太陽能光伏發電系統推廣局限性分析

梁高琪

華北電力大學，河北保定 071000

1 太陽能發電系統概述

1.1 概述

太陽能光伏發電系統是以太陽能為最初能量來源，經過能量轉換裝置，把太陽能轉化成電能并向用能裝置提供動能的系統。利用太陽能具有普遍性、永久性、無污染性和安全可靠性的特點，進行能量轉化，為能源利用方式提供了新思路。

1.2 國內外光伏發電系統應用

隨著太陽能光伏發電技術的不斷進步，太陽能光伏發電系統也在人們的生活及生產中逐步體現，如交通、通訊、公共設施、家庭生活用電等。

1.2.1 國外光伏發電應用

本世紀以來，一些發達國家紛紛制定了發展包括太陽能電池在內的可再生能源計劃。到2010年，美國計劃累積安裝4 600mW (含百萬屋頂計劃)。 2004年德國新裝置了10萬臺新的太陽能設備并首次超過日本，居世界第一位。日本計劃累計安裝5 000mW(NEDO日本新陽光計劃)。考量眾多發展中國家，印度處于領先地位。最近的光伏發電行業調查表明，截止2010年，光伏發電產業的年發展速度保持在30%以上。

1.2.2 國內光伏發電應用

目前，國內的太陽能電池生產產量約為50mW。在2010年以前，中國太陽能電池多數是用獨立光伏發電系統，從2011年～2020年，中國光伏發電的市場主流將會由獨立發電系統轉向并網發電系統，其中包括沙漠太陽能光伏發電站和城市屋頂太陽能光伏發電系統。我國政府目前正在制訂《新能源和可再生能源發展規劃》，并將出臺一系列扶持光伏發電發展的優惠政策。目前我國已經是國際光伏發電應用產品的生產基地。

2 局限性分析

2.1 目前應用范圍局限性

目前，太陽能光伏發電系統的應用主要集中于偏遠無電地區，那些地區多因地廣人稀、交通不便而無法進行電網覆蓋，因此采用太陽能光伏發電系統可有效解決當地用電問題。但是，從目前形勢看，太陽能利用效益存在如下阻礙：1） 無電區人口素質偏低，設備利用不當.國家電網“十二五”規劃中提出要實現電網覆蓋全國的目標。而對于電網無法覆蓋的地區采用利用新能源解決其用電問題。電網覆蓋有困難地區多為無電地區或電力供應不穩定地區。這些地區多交通閉塞，人口素質普遍偏低，造成對太陽能光伏發電系統等一系列新能源設備的利用與維護存在技術障礙。且企業技術人員進鄉維修的持續性也不會得到保障。在設備的利用上多存在因村民知識匱乏造成對設備的誤用、錯用現象，從而減少設備的使用壽命。在設備的維修上，一方面受村民自身經濟承受能力影響，維修費用成為設備再利用的障礙；另一方面，企業設立維修點多遠離這些偏遠山區，受自然地理條件的限制，設備的外運或技術人員的進鄉成為設備再利用的另一障礙；2） 有電區存在電荒。目前，全國仍以火電為主要供電形勢，但是隨著時間推移，煤炭儲量日趨緊張，且價格越來越高，火電廠經濟效益受到影響，近年來部分地區出現電荒現象。而對于高效發電的核能，因其存在巨大安全隱患，一旦發生事故，后果將非常嚴重。

2.2 太陽能光伏發電系統自身局限性

1）造價昂貴。太陽能發電系統由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜、太陽能跟蹤系統、太陽能組件除塵系統等設備組成。其中交流配電柜、太陽能跟蹤系統、太陽能組件除塵系統等設備是太陽能發電系統的輔助設備，在提高發電效率，維護系統壽命方面起著關鍵作用。而太陽能光伏電池方陣的造價高昂，目前多由硅錠組成，隨著技術的不斷發展由多晶硅構成的方陣越來越多，其純度也越來越高，但是造價也越來越高，目前市場價格為10元/W，單個戶用太陽能光伏發電系統其太陽能光伏電池方陣至少為0.5m2。另外，其他組件中，蓄電池大概為1 000元/組，且隨著用電量的增加而需增加蓄電池的組數，蓄電池壽命為3年～5年，進行更換時更是一筆不小的開支。要想達到穩定的進行簡單照明和信息源用電需求，設備初期購買和后期投入至少要在5 000元左右，這對于居住在偏遠山區的無電居民將是不小的開支。而建立大型光伏發電站也需進行大量投資，據了解，建立一座25kW的光伏發電站（戶用電磁爐的額定功率至少為1kW），整體設備投資為25萬元，且不算后期設備維護費用；2）蓄電池回收利用低，污染嚴重。據了解，目前應用于無電地區的太陽能光伏發電系統的蓄電池回收并沒有規范措施，蓄電池的使用壽命為3年～5年，且國內應用于太陽能光伏發電系統的蓄電池多為鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池，一旦流入環境，對其造成的污染將是長遠而深刻的。但是目前，各企業對于蓄電池的回收并沒有成文規定，且回收上來的蓄電池也無法進行二次利用，無法進行無污染處理，所以多數廢棄蓄電池均由村民手中漸漸流入自然。造成太陽能光伏發電系統應用的長遠性阻礙。

3 建議

結合目前太陽能光伏發電系統的應用范圍局限性和其自身局限性，進行太陽能光伏發電系統的推廣工作需要克服其局限性，揚長避短，可遵循以下幾點建議：1）擴大應用范圍。太陽能為可再生的清潔能源，太陽能戶用電源技術已趨于成熟，并形成了光伏發電產業鏈。裝機容量從戶用的幾十瓦到大型地面光伏電站的幾百兆瓦都可實現，可以提供交直流供電。所以利用此類新能源解決當前電力供應問題，為火電等不可再生能源的利用提供了新型依據，為今后人類能源利用形式提出了新路徑。所以對太陽能光伏發電系統的應用不應局限于無電區人口，而應向更廣大有電區人口推廣。只要其光照適中均可采用該種設備。且這些地區經濟收入相對較高，人均知識擁有量高，所以對設備的購買力和維護力上都存在一定優勢；2）國家統籌調控。進行無電區和有電區的新能源設備的配備工作，需要國家進行統籌調控。對無電區適當進行費用補貼或減免，以政府為核心，召集企業或社會組織為無電區電力供應做出積極響應；對有電區進行新能源知識普及，以推廣新能源設備。這樣不僅可以支持國內新能源產業的快速發展而且可以適當緩解電網供電壓力；3）提高研發和維護技術。在設備研發上，努力進行提高技術，降低成本，降低設備價格；在后期維護上，努力做好蓄電池的無污染處理，并且由企業做好回收工作，對其進行統一處理，做到太陽能光伏系統的長遠發展。

4 結論

本文通過對太陽能光伏發電系統的介紹，了解到其應用范圍局限性和自身局限性，并根據分析提出可行性意見，為太陽能等新能源設備的更廣泛應用提出了合理化建議。

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