浅析光伏发电的远景

时间:2022-10-24 08:28:59

浅析光伏发电的远景

【摘要】:因为世界经济和人类社会的不断发展,使全球能源断缺、环境污染等问题日益严重。为了可以确保有可持续利用的资源、减轻对环境的污染。现在的能源结构已经不再适合当今社会使用了,应把目光放在新能源的开发和利用上。在可再生资源里太阳光伏发电作为可再生能源利用的重要组成部分,而且光伏发电最快。是继风力发电后发展最大、最快的产业。全世界都非常重视太阳能光伏发电的进展。又因为中国拥有着丰富的太阳能资源,对太阳能的开采有着非常大的优势,所以我国把太阳能光伏发电作为开发新能源的重要点。

【关键词】:光伏发电;太阳能;电网

1光伏发电的历史

在漫漫的历史长河中,太阳能光伏发电技术在人们生活中发展的时间并不久远,距今仅有100多年的历史。1839年,法国物理学家安东尼・亨利・贝克勒尔(AntoineHenriBecquerel)在实验中首次发现“光生伏打效应”(photovoltaiceffect),简称“光伏效应”。1873年,英国科学家威廉・史密斯(WiloughB.Smith)发现了硒,此材料对光非常敏感,并且威廉对这一发现作出了推测:硒材料的导电能力会随着阳光照射的光通量的变化而变化。美国科学家查尔斯・弗里茨(CharlesFritts)于1980年研发出一种太阳能电池,这也是全球首块以硒材料为基底的太阳能电池。人们之所以将“光伏器件”定义为能产生“光伏效应”的器件,原因是太阳能电池利用光伏效应的原理进行工作。

1961-1971年期间,光伏电池在技术上并没有明显的进步和改变,其研究重点主要是如何减少开发电池的成本和如何提高电池的抗辐射能力;1972-1976年,科学家成功研发出光伏电池,并初步应用到生产与生活中。此后,光伏发电逐步降低了开发成本,技术上也不断得到改善和提高。目前,光伏发电技术正一步步走向产业化、规范化,并且已成为现在地球上主要的绿色环保可再生能源之一。

2太阳能光伏发电的优势

2.1资源本身

太阳是一个巨大、永久的能量源,每秒辐射到地球的能量相当于使用500万t的标准煤,相当于每年就要使用130万亿t标准煤。世界上可以开发的能源当中太阳是最大的。而且太阳照射大地时不会受到地域的限制,所以可以直接开发和使用,在开发时不会用到开采和运输。在随着煤、石油、天然气……大量的消耗,能源的供应会越来越紧张。

2.2地理优势

我国太阳能资源非常丰富,理论上来说太阳能的储量达到了每年的17000亿t标准煤,太阳能的开发利用的潜力是巨大的。中国处于北半球,南北距离和东西距离都在5000km以上。在这辽阔的土地上有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均辐射量都在4kWh/m2以上,的日辐射量更是达到了7kWh/m2。年日照时数多于2000h,和同一纬度的国家相比,比欧洲、日本具有优势,和美国相似。

3太阳能光伏发电系统

我们通常把利用太阳能板将太阳能转化为电能的过程叫做光伏发电,把由控制器、太阳能电池阵列、电能的储存和变换装置等组成的系统叫做光伏发电系统。光伏发电系统分为独立型系统、并网型系统和混合型系统。

如图 1 所示,独立型光伏发电系统的特点是不与国家电网连接,但需要用蓄电池来储存能量。在有太阳光照的情况下,该系统可以用于国家电网无法到达的用电设备。当蓄电池中的存储量小于光伏阵列的发电量时,光伏列阵产生的电能小于负载消耗的电能,这样蓄电池组和光伏列阵一起给负载供电。若无太阳光照,就由蓄电池独立为其提供电源。 如图 2 所示,并网型光伏发电系统的特点是系统的输出端要和国家的电网相连。按照接入点的不同,并W型光伏发电系统可分成配电侧并网型光伏发电系统和输电侧并网型光伏发电系统。并网型光伏发电系统大多应用于楼房外侧,并网点多数在配电侧。输电侧并网光伏发电系统与之最大的不同是安装地点不同,其大多数安在沙漠。

它的工作流程是:先利用光伏阵列把太阳能变成电能,然后利用逆变器将产生的直流变为符合电网要求的交流电,最终将符合条件的电能并入电网。

如图 3 所示,混合型光伏发电系统最大的优点是系统中不仅有光伏发电系统,还有多种模式的发电系统。当光伏发电系统产生的电能小于负载需要的电能时,可以通过其他发电方式来弥补缺少的电能。

目前,风光互补发电系统的应用比较广泛,提高了整个混合型光伏发电系统的可靠性和稳定性。

4光伏发电发展远景

光伏发电技术将在不久以后占据能源消费的重要地位,其发展将替代一些常规型能源,且将成为能源的主体供应方式。预计在2030年,对于可再生能源消耗量将占到能源总消耗量的百分之三十以上,其中光伏发电也将占世界电力供应比例的百分之十以上;而到2040年时,可再生能源的消耗量将占能源消耗总量的百分之五十以上,其中光伏发电可占到总电力百分之二十以上;二十一世纪末,可再生能源的消耗量将占到能耗总量的百分之八十以上,而太阳能光伏发电可占至百分之六十。这些数据足以表明光伏发电产业发展的前景和在能源方面所占据的重要位置。有关报道称,至2020年时,我国会力争将太阳能光伏发电容量到达180万KW,至2050年可达60000万KW。预计至2050年,可再生能源发电装机可占我国发电装机总容量的百分之二十五,其中太阳能电力装机可占百分之五左右。在未来的十几年里,将会是我国光伏发电产业的一个迅猛发展阶段。

5结束语

总之,发展利用可再生能源不仅可以降低环境污染,符合我国可持续发展的战略要求,也是当今世界必须要走的能源之路。由于中国是能耗大国,且人口密度分布不合理,因此要想让国家保持能源供给的安全性和独立性,坚持可持续发展的战略方针及分散人口地区居民用电,就必需大力发展太阳能光伏发电系统。

【参考文献】

[1]张曦,康重庆,张宁,黄越辉,刘纯,徐健飞.太阳能光伏发电的中长期随机特性分析[J].电力系统自动化,2014,06:6-13.

[2]丁明,王伟胜,王秀丽,宋云亭,陈得治,孙鸣.大规模光伏发电对电力系统影响综述[J].中国电机工程学报,2014,01:1-14.

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