相关设备的成本较高,以及太阳能储存成本较高的问题,并且也表现出具有较低的太阳能使用效率的问题,影响了此发电系统的广泛应用。(2)光伏发电过程种会需要消耗较多的多晶硅,而且由于我国目前对生产多晶硅的技术掌握不够深入和熟练,表现出太阳能电池生产中消耗较多能源的问题。(3)在我国持续关注提升太阳能光伏发电产能的过程中,在一定程度上忽视了对新技术的研发,表现出目前我国光伏发电产品的质量和效率较低,严重的电站质量问题层出不穷:组件负偏差、电站实地功率预测不准确、逆变器高故障率,尤其是组件发电效率衰减剧速等问题
        据某认证中心检测发现,新疆某8MW光伏电站3178块光伏组件中红外成像抽检2856块,其中19%存在虚焊热斑效应。甘肃某10MW光伏电站,抽检发现高达58%的光伏组件出现功率明显衰减。此外,去年曾对国内32个省市,容量3.3GW的425个包括大型地面电站和分布式电站所用组件进行检测,发现光伏组件主要存在热斑,衰减,隐裂,蜗牛纹等一系列问题。结果显示,425座太阳能电站中,30%建成3年的电站都不同程度出现了问题;由于组件的质量问题有些建成3年的电站设备衰减率甚至高达68%。如果组件一年衰减超过5%,照此速度,5年后这个电站就将报废。如此严重的质量问题已经为光伏行业敲响了警钟,解决光伏电站质量问题确实已迫在眉睫。可以预期,伴随光伏电站的大规模建设,其一,如果将来继续出现大范围的质量问题,将导致“灾难性”的局面;其二,光伏电站的质量风险也会成为导致金融和保险机构不敢进入光伏行业最直接的原因;其三,如果质量问题上升为安全问题,发电量是0,投资收益都是0——还会有其它风险。
        4太阳能光伏产业的前景和措施
        根据我国能源局公布的数据,我国今年前三个季度的光伏新增装机容量为1599万千瓦,到目前为止的光伏发电累积装机容量已经达到了1.9亿千瓦,同时我国今年前三个季度的光伏发电量也超过了1700亿千瓦时,在发电量同比快速增长的同时也实现了弃光电量的同比下降。同时,从全球光伏产业链上进行分析可知,我国到2018年为止的多晶硅、硅片、电池片、组件有效产能和产量等各个环节都到了世界第一,而且基本全球排列前几位的上述产品的厂商也大多集中在我国,使得我国的光伏装备制造业在世界上展现出较强的竞争力优势。
        不仅如此,目前从海外市场分析,光伏产业链的需求也超出预期,表现出价格在回升的同时,我国也表现出抢装潮,且集中在今年的下半年释放。同时,从去年年底我国的光伏政策逐渐趋于温和且通过行政指令向市场化的转变,表现出良好的政策延续性,并且也明确了此行业的未来发展方向,坚定了行业发展信心。这也使得光伏产业经过去年的低谷之后,从今年开展逐步回暖,主要表现出竞价和平价上网项目大规模建设的同时,也减少了对补贴的需求,推动我国向平价时代进步。但是总体来说,相对与其他行业,光伏产业仍然属于政策主导型的产业,而且仅今年上半年我国相关部门就出台了超过9个政策来推动我国光伏产业的稳步发展,而且在中央和地方政府的支持下也指明了行业发展方向,行业未来前景可期。
        除此之外,在目前我国持续开展精准扶贫的过程中,也在逐步推进光伏产品的应用来对过剩产能进行消化,而且在加大对光伏企业资金支持的同时,也加大了对光伏产业相应的装备制造技术以及其他高新技术的研发力度,同时也推动光伏产品的光电转化率的提升,实现生产成本的降低,以此来推动光伏产业整体水平的提升。
        5结语
            在目前我国光伏技术升级并推动产能建设发展的过程中,需要在光伏产业化技术发展和更新的过程中提高对降本增效的重视,在降低产能建设成本和提升生产效率的同时,实现产品性能的提升。此外,还表现出电池片产能扩张以及设备市场需求增加的趋势。为此,在未来光伏产品需求不断增加以及光伏发电的比例在不断增加的趋势下,政府仍然需要通过政策手段来指导行业发展方向并给予政策支持与优惠,在完善和改进技术的同时,实现生产成本的降低。
        参考文献:
        [1] 麦志昌. 太阳能光伏发电技术应用的现状及发展探讨[J]. 科学与信息化, 2017(4):128-129.
        [2] 陈静, 郑维娟. 中国太阳能光伏发电的发展现状及前景[J]. 时代农机, 2018(3).
        [3] 巩赞超, 鞠振河. 太阳能光伏发电发展及应用综述[J]. 山东工业技术, 2017(20):61-61.