光伏发电技术及应用论文（精选11篇）
光伏发电技术及应用论文 篇1
随着湖南光伏产业的迅猛发展,我省光伏产业人才需求巨大。2013年湖南省部分光伏企业在生产、管理、设备维护、检测、光伏电站建设等岗位的专业人才需求巨大。据调查统计,至2015年,湖南省光伏产业对各类、各层次人才需求10万余人,其中高职毕业生约7万名。纵观全国太阳能类专业的开设情况,我省俨然落后于全国其他各省太阳能类专业开设的步伐。因此,加快我省光伏专业建设迫在眉睫。我校光伏发电技术及应用专业围绕湖南省产业结构调整和转型升级,主动对接湖南省光伏发电产业,依托湖南省太阳能职业教育集团平台、太阳能应用技术研究所平台,在校企人才培养模式、创新校企合作体制机制、课程体系、专业教学团队、生产性实习实训基地、课程资源建设、教学管理模式等方面勇于改革与实践,提升专业内涵建设。
1 专业建设面临的问题
1.1 校企深度合作体制机制还需加强建设
校企合作形式单一,管理体制还不健全,校企共建共管共营基地及协同科技创新等方面还缺乏良性运行的激励机制。
1.2 高层次专业带头人培养还需提升
本专业是适应战略性新型产业而开办的新专业,缺乏既能掌握光伏行业先进技术动态及产业发展方向,又能掌握光伏企业人才培养需求,并且能够带领专业建设发展的省级以上专业带头人;聘请的兼职教师只能担任部分专业课程的实践指导,先进职业教育理念和专业教学方法有待进一步提升,对专业建设的指导作用还需进一步加强。
1.3 专业教学资源尚不能满足信息化教学需要
以课程为主要表现形式的数字化资源库需要进一步扩充,职业标准库和技能鉴定题库有待进一步完善;资源库的管理缺乏先进技术支持;资源检索、信息查询、资料下载、教学指导、学习咨询、就业支持、人员培训等服务功能不明显。
1.4 教学管理制度有待于进一步完善
根据产业发展需要实施的教学内容调整机制还需健全;学生在合作企业学习专业课程的校企互认学分制还在探索中;校企共同实施的顶岗实习管理和监控机制还需进一步完善。
2 项目建设面临的挑战
(1)在新时期湖南省“按照对接产业(行业)、工学结合、提升质量,促进职业教育深度融入产业链,有效服务经济社会发展”的职业教育发展思路下,对如何明确光伏专业发展定位、构建与光伏产业职业技术岗位要求相适应专业课程体系,打造有湖南省特色的光伏终身职教体系提出了新的挑战。
(2)新时期湖南经济发展“转方式、调结构”以及光伏产业转型升级,对如何在行业指导下,优化专业结构,创新校企合作体制机制,高质量培养光伏类专业高端技术技能型人才提出了新的挑战。
(3)当前湖南职业教育“从劳务输出外向型发展向服务地方产业经济转变”,“从规模发展向内涵发展转变”的基本要求,对湖南光伏职业教育如何对接行业、服务行业、提升行业提出了新的挑战。
3 专业建设改革与实践
3.1 创新校企合作体制机制
整合校企、校际资源,由湖南理工职业技术学院牵头,成立湖南太阳能职业教育集团,太阳能应用技术研究所,建成湖南太阳能技术推广与产业信息中心、太阳能职业技能鉴定中心,完善太阳能专业建设指导委员会和太阳能专业人才培养质量评价委员会部门职责;建全校企“经费共筹、人才共育、过程共管、成果共享、责任共担”的校企合作长效运行机制。以此打造湖南光伏人才培养基地,构建多方参与的对话协作机制、产学研合作机制以及过程共管的社会服务机制。为湖南光伏产业升级提供保障,发挥光伏专业引领示范作用。
3.2 实施工学交替,分段实施的人才培养模式
通过对湖南省知名光伏企业、行业协会等调研;在服务区域经济、对接光伏产业的前提下,完善人才培养模式,修订人才培养方案,改革教学组织模式,加大实习实训力度;开展多方参与的教学质量评价,促进学生毕业就业零距离对接。校企共同制定人才培养方案,共建“‘工学交替,分段实施’的325”人才培养模式;共同打造校内外GW级光伏电池生产及光伏电站建设基地,实现顶岗实习达到半年以上,生产性实训比例占实践教学总学时60%以上;按照光伏电池及光伏电站相关技术员岗位标准,全面实施双证书制度,毕业生中级职业资格证获证率100%,高级获证率50%以上;建立以太阳能专业人才培养质量评价委员会负责实施的多方参与的教学质量评价模式和毕业生信息反馈机制,提升办学水平,发挥引领示范作用。
3.3 构建“课证融通、能力递进”的课程体系
依托职教集团,分析光伏产业技术岗位群工作任务,剖析实际生产过程和工作流程,归纳典型工作任务,确定岗位能力与素质要求,确定职业行动领域和专业学习领域,根据典型工作任务确定主要课程,设计教学组织形式,充分利用校内外实践教学条件及网络平台,改革教学方法,更新教学内容,提高育人水平。校企共建基于光伏电池生产及光伏电站建设的“课证融通、能力递进”的课程体系;以培养光伏产品生产与设计,光伏电站设计、施工、维护、管理人才为目标;建成以光伏电池生产及电站建设的模块化知识点,以校内外实习实训基地等为载体,对专业技术课程实施教学改革;充分利用职教新干线、移动数字化图书馆、风筝数字平台、食指课堂数字平台,动态更新教学内容,实现资源共享。
3.4 专业教学团队建设
聘请知名院士、区域知名企业、专家,校企共同制定专业带头人培养方案,通过多种培训方式提升教师水平;以课程负责人制实现骨干教师的选拔和培养;通过“传帮带”双导师制度,由校内导师与企业师傅作为双导师进行青年教师的培养;聘请湖南省太阳能职业教育集团中的企业技术骨干担任兼职教师;由院士专家工作站推荐,聘用光伏类专业的硕士或博士研究生以及有企业经验的工程师扩充专任教师队伍;通过差异化教师管理制度实现名师工程,打造一支专兼结合、德技双馨的省级专业教学团队。
3.5 生产性实习实训基地
根据合作企业的主营业务及优势,建设以校内参观、实训、生产,校外参观、实习于一体的实践教学条件。校内按实践教学区、生产区、示范区进行硬件建设,使校内基地具备光伏技术实训、光伏组件生产、光伏发电、太阳能应用技术推广与研发、两型校园示范等功能;校企之间建设3G实景教室,通过职教新干线网络平台进行联接,实现将企业生产、科研、施工现场在学院课堂直播,学校的实践教学由企业专家远程指导;校外依据合作企业的主营优势业务建设对应项目的实习实训基地,校企共同完善校外基地的硬件条件。在校内实践教学基地管理与建设中,引入企业先进的管理理念、管理方法与职业文化。
3.6 课程资源建设
依托湖南太阳能职业教育集团及湖南省太阳能应用技术研究所,在院士工作站院士、教授及企业工程师的全程指导下,对接光伏行业岗位群,以光伏电池生产与光伏电站建设为主线,按专业资源、课程资源、行业资源、培训资源四类建成集专业教学与职业培训于一体的教学资源库;并以职教新干线为媒介,通过建设学院数字化教学平台“食指”课堂,实现数字化教学,实施各类教学资源共享。
3.7 柔性化教学管理模式
以基于光伏电池生产及电站建设的分段式、多学期的双导师学徒制人才培养模式管理为主线,以教学运行管理、教学基本建设管理、教师教学管理、教学质量管理与评价为主体,以教学研究与管理改革为核心形成较为完整的结构体系。依托执教新干线等网络平台,建成以学生、行业及企业为主导的教学质量评价体系,形成专业技术课程相对应的教学质量评价标准;结合光伏光伏企业人才需求,建立实时调整教学内容、教学课时的柔性化教学管理制度,并对考证课程实施学分互认;完善全程管理的考核制度体系;形成就业单位、行业、学生及其家长等共同参与的人才培养质量评价机制,提升毕业生就业质量。
3.8 专业社会服务
联合湖南省光伏产业联盟、湖南太阳能职业教育集团及太阳能应用技术研究所,依托湖南省光伏产业技术研发与信息中心、湖南省光伏技能鉴定中心,提升光伏应用技术研发能力与技术服务水平,通过完善太阳能应用技术研究所的管理制度和人事分配制度,激励各事业部的工作积极性。主动服务“三区”,为湖南省提供光伏技术服务、光伏特种行业职业培训与鉴定、光伏电站建设、光伏产品开发与生产、两型校园示范、光伏产业信息服务等多项社会服务。
4 总结
我校光伏发电技术及应用专业整合校企、校际资源,依托区域光伏产业,主动对接光伏发电企业,在校企人才培养模式、创新校企合作体制机制、课程体系、专业教学团队、生产性实习实训基地、课程资源建设、教学管理模式等方面进行改革。通过专业建设实践,在专业人才培养定位、人才培养质量、社会服务等方面取得了良好的成绩,提升了专业内涵建设和专业竞争力。
摘要：围绕湖南省产业结构调整和转型升级,我校光伏发电技术及应用专业对接湖南省光伏发电产业,依托湖南省太阳能职业教育集团平台、太阳能应用技术研究所平台,在校企人才培养模式、创新校企合作体制机制、课程体系、专业教学团队、生产性实习实训基地、课程资源建设、教学管理模式等方面进行改革与实践,促进专业内涵建设。
关键词：光伏发电技术,内涵建设,校企合作
参考文献
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[2]牛耀宏.基于产业结构调整和技术升级的高职专业内涵建设策略[J].职业技术教育,2013(17).
[3]池哲萍.推进高职专业内涵建设的实践和思考[J].职业教育研究,2011(06).
[4]朱有明.高职院校专业内涵建设指标体系构建研究[J].中国职业技术教育,2016(09).
[5]秦越华.职业院校涉农专业内涵建设的实践与思考[J].安徽农业科学,2012(20).
光伏发电技术及应用论文 篇2
第一条 为确保小型水电站顺利并网和并网后电网和电站的安全、稳定、优质、经济运行，逐步建立并网安全管理的长效机制，根据《电力监管条例》、《电力安全生产监管办法》和《关于发电厂并网运行管理的意见》等有关规定，制定本办法。
第二条 本办法适用于监管区域内单站装机容量为50MW以下的并入贵州电网运行的水电站的并网。
第三条 符合第二条规定范围的新建和扩(改)建水电站的并网安全性评价，一般应当在机组整套启动试运行满负荷试验结束后60日内完成。
已经并网运行的水电站，每5年应当进行一次并网安全性评价。当水电站并网必备条件发生变化或者与并网有关的主要设备、重要辅助设备因进行更新改造、设备或系统有较大变化，可能影响到电网安全，应进行并网安全性评价。
第四条 国家电力监管委员会南方监管局贵阳监管办公室(以下简称贵阳电监办)负责水电站并网安全性评价工作的管理。
第二章 组织与管理
第五条 贵阳电监办安全监管部门为该项工作的具体管理部门，负责组织辖区内水电站并网运行安全性评价和安全性评价的日常管理和协调工作。
第六条 并网安全性评价由贵阳电监办组织进行，其方式可以由电监办直接组织，也可以将组织专家评价的工作委托给经过资质审查合格的中介机构进行，贵阳电监办进行监督。
第七条 为了规范并网安全性评价工作，保证查评质量，贵阳电监办会同省水利厅组织建立符合并网安全性评价工作要求的专家库，将具有丰富实践经验和专业知识的专家入选专家库。
第八条 专家采用推荐方式产生，聘期一年，实行动态管理。每一年对专家进行一次全面审核，并做必要的调整和更新。
第九条 入选专家库的专家应符合以下基本条件：
(一)具有高级工程师及以上专业技术职称;
(二)有丰富的专业知识和专业经验，熟悉安全性评价标准;
(三)工作认真，责任心强;
(四)有较好的文字和语言表达能力;
(五)身体健康，适应现场查评工作。
第十条 根据被评价电站总容量、机组数量、单机容量和设备复杂程度的不同，工作时间一般为5个工作日，专家组成员一般不超过5人。
第十一条 并网安全性评价由专家组进行查评。专家查评时应排除一切主观因素，做到认真、负责、客观、公正，对查评结果的客观性和真实性负责。
第十二条 申请进行并网安全性评价的水电站，应明确负责并网安全性评价的领导和管理部门，并配备足够的专业技术人员和工作人员，做好查评前的各项准备工作和查评期间配合工作，为专家工作提供适当的办公条件。
第三章 安全性评价的申请和组织查评
第十三条 申请进行并网安全性评价前应组织力量，按照《小型水电厂(站)并网安全性评价标准》(详见附件一)的内容和要求逐项进行自评，对达不到要求的项目应积极采取措施，进行整改，达到安全性评价的要求。
第十四条 新建和扩(改)建水电站在首次并网15日前，提交新建和扩(改)建电站基本情况表。内容应包含：并网设备建设项目的基本情况、项目立项、开工等有关审批文件、主设备和主要辅助设备的型号、主要技术参数、工程和验收情况、并网机组调试方案和调试计划、时间安排等(详见附件二)。
新建、扩(改)建水电站应在机组整套启动试运行满负荷试验完成后15日内提交并网安全性评价申请书。申请书的内容应包含：电站的基本情况、主设备和主要辅助设备的型号、主要技术参数、并网有关设备的运行情况和自评报告等(详见附件三)。
已经并网运行的电站进行并网安全性评价，由各电站按附件四的格式提交并网安全性评价申请书。
第十五条 为了不留“死角”，不漏报、少报和重报，有关申报材料按照属地管理的原则逐级申报，水电厂(站)将申报材料报所在市(州、地)水利局，各水利局汇总并进行初步审查后报省水利厅，由省水利厅对申报材料进行复核，复核后，省水利厅将申报材料、处理意见转贵阳电监办。
贵阳电监办接到并网安全性评价申请书后，应详细了解申请电站的情况，对申请书中所填报的内容进行最终审核。如果条件基本符合，则根据申请电站的情况组成专家组，进行安全性评价。委托中介机构进行并网安全性评价的，专家组的名单和查评计划安排报贵阳电监办审批。
第十六条 专家组在正式开展查评工作前，应对被查评电站和机组情况进行初步了解，在此基础上制定出详细的查评方案，包括查评内容、查评方法、人员分工、时间安排等。并提前将查评工作计划，需要提供的资料清单，需要电厂配合的工作送交被评价电厂准备。
第十七条 专家组查评工作，应按专业分别进行评分和撰写专业评价报告，专家组长根据各专业评价报告撰写总评价报告。总评价报告经过专家组全体会议审查通过，专家签字后生效。总评价报告的内容应包含：查评基本情况、必备条件审查结果、得分情况、主要问题、评价意见、整改项目和建议。
第十八条 专家组查评工作结束后，专家组长将查评基本情况、主要问题、评价意见以及需要整改的项目等及时向贵阳电监办汇报，并提交书面报告。
第十九条 贵阳电监办在收到专家组书面报告7个工作日内，将正式评价报告和整改通知书交给被评价电站和调度该电站的电网企业，同时抄送水利厅。
第二十条 被评价电站在接到安全性评价报告和整改通知书15天内，将整改计划上报贵阳电监办，同时抄送有关电网企业，并立即组织进行整改。
对于需要进行整改的电站，贵阳电监办应在安全性评价后2-3个月(新建和扩、改建发电厂3个月)内负责组织整改工作复查。有关电站在整改工作全部完成后应再次提出并网安全性评价复查申请。
贵阳电监办应及时将并网安全性评价复查的结果通知调度该电站的电网企业。
第四章 综合评价与考核
第二十一条 并网安全性评价由“必备条件”审查和“评分项目”评分两部分内容组成。凡未达到“必备条件”的电站不允许并入电网运行，必须经过整改达到必备条件。
第二十二条 “评分项目”是根据安全性评价内容确定的影响电网运行的安全因素，以对电网安全运行可能构成潜在威胁的严重程度和影响的大小，按单项得分率考核。并网安全性评价合格标准为：
新建和扩(改)建电站(或机组)大于或等于 70 %
已并网运行电站(或机组)大于或等于 65 %
并网运行达10年及以上的电站(或机组)大于或等于 60 %
第二十三条 根据评价结果的不同，对被评电站分别按下列方式处理：
(一)满足必备条件，得分率达到第二十二条规定标准，发给《并网安全性评价达到标准通知书》，同时就其存在的对电网安全、稳定构成重大威胁的不安全因素，贵阳电监办下发整改通知书，限期整改。如果到期未整改或整改项目未全部完成，将按遗留项目数量和对电网构成威胁的严重程度处以相应数额的罚款处罚。
(二)必备条件或总评分未达到第二十二条规定标准，贵阳电监办下发整改通知书，限期整改。电站应按第二十条的规定进行整改和申请复评。如果整改后必备条件和评分项目达到第二十二条规定标准，但整改项目未全部完成，发给《并网安全性评价达到标准通知书》，同时按本条(一)的办法进行罚款处罚。
(三)必备条件或总评分未达到第二十二条规定标准，经过整改复评仍然不合格，按照第二十四条的规定处理。
第二十四条 经过整改后复评，必备条件或评分项目总分仍然达不到第二十二条规定标准的电站，贵阳电监办在对其进行罚款处罚后，对存在的不合格项目再次下发整改通知书，再给一次整改机会。
第二十五条 对于经过两次整改仍然不合格的电站或机组，将根据不合格项目对电网安全运行可能构成潜在威胁的严重程度和影响的大小，分别给以通报或罚款处罚。问题严重的在报请国家电力监管委员会批准后，取消其并网运行资格。
第五章 附 则
第二十六条 申请进行并网安全性评价的电站，应该缴纳安全性评价费用，用于支付开展安全性评价工作的成本和管理费用。在电站并网安全性评价统一收费标准制定下发前，贵阳电监办将根据当地工资收入水平和安全性评价工作量的大小确定应收费用。
第二十七条 本办法自2006年11月1日起施行。
发电厂并网安全性评价使用说明
1.并网安全性评价内容，根据对电网安全、稳定运行的影响程度，由“必备条件”和“评分项目”两部分组成。“必备条件”用审查方式进行评价是否具备，“评分项目”评分方法用单项得分率进行评价。“评分项目”按所列项目逐项打分，然后按单项对各项实得分和应得分进行总加，相对得分率用下式计算：
相对得分率=(实得分/应得分)×100%。
2.“评分项目”包括发电机组、升压变压器、连接到升压站的所有电气一次设备、过电压及接地、涉网有关的厂用电系统、发电机组励磁系统、调度管辖范围的继电保护及安全自动装置、直流系统、调度自动化、涉网有关的热工设备及安全生产管理。
3.“评分项目”中被评对象没有此分项目时，此分项目不得分，同时扣减该项目的标准分。
4.单项是指电气一次设备、电气二次设备、安全生产管理。
太阳能光伏发电并网技术的应用 篇3
关键词：太阳能；光伏发电并网；系统；应用
中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0049-02
太阳能的可再生性、清洁性，使其拥有广泛的发展前景，在社会生活的方方面面的应用广泛。尤其是太阳能电池板、太阳能电池都在多个领域中广泛使用。
这类太阳能产品的集成性、独立性较高，像太阳能路灯、家电等，因此这些产品中的大多使用的是直流负载独立的供电方式。
太阳能光伏系统的类型逐渐增多，并更趋成熟，其应用的方式也更加丰富，因此运用光伏并网技术的太阳能发电已成为当前发展最为迅速、运用领域最为广泛的光伏新能源应用技术。
1 太阳能光伏系统并网技术
太阳能光伏系统主要有独立系统、并网系统以及混合系统三个部分组成。而依据光伏系统的运用形式、规模以及负载的类别，又可以分为6种，即小型太阳能供电系统、简单直流系统、交直流供电系统、并网系统、混合供电系统以及并网混合系统。
下面将对其中的井网系统和并网混合供电系统进行简单的介绍。
1.1 并网系统
太阳能光伏并网系统的工作特征主要是太阳能电池组件产生的直流电通过网逆变器转化成为适合电网要求的交流电网之后，直接进入公共电网，光伏电池方阵所产生的电力不仅要负责交流负载，剩下的还要返还给电网。这样，在阴天下雨时，太阳能电池设备没有生成电能或器生成的电能不能负担起所有的用电负荷，电网就开始供电。因为太阳能发电可以直接进入整个供电网络，不用安装蓄电池，，也就没有了蓄电池储能和释放这一环节，避免了能量的不必要消耗，极大的减少了整个系统的运营成本。但是在整个系统运行中就要有专门的并网逆变器，来确保输出的电能达到相应的需求。这样就会损失掉部分的能量。这种系统与公用的电网和太阳能电池组件阵列共同作为交流负载的电源，降低了整个系统的负载却电流，并且并网光伏系统可以对公共的电网有着调峰的作用。但是这个系统属于一种分散式的发电系统，会影响到电网的顺畅运行，应当给予一定的重视度。
1.2 井网混合供电系统
在太阳能光伏产业的不断发展的今天，在整个并网系统中，逐渐产生了太阳光伏阵列、电网和备用油机的并网混合供电系统。这一系统能够当做一个在线不间断电源来促进系统的负载供电保障率的提高。并网混合供电这一技术相对较为复杂，但是可以保证系统用电的稳定性，在供电要求高、备用电源以及电网供应不稳定的情况下使用更加适合.
这种并网混合供电系统一般会使用控制器和逆变器共同作用，通过电脑芯片来实现对整个系统的全面控制，对各类能源进行综合运用，来获取最佳的工作状态，并也能与蓄电池配合使用。
在并网混合供电系统中，当出现本地的负载功耗低于某个范围时，系统会对太阳电池多余的发电量或通过电网对蓄电池进行充电，确保蓄电池的浮充，以备不时之需。如果供电网络出现故障，系统就会自行断开电网，进行单独工作，通过蓄电池或者是油机系统来供给负载所需要的交流电能。如果电网恢复了正常，这一系统就会再次进入并网模式，有电网继续完成供电工作。
2 太阳能光伏发电并网技术系统的设计组成
2.1 子系统的构成
太阳能光伏发电系统的各个子系统都是相对独立的，均是由光伏子系统、直流监测配电系统以及并网逆变器系统等构成，将各个子系统的进行有机结合后，再进行380 V三相交流电接至升压变，最后进入供电网络。
2.2 主设备选型
在大多数情况下，单台逆变器的容量越大，单位造价就会相对较低，但是当单台逆变器容量过大时，一旦出现故障就会对整个电网系统产生重大的影响，因此需要依据光伏组件安装场地的真实状况，选取适合额定电量的并网型逆变器。在当前国内生产的并网逆变器单台容量最大可以达到500 kVA，但是100 kVA及以上的产品的运行不足。为确保光伏发电场能够稳定、经济的运行，并网型逆变器能通过分散成组相对独立并网的方式，这就能够促进整个光伏发电系统的顺畅运营。
并网型逆变器需要过、欠电压，过、欠频率，进行短路保护，防孤岛效应，逆向功率保护等保护方式。每个逆变器都需要连接到多个串光伏电池组件，而这些电池组件可以利用直流监测配电箱连接到逆变器。直流监测配电箱内部安装的有组串电流监测单元，能够起到对各组串电流的监测作用，还能运用数据格式将整个电流监测信息传送到逆变器控制器中。
2.3 10 kV升压系统电气部分
10 kV升压变电站的升压变压器额定容量、电压比、低压进线回数以及电容器都需要依据发电量的设计情况进行设计安排。
电气综合室需要进行分层布置，最底层主要是配电装置室、电容器室，而上层则为逆变室，安装有监控屏和逆变器屏。
在升压变压器上选择的是箱型干式变压器，容量依据相关设计进行变更；而低压进线柜选择的是低压抽出式开关柜；高压出线柜则使用的是中置式空气绝缘开关柜。
2.4 防雷保护
升压变电站一般处于室内，因此为了使光伏电池组和升压变电站的相关建筑设施在遭受直击雷和感应雷时得到相应的保护，在光伏电池组件支架和升压变电站的非导电体的顶部安装环形避雷带进行防雷保护。为了确保相关人员的生命安全，所有的电气设备都需要安装接地装置，电气设备的外壳需要进行接地保护。太阳能光伏发电并网技术系统设计的组成部分，如图1所示。
图1 太阳能光伏电并网技术系统的构成图
3 太阳能光伏发电并网技术系统的应用
光伏并网发电系统主要由太阳能组件方阵和并网逆变器两部分组成。太阳能组件将光能转化为直流电能，并网逆变器将直流电能逆变成交流电能供负载使用或传输到电网。白天有日照时，太阳能组件方阵发出的直流电经过并网逆变器转换成交流电供给负载使用或传输到公共电网。当光照不足或电网异常时，系统自动停止运行。同时不断检测电网和光照条件，当光照充足且电网正常时，系统再次并网运行。本工程所建设的光伏发电系统采用分块发电逆变，集中升压并网模式。本项目光伏并网发电原理图示意，如图2所示。
图2 光伏并网发电原理图
3.1 逆变器升压变压器的方案选择
合理的逆变器配置方案和合理的电气一次主接线对于提高太阳能光伏系统发电效率，减少运行损耗，降低光伏并网电厂运营费用以及缩短电厂建设周期和经济成本的回收期具有重要的意义，合理的电气一次主接线可以简化保护配置、减少线路损耗、提高运行可靠性。同时合理的配置方案和合理的电气一次主接线对于我国大规模的光伏并网电厂（30 MW以上）建设具有一定的示范意义。
方案一：由于厂区面积大，采用各建筑就近单独设置逆变区（逆变器均带隔离变），汇总后，再进行二次升压至10 kV。
方案二：采用各建筑就近单独设置逆变区（逆变器均不带隔离变） ，汇总后，再进行升压至10 kV。
方案比较：方案一逆变器带隔离变，经升压后汇总，再进行二次升压，减少了汇总过程的线损，但是整个系统经过了两次升压过程，多了一次变压损耗，而且增加了隔离变的投资。方案二逆变器不带隔离变，直接汇总后升压，多了一定的线损，少了一次变压损耗，而且减少了隔离变的投资。
3.2 系统主要方案
拟利用工厂厂区的建筑屋面上沿屋面敷设光伏组件，通过对太阳能的综合利用，实现太阳能光伏发电应用，采用多晶硅组件和并网式逆变器，建设总容量为30 MWp以上规模光伏发电系统。采用分块发电、集中逆变，集中升压并网方案，每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列。太阳能电池阵列输入光伏方阵初级防雷汇流箱、直流配电柜后，通过光伏并网逆变器逆变输出低压交流电，通过10 kV升压变升压后并入电网。
根据不同建筑屋面大小布置电池组件，直流汇流箱采用10进1出，然后接入直流配电柜和逆变器。采用光伏发电设备集中控制方式，在集中控制室实现对光伏设备及电气设备的集中控制和数据检测。
光伏电站内配置电流速断/过流保护。在集中控制室屋顶安装一套太阳能发电环境监测系统，主要监测的参数有：风速、风向、环境温度、太阳能电池温度、太阳总辐射等。
4 运用太阳能光伏发电并网技术时需要注意的问题
4.1 系统电压的波动
太阳能光伏发电装置的实际输出功率会因为日光的强度的变化而发生变化，在白天日照强度较强时，其发电装置会输出最大功率的电能，而在夜幕降临时，输出的功率近乎为零。所以，除了系统中设备设施的故障因素外，发电装置的输出功率会因为光照、气候、季节等自然因素而发生变化，输出功率出现波动。
4.2 谐 波
太阳能光伏发电系统是利用光伏组件来将太阳能转变为直流电能，再经并网型逆变器将直流电能转变成为和电网有着同样的频率和相位的正弦波电流，与电网共同作用，然而再这一过程中，会有大量的谐波产生。依据我国标准的《电能质量 公用电网谐波（GB/T 145-93）》中对于公用电网谐波电压值的相关规定，见表1，可以对太阳能光伏发电系统产生的谐波的危害进行相关的评估。
再进入到公共联接点的谐波电流允许值的规定上，因为太阳能光伏发电系统的电压不够稳定，实际进入到公联接点的谐波电流需要在发电装置并网时依据相关的规定的测量方式来进行测量。这样，太阳能光伏发电系统在实际进入到电网时需要对谐波电流进行检测，确保电流符合国家的标准，如果不符合，就要采取安装滤波装置等等措施。
5 结 语
从以上对于太阳能光伏发电并网技术的相关分析探讨中，可以看出太阳能并网发电技术的应用在技术上是具有可行性，从经济的角度来说也是具有可行性的，对于社会环境的改善和社会的可持续发展有着巨大的影响，其推广运用能够极大的促进人类社会的长远发展。
参考文献：
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光伏发电技术的实际应用 篇4
1项目理论分析
1) 光伏发电原理及系统组成。a.光伏组件数组:其作用是利用光生伏特效应将太阳辐射的能量转换为直流电, 系统向电网输送的所有电能均由其提供。b.并网光伏逆变器:其作用是将光伏组件数组输出的直流电通过电力电子转换装置转换成符合上网要求的交流电。c.公共电网:其作用是吸收并网光伏逆变器产生的电能, 通常可以将其看作一个无限大的交流储能装置。d.并网光伏发电系统中一般还都配有直流汇流箱及直流配电柜、交流配电柜、监控系统等设备。对于大功率的并网光伏系统, 通常还配有大容量变压器以将其产生的电能直接送入高压电网。
2) 项目建设意义。本项目设置在LS公司厂区内, 可以将发出的电能就近使用, 减少了因电能在传输的过程中产生的损耗。 项目的建设符合产业政策的发展方向, 带来较好的社会效应。
3) 项目发电量预测及分析。LS公司目前由110k V变电站出LN线供电, 工厂日平均峰值功率为12709k W, 本次将建设的光伏项目本期光伏项目建设规模为6.09MWp, 光伏组件全部安装厂区屋顶。可知:工厂可直接消纳完光伏发电容量。当园区内用电负荷较低时 (节假日休息) , 光伏发电富余电量将送入当地公共电网。光伏电站建成后, 全年理论发电量约等于:744.198万k Wh。 光伏发电系统总效率为:78%, 全年理论上网电量约等于: 744.198万k Wh×78%=580.474万k Wh。第一年发电等效利用小时数为:5804740k Wh÷6090k W=749小时。
4) 并网接入方案。由于厂区面积大, 用电负荷分散, 供电距离长, 采用10k V并网接入时, 可减少远距离送电的损耗。减少并网接入点, 减少低压电缆的长度, 减少低压线路损耗。
5) 接入系统主要一次设备组成。本期工程各厂房屋面光伏组件产生直流电通过逆变器将原直流电转换为三相交流电后送至交流电汇流箱, 通过电缆送至升压变压器, 通过升压变压器将光伏发电转换为标称电压为10k V电源送至接入点并网送电。并网路径为:光伏发电箱式变压器→光伏发电户外开关站→LS公司变电站LN线进线变电所→110k V变电站。原理框图如图1所示。
6) 接入点相关变电站10k V母线无功分析。本项目采用的逆变输出功率因子可以在超前0.85到滞后0.85之间可调, 逆变器设备的功率因子正常标准设置为滞后0.99。接入点110k V变电站10k V母线无功满足要求, 该线路光伏发电产生的无功功率不大, 其数值均小于变电站母线无功补偿容量, 都可以由变电站10k V母线无功补偿装置进行调节, 因此不会影响变电站的运行。
2 光伏发电对拟接入电力系统的影响
2.1光伏电站接入系统谐波分量控制
在将直流电能经逆变转换为交流电能的过程中, 会产生谐波。并网发电后, 将在发电段进行谐波检测, 根据检测结果进行针对性治理, 主要依靠并网逆变器来保证。并网逆变器在出厂时都经过严格检测, 控制系统产生的谐波分量满足GB/T-14549-1993要求及满足国家光伏发电系统接入电网的相关技术规定。对接入电力系统的影响满足规范要求。
2.2发电系统短路电流
逆变器通过触发相位的控制来实现快速和多种方式的调节, 当被并网的交流系统短路故障, 控制系统瞬间关断逆变器的输出, 即光伏发电系统不会向交流短路点提供短路电流。因此, 电网侧相关交流电气设备短路电流方面的校核可不考虑光伏发电系统并网的影响。
3光伏发电系统自动化控制
3.1调度关系
本工程光伏电站由佛山配网自动化系统 (DMS) 进行调度管理, 站内远动信息送佛山配网自动化系统 (DMS) 主站, 电能质量监测信息送佛山电能质量监测系统主站。
3.2自动化监控系统
本工程为10k V并网光伏电站, 监控系统按照“无人值班, 少人值守”的运行管理模式设计。自动化监控系统分为站控层和间隔层, 站控层网络采用单以太网结构。1) 站控层采用集中监控方式, 由监控室运行人员通过监控系统的操作员站人机接口, 对光伏电站内所有逆变器、升压变压器和交/ 直流配电装置进行集中监视和控制。2) 间隔层按发电单元和配电间隔配置, 实现就地监控功能。3) 由于逆变器、汇流箱分散与集中监控室的距离较远, 屏蔽线的传输衰减过大, 需采用光纤网络进行传输:汇流箱、 逆变器经RS485屏蔽双绞线接至逆变器通信柜内规约转换装置, 规约转换装置通过网络线连接至屏内交换机, 交换机经光缆连接至监控系统本地交换机, 接入监控系统。
10k V进线、并网点保护测控经以太网线连接至控制室通信接口柜内交换机, 经规约转换装置接入监控系统。
本项目应具备遥测、遥信、遥控、遥调功能, 相关远动信息应上传至电网调度机构配网自动化系统 (DMS) , 并接受和执行调度指令。
4结语
光伏作为新兴的分布式能源, 在未来必将有长足的发展, 在设计和设备方面必然日新月异。
摘要：本文以南海LS公司的光伏项目介绍了光伏技术的实践应用和设计主要思路, 论述了光伏发电技术主要设备组成原理、系统接入、继电保护、自动化控制等。
关键词：光伏,系统接入
参考文献
光伏发电技术及应用论文 篇5
调查地点：太原市清徐县调查时间：2017.5.30-2017.6.9调查人：刘锦山调查情况概述：本次全国户用光伏应用调查共选取8家农户，品牌涉及汉能、农投光伏、海尔、天合，地域涉及清源镇、柳杜乡、孟封镇，容量5-30kW,政府部门涉及清徐县国家电网，清徐县招商局，东范庄村委会，清徐县农商银行，商家共采访农投光伏，洁阳光伏，天合光能三家，为了尽量保证采访对象不产生排斥，保证言语的真实性，我们选取了关系比较好的调查对象。
一、清徐县光伏发电发展历程和现状清徐县为太原市卫星城，为重工业城市，人民总体富裕。近年来，清徐县户用光伏安装总量占太原市安装量的75%，发展尤为快速，符合调查典型性地区。2016年初，汉能代理商首先发力，后陆续进入15家公司安装，包括晶科，天合，英利，阿特斯等知名厂商代理和本地安装商，一年时间竞争进入白热化，安装量激增。经过一年的竞争，除汉能和农投光伏，合大外，其他公司基本被淘汰。2017年随着人们对光伏的理解，光伏安装步入平稳快速发展期。
二、当地电网公司调查截至2017年6月8日，全县共申报452户家庭光伏发电项目，已经并网391户，安装容量2.78MW。电网公司申报顺畅，从申请到并网累计用时2月左右，用户光伏电费按季度发放（太原地区月结），稍有拖欠现象，但在逐步改善中，国家补贴可全部到位。
三、金融相关调查本地尚未开放光伏贷款，银行人员对光伏发电认识不足，对其贷款有疑虑。通过一年的发展，付全款的人已经越来越少，贷款政策直接影响到是否能成交，目前，清徐县银行没有贷款政策，贷款主要来源为公司本身和公司合作的小额贷公司，公司通过提高价格来抵消贴息带来的损失。以母公司作为担保，向银行贷款，由各地代理向村民发放贷款已经成为大公司代理商的一大优势。
四、政府调查当地政府官员对光伏发电了解不多，对发展光伏兴趣不大。
五、代理商调查当地汉能代理商业绩尤为突出，市场占比达到52%；农投光伏、合大排名第二、三名；这三家品牌合计市场占有率达85%，市场集中度较高。各公司市场安装比例（按电网登记的数据）如下：注：汉能单体安装容量小，容量在5-8kW居多；晶硅体量普遍较大，大部分在10kW-30kW左右。
六、组件、逆变器市场占有率调查根据电网公司提供的数据，当地逆变器主要以古瑞瓦特为主，占比70%左右，主要是因为其为汉能的合作方，而汉能在当地的市场份额较大；其次为固德威和锦浪，分别占比12%和10%。根据电网公司提供的数据，当地光伏组件主要以汉能为主，占比52%左右，主要是因为汉能在当地的市场份额较大；其次为合大和晋能，分别占比15%和12%。当地组件开始以一二线厂家组件为主，但随着市场的成熟，各大厂家的组件都有渗透。清徐县并没有出现当地组件厂商（如晋能）一家独大的局面，主要原因是：竞争激烈，当地没有地方补贴、也不限定使用当地生产的组件。
七、户用商家营销模式调查目前，当地主要有三种营销模式：（1）以汉能为代表的展销会模式汉能的营销是成功的。首先，先入为主，汉能宣传速度早且快。第一步通过刷墙，发传单，广告车队等传统有效的方式进行宣传。第二步，深入农村，每村以优惠价发展一个试点加一个代理，代理通常是村里有威望的人，在村里有一定的影响力和公信力，通过培训村代理以点代面，不需要销售直面村民，节省了很多宣传上人力物力财力，并抓住了客户喜欢模仿和跟风的特点。第一户的安装尤其重要，考察中发现一个村如果第一家安装了薄膜发电，那么这个村安装薄膜的占大多数；反之则是如果一个村没有开发第一户，那么这个村会一家也不装。第三是靠声势浩大的展销会，通过知识讲解，礼品等方式扩大参观人数。会上会将之前谈好的客户一次性成交，以示火爆，感染其他参观用户。在前期的宣传中，我们了解有一些宣传方式欠妥：比如在价格10元/瓦的情况下承诺5年回本，部分代理商宣传晶硅产品的背板的纸做的等。（2）通过与电工合作开发通过和遍布所有农村的电工合作。电工是国企工作人员，具有一定的公信力，村民很相信；而且电工对各家情况非常了解，能和村民打成一片，做为宣传人员有天然的优势，事实证明效果很好。（3）与政府合作开发采取自上而下的策略，和政府直接合作开发户用，如村集体，镇政府，县政府，政府信用作背书，集体报名参加，适合大规模开发。
八、付款方式调查根据走访调查，当地户用项目全款模式、部分贷款模式和零首付模式等都有涉及。全款模式：以第一批早期用户为主，家庭大多富裕。部分贷款模式 ：以后期汉能贷款为主，主要客户为资金不够、观望或安装容量较大的用户。零首付分期付款模式：尚未大规模推广。屋顶租赁7-10后归用户所有模式：小厂家自投光伏，他们安装成本极低，一方面可以消化组件，一方面可以宣传品牌。
屋顶租赁折旧回购模式：尚无推广，讨论中。
九、电站质量调查
根据走访，当地电站质量参差不齐，典型问题有如下几个方面：1.未使用热镀锌钢材，支架出现锈蚀2.未使用不锈钢或镀锌螺栓，出现锈蚀3.接线混乱，未接跨接线4.保护管散乱5.阴影遮挡6.未及时处理鸟粪造成热斑7组件问题：薄膜组件划痕，起包8.组件问题：使用降级组件9.接地问题：接地极裸露、锈蚀10.配电箱安装不规范11.方阵间距不够12.使用自攻钉钻孔
十、发电量调查
通过坎德拉的在线工具查询到太原地区最佳倾角下每千瓦首年理论发电量为1293度电。我们选取同样角度的当地5kW电站实际发电量为两年14087度，高于理论值。以下为随机调取的客户电站5月份发电量，理论发电量由pvsyst软件获取。由表中看出，实际发电量略高于理论值。
十一、售后、运维情况调查通过调查，目前大多数安装商并没有建立起完善的运维体系，运维主要依靠客户反应问题，公司解决问题的办法，售后在目前为止都有很好的响应。大多数公司没有第三方监控系统，主要依靠逆变器自带数据收集器来实施数据查询，客户对app使用频繁。
十二、电费和补贴结算情况调查清徐县目前并不签购售电合同，补贴结算到位但不及时，每季度一结，季结后一到两个月发放电费，有发电量核对单，未开具发票。
太阳能光伏发电技术 篇6
【关键词】太阳能光伏发电；光伏电池
将光能转变为电能的光伏技术是一项非常重要的技术。相对而言，目前这项技术的发展还处在初期阶段，到2030年之后将会有很稳定和很高的增长率，会成为可行的电力供应者。
光伏发电技术已有几十年的发展历史，全世界的光伏实验室也有几百家，一直处于一种高研究、低生产的状态，不乏出色的科研人才。在国内，虽然光伏产业在近几年有了很大发展，但大多技术落后、设备陈旧，而且多数是直接引进技术和人才，这个局面直接限制了我国光伏科研水平的提高。
日本从1995年开始就已经实施了政府对光伏发电的补助计划，从而促使日本的光伏产业在后来几年的时间里，得到了长足的发展，太阳能电池产量几乎占了全球总产量的1/2；德国也出台了对光伏产业的优惠政策，使光伏产业迅速发展壮大，目前德国太阳能电池的产量已经超过全球产量的1/4。从日本、德国的例子来看，在这个领域，政府的推动非常重要。现在，西班牙、美国各州以及其他许多发达国家都开始用政策激励的方式大规模发展本国的光伏产业。中国虽然是发展中国家，但政府历来重视新能源的开发和利用，《可再生能源法》这时候能够出台也是顺应了时代要求，时机选择非常准确，充分证明了中国政府在能源和环保问题上的态度是明智的。
作为屋顶光伏发电工程的主角，上海市政府、江苏省政府等无疑为国内各省的光伏普及做了表率。但有关专家们认为，光伏发电因为成本高而无法与常规能源竞争的时候，政府采用的补贴电价、规定电网企业收购比例等扶持办法，对启动光伏发电规模市场将起到很好的带头、促进作用。
其实，此种方法在国外早就有了先例。2004年，德国实施“购电法”安装了10万个太阳能屋顶；日本采用“补贴法”安装了近7万个太阳能屋顶，并计划到2010年，安装100万个太阳能屋顶；此外，美国加州50%的新建住宅都要安装太阳能屋顶；西班牙、意大利等许多发达国家先后出台高价收购太阳能光伏电力的政策，鼓励居民安装太阳能屋顶。据了解，“上海十万太阳能屋顶计划”很可能采用日本的模式---初装“补贴法”，这正是“他山之石，可以攻玉”之所在。
国外的实践证明，光伏发电的成本在技术发展的推动下，正在努力突破高成本的制约瓶颈。如果在技术和规模上再有大的突破，中国的光伏产业赶超日本、欧洲等国家将大有可能。有专家预测，在“十一五”期间，很可能会出现国外光伏产业链大规模向中国转移的浪潮，这无疑会给中国经济注入新的活力因素。光伏发电有望在30年内成为中国重要的电力能源之一。
中国光伏，由说到做
2008年北京奥运会提出了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的理念，光伏发电开始融入奥运建筑。目前，环保、健康已经成为每个中国人关注的话题。
清华大学BP清洁能源研究和教育中心主任李钲认为，全球问题是气候问题，但对中国来说，常规的污染是主要问题。据了解，我国虽然不是全球最大的汽车使用国，却是全球第二大石油消耗国。从我国单车油耗量来看，我国平均单车所耗油的实际值是2.28吨，比美国高10%～20%，比日本高出1倍。不可否认，中国正在一天天地繁荣起来，但同时环境污染也在一天天加剧。全国大多数地区较差的空气质量就是我们依赖煤炭、石油等燃料的恒定指示物。
上海等城市的太阳能屋顶工程，无疑在能源应用方面迈出了很大一步。据了解，仅上海的“十万屋顶”并网光伏系统，每年至少发电4.3亿千瓦时，这不啻为一个天文数字。据相关部门统计，每生产1千瓦时电，大约需要350克左右的煤，4.3亿千瓦时电就相当于给能源紧缺的中国每年节省2万吨左右的煤炭资源。
由深圳市政府投资6188万元建设的太阳能光伏电站，是目前亚洲最大的并网太阳能光伏电站，它的建成昭示着我国利用太阳能发电的美好前景。该电站于今年2月开始承建，8月建成发电。电站采用国际上最先进而又成熟的技术，迄今运行状况良好，并通过业主、设计、监理、质检、供电等相关部门的验收。电站总容量达1兆瓦（即MWp，太阳能光伏发电专业术语），年发电能力约为100万千瓦时，运行20年后仍具发电能力。专家们称，这一电站是我国并网光伏发电领域的成功典范，填补了我国在大型并网光伏电站设计和建设的空白，具有里程碑式的意义。
从《可再生能源法》的颁布到“十万屋顶工程”的启动，再到太阳能光伏电站的建立，中国的光伏产业已经从“说”走向了“做”，把建设“绿色城市”、“可持续发展”城市真正的第一次落在了实处，也是中国太阳能发电普及应用的添彩之笔。
参考文献：
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太阳能光伏发电技术及其应用 篇7
随着社会的进步, 全世界依然全面的进入到了信息化带动工业化的重要时期, 这一时期具有一个鲜明的特点, 那就是工业制造业发展迅速, 垃圾污染物迅速堆积, 所以人们在追求高速发展的同时, 也将眼光投向了便捷环保。而太阳能正是这样一项适合可持续发展道路的重要环保项目, 所以世界当中各个国家都在积极努力的发展太阳能技术, 所以综上所述, 笔者以此为前提背景, 顺应开发可再生能源的政策要求, 以太阳能光伏发电为楔入点, 通过对其技术及应用的分析, 为大家系统的阐述这一技术特点。
1 太阳能光伏发电技术
控制器、电能储存、变换环节、光伏电池板是构成电能变换系统的主要结构, 也是太阳能光伏发电系统的重要组成部分。随着世界性节能资源的兴起, 太阳能光伏技术, 从单一的电池板生产已然发展到了电子电力变换器的设计, 从局部到整体有了翻天覆地的变化, 其中, 在光伏发电系统当中, 光伏阵列的最大功率跟踪技术、太阳能电池技术、孤岛效应检测技术、聚光器技术等都是系统运行所涉及到的重要技术, 但是由于篇幅有限, 笔者只能从太阳能电池技术与聚光技术两个方面入手, 为大家侧面的阐述一下。
1.1 太阳能电池技术
在太阳能光伏发电系统中, 光伏电池是其基本核心部件, 但是由于其存在着许多问题, 仍然不能得到大规模的普及与应用, 其中通过总结与分类, 我们大致可以将问题分为两类:一是成本过高, 而且高光电转换效率过低。比如在第一代光伏电池当中, 其主要基础设施以硅片为主, 虽然通过十多年的有效研究, 已然大幅度的增加了高光电转换的效率, 但是其成本还是过高, 无法大量的投入生产, 所以在第二代光伏电池中, 薄膜技术被广泛的开发应用, 其技术特点主要为在非硅材料的衬底上, 铺设很薄的光电材料层, 如此不仅增加了转换效率, 还降低了成本, 可以大规模的投入到生产使用当中, 已然成为了国际太阳能光伏发电的主流生产技术。而当下, 科研者又将目光投向了以理论极限光电转换效率为基础的第三代太阳能电池, 其利用先进薄膜制造技术为基础, 依靠有机聚合物电池、多层多结、染料敏化太阳能电池、纳米结构电池、量子点等先进技术, 以提高光电转换光电效率为目标, 以降低生产成本为最终策略, 进行了大规模的科研与实验, 相信在不久的将来, 这一技术将系统的应用在太阳能光伏发电当中。
1.2 聚光光伏技术
由于大气的阻隔和太阳的距离等不可逆的因素影响, 直接到达地面的太阳能过低, 这直接导致了利用效率的下降, 所以为了提高太阳能利用效率, 就要从有效的聚光光伏技术入手。其具体的研究难点从本质上来说反应在两个方面, 一方面成本过高, 所以如何使用低廉的聚光物质代替昂贵的聚光材料成为了研究的一大主题, 另一方面密度太低, 由于太阳光的分散性很强, 并且受控制的手段很少, 所以如何解决小面积受光却能聚集大范围能量这一问题, 也受到了广泛的关注。通过对聚光器分析, 我们可以清晰地了解其整个技术原理, 包括反射聚光技术、折射聚光技术、热光伏聚光技术、荧光聚光技术、全息聚光技术和混合聚光技术等。其中混合聚光器利用反射、内部反射和折射达到聚光。而荧光技术和全息聚光技术还尚不成熟。但是热光伏聚光技术依然完全成熟, 其工作原理是:太阳把辐射器加热到高温, 完成光热转换;辐射器再发出辐射到太阳能电池上, 完成光电转换。在2009年6月的我国自主研发出的“4倍聚光+跟踪”的新型光伏发电技术, 具有廉价、轻巧、效率高、抗风强等特点, 正是利用了这一技术特点。
2 太阳能光伏发电技术的应用
太阳能光伏发电的应用方式有多种, 包括独立、并网、混合光伏发电系统, 光伏与建筑集成系统以及大规模光伏电站领域;在偏远农村电气化、荒漠、军事、通信及野外检测等领域得到广泛应用, 并且随着技术的发展, 其应用领域还在不断地延伸和发展 (由于篇幅有限, 下面笔者就针对独立、并网、混合光伏发电等三种技术应用方式进行阐述) 。
2.1 独立光伏发电系统
独立光伏发电系统是不与公共电网系统相联接而孤立运行的发电系统, 通常建设在远离电网的偏远地区或作为野外移动式便携电源, 比如公共电网难以覆盖的边远农村、海岛、边防哨所、移动通讯基站等等。由于太阳能发电的特点是白天发电, 而负荷用电特性往往是全天候的, 因此在独立光伏发电系统中储能元件必不可少。尽管其供电可靠性受气象环境等因素影响很大, 供电稳定性也相对较差, 但它是偏远无电地区居民和社会用电问题的重要解决方式。
2.2 并网光伏发电系统
并网光伏发电系统与公共电网相联接, 共同承担供电任务。光伏电池阵列所发的直流电经逆变器变换成与电网相同频率的交流电, 以电压源或电流源的方式送入电力系统。容量可以视为无穷大的公共电网在这里扮演着储能环节的角色。因此并网系统不需要额外的蓄电池, 降低了系统运行成本, 提高了系统运行和供电稳定性, 并且光伏并网系统的电能转换效率要大大高于独立系统, 它是当今世界太阳能光伏发电技术的最合理发展方向。
2.3 混合光伏发电系统
混合光伏发电系统是将一种或几种发电方式同时引入光伏发电系统中, 联合向负载供电的系统。其目的是为了综合利用各种发电技术的优点, 避免各自的缺点。如光伏系统的优点是维护少, 缺点是电能输出依赖于天气、不稳定。在冬天日照差, 但风力大的地区, 采用光伏、风力混合发电系统, 可以减少对天气的依赖性, 降低负载缺电率。
以下笔者针对大连周水子机场三期航站楼项目拟采用太阳能光伏发电技术做一下简单介绍, 虽然最终由于投入资金问题并没有最终采用此技术, 但是希望大家能够对太阳能光伏发电技术有所了解, 产生兴趣并投入实际运用。
(1) 系统概述
系统设计容量:150KWp。
(2) 系统运行原理描述
1) 系统总体分为两部分, 一部分为太阳能电池阵列部分, 另一部分为控制逆变系统部分。
2) 太阳能电池阵列部分主要为太阳能电池组件组成的阵列及汇流箱 (太阳能接线箱) 等附属部件。当太阳光照射到太阳能电池组件上, 根据半导体的光伏效应, 电池组件两端产生电压。汇流箱将电池阵列产生的直流电能通过电缆输送到1#变电站逆变器。
3) 控制逆变系统主要分为逆变器以及控制柜 (太阳能交流配电柜) 。逆变器将汇流箱输送来的直流电能逆变成符合标准的交流电能, 并输送给控制柜。控制柜在有保护的情况下, 将交流电能通过电缆输送到并网点 (1#变压器0.4k V交流母线下侧) 。
(3) 设备布置概述
1) 电池阵列:采用高效多晶硅电池组件, 在新建航站楼屋顶分阵列布置。
2) 屋面电池阵列至逆变器及控制中心的电力线缆与通信线缆沿线槽铺设。
3) 控制逆变系统:逆变器及太阳能控制配电柜放置于机场新建航站楼1#变电站内。
4) 光伏发电控制中心设置在1#变电站值班室。
(4) 设备指标概述
1) 太阳能电池板:
a.在标准测试条件下峰值功率200Wp以上, 转化效率在14%以上;
b.温度范围-40℃~+90℃;
c.功率误差范围在±5%以内;
d.机械荷载 (Mechanical load) 不小于5400Pa (按照IEC61215标准测试) 。
2) 汇流箱:
a.主要功能:汇流、防雷、保护等;
b.产品防护等级为IP65。
3) 逆变器:
a.满足太阳能阵列电压在DC200V~450V范围内具有MPPT功能;
b.输出功率因数≥0.99;
c.额定效率≥93%;
d.具有完善保护功能:直流过压、欠压保护、交流过压、欠压保护、交流过频、欠频保护、短路保护、漏电保护、防雷保护、防孤岛保护等。
4) 控制柜:
a.产品类型为屋内自立型;
b.主要功能:交流输配电功能、紧急停止功能、防逆流功能、数据采集通信功能、系统运行控制功能等。
*:系统时时监测电网电能质量, 当检测到电网过压、欠压、电网过频欠频、孤岛运行、逆流等情况, 并持续一定时间, 此时系统采取保护措施, 断开输出断路开关, 停止系统对电网的电力输送。在检测到电网恢复正常并运行一定时间后, 系统重新启动输出, 恢复运行。
(5) 系统依据标准 (JGJ203-2010) 设计情况:
(6) 光伏发电系统运行概述:
1) 该系统采用0.4k V无逆流低压侧并网方式运行设计。
2) 当系统直流输入恢复正常或达到一定值后, 逆变器自动启动。逆变器将直流电转换成交流电, 调节电压并使其与商用电网同步。
3) 如果商用电网出现问题或故障, 则从商用电网中断开逆变器输出, 随后逆变器将进入待机模式。如果商用电网恢复正常, 则在设定的一定时间后, 系统重新运行为商用电网供电。
4) 如果系统逆变器出现直流接地断开连接、交流过流、直流泄露、断路器过流、总线过压等问题, 逆变器停止输出。
5) 如果因为光伏系统输入大于并网所在回路负载功率, 防逆流装置会检测到信息并传递给系统, 系统停止输出。
6) 当系统直流输入出现故障或低于一定值后, 逆变器自动从商用电网中断掉转换部件, 之后进入待机模式。
3 结束语
在当下, 随着科学生产力的提高, 越来越多的地方需要用电, 而针对我国而言, 由于地域广阔, 人口基数过大, 制造业又蓬勃兴起, 正是需要大量用电的高峰时期, 所以对电能源的供应相对缺乏, 而太阳能光伏发电技术的应用, 则极大程度上满足了供电不足的情况。所以笔者呼吁, 应大力开展太阳能光伏技术的研发情况, 建立大量的模拟实验场所, 对其应用性能进行广泛的测验, 只有如此, 才能促进我国的太阳能技术的研发与使用, 增强我国的供电力量。
摘要：本文重点阐述了太阳能光伏发电的技术及应用, 包括分析了太阳能电池技术、聚光光伏技术、独立、并网、混合光伏发电系统等具体的研究事项, 希望通过本文的阐述, 大家能对其有一个系统的了解。
关键词：太阳能,光伏,技术,应用
参考文献
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[3]狄丹.太阳能光伏发电是理想的可再生能源[J].华中电力。2006
太阳能光伏发电技术的应用 篇8
1 工作原理
太阳能光伏发电系统是利用半导体材料的光生伏打效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。所谓光生伏打效应,就是某些物质受到光的照射时,物质内部会出现电动势或电流的现象。
独立运行的光伏发电系统由太阳能电池组件方阵、控制器、逆变器、蓄电池组以及支架等组成。具体工作原理:白天在太阳光的照射下,太阳能电池组件产生的直流电流通过控制器一部分传送到逆变器转化成交流电,一部分对蓄电池进行充电;当阳光不足时,蓄电池通过直流控制系统向逆变器送电,经逆变器转化为交流电供交流负载使用。系统原理如图1所示。
各部分的作用为:
1)电池板: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价值最高的部分。其作用是将太阳辐射能转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。
2)控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充、过放电保护作用。
3)逆变器:将直流电能转换成交流电能的装置,供交流负载用电。传统的逆变电源是采用直流电动机—交流发电机来实现这种电能转换的,而现代的逆变电源多是通过功率半导体器件来实现电能转换的,又被称为静止变流器。
4)蓄电池:一般为铅酸电池,小型系统中也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。
2 优点分析
1)节能:以太阳能光电转换提供电能,取之不尽、用之不竭;
2)环保:无污染、无噪音、无辐射;
3)安全:无触电、火灾的那个意外事故;
4)方便:安装简洁、无需架线、无需挖地施工、也没有停电限电顾虑;
5)寿命长:产品科技含量高,智能化设计,质量可靠;
6)品位高:科技产品、绿色能源,适应单位重视科技、绿色形象提高、档次提升;
7)投资少:一次性投资、长期受用;
8)适用广:太阳能源源于自然,凡事有日照的地方都可以使用,特别适合于绿地景观灯光配备,高档次住宅及室外照明,旅游景点海岸景观照明及点缀,工业开发区、工矿企业路灯,各大院校室外灯光照明等。
3 太阳能光伏发电技术的应用
随着地球资源的日益贫乏,基础能源的投资成本日益攀高,各种安全和污染隐患可谓是无处不在。太阳能做为一种“取之不尽,用之不竭”的安全、环保新能源越来越受到重视。这样,太阳能照明产品应运而生,在这里我们就太阳能灯具和使用市电灯具的效果做实用对比。
1)对比一:市电照明灯具安装复杂:在市电照明灯具工程中有复杂的作业程序,首先要铺设电缆,这里就要进行电缆沟的开挖、敷设暗管、管内穿线、回填等大量基础工程。然后进行长时间的安装调试,如任何一条线路有问题,则要大面积返工。而且地势和线路要求复杂、人工和辅助材料成本高昂。太阳能照明灯安装简便:太阳能灯具安装时,不用铺设复杂的线路,只要做一个水泥基座,然后用不锈钢螺丝固定就可。
2)对比二:市电照明灯具电费高昂:市电照明灯具工作中有固定高昂的电费,要长期不间断对线路和其他配置进行维护或更换,维护成本逐年递增。太阳能照明灯具是一次性投入,少量维护成本,三年可收回投资成本,并且不需要缴纳电费,长期受益。
3)对比三:市电照明灯具具有安全隐患:市电照明灯具由于在施工质量、景观工程的改造、材料老化、供电不正常、水电气管道的冲突等方面带来诸多安全隐患。
【案例】某医院总用地面积总用地96 675m2,其中建筑面积36 880m2,道路及广场面积20 500 m2,共设计路灯30盏。采用太阳能路灯与普通路灯的相关对比,见下表1。
注:对比相关价格均为单个灯具对比
太阳能灯具见图1、图2。
4 太阳能光伏发电技术的缺点及适用范围
1)分散性:到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但是能流密度很低。平均说来,北回归线附近,夏季在天气较为晴朗的情况下,正午时太阳辐射的辐照度最大,在垂直于太阳光方向1m2面积上接收到的太阳能平均有1000W左右;若按全年日夜平均,则只有200W左右。而在冬季大致只有一半,阴天一般只有1/5左右,这样的能流密度是很低的。因此,在利用太阳能时,想要得到一定的转换功率,往往需要面积相当大的一套收集和转换设备,造价较高。
2)不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源,从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源,就必须很好地解决蓄能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来以供夜间或阴雨天使用,但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。
3)效率低和成本高:目前太阳能利用的发展水平,有些方面在理论上是可行的,技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内,太阳能利用的进一步发展,主要受到经济性的制约。
5 结语
太阳能光伏发电作为一种取之不尽、用之不竭的清洁环保能源将得到前所未有的发展。随着光伏发电产业化进程和技术开发的深化,它的效率、性价比将得到提高,它在包括BIPV(太阳能光伏—建筑一体化)在内的各个领域都将得到广泛的应用,也将极大地推动中国“绿色电力工程”的快速发展。
参考文献
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[2]王长贵,王斯成.太阳能光伏发电实用技术(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2009.
太阳能光伏发电技术应用综述 篇9
一、太阳能光伏发电的优点
太阳能光伏发电的能量资源是来自太阳能, 太阳能量资源有取之不尽, 用之不竭的巨型可再生能源。据测验统计, 太阳能照射到地球上的能量资源, 要比目前人类消耗总能量大6 000倍, 太阳能在地球上分布很广, 只要有光照的场所和地理位置适合的地区, 就可使用太阳能发电系统来发电。现在的光伏发电设备非常便利, 即装即发电, 不用任何类型的变压器, 只要符合机电电压产品, 就可直接使用。太阳能发电装置, 不论是平原, 山区高原以及广阔的大海和太空都可使它来发电, 目前人类所有的建筑物:包括楼房、馆所、房墙、房项、窗户以及走廊休闲空间等都可利用起来, 使用太阳能光伏发电设备发电来取得电力资源, 以解决供电不足的问题。光伏发电全过程是利用太阳的光辐射能通过光电池作用直接转换为电能, 因此光伏发电是一种最具有可持续发展的, 最具特殊性能的可再生能源的发电技术。
太阳能光伏发电, 能量转换过程简单, 它是直接将光能转换为电能, 没有中间环节 (如热能转换为机械能, 再由机械能推动磁电机组运转作用产生电能的机械旋转作用) , 所以光伏发电不但无噪音, 而且又无能耗无有毒污染气体排放、无水源冷却系统与设备, 节省了资金投入。目前人类使用的电力资源恰恰相反, 它的换取模式主要以燃煤、燃气、燃油等, 一次性燃烧物质在燃烧过程中, 把热能转换成机械能, 再由机械能推动发电机组运转的作用中获得到了电能。这种“以燃烧物质”作为换电模式, 其中间环节多, 有一个环节出了问题, 发电就无法进行, 并且往往因燃煤不到位, 水源不足而停止。除此之外, 从发展眼光来看, 它在发电运转过程还给人们许多烦恼。它排出有害气体和物质, 不但污染了水源和海洋, 而且更为严重的是污染空气, 使空气臭氧层浓度加大, 地球温度上升, 破坏了人类赖以生存的地球。总之, 热磁电体系换电模式, 所付出的代价实在太大, 甚至它的危害性到了无法估量的地步。相比之下, 光伏发电所具有的生态环保优势非常明显, 发展潜力很大。
二、太阳能光伏发电技术经济分析
1. 特点。
太阳能发电组件结构具有体积小、重量轻, 便于运输和安装, 光伏发电系统建设周期短, 电负荷容量大小, 方便灵活, 极易组合扩容等特点, 可随人之需而定。光伏发电系统性能稳定可靠, 使用寿命长 (30年以上) , 一套光伏发电系统, 只要有太阳能电池组件发电, 有自动化控制系统来控制, 基本可实现无人值守与维修降低成本。
光伏发电过程本身不需要水源的, 可以安装在没有水源的荒漠戈壁滩上以及太空和海洋地带。它可节省土地资源又节约水源, 大大扩大它自身发电领域。
2. 产品优势。
随着科学技术的发展, 太阳能光伏发电产品成本下降速度加快。
(1) 光伏发电成本逐年下降。在20世纪60年代第一个地面用光伏组件发电售价1 500美元/W, 经过改进后下降到300美元/W, 到2003年, 世界主要公司光伏组件成本下降, 售价下降为2.5~3美元/W, 由于光伏组件成本下降, 光伏组件发电, 电价也随之下降。国外许多机构预测认为, 光伏发电的电价在2020年可降低到与火力发电的电价相竞争水平的电价每度在2006年时为0.25美元/ (k W·h) , 到2010年下降为0.14美元/ (k W·h) , 光伏电价下降是光伏发电走进百姓家庭的最好因素。但是按照当前0.14美元/ (k W·h) 换面成人民币为0.886元/ (k W·h) 光电比火电每度还要贵两毛多钱, 说明还有差距, 还需要继续下降, 降至比火电还低的水平, 光电产品就有更强劲的竞争力。
(2) 光伏发电组件的快速增长。面对日益逼近的石化能源逐步走向枯竭, 保护人类赖以生存的地球的生态环境, 光伏发电的优势更为明显。世界上发达国家, 如美、德、日等国家十分重视可再生能源的开发利用。美国、日本欧洲提出的世界太阳能发展预测目标:在2010年装机总量达到14 GW, 其中日本4.8GW, 欧洲3.0 GW, 美国3.0 GW, 中国0.25 GW, 其他2.95 GW;2020年, 装机总量达到200 GW, 其中日本30 GW, 欧洲41 GW, 美国36 GW, 中国1.6 GW, 其他91.5 GW。中国近20年来, 光伏产业长期维持在全球市场1%左右的份额。2003年、2004年中国太阳能电池组件的生产量有了大幅度增长, 2003年过1.2万k W, 约占世界份额的2.2%。2004年达3.5万k W, 约点世界份额的3%。截至2007年底, 中国太阳能发电量已达到4 000 MW, 而世界累计实际生产只有12 GW。最近5年, 中国的太阳电池产量由2002年536.8 MW到2007年增加到4 000 MW, 平均每年增长率近50%, 见表1。
三、太阳能光伏发电技术在中国的开展
我国政府高度重视光伏产业的开发与使用工作。2007年8月由国家发改委经国务院审议通过了《可再生能源中长期发展规划》, 规划提出2006年--2020年中国可再生能源发展的指导思想。我国中长期光电发展目标是在2010年光伏发电总量为25万k W·h, 到2010年达到160万k W·h指标要求。国家有政策和指标要求, 各级领导重视, 有一心一意献身光电事业的广大科技人员, 谐调一致, 共同攻关, 协同作战, 有目标, 有计划地对光电产业进行了大刀阔斧的创新、改造、完善工作。在短短10年里, 我国的光伏发电设备产业得到迅速发展, 品质不断地提高, 产品价格大幅度下降, 其市场竞争力更强大。据统计, 无锡和常州产电将扩大到1 000 MW。2008年阿特斯的产能达到500MW, 保定和南京的产能分别扩大到600 MW, 研发单位达到数十个, 相应人员配制的力量也逐年扩大。目前有河北与美国在中国廊坊建设一座产能500 MW薄膜电池厂, 苏州在2009年底实现产能1 000 MW薄膜光伏电池厂等, 形成常规化晶体硅光伏发电和薄膜光伏发电系统装制两种形式。两股力量汇聚在一起, 力量更强大, 速度更快, 更有力地推动光伏发电产业不断的向前发展。
四、太阳能光伏发电产品推广应用建议
太阳能光伏发电是个新鲜事物, 因此难免存在这样那样诸多问题和缺陷, 所以需要有自力更生, 独立自主的精神。努力做好不断地创新改进和完善产品的质量工作, 必须拿出物美价廉又经得起考验的一流新产品来, 逐步走进百姓家庭, 让百姓放心、政府放心以及管理部门都放心。与此同时也要争取外援, 努力学别人之长处, 进行有条件升级改造, 创新与完善自己的不足。本文, 笔者对于太阳能光伏发电技术应用提出如下建议。
1.加强光伏发电的优越性能宣传指导, 目前多数人群对光伏发电认识不足, 存在着半信半疑的思想和观望的态度。因此需要拿出光伏发电实际产品, 用事实说服人。
2.光伏发电产品, 目前以小中型为主, 产品需要走进百姓家庭, 或社区和边远山区无电区域。这样很需要政府和有关部门与单位合作出台相应的政策与法规等。建议房地产商或有关单位进行协商, 在房顶, 走廊空间, 楼房馆所以及照明路灯等, 配置并安装光伏发电设备系统。让百姓将来也得到低廉价格实实在在的东西。
3.建议筹建一批机电产品, 例如, 日常使用的电视机、空调、电风扇以及电冰箱等。它们可直接使用直流电流, 不用变压器来降低电压, 可节省零件和能耗费用。
太阳能光伏发电技术进展及其应用 篇10
1 太阳能光伏发电技术的原理
太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池, 也被称为光伏电池, 太阳能电池的发电原理是光生伏打效应。当太阳能电池上受到太阳光或者其他光照射的时候, 电池就会对光能进行吸收, 从而形成光生电子—空穴对。光生电子和空穴在电池内建电场的作用下被分离, 异号电荷的积累出现在电池两端, 所谓的“光生电压”就会产生, 这就是太阳能发电的原理“光生伏打效应”。光伏系统发出的直流电通过一系列控制、逆变、保护、检测等手段并入电网。太阳光能也就被转化成了能够用于生产和生活当中的电能。
2 光伏发电技术的研究进展
太阳能光伏发电技术的核心器件是太阳电池, 降低太阳能电池生产成本以及提高太阳电池的光电转换效率是现阶段实现光伏发电向替代能源甚至主力能源过渡的主要途径与主攻目标, 太阳能光伏发电的发展历史就是太阳电池的发展史。1839年, Becquerel把两个涂敷卤化银的金属电极浸在稀酸溶液中, 发现当光照电极时会产生额外的电势, 这一现象被他称为“光生伏打效应”。1877年W.G.Adams研究了硒的光伏效应, 并制作第一片硒太阳电池。1940年Russel Ohl发现了硅材料的光伏效应。1954年Chapin和Pearson首次制成了实用的单晶硅太阳电池, 当时的效率为6%, 成为光伏发展史上的一个里程碑, 标志光伏发电的实际应用真正开始迈步。同年, 韦克尔发现了Ga As亦有光伏效应, 并在玻璃上沉积Cd S薄膜, 制成第一块薄膜太阳电池。1957年硅太阳电池的光电转换效率达到8%, 1958年太阳电池首次在空间应用, 装备在美国先锋1号卫星上。1995年, 太阳电池的转换效率实现奇迹般飞跃, 高效聚光Ga As太阳电池效率达到32%, 高于以往任何水平。1996年以来, 世界光伏发电高速发展, 应用范围越来越广, 尤其是各国有关太阳能光伏屋顶计划的提出, 为光伏发电展现了无限光明的未来。
3 光伏发电的产品用途及太阳能电池的应用
光伏发电技术能够用在任何需要电源的场合, 上至航天器, 下到家用电源, 大到兆瓦级电站, 小到玩具, 光伏电源能够无处不在。如今, 光伏发电产品主要用在三个方面:
(1) 太阳能日用电子产品, 如各类太阳能充电器、太阳能路灯与草坪灯等。
(2) 为无电场合提供电源, 主要为广大无电地区居民提供生活生产电力, 与微波中继电源等, 同时, 还包括一些备用电源以及移动电源。
(3) 并网发电, 这在发达国家已经进行了广泛的推广实施。我国并网发电还未起步, 不过2008年北京“绿色奥运”部分用电由风力发电与太阳能发电提供。
我国太阳能电池应用领域越来越大, 已涉及林业、农业、牧业、气象、交通运输、文化教育、通讯、石油管道与家庭电源等诸多方面, 光伏发电在解决特殊场合用电与偏僻边远无电地区供电上已起到引人注目的作用。但是我国与工业发达国家相比从总体的应用技术水平和规模上看, 还有很大的差距, 主要问题是光伏系统应用示范不够、造价偏高与公众不了解太阳电池应用的潜力。所以, 有必要加强对太阳能电池应用技术研究和示范, 拓宽应用领域和市场, 推进产业化。
4 光伏发电技术的应用前景展望
通过分析我国光伏发电的发展情况, 在今后一段时间, 我国光伏发电的应用主要在以下几个方面:
(1) 城市并网光伏发电。
(2) 边远地区离网供电。
(3) 荒漠和海岛地区的供电。
(4) 景观灯、LED照明等商业应用。
5 结束语
我国的太阳能光伏发电和国外发达国家相比, 依然存在一些问题, 如:产业链不完整、生产规模小, 硅材料紧缺, 技术水平低, 平衡设备薄弱落后, 标准规范不健全等。21世纪人类面临的覆大课题是可持续发展问题与绿色能源, 对现有能源的充分合理利用同时开发新能源, 已经得到各国政府的极大重视。太阳能发电作为一种取之不尽、用之不竭的清洁环保能源将得到前所未有的发展。
摘要：随着当今能源越来越枯竭, 以及环境污染日益严重, 人们开始越来越关注绿色能源与可再生能源的开发。太阳能作为一种可再生能源, 具有干净、无污染与可持续利用的优点, 所以太阳能的应用前景十分广阔。在这个背景下, 人们开始关注太阳能光伏发电技术。目前太阳能光伏发电技术正处在不断地发展和完善的过程中, 其主要发展方向为智能化、高功率密度、高效率以及高可靠度。与传统的火力、水力发电相比, 太阳能发电的主要途径是并网发电系统。本文主要对太阳能光伏发电技术原理、研究进展、应用以及未来发展趋势进行了探讨。
关键词：太阳能,光伏发电技术,进展,应用
参考文献
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[2]刘思伟, 刘章男.太阳能光伏发电技术研究评述[J].企业文化 (中旬刊) , 2013 (03) :148.
光伏发电技术特点分析及发展研究 篇11
(1) 发电原理具有先进性, 光伏发电的发电远原理是将光直接转化为电子, 不存在中间过程, 也没有机械运动, 这就意味着, 在这个过程中, 没有燃烧, 不会污染, 并且发电形式极为简单。从这个角度来说, 这种技术的发电效率极高。
(2) 太阳能资源是取之不尽, 用之不竭的资源, 另外还有一个突出的优势就是它是清洁型能源, 非常环保, 阳关不管是哪里都有, 并且并不需要运输费用, 也没有霸权国家进行垄断。我国应该充分利用这项资源, 对其进行科学地利用, 这对于我国实现可持续发展有着非常巨大的作用。光伏发电所的主要原料是硅, 这种原料在我国储存非常丰富。
(3) 光伏发电系统非常便于安装、搬迁以及扩大容量, 通过多年的研究, 我国的光伏发电系统性能也更加稳定、可靠。另外, 最为重要还是这种系统不需要工作人员进行把手, 维修与养护的成本也比较低。
2 光伏电池的分类及发电效率
太阳能电池单体是将光向电转化的最小单元, 其工作电压基本为0.45-0.5V, 而其工作电流密度在 (20-25) m A/cm2。太阳能电池单体可以基进行串联或者并联, 从而形成一组电池。通常来说, 其功率能够达到几W或者是几十W, 并能够独立作为电源的最小单元。它能够单独被使用, 电池组件在经过串联或者并联的方式被安装在特有的支架上, 然后形成电池方阵, 这样就能够完全满足输出功率的各种要求。
2.1 太阳能电池的分类
目前, 我国的光伏发电技术还处于初级阶段, 正在研发的太阳能电池, 种类不少。其中, 比较常见的是市场上的结晶硅。基本占据市场的八成以上。而其中, CIGS (铟硒镓铜) 、Cd Te (碲化镉) 和非晶硅等薄膜型, 以及基于Ga As (砷化镓) 等的Ⅲ—V族化合物型太阳能电池, 有部分也已投入使用。其中电力用的控制板、配电盘等基本还处于开发阶段, 想要进入成熟期, 还有很长一段路要走。近些年来, 我国在这个领域的研究, 主要及中资结晶硅电池方面。我国在这些方面进行了深入研究。也就是对薄膜型太阳能电池、多结化技术等进行开发。研究的目的是为了提高工作的效率、降低投入成本, 从而能够有效的实现太阳能电池性能的提高。
2.2 光电转换效率
针对文章所阐述的结晶硅电池来讲, 单晶硅的模块效率比多晶硅效率低一些, 而结晶硅的工作效率则远远高于以上两者, 因此, 我国在结晶硅方面的研究力度比较大。其中化合物薄膜比例在0.12, 而硅薄膜型在0.09-0.10左右, 如果是采用Ⅲ—V族化合物半导体制作的电池, 效果就会比较高, 在研究的过程中, 这种电池的研究比例在0.4左右。而其中对于有机体系的光伏电池单体水平为0.12, 近些年来, 我国在这个方面的研究已经达到了0.14以上。并且, 我国在有机系列太阳能组件性能方面的研究已经初具规模。我国在这个方面的研究力度一直在不断加强, 其中针对高性能纳米材料的研究取得了一定成就, 开发除了可以吸收大量光敏试剂的高性能纳米材料Ti02薄膜电极, 另外也合成研究出了可以大范围吸收太阳光的光敏剂。而且制作DSSC电池的材料成本低, 封装较简单容易, 预计商业化生产成本相当低, 故为最有吸引力的太阳能电池。
3 致力于光伏发电高可靠性的研究
我国市场对于太阳能电池模块的需求非常迫切, 因此, 我国相关部门以及工作人员针对这些方面的研究具体有四个方向:分别为独立行政法人产业技术综合研究所进行的“高可靠性太阳电池组件开发、评价中的可靠性研究”;独立行政法人新能源产业技术开发机构委托的“太阳能光伏发电系统下世代高性能技术的开发”;作为经济产业省辅助事业的“亚细亚基准认证推进事业;作为国际活动、产综研、美国NREL、EU总局研究中心的“太阳能电池组件可靠性国际标准认证”。
在上文所阐述的论点中, 针对对“亚细亚基准认证推进事业 (主题名:也就是利用太阳能进行发电的可靠性, 品质试验方式的国际标准化) 等有关内容进行了介绍。在这个项目上的研究, 日本研究的成果很突出, 他们建立了太阳能发电技术的研究专项小组, 并且同一般的财团法人所建立的电气环境演技所一同建设。此次研究的内容包括国内以及国外市场上所销售的各种光伏组件, 如果是依据相关规定, 在可靠性方面, 如果要延长实验时间, 就需要采用各种各样的实验方法, 同时采用筛选的方式在不断进行研究。而在下文中所研究的高温高湿试验的延长, 又通过各种实验相组合的方法进行了不断的探索研究。以下对高温高湿的实验延长结果与PID试验结果进行分析:
进行DH实验, 一般来说时间都会相对较长, 大约要在1000h左右的时间进行评价, 而如果实验延长, 那么其评价时间也会相对延长, 实验的对象要根据市场的实际销售情况进行, 其中组件A, 需要3倍的3000h, 最大输出功率 (Pm) 也几乎未发现降低;组件B, 历时1000h, Pm稍许下降, 但DH3000h则Pm下降5%-10%。无论对哪块组件按IEC规格的DH试验, 在1000h内很少见到输出功率的降低, 如延长到3000h的输出功率, 二者之差将会明显出现。比原来的试验时间延长了, 但作为光伏组件之间的比较方法, 这是一个有效的方法。
除此之外, 最近几年比较热门的PID, 则是需要采用直流电压, 其中光伏组件由于内部产生了一部分的泄漏电流, 因此而出现计划反映, PID也就是防止电池单体内电子移动产生输出功率从而减轻这样的现象。作为再现PID的试验方法有:在组件前面玻璃上填满水的“水膨胀法”, 和采用箱、盒 (chamber) 控制温度、湿度的“箱控法”。国内外15家公司对市销组件采用“箱控法”评价的结果示于图2, 图3。
以上所阐述的采用DH延长实验以及用箱控制方法的PDI实验, 到了今天为止, 依旧没有发现光伏组件间出现偏差的可行方法。然而, 相对于DH实验, 在现实中的环境下所出现的劣化相关性却没有被掌握, 因此, 实验时间的长时间化也受到过一些质疑。从世界范围来看, 相关太阳能光伏技术的研究已经有十几年, 其中所出现的PID问题也有了被相关领域的技术人员研究很多年, 在这个过程中, 可靠性、长寿命化的相关数据相对匮乏。想要保障这些能源的长寿命的实验方法, 就必然要从提高其可靠性、长寿命性方面入手。
4 太阳能光伏发电今后普及的预测
早在四年之前, 世界范围山对于太阳能系统的引入量就已经到达了30GW左右, 而在其中, 欧洲的所在比例最大, 我国起步相对较晚, 但是发展比较迅速。太阳能发电协会 (JPEA) , 在中规定:以往住宅的太阳能发电系统占有八成以上, 而未来非住宅性住宅的太严能系统必然会不断扩大, 调查结果现实, 光伏发电量每年都在上升。这样持续下去, 到2020年约10GW, 到2020年未累计光伏发电的引入量能达到34GW, 2030年将达到100GW。此外, 即使按EPIA (欧洲光伏工业协会) 的世界市场预测, 2017年内的引入量也将达到48GW。
5 结束语
文章针对光伏技术的研究和未来预测进行了分析研究, 世界范围内, 各发达国家也都非常重视该项技术的研发, 在经济与环境问题日益严峻的形势下, 绿色无污染、丰富且清洁的太阳能资源开发已经成为了各国争相研究和使用的新能源。但是我国受到经济条件以及技术条件的制约, 光伏发电技术还不是十分完善, 加之我国在这个领域开发较晚, 因此, 在太阳能组件, 发电系统等方面的研究还比较欠缺。我国相关部门应该给与大力支持。同时, 技术人员也需要不断的努力, 持之以恒的进行研发, 才能够推动我国在这个领域的进一步发展。
摘要：光伏发电技术正在这样的前提下得以认定和普及应用。现阶段我国光伏发电装机容量已经超过12GW, 由此可见市场扩展非常迅速, 这就要求我国的光伏发电技术的开发与创新应该更加快速, 在提高效率以及降低成本方面的任务也更重。作为重点能源, 我国需要最大限度的保障其稳定性、可靠性以及长寿命化等方面的研究。针对这些问题文章展开论述和研究。
关键词：光伏发电技术,特点,开发动向
参考文献
[1]太阳能光伏发电技术国家重点实验室动工[J].中国西部科技, 2010 (03) .