光伏并网发电系统发展前景

题目：光伏并网发电系统应用与发展前景专业：应用物理学班级：姓名：完成日期：摘要：本文在介绍光伏并网发电的基础上，总结了我国光伏太阳能发展的概况，并分析其发展前景和发展障碍，旨在进一步推广这种新型能源的应用。关键词：太阳能光伏并网发电应用前景目录1引言2光伏并网系统应用现状3国内外产品比较4光伏并网系统市场前景5主要技术瓶颈6国际市场前景7国内市场前景8结束语9致谢10参考文献1引言随着人类社会的发展，能源的消耗量正在不断增加，世界上的化石能源总有一天到达极限。同时，由于大量燃烧化石能源，全球的生态环境日益恶化，对人类的生存和发展造成巨大威胁。在这样的背景下，太阳能作为可持续再生能源，引起人们的重视。而在我国，光伏系统的应用才刚刚起步，市场状况尚不明朗。针对这样的情况，本文针对今后发展前景广阔的并网发电系统。分析了目前光伏市场的瓶颈并预测了未来光伏发电的前景。相信作为当今发展速度最快的高新技术之一，太阳能光伏发电技术，特别是光伏并网发电技术将为今后的电力工业以及能源结构带来革命性变化。2光伏并网系统的应用现状目前，全球的光伏市场正处于稳定增长的阶段。在国际市场中，光伏已经分为并网系统合理网系统两大类，1992到2006年并网系统已经达到无可争议的市场主导地位。几年来，我国光伏产业发展十分迅速，光伏电池年产量已居世界第一，而与之相比较，我国的光伏应用产业发展十分缓慢。以2007年为例，我国当年电池产量达到1088mwp,但国内只安装了20mwp。几乎全部用于出口。可见我国真正的太阳能光伏市场还没有形成。因此，今后较长的时间里我国光伏产业的发展仍然需要政府的扶持。3国内外产品比较目前国际光伏发电市场上主要逆变器制造商的市场份额。全球光伏逆变器公司市场份额而在我国，由于目前还没有发布《上网电价法》这类具体实施细则，只在边远无电地区推行离网式光伏户用系统用以解决离大电网较远的农牧民的基本生活用电问题；并网系统则基本是政府推动的应用示范项目。所以，我国国内的大部分厂家仅生产几瓦至几百瓦的户用离网系统和太阳能路灯、水泵之类的小型系统，而研发和制造并网逆变器的厂家并不多。从整个光伏逆变器行业来看，大部分企业生产的并网逆变器会配备变压器，这主要是从安全角度考虑，使电网侧与电源侧不共地。而像德国的sma等大公司可生产不使用变压器的高效产品，但其中都会安装享有专利的并网保护装置，以保证并网安全。在价格方面，各公司产品售价高低不等，但总的来说其性能与价格呈正比的关系，平均售价约7.5元/w。总的来说，大部分公司光伏并网逆变器的利润率都已经超过了100%。目前国内的光伏市场主要集中在西部无电地区户用离网系统的应用，大部分国内公司主要偏重在离网控制器和逆变器的生产销售上。而并网逆变器则主要用于政府工程项目和西部一些私营企业的备用电源，市场需求十分有限。所以有相当一部分产品用于向国外出口或卖给系统承包商间接出口。4光伏并网系统市场前景目前，我国光伏产业十分兴旺，容易令人产生形势一派大好的错觉。但是必须看到，中国光伏市场的缺失给我国的光伏产业带来了很大隐患。下面从技术和市场两个方面阐述目前面临的主要问题。5主要技术瓶颈提到光伏系统的技术问题，其源头是高纯硅的提纯技术，以及如何减少单个电池片所使用的硅材料。而这里主要讨论光伏逆变器的技术问题：(1)逆变器效率需要进一步提高。目前国际上逆变器产品的最高效率可以达到98%，但一般维持在95%左右，有些逆变器效率还会更低。如何通过减小开关管频率或其他途径减小逆变器损耗是一项很重要的课题。(2)如何通过光伏电池模块的组合，发展新的拓扑结构以提高mppt的跟踪效率也是今后需要进一步研究的问题。目前流行的组串式拓扑结构和多组串式结构可以根据不同电池板上的光照不同分别进行mppt控制以提高效率，但这同时会带来成本的增加。(3)随着光伏并网系统安装数量的增多，电网对其并网谐波的要求必然会越来越严格。目前一般产品的thd能够达到4%以下。如何进一步降低谐波仍有待研究。(4)对于离网系统，由于目前还没有光伏系统专用的深放电、长寿命铅酸电池，一般电池的使用寿命在2～3年左右，经常更换蓄电池，使成本进一步提高。因此尽快研发出长寿命电池和通过系统控制满足蓄电池充放电的要求是今后离网系统需要着力解决的问题。(5)可靠性仍然是制约光伏发电系统发展的重要问题。一些农村用的光伏路灯，其平均故障率（一年内发生故障的设备/总运行设备）达到了21％，致使使用单位不敢再用。其主要是参数匹配不恰当、保护功能不善等原因所致。6国际市场前景就目前世界形势来看，光伏并网发电已经成为太阳能发电的主流趋势。特别是单相3～5kwp的屋顶并网系统，以其投资门槛低、收益好，获得了德国等实施了《上网电价法》的国家居民的青睐。可以预计，今后的国际市场中，光伏系统90%以上的应用形式是以光伏电站为代表的大型并网电站和以屋顶并网系统为代表的小型光伏并网系统。而光伏建筑一体化由于专用建筑材料的限制还不会有太大规模的应用，离网系统则只是作为边远地区居民、手机基站、灯塔等不便接线地区的电源设备，市场需求比较固定，不会有太多的增加。在技术上，今后主电路拓扑会以组串式和多组串式这种安装灵活的结构形式为主。逆变器所用器件以igbt为主，10kw以下一般会使用ipm模块。逆变设备总体上向着低成本、高效率、小型化、更通用、更安全的方向发展。7中国市场前景对于国内光伏产业两头在外的局面，加速开拓国内市场是发展我国光伏产业的关键问题。但目前拉动内需、发展光伏市场的前景还不明朗，《可再生能源法》对光伏市场的驱动力量还十分有限。其中制约光伏发电发展最主要的原因就是成本太高，我国的经济还没有达到日本和欧洲等发达国家的水平。虽然政府已经意识到能源替代的重要性，但我国当前的首要任务依然是发展经济，消除贫困。毕竟中国尚有2365万人年均收入低于683元的国家贫困线，按照国际通行的日消费1美元的标准，中国的赤贫人口有1.73亿[18]。所以我国目前的基本政策还是以经济建设为中心。节能减排固然重要，但在光伏发电成本仍居高不下的时候是难以全面开展光伏发电项目的。这一点从目前光伏项目的工作重心偏重在农村电气化上也可以看出。总的来说，我国太阳能发电的政策体系还不完善，经济激励力度较弱，相关政策之间缺乏协调，政策的稳定性差，还没有形成支持光伏发电持续发展的长效机制。虽然国家对光伏系统的发展逐步加大了支持力度，但由于没有建立起强制性的市场保障政策，无法形成稳定的市场需求，可再生能源发展缺少持续的市场拉动。就我国的形势来说，由于目前光伏发电成本仍然是常规发电的8～10倍，如果不采取特殊措施，而只依靠技术进步，光伏发电成本到2050年左右才能接近当时常规发电成本水平[20]。也就是说，如果政府不采取措施，在未来相当长的一段时间内光伏发电在中国难以走向市场。当前，我国一些专家呼吁政府效仿德国推行《上网电价法》的呼声很高。但到目前为止仍然难以知道我国推行《上网电价法》的具体时间表。8结束语尽管光伏发电应用发展的道路会有一些曲折，但是其总的前景还是非常乐观的。太阳能取之不尽，用之不竭。随着经济与技术的进一步发展，太阳能光伏发电在不远的将来必将走向千家万户。9致谢在论文即将完成之际，师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！参考文献[1]赵争鸣,刘建政,孙晓英,袁立强.太阳能光伏发电及其应用.北京:科学出版社,2006[2]中国可再生能源发展项目办公室.中国光伏产业发展研究报告（2006-2007）.北京,2008[3]周篁.美国有关可再生能源和节能情况考察报告.可再生能源,2007,25(1):98-101[4]王斯成.我国光伏发电有关问题研究.中国能源,2007,(2):7-11集,2004,31-36[5]周德佳.单级式三相光伏并网控制系统理论与应用研究.北京:清华大学,20086]冯垛生.太阳能发电原理与应用.北京:人民邮电出版社,2007[7]崔容强.并网型太阳能光伏发电系统.北京:化学工业出版社,20078]昌金铭.国内外光伏发电的新进展.阳光能源,2007,(1):28-31[9]史立山.中国可再生能源发展的几个政策问题与解决措施.阳光能源,2007,