100個(gè)為什么讓你了解分布式光伏發(fā)電
第一篇原理及意義篇
1、什么是光伏發(fā)電?什么是分布式光伏發(fā)電?
光伏發(fā)電是指利用太陽能輻射直接轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電方式,光伏發(fā)電是當(dāng)今太陽能發(fā)電的主流,所以,現(xiàn)在人們常說的太陽能發(fā)電就是光伏發(fā)電。
光伏分布式發(fā)電是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式,它倡導(dǎo)就近發(fā)電,就近并網(wǎng),就近轉(zhuǎn)換,就近使用的原則,不僅能夠有效提高同等規(guī)模光伏電站的發(fā)電量,同時(shí)還有效解決了電力在升壓及長(zhǎng)途運(yùn)輸中的損耗問題。
然而分布式發(fā)電對(duì)如何最大化太陽能發(fā)電量、如何保證電網(wǎng)安全也提出了嚴(yán)格要求,這一過程光伏逆變器的功能性和穩(wěn)定性也顯得異常關(guān)鍵。分布式發(fā)電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則,充分利用當(dāng)?shù)氐奶柲苜Y源,替代和減少化石能源消費(fèi)。
分布式發(fā)電并網(wǎng)方式可以“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”,也可“統(tǒng)購統(tǒng)銷”(全額出售給電網(wǎng))。
2、您知道光伏發(fā)電的歷史起源嗎?
1839年,19歲的法國貝克勒爾做物理實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)電液中的兩種金屬電極用光照射時(shí)電流會(huì)加強(qiáng),從而發(fā)現(xiàn)了“光生伏打效應(yīng)”。1930年,郞格首次提出用“光伏效應(yīng)”制造太陽能電池,使太陽能變成電能。
1932年奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽能電池。
1941年奧杜在硅上發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)。
1954年5月美國貝爾實(shí)驗(yàn)室恰賓、富勒和皮爾松開發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽能電池,這是世界上第一個(gè)有實(shí)用價(jià)值的太陽能電池,同年威克首次發(fā)現(xiàn)了砷化鎳有光伏效應(yīng),并在玻璃上沉積硫化鎳薄膜,制成了太陽能電池,太陽光轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)由此誕生并發(fā)展起來。
2014年初我省金寨縣為落實(shí)省委政府精準(zhǔn)扶貧新要求,實(shí)施產(chǎn)業(yè)扶貧“到村、到戶、到人、到產(chǎn)業(yè)”,在全省率先開展了光伏發(fā)電扶貧項(xiàng)目。
3、光伏電池是怎么發(fā)電的?
光伏電池是一種具有光、電轉(zhuǎn)換特性的半導(dǎo)體器件,它直接將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成直流電,是光伏發(fā)電的最基本單元,光伏電池特有的電特性是借助與在晶體硅中摻入某些元素(例如磷或硼等),從而在材料的分子電荷里造成永久的不平衡,形成具有特殊電性能的半導(dǎo)體材料,在陽光照射下具有特殊電性能的半導(dǎo)體內(nèi)可以產(chǎn)生自由電荷,這些自由電荷定向移動(dòng)并積累,從而在其兩端閉合時(shí)便產(chǎn)生電能,這種現(xiàn)象被稱為“光生伏打效應(yīng)”簡(jiǎn)稱光伏效應(yīng)。
太陽能發(fā)電原理圖
4、光伏發(fā)電系統(tǒng)由哪些部件構(gòu)成?
光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏方陣(光伏方陣由光伏組件串并聯(lián)而成)、控制器、蓄電池組、直流/交流逆變器等部分組成.光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件是光伏組件,而光伏組件又是由光伏電池串、并聯(lián)并封裝而成,它將太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能,光伏組件產(chǎn)生的電為直流電,我們可以利用也可以用逆變器將其轉(zhuǎn)換成為交流電加以利用,從另一個(gè)角度來看對(duì)于光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能可以即發(fā)即用,也可以用蓄電池等儲(chǔ)能裝置將電能存放起來,根據(jù)需要隨時(shí)釋放出來使用。
5、為什么說光伏電力是綠色低碳能源?
光伏發(fā)電具有顯著的能源、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益,是最優(yōu)質(zhì)的綠色能源之一,在我國平均日照條件下安裝1千瓦光伏發(fā)電系統(tǒng),1年可發(fā)出1200度電,可減少煤炭(標(biāo)準(zhǔn)煤)使用量約400千克,減少二氧化碳排放約1噸,根據(jù)世界自然基金會(huì)(WWF)研究結(jié)果:從減少二氧化碳效果而言,安裝1平米光伏發(fā)電系統(tǒng)相當(dāng)于植樹造林100平米,目前發(fā)展光伏發(fā)電等可再生能源是根本上解決霧霾、酸雨等環(huán)境問題的有效手段之一。
6、如何看待有報(bào)道說“生產(chǎn)光伏電池組件時(shí)消耗大量能源”的消息?
光伏電池在其生產(chǎn)過程中確實(shí)要消耗一定的能量,特別是工業(yè)硅提純、高純多晶硅生產(chǎn)、單晶硅棒和多晶硅錠生產(chǎn)三個(gè)環(huán)節(jié)的能耗高,但是光伏電池在20年的使用壽命期內(nèi)能夠不斷產(chǎn)生能量。據(jù)測(cè)算在我國平均日照條件下,光伏發(fā)電系統(tǒng)全壽命期內(nèi)能量回報(bào)超過其能源消耗的15倍以上。
在北京以最佳傾斜角安裝的1千瓦屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的能量回收期為1.5-2年,遠(yuǎn)低于光伏系統(tǒng)的使用壽命期。也就是說該光伏系統(tǒng)前1.5-2年發(fā)出的電量是用來抵消其生產(chǎn)等過程消耗的能量,1.5-2年之后發(fā)出的能量都是純產(chǎn)出,所以應(yīng)該從全生命周期角度評(píng)定光伏電池的能耗。
7、如何看待有報(bào)道說“生產(chǎn)光伏電池組件會(huì)產(chǎn)生大量污染”的消息?
光伏電池組件生產(chǎn)包括多晶硅、硅錠硅片、光伏電池組和光伏組件幾個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié),相關(guān)污染的報(bào)道主要是指光伏組件的原材料、高純多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物,高純多晶硅生產(chǎn)主要是使用改良西門子法,該法將冶金級(jí)硅轉(zhuǎn)化成三氯氦硅,在加氫氣還原成太陽能級(jí)多晶硅,另外會(huì)形成副產(chǎn)物氯化硅,四氯化硅遇潮濕空氣即分解成硅酸和氯化氫,如果處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生污染問題,但是目前我國多晶硅生產(chǎn)企業(yè)采用的改良西門子法已可做到閉環(huán)生產(chǎn),將副產(chǎn)物四氯化硅和尾氣回收利用,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
2010年12月國家發(fā)布了《多晶硅行業(yè)準(zhǔn)入條件》,規(guī)定還原尾氣中四氯化硅、氯氣回收利用率不低于98.5%、99%,因此成熟的改良西門子法生產(chǎn)技術(shù),完全滿足環(huán)保要求,不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染問題。
8、我們有多少太陽光可利用?它能夠成為未來主導(dǎo)能源嗎?
地球表面接受的太陽能輻射能夠滿足全球能源需求的1萬倍,地表面每平方米平均每年接收到的輻射隨地域不同大約在1000-2000KWH之間,國際能源署數(shù)據(jù)顯示,在全球4%的沙漠上安裝太陽能光伏系統(tǒng)就足以滿足全球能源需求。太陽能光伏享有廣闊的發(fā)展空間,其潛力十分巨大。
資源及應(yīng)用篇
9、我國太陽能資源是如何分布的?
我國太陽能總輻射資源豐富,總體呈高原大于平原,西部地區(qū)大于東部地區(qū)的分布特點(diǎn),其中青藏高原最為豐富,四川盆地資源相對(duì)效低。
10、分布式光伏發(fā)電有哪些應(yīng)用形式?
分布式光伏發(fā)電包括并網(wǎng)型、離網(wǎng)型及多能互補(bǔ)微網(wǎng)等應(yīng)用形式,并網(wǎng)型分布式發(fā)電多應(yīng)用于用戶附近,一般與中、低壓配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行,自發(fā)自用,不能發(fā)電或電力不足時(shí)從電網(wǎng)上購電,電力多余時(shí)向網(wǎng)上售電。
離網(wǎng)型分布式光伏發(fā)電多應(yīng)用于邊遠(yuǎn)地區(qū)和海島地區(qū),它不與大電網(wǎng)連接,利用自身的發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)直接向負(fù)荷供電。
分布式光伏系統(tǒng)還可以與其它發(fā)電方式組成多能互補(bǔ)微電系統(tǒng),如水、風(fēng)、光等,既可以作為微電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行,也可以并入電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。
11、分布式光伏發(fā)電適用于哪些場(chǎng)合?
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的適用場(chǎng)合可分為兩大類:
一是可在全國各類建筑物和公共設(shè)施上推廣,形成分布式建筑光伏發(fā)電系統(tǒng),利用當(dāng)?shù)馗黝惤ㄖ锖凸苍O(shè)施建立分布式發(fā)電系統(tǒng),滿足電力用戶的部分用電需求,為高耗能企業(yè)提供生產(chǎn)用電。
二是可在偏遠(yuǎn)地區(qū)海島等少電無電地區(qū)推廣,形成離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)或微電網(wǎng),由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差距原因,我國仍有部分偏遠(yuǎn)地區(qū)的人口沒有解決基本用電問題,以往的農(nóng)網(wǎng)工程大多依靠大電網(wǎng)的延申,小水電、小火電等供電,電網(wǎng)延伸困難極大,且供電半徑過長(zhǎng),導(dǎo)致供電能質(zhì)量較差,發(fā)展離網(wǎng)型分布式發(fā)電不僅可以解決處于無電少電地區(qū)居民基本用電問題,還可以清潔高效地利用當(dāng)?shù)氐目稍谏茉矗行У慕鉀Q了能源和環(huán)境之間的茅盾。
12、哪些地點(diǎn)適合安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)?
工業(yè)領(lǐng)域廠房:特別是在用電量比較大、網(wǎng)購電費(fèi)比較貴的工廠,通常廠房屋頂面積很大,屋頂開闊平整,適合安裝光伏陣列并且由于用電負(fù)荷較大,分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)可以做以就地消納,抵消一部分網(wǎng)購電量,從而節(jié)省用戶的電費(fèi)。
商業(yè)建筑:與工業(yè)園區(qū)的作用效果類似,不同之處在于商業(yè)建筑多為水泥屋頂,更有利與安裝光伏陣列,但是往往對(duì)建筑美觀性有要求,按照商廈、寫字樓、酒店、會(huì)議中心、度假村等服務(wù)業(yè)的特點(diǎn),用戶負(fù)荷特性一般表現(xiàn)為白天較高,夜間較低,能夠較好的匹配光伏發(fā)電特性。
農(nóng)業(yè)設(shè)施:農(nóng)村有大量的可用屋頂,包括自有住宅、疏菜大棚、魚塘等,農(nóng)村往往處在公共電網(wǎng)的未稍,電能質(zhì)量較差,在農(nóng)村建設(shè)分布式光伏系統(tǒng)可提高用電保障和電能質(zhì)量。
市政等公共建筑物:由于管理規(guī)范統(tǒng)一,用戶負(fù)荷和商業(yè)行為相對(duì)可靠,安裝積極性高,市政等公共建筑物也適合分布式光伏的集中連片建設(shè)。
邊遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)及海島:由于距離電網(wǎng)遙遠(yuǎn),我國西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古、甘肅、四川等省份的邊遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)以及我國沿海島嶼還有數(shù)百萬無電人口,離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)或與其它能源互補(bǔ)微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)非常適合在這些地區(qū)應(yīng)用。
13、什么叫與建筑結(jié)合的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)?
與建筑物結(jié)合的光伏并網(wǎng)發(fā)電是當(dāng)前分布式光伏發(fā)電重要的應(yīng)用形式,技術(shù)進(jìn)展很快,主要表現(xiàn)在與建筑結(jié)合的安裝方式和建筑光伏的電氣設(shè)計(jì)方面,按照與
責(zé)任編輯:蔣桂云
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