在今后的十幾年中,中國光伏發(fā)電的市場將會由立發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),包括沙漠電站和城市屋頂發(fā)電系統(tǒng)。中國太陽能光伏發(fā)電發(fā)站潛力,配合積極穩(wěn)定的政策扶持,到2030年光伏裝機容量將達1億千瓦,年發(fā)電量可達1.3億兆瓦時,相當于少建30多個大型煤電廠。國家未來三年將投資200億補貼光伏業(yè),中國太陽能光伏發(fā)電又迎來了新一輪的快速增長,并吸引了更多的戰(zhàn)略投資者融入到這個行業(yè)中來。
光電效應(yīng)是物理學中一個重要而神奇的現(xiàn)象。在某特定頻率的電磁波(該頻率稱為極限頻率threshold frequency)照射下,某些物質(zhì)內(nèi)部的電子吸收能量后逸出而形成電流,即光生電。
多晶硅經(jīng)過鑄錠、破錠、切片等程序后,制作成待加工的硅片。在硅片上摻雜和擴散微量的硼、磷等,就形成P-N結(jié)。然后采用絲網(wǎng)印刷,將精配好的銀漿印在硅片上做成柵線,經(jīng)過燒結(jié),同時制成背電極,并在有柵線的面涂一層防反射涂層,電池片就至此制成。電池片排列組合成電池組件,就組成了大的電路板。一般在組件四周包鋁框,正面覆蓋玻璃,反面安裝電極。有了電池組件和其他輔助設(shè)備,就可以組成發(fā)電系統(tǒng)。為了將直流電轉(zhuǎn)化交流電,需要安裝電流轉(zhuǎn)換器。發(fā)電后可用蓄電池存儲,也可輸入公共電網(wǎng)。發(fā)電系統(tǒng)成本中,電池組件約占50%,電流轉(zhuǎn)換器、安裝費、其他輔助部件以及其他費用占另外 50%。
太陽能電池板的生產(chǎn)卻具有高污染、高能耗的特點,在現(xiàn)有的條件下,生產(chǎn)國內(nèi)自己使用的電池板還說的過去,不過大量出口等于污染中國,造福世界了,據(jù)統(tǒng)計,生產(chǎn)一塊1m×1.5m的太陽能板燃燒超過40公斤煤,但即使中國沒有效率的火力發(fā)電廠也能夠用這些煤生產(chǎn)130千瓦時的電(一般一塊1mx1.6m的太陽能板一年發(fā)電量在250千瓦時以上)——這足夠讓2.2瓦的發(fā)光二極管(LED)燈泡按照每天工作12小時計算發(fā)光30年。 ①照射的能量分布密度小,即要占用面積; ②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。 ③相對于火力發(fā)電,發(fā)電機會成本高。 ④光伏板制造過程中不環(huán)保。
晶硅光伏組件安裝后,暴曬50——100天,效率衰減約2——3%,此后衰減幅度大幅減緩并穩(wěn)定有每年衰減0.5——0.8%,20年衰減約20%。單晶組件衰減要約少于多晶組件。非晶光做組件的衰減約低于晶硅。 因此,提升轉(zhuǎn)化率、降低每瓦成本仍將是光伏未來發(fā)展的兩大主題。無論是哪種方式,大規(guī)模應(yīng)用如果能夠?qū)⑥D(zhuǎn)化率提升到30%,成本在每千瓦五千元以下(和水電相平),那么人類將在核聚變發(fā)電研究成功之前得到為廣泛、清潔、廉價的幾乎無限的可靠新能源。
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),又稱分散式發(fā)電或分布式供能,是指在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng),以滿足特定用戶的需求,支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行,或者同時滿足這兩個方面的要求。
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本設(shè)備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等設(shè)備,另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測裝置。其運行模式是在有太陽輻射的條件下,光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件陣列將太陽能轉(zhuǎn)換輸出的電能,經(jīng)過直流匯流箱集中送入直流配電柜,由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負載,多余或不足的電力通過聯(lián)接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。
是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。由于太陽能電池和蓄電池是直流電源,而負載是交流負載時,逆變器是的。逆變器按運行方式,可分為立運行逆變器和并網(wǎng)逆變器。 立運行逆變器用于立運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng),為立負載供電。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。 逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡單,造價低,但諧波分量大,一般用于幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統(tǒng)。正弦波逆變器成本高,但可以適用于各種負載。
過去5 年,光伏發(fā)電的成本已下降了三分之一,在南美等國光伏發(fā)電已經(jīng)與零售電價持平,甚至是低于零售電價,未來光伏發(fā)電的成本還將進一步凸顯。其次,火力發(fā)電會帶來的環(huán)境治理成本,二十次的巴黎氣候峰會便是引導各國積極啟動碳交易市場定價機制,由此給高耗能企業(yè)帶來的成本增加則顯而易見,因此從這個角度而言煤炭發(fā)電成本將光伏發(fā)電。 投資成本降至8元/瓦以下,度電成本降至0.6-0.9元/千瓦時。
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