太陽能光伏發電應用模式探究

楊光++張朋

摘 要：本篇文章以近年來我國的光伏產業還有能源過剩的問題為研究基點，致力于探究太陽能光伏發電的模式、概念和種類等。在此，我們提出了兩種應用發展的新型方式：分布式光伏發電和智能微電網技術，以推動我國光伏發電產業的可持續發展。

關鍵詞：光伏發電；光伏產業；智能微電網

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0076-01

1 引言

最近幾年，我國太陽能光伏產業的發展日漸壯大，產業各方面的技術也愈加成熟，完整產業鏈已逐漸形成：生產硅原料—應用太陽能光伏系統。如今我國已在全球光伏產品應用市場中占據重要地位，發展前景可觀，然而也出現了一系列需要解決的問題，譬如，產能過剩問題。電池片是典型的光伏產品，在2011年產能約55GW，然而全球光伏發電裝機量約27GW，過剩率達到100%；在2011到2012年期間，美歐對中國展開了雙反調查，更加加重了產能過剩的問題。所以，我們有必要對產能過剩問題作詳細研究并致力于將其解決，以推動我國光伏產業的科學健康地、可持續地發展。就目前我國的光伏產業和現有的資源優勢來說，可以通過將光伏發電應用進行全面推廣來擴充我國的光伏發電市場，這既能夠在某種程度上緩解產能過剩情況又能夠不斷提升我國的光伏產業競爭力。

2 光伏發電的應用模式、概念、種類

在我國，光伏發電的應用種類多樣，特點各異，可分為集中式發電和分布式發電。分布式發電又分為農光互補發電、漁光互補發電、屋頂分布式發電和結合微電網技術分布發電，其中的農光和漁光互補式發電是應用在養、種植業中的發電模式。

2.1 集中式光伏發電

集中式光伏發電發展較早，主要應用在大型的地面電站，規模不小，產生的電量直接送至大電網，經由大電網再分發給各個電量用戶，這是一種單向交換電能的方式，僅以大電網為媒介。這種方式的優點：運行方式靈活且成本低，選址方便，調節電網頻率也較為容易，不易受到空間限制，易實現擴容，利于集中管理。缺點：這是一種單向的、長距離的輸送電能的方式，在輸送電能的中途很容易發生電線路損耗、電壓跌落等情況，造成一系列問題。因集中式光伏屬于大容量光伏，所以，在接入的時候，需要有低電壓穿越的新功能，也就是說這種光伏發電應用嚴重受到了地域的限制。為了適應地域，可以將集中式光伏發電站建在有大量光照且面積寬闊的地方，譬如戈壁、沙漠等地。我國已經計劃于2020年之前，保證光伏發電總裝機量達到一億五千萬千瓦，其中集中式發電模式要達到八千萬千瓦，占比超過一半。所以，在未來，集中式發電的發展前景可觀，國家將會加大相應資源的投資力度，根據我國地域特點來規劃建設光伏發電模式，也確實有利于推動整個國家的建設與發展。

2.2 分布式光伏發電

分布式發電即是用戶就地建設，通過用戶自發自用、與電量上網的方式來發電運行，同時，配電系統要做好平衡調節工作。分布式光伏發電是一種充滿活力新型的發電模式，既能夠提升同規模光伏電站下的總發電效率，又能減少長途發電的損耗。分布式光伏發電的原則：高效清潔、布局分散、因地制宜、就近建設等等。這種光伏發電并不受到地域的限制，還能夠在偏遠山區和島嶼這些地方利用太陽能資源來替代化石能源的消耗，有利于緩解能源緊張問題。分布式發電的種類多樣，可以根據地域的不同來選擇，譬如農光互補、漁光互補分布式發電應用在種植業、漁業，屋頂分布式發電應用于工業和生活中等。

2.2.1 屋頂分布式光伏發電

將光伏系統和建筑屋面結合來實現光伏建筑一體化的新型發電形式即是屋頂分布式光伏發電。這種發電模式的光伏組件也可以應用到屋頂結構中，既能夠節約材料又能降低應用成本，還可為光伏發電提供安裝場地，既環保又高效。屋頂分布式發電模式常用于城市的工業區、公共設施、生活小區等涉及到大面積屋頂的地方。此外，屋頂的利用也利于檢查和維護。

2.2.2 農光互補、漁光互補光伏發電

農光互補光伏發電的特點是：充分利用太陽能進行綠色節能的發電，結合農業種植和養殖中的大棚，在陽面安裝太陽能光伏發電設備，實現了農業發電一體化。農光互補光伏發電是一種既經濟又有效的發電模式，既能夠提供電量，又能夠為果蔬提供優良的生長環境，提升經濟效益和社會效益。漁光互補是在池塘等水面上裝置太陽能的發電模式，上面供電，下面養魚，推動漁業和電力一體化的進程。水面上的環境溫度不高，在其上安裝發電裝置能夠延長各個組件的使用壽命，提高發電用電的效率，還能有利于旅游業的發展。以上農光和漁光互補的光伏發電模式，都利用了土地資源，做到了綜合利用土地和光合產業的一體化，在生態養殖和發電領域實現了雙贏。現今，分布式光伏發電已經得到了較為寬泛的發展，但是和集中式發電相比，仍然需要解決一系列諸如電能無法在當地消化等的問題，這樣才能擴大分布式發電的應用前景，提高能源利用率。

2.2.3 分布式光伏發電結合智能微電網技術

分布式發電包含一系列諸如投資小、發電模式靈活、損耗低、污染小等優點，但不得不提的是，并網后的分布式發電的系統安全、可靠性以及其中的電能質量無法得到很好的保障，而且，在并聯的時候，監控和管理電網的過程中也會出現一系列問題。所以，新能源作主、其他能源作輔、結合智能電網技術的發電模式應運而生，且受到推廣使用。智能微電網技術目前多用在分布式光伏發電中，它以高級傳感器作為核心，通過分布式電源、負荷等形成的集合體利用先進自動的信息網絡實時監控用戶和節點，及時連接系統、用戶和電網。智能微電網技術的合理應用，能夠實時協調分布式發電模式，提高電能質量。系統的容量通常在千瓦到兆千瓦之間，所以，這種發電模式可以應用于電功率不大的地方，也能對負載就地供電，使得負載和電源共同構成一個小型的電網。也就是說，電網的容量并沒有多少限制，還能夠增加負載和電源，充分利用電能。

3 推廣光伏應用市場的發展新方向

如今國家扶貧養老政策愈加發展，一些新型的結合扶貧和養老的光伏應用模式應運而生，即：光伏扶貧和光伏養老，不斷地推進著我國光伏產業市場的發展。我國不少地區還處于貧困階層，各個設備落后且不完善，脫貧較困難，而光伏發電的建設卻能為貧困地區的發展提供一大助力。利用太陽能作發電設備，既能提升經濟效益，還能保護好生態環境。光伏養老是一種專門為沒有養老保險的老人提供的福利-建立光伏電站，利用電站的收益來養老。光伏電站的壽命通常是25年，收益較多，效益也高。光伏發電既能緩解農村養老壓力，又能推進我國光伏發電站的建設，造福國人，值得推廣使用。

4 結語

在我國，太陽能光伏應用的領域較寬，模式也是多種多樣，各具特點。在符合國家政策和市場規律的情況下，應用區域地理優勢來推動我國光伏應用的發展，能夠有效推進光伏產業造福人類的進程，推動全國經濟的增長。我國西部資源較多，可以將集中式發電推廣使用；在資源受限、需要就地消納的地方可以重點建設推廣分布式發電模式，譬如我國中東地區等地。此外，還可開拓應用光伏扶貧工程、光伏養老等新發電模式，將智能微電網技術應用于分布式發電中，構成多元化的分布式光伏應用市場，服務于人民。

參考文獻

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