太陽能發(fā)電及入網控制技術

武漢電力職業(yè)技術學院第二章智能電網與清潔能源發(fā)電—2.2太陽能發(fā)電及入網控制技術—目錄CONTENTS太陽能熱發(fā)電技術太陽能光伏發(fā)電技術010203太陽能發(fā)電技術發(fā)展方向太陽能熱發(fā)電技術01太陽能熱發(fā)電技術發(fā)電機電能汽輪機機械能反射鏡輻射能熱能指太陽能蒸汽熱動力發(fā)電技術。利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，利用換熱裝置提供蒸汽，結合傳統汽輪發(fā)電機工藝，從而達到發(fā)電的目的。太陽能熱發(fā)電技術太陽能熱發(fā)電技術塔式蝶式槽式菲涅爾式太陽能熱發(fā)電技術2016年底，全球建成太陽能熱發(fā)電總裝機5017MW?？傮w來說目前建有光熱發(fā)電項目的國家共計24個。為推動我國太陽能熱發(fā)電技術產業(yè)化，國家能源局于2016年9月確定了首批20個光熱發(fā)電示范項目，并核定示范項目的標桿上網電價為1.15元/千瓦時。據了解，這20個示范項目總計裝機容量為134.9萬千瓦，目前，有關部門正大力推動第一批示范項目的建設進度，力爭2018年底前建成投產。太陽能熱發(fā)電技術

避免了光伏發(fā)電系統中昂貴的硅晶光電轉換工藝，大大降低太陽能發(fā)電的成本。同時太陽能所燒熱的水/油可以存儲在巨大的容器中，在太陽落山后幾個小時仍能夠帶動汽輪發(fā)電，具有光伏發(fā)電不可比擬的優(yōu)勢。

目前，光熱發(fā)電成本仍然超過2元/（千瓦時）。預計2050年前后，光熱發(fā)電成本將下降到0.5元/（千瓦時）以內。太陽能光伏發(fā)電技術02太陽能光伏發(fā)電技術太陽能光伏發(fā)電技術是利用半導體材料的光生伏特效應將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術。其最核心的部件是太陽能電池，實質上就是一個大的PN結。主要有半導體硅制成（半導體的導電性介于絕緣體和導體之間）。太陽能光伏發(fā)電技術—太陽能電池各類太陽能光伏電池轉化率對比表種類實驗室最高轉換效率優(yōu)點缺點單晶硅多晶硅24.720.3技術成熟最高轉換效率厚度限制與切割損失限于批次生產未來降價空間有限非晶硅微晶硅9.511.7容易大面積生產生產成本低轉換效率最低光哀退嚴重制造設備費用高碲化鎘16.5制造過程容易復制生產成本低碲化鎘具毒性效率提升有限銅銦鎵硒CIGS20.1轉換效率高無光哀適用于玻璃幕墻弱光即可發(fā)電生產成本低生產技術門檻高制造設備費用高銦為稀有元素太陽能光伏發(fā)電技術—運行方式是指不與電力系統相連接，主要依靠太陽能電池供電的光伏發(fā)電系統，又稱獨立光伏發(fā)電系統。適用于為遠離電網的偏遠地區(qū)的居民提供基本的生活用電，或為野外作業(yè)提供移動式便攜電源。是指與電力系統相連接的光伏發(fā)電系統。太陽能電池所發(fā)出的直流電通過逆變器轉換為交流電，并與電網并聯向負荷供電?？煞譃榧惺讲⒕W光伏發(fā)電系統和住宅用并網光伏發(fā)電系統。在我國，住宅用并網光伏發(fā)電系統所帶負荷電壓一般為單相220V和三相380V，接入低壓商用電網。離網型光伏發(fā)電系統并網型光伏發(fā)電系統光伏發(fā)電并網控制技術在光伏電池輸出端與負載之間加入開關變換電路，利用開關變換電路對阻抗的變換原理，讓負載的等效阻抗跟隨光伏陣列的輸出阻抗，從而使光伏陣列輸出最大。功率匹配方法、曲線擬合技術、恒壓跟蹤法、擾動觀測法（一）光伏陣列及最大功率點跟蹤控制經典控制：充電電流自動監(jiān)測調整、自動消除極化放電、充滿自行關閉等；智能控制：對充電過程采用模糊控制方法。（二）蓄電池組及充放電控制并網光伏發(fā)電系統主要以電流源形式并網，其輸出電流的相位跟蹤電網電壓相位變化，同時調整輸出電流幅值的大小，跟蹤輻照強度和組建溫度等因素的變化，使光伏發(fā)電系統注入電網的功率最大。（三）光伏發(fā)電系統并網模式太陽能發(fā)電技術發(fā)展方向03太陽能發(fā)電技術發(fā)展方向—光熱發(fā)電光熱發(fā)電技術向大容量、高參數發(fā)展光熱電站安裝儲熱裝置，發(fā)電出力更加平穩(wěn)光熱電站發(fā)展空氣冷卻技術，節(jié)約水資源

目前，光熱發(fā)電成本仍然超過2元/（千瓦時）。預計2050年前后，光熱發(fā)電成本將下降到0.5元/（千瓦時）以內。太陽能發(fā)電技術發(fā)展方向—光伏發(fā)電（1）最新技術進展硅基太陽能發(fā)電最高能量轉化效率可以達到20%左右。鈣鈦礦型太陽能電池能量轉化效率從2009年的3%快速提高到2013年的16.2%左右。聚光太陽能發(fā)電在500倍聚光條件下可將轉化效率提高到40%以上。（2）發(fā)展方向和前景光伏板：提高光電轉化效率、薄片化、簡易化光伏電站：太陽能追蹤技術、提高利用效率

2020年前后，全球光伏發(fā)電平均成本將由2010年的2元/千瓦時下降到0.9元/千瓦時，下降幅度達到55%。預計2050年前后，集中式和分布式光伏發(fā)電成本可分別降低到0.24元/千瓦時和0.27元/千瓦時，將低于目前傳統化石能源發(fā)電成本。太陽能發(fā)電技術發(fā)展方向—前沿技術展望鈣鈦礦型電池、多PN結電池、光伏光熱聯合運行和碘化銅、二維電池等多種材料和技術的突破，將大大提高太陽能發(fā)電效率、節(jié)省裝機材料和成本。到2020年底，太陽能發(fā)電裝機規(guī)模在電力結構中的比重約7%，在新增電力裝機結構中的比重約