太陽(yáng)能光伏發(fā)電

太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)2023年2月5日新聞速遞

1河南宜陽(yáng)縣首個(gè)光伏發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)全球能源與環(huán)境狀況地球資源十分有限化石能源在100年內(nèi)都將耗盡

人類生存的環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重太陽(yáng)能3太陽(yáng)能（SolarEnergy），一般是指太陽(yáng)光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電或者為熱水器提供能源。優(yōu)點(diǎn)：（1）普遍：（2）無(wú)害：（3）總量巨大：

（4）使用長(zhǎng)久：缺點(diǎn)：（1）分散性：（2）不穩(wěn)定性：（3）效率低和成本高：取之有術(shù)太陽(yáng)能的利用方式太陽(yáng)能利用基本方式可以分為如下4大類太陽(yáng)能是氫原子核在超高溫時(shí)聚變釋放的巨大能量，太陽(yáng)能是人類能源的寶庫(kù)，如化石能源、地球上的風(fēng)能、生物質(zhì)能都來(lái)源于太陽(yáng)。間接利用太陽(yáng)能：化石能源（光能——---化學(xué)能）生物質(zhì)能（光能——---化學(xué)能）直接利用太陽(yáng)能：集熱器（有平板型集熱器、聚光式集熱器）（光能——---內(nèi)能）太陽(yáng)能電池：（光能——---電能）一般應(yīng)用在人造衛(wèi)星、宇宙飛船、打火機(jī)、手表等方面。4

利用太陽(yáng)能發(fā)電的方式有多種。目前已實(shí)用的主要有以下兩種：①光—熱—電轉(zhuǎn)換。②光—電轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能發(fā)電5

太陽(yáng)能光伏發(fā)電：光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽(yáng)電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。太陽(yáng)能光伏發(fā)電6太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)分類（是否并網(wǎng)）獨(dú)立系統(tǒng)帶有蓄電池系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)電直接上網(wǎng)系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.光伏陣列8單一組件的發(fā)電量是十分有限的，實(shí)際運(yùn)用中，是單一組件通過(guò)電纜和匯線盒實(shí)現(xiàn)組件的串、并聯(lián)，組成整個(gè)的組件系統(tǒng)，稱為光伏陣列。

電池\組件\陣列電池\組件\陣列92.光伏控制器10光伏控制器是獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中非常重要的部件。控制光伏陣列對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電，并控制蓄電池組對(duì)后負(fù)載的放電，實(shí)現(xiàn)蓄電池組的過(guò)充和過(guò)放保護(hù)，對(duì)蓄電池進(jìn)行溫度補(bǔ)償，并監(jiān)控蓄電池組的電壓和啟動(dòng)相關(guān)輔助控制。3.蓄電池組11蓄電池組是獨(dú)立光伏系統(tǒng)中的電能儲(chǔ)存單元，可以通過(guò)單節(jié)蓄電池的串、并聯(lián)組成整個(gè)的電池組，太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的直流電通過(guò)光伏控制器進(jìn)入蓄電池儲(chǔ)存。電池的特性影響著系統(tǒng)的工作效率和特性。蓄電池技術(shù)十分成熟，其容量的選擇受負(fù)載功率和連續(xù)無(wú)日照時(shí)間而定。4.逆變器12逆變器就是把直流電（例如12VDC）逆變成交流電（例如220VAC）的設(shè)備。一般分為獨(dú)立逆變器和并網(wǎng)逆變器。5.監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備的各個(gè)參數(shù)，記錄系統(tǒng)的發(fā)電量，環(huán)境等的數(shù)據(jù)，并對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類目前,太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)大致可分為兩類:離網(wǎng)光伏蓄電系統(tǒng)與光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

(1)離網(wǎng)光伏蓄電系統(tǒng)離網(wǎng)光伏蓄電系統(tǒng)是一種常見(jiàn)的太陽(yáng)能應(yīng)用方式,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,適應(yīng)性廣,但因其蓄電池的體積偏大和維護(hù)困難,限制了使用范圍,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類15(2)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)用電負(fù)荷較大時(shí),太陽(yáng)能電力不足就向市電購(gòu)電。在背靠電網(wǎng)的前提下,光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)省掉了蓄電池,從而擴(kuò)展了使用的范圍,提高了靈活性,并降低了造價(jià),其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。太陽(yáng)能光伏發(fā)電的應(yīng)用專業(yè)應(yīng)用大型發(fā)電站碟式單軸雙軸固定式路燈草坪燈等跟蹤式太陽(yáng)能光伏發(fā)電的應(yīng)用建筑一體化生活應(yīng)用照明聚光平板式圓盤單支撐樓房候車亭衛(wèi)星水泵通訊海水淡化海洋氣象太陽(yáng)能車計(jì)算器帽，手電筒等16太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)陽(yáng)光隨處可得,不受地域限制;(2)安全可靠;(3)無(wú)噪聲、無(wú)污染;(4)不消耗資源;(5)不需要架設(shè)遠(yuǎn)距離輸電線路;(6)安裝簡(jiǎn)單、方便,建設(shè)周期短；(7)分散建設(shè),就地發(fā)電;(8)便于融資;(9)便于分步實(shí)施。(1)受時(shí)間周期、地理位置、氣象條件的限制;(2)光能轉(zhuǎn)換效率偏低;(3)成本高。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)VS18發(fā)展現(xiàn)狀:中國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)70年代起步，90年代中期進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展時(shí)期。太陽(yáng)電池及組件產(chǎn)量逐年穩(wěn)步增加。經(jīng)過(guò)30多年的努力，已迎來(lái)了快速發(fā)展的新階段。在“光明工程”先導(dǎo)項(xiàng)目和“送電到鄉(xiāng)”工程等國(guó)家項(xiàng)目及世界光伏市場(chǎng)的有力拉動(dòng)下，我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。

到2007年年底，全國(guó)光伏系統(tǒng)的累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到10萬(wàn)千瓦（100MW），超過(guò)日本和歐洲。

在2010年時(shí)，全球太陽(yáng)能光伏電池年產(chǎn)量1600萬(wàn)千瓦，其中我國(guó)年產(chǎn)量1000萬(wàn)千瓦。并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏電站示范工程

19深圳國(guó)際園林花卉博覽園簡(jiǎn)介2004年8月,由深圳市政府投資、中科院北京科諾偉業(yè)公司承建的1MW太陽(yáng)能光伏電站在深圳國(guó)際園林花卉博覽園內(nèi)建成發(fā)電,該電站采用與市電直接并網(wǎng)的運(yùn)行方式,該電站總?cè)萘繛?000.322kW(峰值),年發(fā)電能力約為100萬(wàn)kW·h。

在進(jìn)行深圳國(guó)際園林花卉博覽園1MWp并網(wǎng)光伏電站設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮如下幾個(gè)主要因素：1）美觀性；2）太陽(yáng)輻照量；3）電纜長(zhǎng)度并網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏電站是利用光伏組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成直流電能，再通過(guò)逆變器將直流電逆變成50赫茲、230/400伏的三相或230V的單相交流電。逆變器的輸出端通過(guò)配電柜與變電所內(nèi)的變壓器低壓端（230/400伏）并聯(lián)，對(duì)負(fù)載供電，并將多余的電能通過(guò)變壓器送入電網(wǎng)。本電站無(wú)蓄電池儲(chǔ)能設(shè)備，當(dāng)陰雨天無(wú)太陽(yáng)時(shí)，由電網(wǎng)供電給負(fù)載。深圳國(guó)際園林花卉博覽園并網(wǎng)光伏電站電站組成深圳國(guó)際園林花卉博覽園的1MW并網(wǎng)光伏電站分為五個(gè)子系統(tǒng)，分別安裝在四個(gè)場(chǎng)館（綜合展館、花卉展館、游客服務(wù)管理中心和南區(qū)游客服務(wù)中心）及北區(qū)東山坡，電站總?cè)萘繛?000.322kW。電站效益分析環(huán)保效益

社會(huì)效益

經(jīng)濟(jì)效益

知己知彼--國(guó)外現(xiàn)狀近幾年國(guó)際上光伏發(fā)電快速發(fā)展，世界上已經(jīng)建成了10多座兆瓦級(jí)光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個(gè)兆瓦級(jí)的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國(guó)是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國(guó)家。1997年又提出“百萬(wàn)屋頂”計(jì)劃。日本1992年啟動(dòng)了新陽(yáng)光計(jì)劃，到2003年日本光伏組件生產(chǎn)占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。而德國(guó)新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)，大大推動(dòng)了光伏市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使德國(guó)成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國(guó)家。瑞士、法國(guó)、意大利、西班牙、芬蘭等國(guó)，也紛紛制定光伏發(fā)展計(jì)劃，并投巨資進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和加速工業(yè)化進(jìn)程。

22德國(guó)-光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)巨頭

截至2013年2月底，德國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)3287萬(wàn)千瓦，居世界第一位。德國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)：(一)政策導(dǎo)向性明確，調(diào)整步伐有條不紊(二)發(fā)揮協(xié)會(huì)作用，切實(shí)反映業(yè)界訴求

(三)引導(dǎo)民意，推動(dòng)居民參與太陽(yáng)能發(fā)展

(四)以展會(huì)為平臺(tái)，以技術(shù)為先導(dǎo)

案例德國(guó)柏林議會(huì)大廈德國(guó)柏林議會(huì)大廈議會(huì)大廈的南側(cè)屋面采用了大f單晶硅光伏組件約300多m2，裝機(jī)容量為37KW.光伏模塊的尺寸為3000mmx1095mm和1505mmx1095mm。同時(shí)在中央玻璃回頂?shù)牟课粚⒎蔷Ч璞∧す夥M件與建筑遮陽(yáng)構(gòu)件結(jié)合起來(lái)，它是當(dāng)時(shí)世界上最大的與建筑結(jié)合的非晶硅薄膜太陽(yáng)能系統(tǒng)(123KW)。中央大頂是5500m的鋸齒狀玻璃屋頂，6048塊半透明光電板被安裝在這個(gè)經(jīng)典的屋頂上。26德國(guó)柏林議會(huì)大廈柏林新國(guó)會(huì)大廈（New

German

Parliament）原建筑在二戰(zhàn)中受損，中央穹頂被毀。新國(guó)會(huì)大廈是對(duì)原有建筑的改建和擴(kuò)建，在保護(hù)舊建筑整體外觀的基礎(chǔ)上，根據(jù)新的功能需要對(duì)建筑空間、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行更新設(shè)計(jì)，并將其建設(shè)成為一座低能耗、可持續(xù)的標(biāo)志性建筑。該項(xiàng)目由建筑師諾曼·福斯特（Norman

Foster）設(shè)計(jì)，于1999年投入使用。作為高技生態(tài)建筑代表的諾受·福斯特也非常熱衷于光伏建筑一體化設(shè)計(jì)，在他的眾多建筑作品中采用了光伏發(fā)電技術(shù)，福斯特說(shuō):“太陽(yáng)能建筑不是一種時(shí)尚，而是一種生存方式?！钡聡?guó)柏林議會(huì)大廈是其中的杰出代表作為政府重要的辦公建筑，它的象征性也許超過(guò)了它對(duì)光伏應(yīng)用的實(shí)際效果

德國(guó)柏林中央火車站2006年5月26日，被譽(yù)為世界上最漂亮的火車站的德國(guó)柏林中央火車站落成剪彩。這座歷時(shí)10年、耗資130億歐元建成的五層鋼結(jié)構(gòu)玻璃建筑，占地1.5萬(wàn)平方米，已成為歐洲最大的火車站，也成為柏林繼帝國(guó)議會(huì)大廈和勃蘭登堡門后的第三座地標(biāo)性建筑。

27德國(guó)柏林中央火車站中央車站是根據(jù)最新綠色建筑設(shè)計(jì)原則建造的。車站建筑主體為鋼結(jié)構(gòu)，使用了8.5萬(wàn)噸鋼材和50萬(wàn)m3水泥，車站玻璃屋頂（321m長(zhǎng)、68m寬、12m高）與四壁則以9000多塊特殊玻璃嵌成，由于采用了大面積玻璃自然采光，陽(yáng)光可直射到40m以下的地下月臺(tái)，節(jié)約電能消耗。7.8萬(wàn)塊太陽(yáng)能電池板，提供該車站部分所需電力，站旁的大型水池則擔(dān)負(fù)著夏季降低空調(diào)能耗的功能。

國(guó)家能源局不久前發(fā)布的《中國(guó)能源發(fā)展報(bào)告》指出，我國(guó)太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用取得了一定成績(jī)，主要體現(xiàn)在太陽(yáng)能熱水器和光伏產(chǎn)品方面。但總體來(lái)看，尚處起步階段，與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的利用規(guī)模和水平相比，還有很大差距。國(guó)內(nèi)外比較國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展

首先，要建立持續(xù)穩(wěn)定的國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電市場(chǎng)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供穩(wěn)定的市場(chǎng)支撐。其次，要加強(qiáng)光伏發(fā)電技術(shù)的研發(fā)，提高我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。其三，要加快電力體制改革，開(kāi)放用戶端電力市場(chǎng)，培育分布式光伏發(fā)電市場(chǎng)，為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供體制保障。發(fā)展前景太陽(yáng)光伏發(fā)電具有最廣闊的發(fā)展前景，是各國(guó)最著力發(fā)展的可再生能源技術(shù)之一。歐洲聯(lián)合研究中心（JRC）對(duì)光伏發(fā)電的未來(lái)發(fā)展作出如下預(yù)測(cè)：2020年世界太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)電量占世