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(2)國外主要政策。長期以來,歐美等國對光伏發電的政策補貼較大,為本國的光伏業發展提供了有力的保障:如德國和意大利是通過設定光伏發電上網電價確保電站收益,而美國則是采用上網電價和系統安裝直補的“組合牌”來保證收益。隨著新興光伏市場大量進軍國際市場,歐美等國的光伏政策洗牌亦接踵而至。①美國對華實施“雙反”。2011年10月,美國對我國晶硅光伏電池產品發起“雙反”調查,并由美國商務部于2012年10月做出終裁結果,即對從中國進口的光伏電池及組件產品,征收“雙反”關稅,其中反傾銷稅率為18.32%~249.96%,反補貼稅率為14.78%~15.97%。②德國下調光伏補貼。2012年3月9日起,德國針對不同規模的光伏發電系統將補貼下調20%~30%。在下調方案中,10MW以上電站不再享有上網電價補貼,10MW以下的電站補貼自2012年5月起至2013年1月,按照每月0.15歐分/度逐月削減。另外,2013年后德國每年新增裝機目標下降400MW,截至2017年新增裝機目標將降為0.9~1.4GW,且在新增的光伏電站中,小型光伏系統的發電量中僅有85%享受補貼,大中型則為90%。③意大利停止農用地光伏補貼。2012年1月,意大利能源監管局宣布是年停止設立大型光伏電站項目登記處。而意大利政府部長委員會修改通過的第四能源法案(QuartoContoEnergia),不僅自2013年起叫停了農業用地的光伏太陽能光伏系統補貼,還對農業用地的光伏系統準入條件做了進一步的限制:第一,不得占用土地面積的10%;第二,裝機規定不得超過1MW;第三,距私人用地2000m以上,且須于2013年1月24日前投入運營。
(3)我國光伏行業的現狀和問題。近年來我國光伏行業發展迅速,主要成就集中于硅片、電池、組件的生產,各項均處于世界領先水平。在產品質量不斷提升的同時,我國企業的市場占有率在世界持續居高,整個行業發展呈現如下特點。①區域化產業集群已成形。按照資源分布優勢,我國現已形成了江蘇、浙江、河南、河北、江西等產業中心。各區域內企業通過技術引進和自主創新,在近年提升了硅片、組件的制造水平。以江蘇為例,無錫尚德太陽能、中電電氣、常州天合光能、江蘇中能等光伏龍頭企業,通過依托國際市場,不斷擴張自身產業規模,創造了全球電池組件第1、多晶硅產能第3的佳績。②市場高度依托進口和出口。作為光伏產業鏈的一頭一尾,多晶硅和設備成品在我國分別走著一進一出的相反路線。雖然國內正逐步掌握晶硅的生產,但核心制造技術一直掌握在國外供應商手中,因此受行業發展限制,多晶硅的進口量每年約占50%,即每年自美國進口的多晶硅價值達20億美元以上。在產能輸出方面,盡管我國是全球最大的光伏電池制造基地,但是在2011年新增的13000MW電池產量中,有85%的產能用于出口銷售,僅有15%用于國內新增裝機。③受國外負面光伏政策和國內補貼政策未完全到位的雙面影響。
由于2012年歐洲諸國“聯合出拳”,陸續出臺了相關下調光伏發電補貼的政策,加上美國對華的“雙反”政策在是年4季度正式出臺,多方因素共同抑制著我國光伏產業的發展,并影響光伏產業鏈中原料和電池等的產銷。雖然我國出臺了系列政策支持新能源發展,如《太陽能光電建筑應用財政補助資金管理暫行辦法》(財建[2009]129號)等,但補貼在范圍和規模上均存在限制。④產業不成熟的情況下企業盲目擴張造成產能過剩。我國光伏企業的自主研發能力雖逐步提升,但產業技術與美國等發達國家仍存在差距,大量重要設備和料材如銀漿、硅片切割儀器仍依賴進口。由于重復建設和盲目投資的現象,電池組件、多晶硅等產能過剩的問題呼之欲出。其中,組件因技術要求不高且需要的建設投入較少,2010年發生大規模擴建;多晶硅則因為高額的利潤驅使,促使大量投資流向該行業。自2009年以來,各大廠商競相開展的擴能計劃也將使得市場上多晶硅成品輸出量激增。
“十二五”規劃的出臺,為光伏業的發展鋪墊了有利的道路。而且我國太陽能資源豐富,、青海西、新疆東等地所屬的一類能源分布地區年輻射量超過6300MJ/m2,疆南、藏東、內蒙古南等地所屬的二類地區年輻射量達到5040MJ/m2以上,蘇北、疆北、臺南等地域所屬的三類地區年輻射量也達到了3780MJ/m2以上的水平。我國地域廣闊、太陽能資源豐富的事實,無疑是發展國內光伏業的良好基石。為有效逆轉光伏行業頹勢,本文認為應從如下方面著手,改變傳統行業特點。
一、CAFTA背景下廣西服務貿易的主要任務
(一)廣西對外貿易發展狀況
中國-東盟自由貿易區(CAFTA)的建成和持續發展,對廣西加快融入中國和東盟政治經濟文化合作,加快產業升級,經濟結構調整有重要意義。其中,除了加大擴大內需的力度,發揮廣西對外貿易的潛力,對促進經濟增長,實現富民強桂新跨越有重要意義。
作為中國-東盟博覽會(CAEXPO)的永久舉辦地,當CAEXPO永久落戶南寧后,對廣西對外貿易的促進,尤其是廣西對東盟貿易的促進作用是有積極意義的。根據商務部數據反映的情況來看,2011年廣西外貿進出口總額為233.3億美元,同比增長31.5%,2012年,進出口總額為294.74億美元,同比增長26.2。其中,對東盟的出口額由2011年的68.25億美增長為2012年的93.37億美元,同比增長36.8%,比上年49%的增長率有所放緩;對東盟的進口額由2011年的27.33億美元降低到2012年的27.11億美元,降低0.11%,這也反映出在全球經濟形勢繼續回暖下,廣西對外貿易經受到的壓力,是全球經濟增速減緩的傳導效應在廣西對外貿易方面的體現。作為同時依賴對外貿易的中國和東盟來說,收到這種因素的影響是不可避免的,廣西之所以能夠繼續保持對東盟出口貿易額仍有增長,是中國相對于東盟整體而言,抗風險能力較大,國內經濟增長潛力較大,內需市場較大的集中表現。
越是經濟壓力大的情況下,越是不能夠放棄對外貿易降低經濟增長的壓力。廣西工業欠發達,除了資源型產品之外缺乏優勢競爭力的大型項目和大宗商品,從而凸顯了廣西在利用地利和先行之便在CAFTA背景下發展針對東盟各國的對外貿易的重要性。
(二)廣西服務貿易現狀
對于東盟國家而言,廣西的貿易總量在其中并不是十分突出。一般以資源型產品、紡織品等初級產品為主,貨物貿易占主要地位。從整體對外貿易結構來看,歷年來,廣西對東盟各國的貿易構成中,大約有70%~80%的比例發展在與越南的往來當中,在新、柬、印、菲、馬、泰等國的貿易比例不大,結構較為單一;從廣西服務貿易在全國服務貿易中的構成比重來說,無論是單獨統計進口指標還是出口指標或者總額,在全國對外服務貿易中不足一個百分點,基本沒有太大的價值;從廣西服務貿易結構構成來看,旅游、勞務、運輸等傳統領域是廣西對外服務貿易的主要商品,附加值較低,其中旅游方面,廣西出境前往東盟國家旅游的人數要大大高于東盟國家前來廣西旅游的人數。從整體服務貿易比例上來說,廣西對外服務貿易與全國對外服務貿易一樣,都存在著較大的貿易逆差,雖然從總體上看,這是大型經濟體對小型經濟體的輻射和帶動效應的體現,但是其中也反映了廣西對外服務貿易輸出能力較差,商品服務競爭力不足。
二、CAFTA背景下重點發展的對外服務貿易領域
2007年1月14日,《中國-東盟全面經濟合作框架協議之服務貿易協議》正式簽署,標志著中國-東盟之間的服務貿易自由化進程全面開展,商務、通訊、建筑、零售渠道、教育、環境、金融、健康、旅游、娛樂、運輸等行業互有開放和保護,具體到國別之間還要有所區別。總的來說,在CAFTA背景下重點發展的對外服務貿易的領域主要分兩種。
(一)重點發展的出口型服務貿易領域
1.通訊服務和互聯網增值業務
從通訊服務的競爭力上看,中國通訊服務出口已經具備了充分的基礎條件。第一是運營商方面:作為世界上最大的通訊運營商之一,中國移動和中國電信積累了大量的用戶群和運營經驗;作為世界上通訊市場容量最大的競爭主體而言,中國移動、中國電信、中國聯通有大量的現金,儲備充分,盈利能力強;作為長期經受峰值通訊工作能力考驗的運營商而言,中國通訊服務運營商擅長于用簡單的方法處理復雜問題,人力充沛,隨時可以派出遍布中南半島的工作人員而不影響國內運營。其次是通訊設備制造商方面:華為作為世界第二大電信設備提供商,中興作為世界第五大提供商,大唐作為TD-SCDMA的主要制定者之一,有技術能力,有價格競爭力面對除了新、馬少數國家之外的其他東盟國家。互聯網增值服務上,在世界范圍內,可以簡單將互聯網增值服務區分為英語國家市場和非英語國家市場。在世界上最大的非英語國家市場誕生起來的中國互聯網內容提供商,在面對大多數東盟國家這種封閉獲半封閉的市場生態環境,是十分擅長的。如以用戶基數為主,免費模式上發展收費業務,也可以推廣儒家文明體系下產生影響的各類網絡游戲和社交產品。
2.建筑業
建筑業有十分鮮明的特點:一是生產要素中的技術密集、資本密集和勞動力密集并存;二是上下游帶動的產業鏈十分巨大;三是技術要求分化嚴重。在這種情況下,中國建筑業輸出對于國外發達國家的競爭對手來說的特點同樣非常鮮明:一是中國國內有資質的建筑企業有目前世界上最多的建筑行業制造經驗;二是中國建筑企業的價格競爭力足夠強;三是同樣價格的前提下中國企業的質量和產品冗余度最高,同樣質量和產品冗余下中國企業的價格最低。建筑業輸出對中國發展服務貿易有重要作用,首先是勞動力人口的就業機會解決,作為勞動力密集型行業,中國建筑工人的特點是人多、紀律強、技術合格,滿足管理成本和工作進度的需要;其次是隨著全球建筑行業利潤率下降和中國建筑企業水平攀升,雙重通道影響下使得一些建筑制造企業最先撤離了建筑施工企業,這種趨勢慢慢蔓延到建筑設計企業,這樣使得中國建筑企業對外發展服務貿易時壓力降低。
3.金融業
中國作為新興的國家,國內資本必須找到一條通往藍海的道路。發達國家金融行業發展已經到了一個較高的水平,競爭壓力太大,風險較高,而同樣新興的區域經濟體東盟變成了中國金融業突圍,謀求國際貨幣地位提升的一個重要方向。因此,利用CAFTA建立的背景,在中國-東盟各國貿易往來和依存度不斷上升的有利條件下,謀求人民幣國際化,加強與東盟國家的交流合作,建立長效的合作機制;積極引導中國金融企業開發創新金融產品,開發適合企業需求的金融產品,大力開展開拓中間業務是金融業的主要任務。金融業作為植根于實體產業的上層產業,代表國家實力和資本的力量,是增強貿易附加價值的主要途徑之一。
4.運輸業
運輸業作為制造業中的中間產業鏈,對中國來說有重要意義。保證海上航運的正常、有序、低成本運行,對抑制中國國內CPI,降低出口成本有重要意義。同樣作為對資本和技術有強烈需求的行業,中國作為制造業大國,在運輸業的制造和運營方面有著極大的優勢,因此,不斷降低運輸成本,大力通過投入基礎設施建設來發展運輸業,對我國有重要意義。廣西作為海陸接壤東盟的唯一省份,在這方面有天然優勢,既可以考慮發展海上運輸,也可以通過鐵路和公路發展短途陸上運輸,還可以謀求發展注重效率的空中運輸。
(二)可以考慮進一步開放的進口型服務貿易領域
經濟增長、就業充分、物價穩定和國際收支平衡是衡量一國經濟情況的主要指標。從廣義上來說,進出口逆差、順差的變化,如果影響了國家經濟形式,在全球化的經濟環境下,也會對其他國家產生影響,因此,順差并不是越多越好。在這種情況下,在大多數領域,中國、廣西對東盟的出口如果長期處于出超狀態,數額又長期擴大,在東盟各國日益受到全球經濟緊縮的情況下,最終將會導致一些東盟國家采取過激手段,用損人不利已的方式損害雙邊長遠利益。那么,平衡雙方貿易就是一個妥協的做法。故在某些領域可以進一步發展和擴大進口。除了資源性產品是中國急需的之外,在以下服務貿易領域可以進一步推動開放開發。
1.旅游
長期以來中國服務貿易出于入超狀態,旅游出口過多是主要原因之一。異國風情和較好的旅游服務質量是東盟(下轉第7頁)(上接第5頁)各國旅游服務市場的競爭優勢所在,從國家競爭的角度來講,旅游市場的開放并不會導致國家競爭力的相對衰弱,同時也會降低國內游客出游成本,對提升人們生活質量來說有重要意義。因此,進一步推動旅游市場開放,采取有力措施促使國內游客到東盟各國旅游,是平衡貿易的一個重要手段。
2.教育
教育業開放的前提條件是雙邊的力量對比,隨著中國國力不斷增強,對東盟國家教育服務的引進也可以進一步的放開。在事實上這是一個利大于弊的舉措,從根本上不會動搖中國的領先優勢,不會產生大的社會矛盾,也可以改善貿易結構。對于出國留學的中國學生而言,文化輸出效果在事實上要大于出國留學的文化輸入效果,這也是儒家文明圈和朝貢體系的寶貴遺產。
三、CAFTA背景下廣西發展服務貿易的原則
(一)政治風險規避原則
中國和東盟往來中,也存在一些風險因素。首先是政治風險,來源于全球局勢和地緣政治的風險因素,一方面是美國TPP的分化和日本、印度的拉攏,一方面是中國和相關國家的領土、領海爭端。在一定程度上給廣西對外服務貿易的開展帶來影響和限制。因此要仔細分析當前面臨的環境,避免因為政治變化帶來的經濟損失。
(二)政策風險規避原則
除了新加坡等少數國家,越南、柬埔寨、緬甸、老撾等國發展相對落后,市場經濟環境不夠完善,政策體系有所缺失,人為性變動較大,缺乏延續性。這時就給服務貿易的開展帶來一定風險,特別是回報周期長,依賴政策的行業來說,會降低進入的吸引力。因此要仔細分析所在國的政策和法律,歸納政策變化的規律。
(三)合資原則和利益輸送原則
合作是互惠互利的,如果在資本進入中沒有帶給所在國的好處,會面臨許多不確定因素。主要原因是由于在一國的經濟環境中,主體是多方的,既有作為合作方和產業鏈上下游的供應商和客戶,也有作為本地雇傭工人的勞方,還有作為監管者的政府,另外也有作為競爭對手的其他利益方。如果只有一方在其中獲得利益,投資是沒有辦法長遠進行下去。因此,挑選一個在公共關系、信譽和實力方面都有資本的合作對象,能夠通過利益輸送原則給各方帶來好處,便于間接通過合作方進行利益協調和談判,能夠最大程度避免因為報以保護主義和狹隘民族主義帶來的經營風險。
參考文獻:
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中圖分類號:TK315 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
由于光伏發電站的發電功率在很大程度上是由光照強度決定,這會使得輸出功率產生間接性與不穩定性。而且光伏發電采用大量的電子氣和電網連接起來,會造成三相電壓的不平衡、閃變三相指標的不穩定等情況。研究光伏發電技術已經成為一種新型研究中的主導內容。在光伏發電項目的施工及運行的過程中,會對環境造成較大的破壞,施工期的擾動及運氣期的有害物質,使得原生植被、地下水、土壤等受到很大程度的破壞。因此光伏發電站的工作人員需要具有一定的專業知識,能夠結合環保意識,進行很好的運營維護,對施工過程及發電廢棄物進行有效的處理。本文通過分析國內外光伏發電站環境影響的研究情況,并提出光伏發電站在環境方面的評價因子。
二、光伏發電技術
所謂的光伏發電技術是利用半導體界面的光生伏特效應將太陽能轉換為電能的的技術。這種技術主要是使用太陽能電池,該電池是一種受到封裝保護,采取串聯的方式得到大面積太陽能電池組件,并且在整個過程中要結合功率控制器,最終形成光伏發電裝置。光伏發電的主要優點是能夠在較大范圍的地域范圍內使用,因為陽光是普照大地的。而且光伏系統存在一定程度的可靠性與安全性,并沒有噪聲存在,對于燃料的消耗也較少,這在很大程度上減少污染情況。
采取光生伏特效應的原理進行光伏發電,其表現出的優點較為突出。在光伏發電系統中,主要存在太陽能電池板、控制器以及逆變器三部分。各部分都是通過一定的電子元器件組成,并不包含機械部件。光伏發電過程中所使用的設備較為可靠精煉,存在較長周期的壽命,并且具有較為方便的安裝維護。從理論的角度分析,光伏發電技術可以存在與任何無電源的場合,主要涉及的元件是太陽能電池,有單晶硅、多晶硅、非晶硅和銅銦鎵硒薄膜電池等。如果將光伏發電系統按照電力系統的關系進行劃分,主要包括獨立光伏發電系統和并網光伏發電系統。一般是在遠離電網的邊遠地區設立獨立光伏發電系統,或是應用于野外移動式便攜電源中,能夠在很大程度上解決無電的問題。并網光伏發電系統是與電力系統連接在一起的光伏發電系統,像其他類型發電站一樣,可為電力系統提供有功和無功電能 。
三、光伏電環境影響研究
1、國外光伏電站環境影響研究
通過一定的調查研究發現,太陽能發電技術存在較少的不利方面,能夠采取各種有效措施將不利因素的數量進行減少。太陽能發電技術的潛在環境影響,在很大程度上受到設備損失的影響。比如在太陽能發電技術運營以及更換的階段,總會存在一定程度的視覺影響和噪聲。光伏發電產生的環境影響一般是良性的,不會出現很大程度的噪聲、火災、化學污染等。城市環境中可再生能源技術中很重要的一項技術就是太陽能光伏發電技術,能夠在很大程度上替代現存的建筑覆膜物質。而且該技術能夠很好的應用與自然景區以及國家公園中,不存在電纜塔以及電線阻礙的情況。光伏發電產生的環境影響主要是體現在以下幾個方面,土地使用、常規和意外污染物的釋放、視覺影響、消耗自然資源、空氣污染、噪聲干擾、廢棄物管理等方面。
2、中國光伏發電系統在水土保持方面的問題
我國在實施太陽能光伏發電的過程中,要充分重視水土保持的相關內容,在最大程度上保證水資源不受到污染,土壤結構不受到破壞,這樣才能充分保障光伏發電系統的良好發展。
光伏發電系統產生的廢棄物會使環境受到很大程度的破壞,地下水受到污染的可能性也是很大,如果廢棄物流散到土壤中,將會使很大面積的土壤結構喪失其本身的功能,其結構會受到較大程度的破壞。這將會造成水土保持方面的內容出現較為嚴峻的問題。主要是因為光伏發電系統使用的能源是蓄電池,蓄電池很大部分是鉛酸蓄電池,其中含有大量的鉛、銻、鎘、硫酸等有毒物質。因此光伏發電站的工作人員需要具有一定的專業知識,并結合環保意識,在最大程度上保證光伏發電站的科學、合理的運營維護,并對光伏發電產生的廢棄物進行有效的處理。由于邊遠地區主要使用節能燈作為用電設備,但是其燈管主要使用稀土三基色熒光粉和液體汞,一旦燈管發生破碎,就會在很大程度上污染環境,而廢棄物污染水源、土壤的可能性也是極大的,主要是因為居民將光伏發電系統產生的廢物直接投擲于河道中、與地下水相通的地方或是土壤中。由于這些蓄電池和燈管的壽命都不長,更換的頻率比較高,如果不能妥善處理將會污染當地的環境,污染當地的水源與破壞當地的土壤結構。在光伏發電系統中,進行水資源與土地資源的保護是至關重要的。人們的生活與是不能離開水資源以及土地資源,如果水都受到污染,土地受到破壞,那么人類的生存就會受到極大的壓力,而且會增加自然災害的可能性。
四、光伏電站主要評價因子的確定
通過國內外光伏發電項目環境影響的比較,光伏電站對環境的影響,主要包括環境空氣、地面水、生態、聲、電磁、固體廢物等幾個方面。其中,施工期主要環境影響有對周圍生態環境造成的植被破壞、土壤松動,取土、棄土產生的揚塵和灰塵造成空氣問題,施工噪聲,施工人員的生活污水和生活垃圾問題。光伏建筑一體化及位于城市地區的光伏電站施工期主要環境影響為噪聲、揚塵、灰塵造成的空氣問題;遠離城區建設的光伏電站施工期主要環境影響為噪聲、植被破壞、土壤松動等生態影響。運行期主要環境影響有逆變器中的開關電路及升壓站會產生電磁干擾和噪聲問題,損壞或廢棄的蓄電池進行更換產生的固體廢物問題,運行期含油廢水、生活污水及太陽能電池板沖洗水產生的廢水問題。
光伏建筑一體化及位于城市地區的光伏電站運行期主要環境影響是光污染及噪聲、電磁輻射、固廢等;遠離城區建設的光伏電站運行期主要環境影響是噪聲、電磁輻射、固廢等。根據光伏電站的容量等級、升壓站的電壓規模及國家豁免電壓等級低于35kV變電站的變壓器等電磁環境類評價要求,確定電磁輻射評價因子在運行期是否作為主要評價因子。服務期滿后,光伏建筑一體化及光伏電站最主要是廢舊的太陽能電池板及蓄電池回收與處理問題。根據施工期、運行期及服務期滿后產生影響的對象、范圍、持續時間、危害性等對遠離城區的光伏電站、城市地區的光伏電站以及光伏建筑一體化評價因子進行分析(見表1)。
五、結語
光伏發電技術是利用半導體界面的光生伏特效應將太陽能轉換為電能的的技術。光伏發電所體現的優點是很突出的,但是在光伏發電技術應用的過程中,會對環境造成一定程度的影響。如果人們賴以生存的水資源都受到破壞的壞,那么就會給人們的生活帶來極大的壓力。因此我們在發展一門新技術,實現光伏發電系統的過程中,要充分保證環境資源不受到破壞,不要對重要的水資源進行污染。這樣才能保證新技術的長期持續發展。
參考文獻
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例如,有的企業,大規模圈占農業用地卻對農業生產漠不關心,其目的只是為了借助光伏農業之名占用農業用地搞光伏電站建設,這不僅影響了正常的農業生產,而且嚴重破壞了農地。把光伏擺在了主體地位,主要追求穩定的發電收益,而把農業收益放在了次要位置。
再如,有的企業,并沒有理解光伏農業的內涵,只是受大環境影響跟風進行項目申報和建設,但因缺乏清晰的產業規劃以及不懂農業生產,往往項目建成后仍沒有想好要種什么,也導致項目收益大打折扣。
還有的企業,其自身并不具備承建光伏農業項目的實力,卻也想分一杯羹,結果項目質量很難過關,不僅留下了安全隱患還浪費了寶貴的資源。
除此之外,光伏農業中還存在一種普遍的現象,即目前從事光伏農業建設的絕大多數企業和個人基本上都是光伏領域出身,而傳統農業領域出身懂農業生產的人卻相當有限,而且很多農業領域人士都是抱著懷疑的態度看待光伏行業的進入,其原因也很簡單:對農業鮮有助益,反而更多地給農業生產帶來了負面影響。
除了現存的很多不規范的現象,相關的審批流程繁瑣以及融資困難等問題也是限制其進一步快速發展的重要原因。因此,只有制定明確的行業規范,設立嚴格的準入標準、技術標準,建立完善的監管機制和問責機制,才能有效保障農業的主體地位,保障項目的質量,保障資金的合理利用,才有可能使整個行業走上一條規范化、可持續的發展道路。
2015年8月29日上午9:00,由中國光伏農業工作委員會組織召開的《光伏農業標準》編制工作研討會在北京全國政協禮堂隆重舉行。會議由發改委國際合作中心國際能源研究所所長王進和中國能源經濟研究院院長紅煒主持。包括國務院參事、中國可再生能源學會理事長石定寰、農業部高級農業專家馮玉林,以及中國標準化研究院劉文研究員、商務部研究院唐淳風研究員在內的來自全國各地產、學、研機構、大專院校、光伏企業、農業公司等17 位專家、學者及來自農業生產一線的經營者與會并發表了精彩演講。
漢能全球光伏應用集團執行總裁、農業應用事業部CEO張凡在會議上就光伏農業的現狀及未來發展方向發表了演講。作為全球領先的薄膜太陽能發電企業,漢能自投身光伏農業領域以來,始終堅持做最正確的光伏農業項目,拒絕以農業之名單純地搞光伏電站建設,始終以可持續發展的角度,把農業作為整個光伏農業產業的核心,積極推動光伏農業行業標準出臺,為光伏農業走上正確的發展道路做著不懈的努力。張凡先生從光伏農業宗旨及理念、現今出現的問題、光伏組件以及光伏大棚未來發展方向以及光伏農業發展標準等幾個方面闡述了如何能使光伏農業健康可持續發展。內容如下:
第一,以從業者的角度來講。應該摒棄謀取短期利益的想法,不該過度依賴政策補貼,要深入挖掘自身的產業價值提升效益,同時要重視農民在產業中的地位,注重產業發展對農村經濟以及農民收入的帶動作用,注重提升從業者的專業水平以適應更加現代化的生產需要。
第二,從農業生產角度來講。必須要保證農業生產的核心地位,光伏產業在進入農業過程中要格外注重不能弱化農業的主體地位。同時,光伏農業建設投入過程中對光伏的投入比重不應大于農業的投入比重、光伏的發電收益也不應該高于農業生產收益。其次,要堅決杜絕以光伏農業之名侵占農業用地搞光伏電站建設的現象,而且還要抵制在農業生產過程中會破壞原有土地生產結構,以及降低原有土地耕種能力的項目建設。
第三,從推進農業現代化的角度來講。光伏農業未來的發展方向應該向推進設施農業升級,提高農業生產效率與生產能力的方向發展。組件應該更加輕薄,更加結實耐用,同時應具有更好的透光性能。
第四,從金融的角度來講。融資困難一直是困擾農業發展的大問題,很多很好的光伏農業項目也都因資金問題而擱淺。發展現代農業,資金推動是關鍵。未來在政府的引導下,拓寬農業融資渠道,形成更加健全的金融體系,合理解決農業融資難的問題將對光伏農業的快速發展起到積極的推動作用。
中圖分類號:TM914 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2013)022-003-1
隨著全球經濟的迅速發展和人口的不斷增加,以石油、天然氣和煤炭等為主的化石能源正逐步消耗,能源危機成為世界各國共同面臨的課題。與此同時,化石能源造成的環境污染和生態失衡等一系列問題也成為制約社會經濟發展甚至威脅人類生存的嚴重障礙。新能源應用正成為全球的熱點。太陽能資源是最豐富的可再生能源之一,它分布廣泛,可再生,不污染環境,是國際上公認的理想替代能源。
1 太陽能光伏發電技術
1.1 太陽光伏發電技術原理
太陽能電池是太陽能光伏企業的核心設備,光伏發電利用太陽能電池將光能直接轉換成電能。1839年Becquerel發現了光生伏打效應,為太陽能電池的產生奠定了基礎。太陽能電池芯片的PN結被光照射后,高能狀態下的電子吸收了光能,被激發成為自由電子,自由電子在晶體里移動,余下的空穴也圍繞晶體移動,自由電子在N結聚集,空穴在P結聚集,由此PN結間形成電勢差,從而可以作為電源使用。
1.2 太陽能電池
提高太陽能光伏發電技術的關鍵是提高太陽能電池的轉化率。太陽能電池主要分為硅基太陽、化合物半導體電池。
1.2.1 硅基電池
電池和化學電池是目前商業化最成熟的太陽電池。硅基太陽電池分為晶體硅和非晶硅電池,晶體硅可分為多晶硅電池和單晶硅電池,單晶硅光伏電池雖然轉換效率高,穩定性好但是成本也比較高,多晶硅電池雖然轉換率低些,但是以其較高的性價比成為市場上最主要的光伏太陽能電池。晶硅光伏發電技術的發展的方向主要是硅薄膜光伏發電。硅薄膜太陽電池的是指將硅膜放在其他材料比如玻璃等做成的支持襯底上制成的太陽能電池,相對傳統的晶硅太陽能電池而言,生產硅薄太陽能膜電池所需的硅材料少,成本低,能耗小但是生產工藝比較復雜。
1.2.2 化合物半導體電池
半導體硅的價格比較貴,相對而言化合物半導體的成本就比較低了,化合物半導體電池主要有CdTe電池和CIGS電池。這些化合物半導的體能隙寬度可以方便的調節,從而與太陽光譜匹配,將更多的光能轉換為電能。理論上CdTe電池的光電轉換效率可達30%,而且性能穩定,原材料價格低廉。另外,金屬鎘Cd具有毒性,會嚴重的污染環境,根據有關研究結果,生產相同多的電量,CdTe與煤、石油和晶體硅電池相比,排放的鎘等重金屬的量是最低的。
1.3 太陽能光伏發電系統
太陽能光伏發電系統由太陽能光伏電池板、儲電裝備、控制器存和逆變器構成,包含了電能變換系統和發電系統。太陽能通過太陽能光伏電池板被轉換為電能,并通過逆變器轉換后可以提供給負載用戶使用。
1.3.1 獨立光伏發電系統
獨立光伏發電系統是獨立運行的發電系統,不與電網相連,一般建設在遠離電力系統的邊遠地區或者作為野外移動式電源使用。獨立光伏發電系統將白天生產的部分電能存儲在蓄電池里,晚上釋放出來使用,對沒有條件接入電網的居民而言是很好的選擇。但是在實際應用過程中,因為獨立光伏發電系統供電不穩定,通常會建立一個普通電站輔助,這提高了光伏發電的成本,也與利用清潔能源發電的目的背道而馳。
1.3.2 并網光伏發電系統
并網光伏發電系統是指將光伏發電設備與電網連接在一起的發電系統。太陽能光伏發電設備與其他類型的發電站一樣能為公共電網提供有功電能和無功電能。光伏電池在陽光照射下產生的是直流電,需要經過相關設備變換成與公共電網頻率相同的交流電,之后再以電流源、電流源等方式把電能送入電網,所以并網系統不需要蓄電池,系統運行成本低于獨立光伏發電系統。另外,并網光伏發電系統的轉換率比獨立光伏發電系統高很多,所以發電系統的供電比較穩定,是太陽能光伏發電產業的比較合理發展方向。
2 太陽能光伏發電技術發展前景
我國公布的相關規劃提出,2015年的分布式光伏發電要達到一千萬千瓦;英國,日本國家成為光伏產業新興海外市場;股神巴菲特第三次投資光伏電站項目,一系列行動表明光伏產業正在緩慢回升。中國的光伏企業的市場主要是歐美等發達國家,但是隨著我國出臺了一系列光伏補貼政策,國內市場將逐漸被打開,光伏企業有望擺脫生產過剩的現狀。國家已經明確提出鼓勵在中東部地區建設和建筑相結合的分布式光伏發電系統,所以分布式光伏發電和建筑光伏一體化將是我國未來光伏產業的重要發展方向。由此,光伏產業可能從高端市場向下游市場延伸,專業從事諸如太陽能照明或者屋頂太陽能的企業可能得到大力發展,光伏企業需要更加重視相關技術的開發與研究,比如光伏并網電路的拓撲結構、分布式光伏發電系統的能量管理,對系統的顯示和遠程監控等,同時也應該提供安裝維護等增值服務。
雖然晶硅太陽能板仍然是市場的主流,但是很多企業也將目光投向了薄膜太陽能板技術。薄膜太陽能板相對于晶硅太陽能板而言,更能適應高溫潮濕的條件,在我國大多用于下游的建筑幕墻,生產成本低,在制造過程中使用的能源也在晶硅太陽能板的一半以下。全球經濟衰退影響時,薄膜太陽能板市場仍然穩定增長,美國的FirstSolar公司也因此成為全球最大的太陽能板生產商之一。目前,MiaSole公司將CIGS薄膜的光能轉化率提高到17%,改變了以往薄膜太陽能板轉化率低的狀況,對晶硅太陽能板提出了挑戰。
3 結束語
我國幅員遼闊,可利用的太陽能多,太陽能光伏發電技術已經大大提高了轉換率,因此光伏產業的發展前景看好。隨著電價補貼和光伏發電的使用時間增加,未來太陽能發電成本有可能降到和常規電價相近的水平。另一方面我國石油、煤炭、天然氣等不可再生能源不斷減少,太陽能等清潔能源的開發利用是未來能源發展必然的方向。
參考文獻
歷史的經驗告訴我們,如果中國繼續沿著依靠大量消耗資源快速發展經濟的老路,雖然一方面促進了經濟的發展,但也會大量地排放各種污染氣體,給環境造成越來越大的壓力。所以我們必須要選擇綠色的、低碳的一條新的發展道路,十二五規劃提出發展的主線是要加快經濟方式的轉變。
隨著人類對能源需求的不斷提高,近年來,人類開采不可再生能源的腳步日益加快,使得這些化石能源的存量不斷減少,以現在的這種開采狀態,在不遠的將來地球上的化石能源就會被人類消耗殆盡。在消耗能源的同時,在使用的過程中,還會排放大量的溫室氣體,對大氣造成的嚴重污染。導致全球氣候變暖,南北極冰山融化,使得海平面上升,對人類和生物的生命安全造成威脅。由此可見,開發、利用并推廣高效環保的綠色可再生能源是當務之急,太陽能作為一種可再生資源,對環境和能源的可持續發展具有重要的意義。
1、太陽能光伏發電技術發展現狀
隨著我國出臺了一系列光伏補貼政策,國內市場將逐漸被打開,光伏企業有望擺脫生產過剩的現狀。國家已經明確提出鼓勵在中東部地區建設和建筑相結合的分布式光伏發電系統,所以分布式光伏發電和建筑光伏一體化將是我國未來光伏產業的重要發展方向。雖然晶硅太陽能板仍然是市場的主流,但是很多企業也將目光投向了薄膜太陽能板技術。薄膜太陽能板相對于晶硅太陽能板而言,更能適應高溫潮濕的條件,在我國大多用于下游的建筑幕墻,生產成本低,在制造過程中使用的能源也在晶硅太陽能板的一半以下。全球經濟衰退影響時,薄膜太陽能板市場仍然穩定增長,美國的FirstSolar公司也因此成為全球最大的太陽能板生產商之一。目前,MiaSole公司將CIGS薄膜的光能轉化率提高到17%,改變了以往薄膜太陽能板轉化率低的狀況,對晶硅太陽能板提出了挑戰。
2、太陽能光伏發電技術
2.1太陽能電池
太陽能光伏發電系統由太陽能光伏電池板、儲電裝備、控制器存和逆變器構成,包含了電能變換系統和發電系統。太陽能通過太陽能光伏電池板被轉換為電能,并通過逆變器轉換后可以提供給負載用戶使用。電池和化學電池是目前商業化最成熟的太陽電池。硅基太陽電池分為晶體硅和非晶硅電池,晶體硅可分為多晶硅電池和單晶硅電池,單晶硅光伏電池雖然轉換效率高,穩定性好但是成本也比較高,多晶硅電池雖然轉換率低些,但是以其較高的性價比成為市場上最主要的光伏太陽能電池。
2.2太陽能光伏發電系統
并網光伏發電系統是指將光伏發電設備與電網連接在一起的發電系統。太陽能光伏發電設備與其他類型的發電站一樣能為公共電網提供有功電能和無功電能。光伏電池在陽光照射下產生的是直流電,需要經過相關設備變換成與公共電網頻率相同的交流電,之后再以電流源、電流源等方式把電能送入電網,所以并網系統不需要蓄電池,系統運行成本低于獨立光伏發電系統。另外,并網光伏發電系統的轉換率比獨立光伏發電系統高很多,所以發電系統的供電比較穩定,是太陽能光伏發電產業的比較合理發展方向。
3、太陽能光伏發電技術的應用
3.1 太陽能電池的功能結構
太陽能光伏技術是利用電池組件將太陽能直接轉變為電能的技術。通常所說的光伏技術也可以說是太陽能電池技術。太陽能光伏系統主要包括:太陽能電池組件、蓄電池、控制器、逆變器、照明負載等。當照明負載為直流時,則不用逆變器。太陽能電池根據所用材料的不同,還可分為:硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池,其中硅太陽能電池是目前發展最成熟的,在應用中居主導地位。常用太陽電池按其材料可以分為:晶體硅電池、硫化鎘電池、硫化銻電池、砷化鎵電池、非晶硅電池、硒銦銅電池、疊層串聯電池等。太陽能電池重量輕,無活動部件,使用安全。單位質量輸出功率大,既可作小型電源,又可組合成大型電站。目前其應用已從航天領域走向各行各業,走向千家萬戶,太陽能汽車、太陽能游艇、太陽能自行車、太陽能飛機都相繼問世。然而對人類最有吸引力的是太空太陽能電站,它的建立無疑將徹底改善世界的能源狀況,人類都期待這一天的到來。
3.2 光伏發電的產品用途
光伏發電技術可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源可以無處不在。目前,光伏發電產品主要用于三方面:為無電場合提供電源,主要為廣大無電地區居民生活生產提供電力,以及微波中繼電源等,另外,還包括一些移動電源和備用電源;太陽能日用電子產品,如各類太陽能充電器、太陽能路燈和草坪燈等;并網發電,這在發達國家已經大面積推廣實施。我國并網發電還未起步,不過2008年北京“綠色奧運”部分用電由太陽能發電和風力發電提供。我國太陽能電池應用領域在不斷擴大,已涉及農業、牧業、林業、交通運輸、通訊、氣象、石油管道、文化教育及家庭電源等諸多方面,光伏發電在解決偏僻邊遠無電地區供電及許多特殊場合用電上已起到引人注目的作用。但從總體的應用技術水平和規模上看,與工業發達國家相比還有很大的差距,主要問題是光伏系統造價偏高、系統配套工程裝備沒有產業化、應用示范不夠和公眾對太陽電池應用的巨大潛力缺乏了解,以及系統應用僅限于獨立運行,還沒有并網運行和與建筑業結合。因此,有必要加強太陽能電池應用技術研究和示范,推進產業化,拓寬應用領域和市場。
4、結束語
我國幅員遼闊,可利用的太陽能多,太陽能光伏發電技術已經大大提高了轉換率,因此光伏產業的發展前景看好。隨著電價補貼和光伏發電的使用時間增加,未來太陽能發電成本有可能降到和常規電價相近的水平。另一方面我國石油、煤炭、天然氣等不可再生能源不斷減少,太陽能等清潔能源的開發利用是未來能源發展必然的方向。
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)05C-0045-02
近年來,太陽能光伏新能源產業的快速發展促進了我國光伏專業教育與人才培養。以光伏為方向的材料本科專業(簡稱光伏材料專業)主要培養具有系統扎實的光伏材料科學與工程理論知識和基本實踐技能、服務光伏產業領域的高級工程技術人才。它是一門實踐性非常強的專業,其實踐教學體系作為理論聯系實際的重要環節,主要是通過其課程體系的實施來培養大學生的工程意識和創新思維,以及動手能力和分析問題、解決問題能力。設計科學合理、在實際工作中管用的實踐教學課程體系,對提升新開辦的光伏材料專業育人水平具有重要的實際意義。同時,實踐教學是高校教學工作的重要組成部分,它與人才培養定位、學科基礎、理論課程體系和一定時期教改重點和方向等教學工作的方方面面有密切的關系。光伏材料專業作為本科院校新建立專業,目前受到了各承建院校的高度重視,這些院校通過與地方產業緊密結合來優化實踐教學課程體系,加強工程實踐,以培養市場需要的合格高級專門人才。但由于各本科院校建設該專業時間較短,均處在摸索階段,因此,研究怎樣建設該專業實踐教學課程體系很有必要。
一、建立光伏材料專業實踐教學課程體系的內容
光伏材料專業實踐教學課程體系結構主要由相應的材料科學與工程基本實驗實訓課程、光伏工程實驗實訓課程以及一定時期集中校內實驗實訓和校外生產實習工程實踐課程三者構成。這些課程體系是圍繞達到確定的專業人才培養目標而設置,通過在校學生學習具體實驗實訓課程或項目而達到應用型人才的培養目標。因此,光伏材料專業實踐課程體系的建設是為實現專業設置目標而建立在材料學科、光伏工程學科及生產實踐對技術人才實際要求的基礎上而確立的課程體系。
(一)材料學科的實踐課程內容。材料學科是基礎性和應用性均強的開放性大學科,涉及的理論和實踐知識體系龐大而繁雜。光伏專業方向決定了該專業課程體系建設必須在材料學科中取其有用的課程內容而學之,體現材料學科基礎性,使其成為支撐該專業的基石,這些基礎性強的課程在較長時間內應該保持基本穩定,集中力量建設。同時,實踐教學必須與理論教學合理銜接,將基礎材料學科的科技創新和光伏產業發展的最新科技成果融人實踐教學內容中,使實踐教學內容涵蓋“基本實驗”、“綜合實驗”、“設計創新實驗”三大類型,并逐步向應用性實踐方向轉變。
設計光伏材料專業實踐教學課程體系必須高度重視并體現基本實驗在教學中的重要作用。基本實驗必須與對應的理論課程相銜接,使兩者相輔相成互相促進。通過基本實驗的訓練,學生牢固掌握材料科學與工程實驗基本操作、培養實驗基本技能,并與實際應用結合,做到學以致用。基礎實驗是開設綜合實驗和設計創新實驗的基礎,只有加強鞏固學生基本理論與實驗技能,才可能向綜合性、設計性和創新性方向的順利轉變。綜合實驗內容涉及本課程的綜合知識或是不同實驗課程的大綜合,對學生分析問題和動手能力要求較高,應以學生為中心,使學生在獨立完成實驗項目中培養實踐技能。設計實驗是學生根據教師給出了實驗目的、要求和條件來自行設計實驗方案并加以實現的項目,對培養學生的科研素質具有重要的作用,因此,設計實驗課程內容應有利于因材施教,促進學生個性和才能的發展。
(二)光伏工程學科的實踐課程內容。光伏工程學科是隨著世界光伏產業的興起而逐漸發展起來的一門新興學科,其知識體系包含光伏產業鏈主原料鏈(金屬硅環節、晶體硅路線環節、薄膜硅路線環節以及光伏電站)、輔料鏈、裝備鏈、光伏服務鏈專業知識。光伏材料專業實踐課程內容應圍繞這些產業鏈涉及的實際應用專業知識而構建,重點體現對工程技術人員在生產實踐中的應用性要求。其實踐課程體系內容也應包括“基本實驗”、“綜合實驗”、“設計創新實驗”三大類型,課程內容注重針對生產實際,體現應用性。基本實驗課程內容應包括光伏工程中主流成熟經典內容。綜合實驗課程應模擬生產中某個或幾個環節內容而安排。設計創新實驗課程內容應針對未來幾年光伏產業發展有潛力的技術方向上某個具體細節而設計。光伏工程學科實踐教學課程體系應更加重視綜合實驗內容的構建和設計,多針對生產中的技術工藝問題,采用多樣的教學方式,結合理論中的技術原理以獨立完成為主。
(三)校內外工程實踐課程內容。光伏材料作為一門工程性、實踐性較強的本科專業,工程實踐教學是實踐教學課程體系重要組成內容之一,目的是培養學生具有較強的工程實踐能力和實際工作能力。其課程內容必須包括科研、工程、社會應用等內容,鼓勵將科研成果轉化為實踐教學項目,實現基礎與前沿、經典與現代的有機結合。通過參加工程實踐,加深對理論知識的理解和應用,掌握實際生產情況。
校內工程實踐教學課程內容主要是光伏材料設計、制備、加工、檢測、工程應用以及生產管理的基本環節,體現出針對性和專一性,訓練學生作為工程技術人員的職業素養,培養在其成為某個技術環節的專業人才或專家,為學生將來職業發展增添后勁。校外工程實踐教學課程內容主要是實際生產中的工藝環節和裝備狀況逐一熟悉,體現出應用性和綜合性,使學生了解生產中的技術細節,發現技術問題,培養學生與實際操作人員、老工程技術人員的合作和學習能力,培養學生的職業習慣,使學生身心適應實際職業的要求。
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中圖分類號:TK511文獻標識碼: A
隨著人類對能源需求的不斷提高,近年來,人類開采不可再生能源的腳步日益加快,使得這些化石能源的存量不斷減少,以現在的這種開采狀態,在不遠的將來地球上的化石能源就會被人類消耗殆盡。在消耗能源的同時,在使用的過程中,還會排放大量的溫室氣體,對大氣造成的嚴重污染。導致全球氣候變暖,南北極冰山融化,使得海平面上升,對人類和生物的生命安全造成威脅。由此可見,開發、利用并推廣高效環保的綠色可再生能源是當務之急,太陽能作為一種可再生資源,對環境和能源的可持續發展具有重要的意義。
1、太陽能光伏發電技術發展現狀
日照溫度和強度會對光伏陣列的開路電壓和短路電流造成影響,如帶來系統效率降低等問題。為了對太陽能進行充分利用,MPPT方式必須應用于并網逆變系統中,以便于在任何環境下,光伏陣列能夠得到最大功率輸出。雖然有諸多光伏陣列的最大功率跟蹤方法,但現階段應用較多的有:模糊控制法、間歇掃描法、電導增量法、擾動觀測法、恒定電壓法等。方法各有千秋,具體應用時要根據系統所處環境進行選擇。最大功率點的跟蹤采用變步長擾動觀測法,這時,系統先對光伏陣列所輸出的電流和電壓進行采樣,并對電網周期內電流電壓的平均值分別進行計算,光伏陣列平均輸出功率的計算用兩者平均值的乘積,之后對比上一時刻輸出功率。如果相比于上一時刻功率,當前時刻功率較小,說明跟蹤方向此時已經與最大功率點發生偏離,給定電壓需要按照與原來給定電壓變化法相反的方向去改變;如果相比上一時刻功率當前時刻功率較大,這說明跟蹤方向是正確的,且應繼續維持該電壓變化方向。若原本已增加給定電壓,可繼續增加,若是減少給定電壓,應繼續減少。
隨著我國出臺了一系列光伏補貼政策,國內市場將逐漸被打開,光伏企業有望擺脫生產過剩的現狀。國家已經明確提出鼓勵在中東部地區建設和建筑相結合的分布式光伏發電系統,所以分布式光伏發電和建筑光伏一體化將是我國未來光伏產業的重要發展方向。雖然晶硅太陽能板仍然是市場的主流,但是很多企業也將目光投向了薄膜太陽能板技術。薄膜太陽能板相對于晶硅太陽能板而言,更能適應高溫潮濕的條件,在我國大多用于下游的建筑幕墻,生產成本低,在制造過程中使用的能源也在晶硅太陽能板的一半以下。全球經濟衰退影響時,薄膜太陽能板市場仍然穩定增長,美國的FirstSolar公司也因此成為全球最大的太陽能板生產商之一。目前,MiaSole公司將CIGS薄膜的光能轉化率提高到17%,改變了以往薄膜太陽能板轉化率低的狀況,對晶硅太陽能板提出了挑戰。
2、太陽能光伏發電技術
2.1太陽能電池
太陽能光伏發電系統由太陽能光伏電池板、儲電裝備、控制器存和逆變器構成,包含了電能變換系統和發電系統。太陽能通過太陽能光伏電池板被轉換為電能,并通過逆變器轉換后可以提供給負載用戶使用。電池和化學電池是目前商業化最成熟的太陽電池。硅基太陽電池分為晶體硅和非晶硅電池,晶體硅可分為多晶硅電池和單晶硅電池,單晶硅光伏電池雖然轉換效率高,穩定性好但是成本也比較高,多晶硅電池雖然轉換率低些,但是以其較高的性價比成為市場上最主要的光伏太陽能電池。
2.2太陽能光伏發電系統
并網光伏發電系統是指將光伏發電設備與電網連接在一起的發電系統。太陽能光伏發電設備與其他類型的發電站一樣能為公共電網提供有功電能和無功電能。光伏電池在陽光照射下產生的是直流電,需要經過相關設備變換成與公共電網頻率相同的交流電,之后再以電流源、電流源等方式把電能送入電網,所以并網系統不需要蓄電池,系統運行成本低于獨立光伏發電系統。另外,并網光伏發電系統的轉換率比獨立光伏發電系統高很多,所以發電系統的供電比較穩定,是太陽能光伏發電產業的比較合理發展方向。
3、太陽能光伏發電技術的應用
3.1 太陽能電池的功能結構
太陽能光伏技術是利用電池組件將太陽能直接轉變為電能的技術。通常所說的光伏技術也可以說是太陽能電池技術。太陽能光伏系統主要包括:太陽能電池組件、蓄電池、控制器、逆變器、照明負載等。當照明負載為直流時,則不用逆變器。太陽能電池根據所用材料的不同,還可分為:硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池,其中硅太陽能電池是目前發展最成熟的,在應用中居主導地位。常用太陽電池按其材料可以分為:晶體硅電池、硫化鎘電池、硫化銻電池、砷化鎵電池、非晶硅電池、硒銦銅電池、疊層串聯電池等。太陽能電池重量輕,無活動部件,使用安全。單位質量輸出功率大,既可作小型電源,又可組合成大型電站。目前其應用已從航天領域走向各行各業,走向千家萬戶,太陽能汽車、太陽能游艇、太陽能自行車、太陽能飛機都相繼問世。然而對人類最有吸引力的是太空太陽能電站,它的建立無疑將徹底改善世界的能源狀況,人類都期待這一天的到來。
3.2 光伏發電的產品用途
光伏發電技術可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源可以無處不在。目前,光伏發電產品主要用于三方面:為無電場合提供電源,主要為廣大無電地區居民生活生產提供電力,以及微波中繼電源等,另外,還包括一些移動電源和備用電源;太陽能日用電子產品,如各類太陽能充電器、太陽能路燈和草坪燈等;并網發電,這在發達國家已經大面積推廣實施。我國并網發電還未起步,不過2008年北京“綠色奧運”部分用電由太陽能發電和風力發電提供。我國太陽能電池應用領域在不斷擴大,已涉及農業、牧業、林業、交通運輸、通訊、氣象、石油管道、文化教育及家庭電源等諸多方面,光伏發電在解決偏僻邊遠無電地區供電及許多特殊場合用電上已起到引人注目的作用。但從總體的應用技術水平和規模上看,與工業發達國家相比還有很大的差距,主要問題是光伏系統造價偏高、系統配套工程裝備沒有產業化、應用示范不夠和公眾對太陽電池應用的巨大潛力缺乏了解,以及系統應用僅限于獨立運行,還沒有并網運行和與建筑業結合。因此,有必要加強太陽能電池應用技術研究和示范,推進產業化,拓寬應用領域和市場。
利用風力發電、燃料電池發電、太陽能光伏發電、小型水力發電等可再生能源的發電系統,可為電網發展緩慢、電力延伸困難地區的交通、通信、路燈照明等提供電力能源,并且主要在離網型村落供電系統、可再生能源并網發電系統和戶用電源系統中應用。光伏發電最終將實現并網運行,今后交流光伏發電系統也必將成為光伏發電的主流。太陽能光伏發電利用半導體材料的電子學特性,依靠太陽能電池組件,將光能轉化成電能。通過光伏數組,并網發電系統將接收來的太陽輻射能量經過高頻直流轉化后,成為高壓直流電,再經逆變器逆變后,將與電網電壓同相、同頻的正弦交流電流向電網輸出。
現階段所面臨的關鍵問題是,在不能有效提高太陽能光伏電池轉換效率的前提下,如何提高太陽能光伏并網逆變系統的轉換效率。而對并網逆變系統變換電路拓撲結構進行改進優化設計,能夠大大提高系統的轉換效率。其中,單級式變換拓撲結構優勢明顯,單級式單相太陽能光伏并網逆變系統,能夠對最大功能進行跟蹤,并有效實現并網。
4、結束語
我國幅員遼闊,可利用的太陽能多,太陽能光伏發電技術已經大大提高了轉換率,因此光伏產業的發展前景看好。隨著電價補貼和光伏發電的使用時間增加,未來太陽能發電成本有可能降到和常規電價相近的水平。另一方面我國石油、煤炭、天然氣等不可再生能源不斷減少,太陽能等清潔能源的開發利用是未來能源發展必然的方向。