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我国 分布式光伏发电的正确打开方式
2018.03.21

光伏 已然成为我国最具潜力、最具 优势的可再生能源,对于光伏的应用,大至地面光伏电站,小至 家庭屋顶光伏电站,光伏 发电逐渐走入寻常百姓家,因此,从多 种角度了解光伏发电很有必要,今天给大家带来的是《中国分布式光伏发电100问》中的原理及意义篇。

1.什么是光伏发电?什么 是分布式光伏发电?

 

光伏 发电是指利用太阳能辐射直接转变成电能的发电方式,光伏 发电是当今太阳能发电的主流,所以,现在 人们常说的太阳能发电就是光伏发电。

 

分布 式发电是指在用户场地附近建设,运行 方式以用户侧自发自用为主,多余电量上网,但在 配电系统平衡调节为特性的光伏发电设施。

 

分布 式发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原测,充分 利用当地的太阳能资源,替代 和减少化石能源消费。

 

2.您知 道光伏发电的历史起源吗?

 

1839年,19岁的 法国贝克勒尔做物理实验时,发现 在导电液中的两种金属电极用光照射时电流会加强,从而发现了“光生伏打效应”。1930年,郞格首次提出用“光伏效应”制造太阳能电池,使太阳能变成电能。

 

1932年奥 杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳能电池。

 

1941年奥 杜在硅上发现光伏效应。

 

1954年5月美 国贝尔实验室恰宾、富勒 和皮尔松开发出效率为6%的单晶硅太阳能电池,这是 世界上第一个有实用价值的太阳能电池,同年 威克首次发现了砷化镍有光伏效应,并在 玻璃上沉积硫化镍博膜,制成了太阳能电池,太阳 光转化为电能的实用光伏发电技术由此诞生并发展起来。

 

3.光伏 电池是怎么发电的?

 

光伏 电池是一种具有光、电转 换特性的半导体器件,它直 接将太阳辐射能转换成直流电,是光 伏发电的最基本单元,光伏 电池特有的电特性是借助与在晶体硅中掺入某些元素(例如磷或硼等),从而 在材料的分子电荷里造成永久的不平衡,形成 具有特殊电性能的半导体材料,在阳 光照射下具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷,这些 自由电荷定向移动并积累,从而 在其两端闭合时便产生电能,这种现象被称为“光生伏打效应”简称光伏效应。

 

4.光伏 发电系统由哪些部件构成?

 

光伏 发电系统由光伏方阵(光伏 方阵由光伏组件串并联而成)、控制器、蓄电池组、直流/交流 逆变器等部分组成.光伏 发电系统的核心部件是光伏组件,而光 伏组件又是由光伏电池串、并联并封装而成,它将 太阳的光能直接转化为电能,光伏 组件产生的电为直流电,我们 可以利用也可以用逆变器将其转换成为交流电加以利用,从另 一个角度来看对于光伏系统产生的电能可以即发即用,也可 以用蓄电池等储能装置将电能存放起来,根据 需要随时释放出来使用。

 

5.什么是配电网?配电 网与分布式光伏发电有什么关系?

 

配电 网是从输电网或地区发电厂接受电能,通过 配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网,是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容、计量 装置以及一些附属设施组成的一般采用闭环设计,并环运行,其结构成辐射状,分布 式电源接入配电网使配电系统中发电与用电并存,配电 网结构从放射状结构变为多电源结构,短路电流大小、流向 以及分布特性均发生改变。

 

6.为什 么说光伏电力是绿色低碳能源?

 

光伏 发电具有显著的能源、环保和经济效益,是最 优质的绿色能源之一,在我 国平均日照条件下安装1 千瓦光伏发电系统,1 年可发出1200 度电,可减少煤炭(标准煤)使用量约400 千克,减少二氧化碳排放约1 吨,根据世界自然基金会(WWF)研究结果:从减 少二氧化碳效果而言,安装1 平米 光伏发电系统相当于植树造林100 平米,目前 发展光伏发电等可再生能源是根本上解决雾霾、酸雨 等环境问题的有效手段之一。

 

7.如何看待有报道说“生产 光伏电池组件时消耗大量能源”的消息?

 

光伏 电池在其生产过程中确实要消耗一定的能量,特别是工业硅提纯、高纯多晶硅生产、单晶硅棒\多晶 硅锭生产三个环节的能耗高,但是光伏电池在20年的 使用寿命期内能够不断产生能量。据测 算在我国平均日照条件下,光伏 发电系统全寿命期内能量回报超过其能源消耗的15倍以上。在北 京以最佳倾斜角安装的1千瓦 屋顶光伏并网系统的能量回收期为1.5-2年,远底 于光伏系统的使用寿命期。也就 是说该光伏系统前1.5-2年发 出的电量是用来抵消其生产等过程消耗的能量,1.5-2年之 后发出的能量都是纯产出,所以 应该从全生命周期角度评定光伏电池的能耗。

 

8.如何看待有报道说”生产 光伏电池组件会产生大量污染的消息?

 

光伏 电池组件生产包括多晶硅、硅锭硅片、光伏 电池组和光伏组件几个产业链环节,相关 污染的报道主要是指光伏组件的原材料、高纯 多晶硅生产中产生的副产物,高纯 多晶硅生产主要是使用改良西门子法,该法 将冶金级硅转化成三氯氦硅,在加 氢气还原成太阳能级多晶硅,另外 会形成副产物氯化硅,四氯 化硅遇潮湿空气即分解成硅酸和氯化氢,如果 处理不当会产生污染问题,但是 目前我国多晶硅生产企业采用的改良西门子法已可做到闭环生产,将副 产物四氯化硅和尾气回收利用,实现清洁生产。2010年12月国家发布了《多晶硅行业准入条件》,规定 还原尾气中四氯化硅、氯气 回收利用率不低于98.5%、99%,因此 成熟的改良西门子法生产技术完全满足环保要求,不会 产生环境污染问题。

 

9.我们 有多少太阳光可利用?它能 够成为未来主导能源吗?

 

地球 表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的1万倍,地表 面每平方米平均每年接收到的辐射随地域不同大约在1000-2000KWH之间,国际能源署数据显示,在全球4%的沙 漠上安装太阳能光伏系统就足以满足全球能源需求。太阳 能光伏享有广阔的发展空间,其潜力十分巨大。

 

据初步统计,我国 仅利用现有的建筑安装光伏发电其市场潜力就大约为3万亿千瓦以上,在加 上西部广阔的戈壁光伏发电市场潜力约为数十亿千瓦以上,随着 光伏发电的技术进步和规模化应用,其发 电成本还将进一步降低,成为 更加具有竟争力的能源供应方式,逐步 从补充能源到替代能源并极希望成为未来的主导能源。


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