光伏發(fā)電在新能源可持續(xù)發(fā)展中的應用

閆文斌

摘要：據有關數據表明，目前我國建筑物的能源消耗占總體能源消耗的一半以上，建筑物的節(jié)能減排已成為我國能源問題中最亟待解決的問題之一。而太陽能以其清潔、高效、可再生等特點成為解決能源緊缺問題的有力抓手。城市的發(fā)展，經濟的增長，用電量越來越大，現有的公網結構缺點不斷顯現：運行難、耗資巨大、故障頻發(fā)，末端用戶的用電可靠性不能得到保證，這些問題都對城市的生產、生活產生了巨大影響。光伏發(fā)電技術作為分布式、清潔、可再生能源可大大緩解公網壓力，并可作為邊遠地區(qū)的電力補充。基于此，文章針對光伏發(fā)電在新能源可持續(xù)發(fā)展中的應用措施進行了分析，以供參考。

關鍵詞：光伏發(fā)電;新能源可持續(xù)發(fā)展;應用措施

1導言

由于光伏發(fā)電技術不斷革新，光伏產品成本持續(xù)降低，平價上網在絕大多數國家指日可待，光伏發(fā)電成為各國重要的能源結構改革方向。

2光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成

第一，太陽能光伏板。在整個光伏發(fā)電系統(tǒng)組成中，最核心的元器件就是太陽能的光伏板，它的主要成分是硅，它可以吸收太陽輻射通過光電效應轉化為電能。整個發(fā)電系統(tǒng)中，光電轉換效率的關鍵就是光伏板的質量。

第二，蓄電池。蓄電池的主要用途是在陽光豐沛時補償和平抑系統(tǒng)功率的波動，在滿足用電要求的前提下把剩余的電能存儲起來用于在夜間和陰雨天氣時補償輸送回系統(tǒng)負載電路。

第三，PWM控制模塊。通過測量系統(tǒng)電路中的電壓和電流數據，PWM控制模塊可以分析出系統(tǒng)工況的最大功率上限，通過調整開關電源中占空比來生成電流擾動，監(jiān)測光伏發(fā)電系統(tǒng)實時功率的變化來進行功率最高點的跟蹤。

第四，單軸跟蹤系統(tǒng)。光伏發(fā)電跟蹤系統(tǒng)主要分為單軸跟蹤系統(tǒng)和雙軸跟蹤系統(tǒng)，考慮到建筑物受光表面的限制和系統(tǒng)結構造價過高等問題，雙軸跟蹤系統(tǒng)不適合在建筑物屋頂安裝，所以建筑中通常采用單軸跟蹤系統(tǒng)，其作用主要是利用光敏電阻的感光特性，測量光伏板上下的光強大小，進而通過控制步進電機，調節(jié)光伏板的水平角度，確保太陽直射光伏板，提高系統(tǒng)的工作效率。

3現階段我國光伏產業(yè)發(fā)展現狀

隨著全球范圍內低碳發(fā)展、能源轉型的受關注程度不斷提升，近年來提出“碳中和”或“零碳”目標的國家數量已經超過100個，各國也陸續(xù)出臺碳認證機制和碳減排規(guī)劃，這為我國光伏產業(yè)未來發(fā)展帶來了新的機遇。基于“雙碳”目標，未來我國光伏產業(yè)的發(fā)展速度將進一步提升，相關投融資環(huán)境也會隨之優(yōu)化，結合《關于引導加大金融支持力度促進風電和光伏發(fā)電等行業(yè)有序發(fā)展的通知》可以了解到，我國希望通過核發(fā)綠證、靈活放貸等方式為光伏產業(yè)發(fā)展提供支持，產業(yè)發(fā)展活力在優(yōu)化的投融資環(huán)境支持下得以顯著提升。

近年來我國光伏發(fā)電補貼標準不斷降低，地面集中式光伏已由高補貼時代轉入競價、平價時代。分布式光伏項目補貼在2013年為0.42元/千瓦時，2021年下降至0.03元/千瓦時，這種補貼的降低主要是由于我國光伏產業(yè)開始向質量效益型方向發(fā)展，國家希望通過低補貼政策實現對企業(yè)的倒逼，保證光伏企業(yè)能夠具備更高的管理能力和技術水平，這關系著平價上網目標能否實現。近年來我國光伏產業(yè)政策愈發(fā)貼合實際，居民騙補、企業(yè)騙補等現象得到嚴厲打擊，這使得投機制企業(yè)紛紛撤離光伏產業(yè)，產業(yè)發(fā)展因此受到一定負面影響。為更好地推進光伏產業(yè)發(fā)展，必須設法建立前瞻、穩(wěn)定、有效政策，聚焦對國內外經驗和教訓的總結，設法實現對我國光伏產業(yè)有序、健康發(fā)展的指導。具體可從完善法律法規(guī)入手，關注嚴格管理和金融支持，同時政策扶持力度需要逐步減退并保證光伏產業(yè)研發(fā)投入逐年增加，以此保證市場的高效性和穩(wěn)定性。

4光伏發(fā)電在新能源可持續(xù)發(fā)展中的應用措施

4.1建設光伏電站

近些年來我國大力發(fā)展能源產業(yè)，光伏電站工程是非常重要的綠色能源工程，國家出臺了很多政策措施刺激光伏產業(yè)的發(fā)展。作為重要的新能源項目，多快好省地建設光伏電站，意義重大，因此必須對光伏電站項目進行科學的項目管理。

當前光伏電站工程設計有兩種形式，一種是集中式，另一種是分布式。集中式與分布式光伏電站，其建設周期都非常短，一個裝機容量在30MW的集中式光伏電站也只需要6個月的時間即可完成，因為光伏電站建設中最主要的工作是選址，選擇光伏發(fā)電組件，然后安裝組件，調試運行即可。所以光伏電站建設的難度并不大，但是建設過程中需要注意很多的細節(jié)，管理的難度較大，若出現質量問題基本沒有時間回旋，必須短時間內解決問題。光伏電站的技術難度并不在施工建設方面，而是在光伏組件的生產方面，光伏組件的技術含量高。光伏電站組件的技術成熟度不是很高，包括光伏組件、匯流箱、逆變器等設備目前設計制造都不夠成熟，光伏電站組件的質量參差不齊，需要特別注意采購過程中的質量控制。由于光伏電站需要依靠太陽能來轉化為電能，因而可能在選址上有所限制，西北、華北地區(qū)比較適合采用光伏電站供給電能，光伏電站一般宜設置在地勢平坦且開闊的地方，因而通常場站地址多數在偏遠地區(qū)，尤其是集中式光伏電站，作業(yè)面積非常廣。

4.2產業(yè)智能化轉型

為應對我國光伏產業(yè)面臨的轉型挑戰(zhàn)，必須設法推動光伏產業(yè)的智能化轉型，使光伏產業(yè)的核心競爭力能夠由此提升。作為戰(zhàn)略新興產業(yè)，我國光伏產業(yè)長期得到各級政府的優(yōu)惠政策扶持，這雖然為產業(yè)發(fā)展提供了有力支持，但由于長期嚴重依賴政府補貼，很多光伏企業(yè)存在研發(fā)能力不強、發(fā)展動力不足、核心競爭力缺乏問題。為保證光伏產業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，必須設法提升光伏企業(yè)的研發(fā)能力，保證企業(yè)真正擁有核心技術，這關系著企業(yè)的生產管理能力及產品質量，因此光伏產業(yè)必須設法實現智能化轉型。光伏產業(yè)智能化轉型應聚焦核心技術，包括發(fā)電技術、儲能技術、電網技術、控制技術，這一過程需得到互聯網的支持，并在客戶需求導向下，對數據、信息、技術等光伏全產業(yè)鏈資源進行整合，建設互聯、互動、開放、共享的綠色能源生態(tài)體系，以此滿足行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需要。智能化轉型還需要得到數字化革命支持，光伏產業(yè)鏈中數字經濟的滲透屬于其中關鍵，具體應涉及產業(yè)的生產、設計、服務、銷售等領域，大數據、5G、物聯網等技術在光伏企業(yè)資源優(yōu)化配置與高效利用方面的價值也需要充分發(fā)揮出來。

4.3明確光伏產業(yè)的發(fā)展

將太陽能光伏發(fā)電作為當前新能源轉型發(fā)展的重點。雖然水電、風電也屬于新能源，但現實情況是，我國基本上大部分的水電資源都集中的分布在西南地區(qū)。而對西南地區(qū)的水電資源進行大規(guī)模的開發(fā)，存在諸多問題，例如部分屬于國際性的河流、長距離輸電產生的損耗、潛在的生態(tài)保護問題以及高昂的開發(fā)成本等;而核電的發(fā)展又存在選址安全、未來對于核廢料的處置方式、防止自然災害或爆發(fā)戰(zhàn)爭造成的安全隱患等問題;還有由于我國三級地勢階梯，導致風力資源的分布特點十分明顯，大部分的風力發(fā)電站主要建設在遠離電力負荷中心的西部地區(qū)，因此又存在著當地消費不了以及遠距離輸電損耗嚴重的問題。但是運用太陽能的光伏發(fā)電就可以不受地域、自然資源條件、設備制造材料以及遠距離傳輸損耗的限制。更加安全可靠。因此它是一種具有巨大發(fā)展前景的十分理想的清潔能源。

結束語

總之，與傳統(tǒng)的不可再生資源發(fā)電相比，光伏發(fā)電具有不消耗能源的優(yōu)勢，成為實現“碳中和”目標的重要措施。光伏產業(yè)的正確引導和制度的有效布局是關鍵環(huán)節(jié)，除了解決技術層面和經濟發(fā)展層面的困難外，還促進了在新能源可持續(xù)發(fā)展中的應用與發(fā)展。

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