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光伏發(fā)電照亮未來(lái)

2015年03月04日 8:42 3060次瀏覽 來(lái)源:   分類(lèi): 光伏   作者:

  太陽(yáng)能是取之不盡、用之不竭的清潔能源。如何更高效、便捷、經(jīng)濟(jì)地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能,是當(dāng)前世界關(guān)注的熱點(diǎn)。

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  圖為我國(guó)光伏扶貧與光伏下鄉(xiāng)項(xiàng)目-肥東縣長(zhǎng)臨河鎮(zhèn)家庭光伏電站。 (資料圖片)
  新年伊始,合肥市提出在推進(jìn)建筑光伏一體化的同時(shí),大力實(shí)施“光伏下鄉(xiāng)”“光伏扶貧”工程,打造“中國(guó)光伏應(yīng)用第一城”。什么是光伏發(fā)電?其技術(shù)現(xiàn)在是否成熟?它能否成為未來(lái)替代煤炭、石油等化石能源的主要清潔能源?帶著一連串的疑問(wèn),記者走進(jìn)我省光伏發(fā)電設(shè)備的領(lǐng)軍企業(yè)—陽(yáng)光電源,一探究竟。
  萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng) 太陽(yáng)能是用之不竭的清潔能源
  “太陽(yáng)能十分巨大,中午時(shí)太陽(yáng)照在地球上,每平方米可產(chǎn)生1千瓦的電能! ”談起光伏發(fā)電,陽(yáng)光電源董事長(zhǎng)、2014年度 “安徽省重大科技成就獎(jiǎng)”獲得者曹仁賢充滿(mǎn)激情,“太陽(yáng)能是取之不盡、用之不竭的清潔能源。 ”他認(rèn)為,以太陽(yáng)能為代表的清潔能源取代傳統(tǒng)化石能源不可避免,關(guān)鍵是如何能更高效、便捷、經(jīng)濟(jì)地通過(guò)光伏發(fā)電技術(shù),將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。
  光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特效應(yīng),將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。早在1839年,法國(guó)科學(xué)家貝克雷爾就發(fā)現(xiàn),光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來(lái)被稱(chēng)為“光生伏特效應(yīng)”,簡(jiǎn)稱(chēng)“光伏效應(yīng)”。 1954年,美國(guó)科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成實(shí)用的單晶硅太陽(yáng)電池,將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)誕生。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù),可形成大面積的太陽(yáng)電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。現(xiàn)在,不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電,光伏發(fā)電系統(tǒng)均主要由太陽(yáng)電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成。
  二十世紀(jì)70年代后,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,全球能源危機(jī)和大氣污染問(wèn)題日益突出,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能夠改變?nèi)祟?lèi)的能源結(jié)構(gòu),維持長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展,這之中太陽(yáng)能以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)而成為人們重視的焦點(diǎn)。豐富的太陽(yáng)輻射能是取之不盡、用之不竭、無(wú)污染、廉價(jià)、人類(lèi)能夠自由利用的能源。太陽(yáng)能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬(wàn)千瓦時(shí),假如把地球表面0.1%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能,轉(zhuǎn)變率5%,每年發(fā)電量相當(dāng)于世界上能耗的40倍。
  經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,光伏發(fā)電技術(shù)已日臻成熟。與常規(guī)發(fā)電技術(shù)相比,光伏發(fā)電沒(méi)有中間轉(zhuǎn)換過(guò)程,發(fā)電過(guò)程極為簡(jiǎn)潔,也不消耗資源;整個(gè)系統(tǒng)安全可靠、無(wú)噪聲、低污染,運(yùn)行維護(hù)和管理簡(jiǎn)單,對(duì)環(huán)境是零污染、零排放。
  我國(guó)有荒漠面積108萬(wàn)平方公里,主要分布在光照資源豐富的西北地區(qū)。 1平方公里面積可安裝100兆瓦光伏陣列,每年可發(fā)電1.5億千瓦時(shí);如果開(kāi)發(fā)利用1%的荒漠,就可以發(fā)出相當(dāng)于我國(guó)2003年全年的耗電量。目前,西部很多地區(qū)每年日照量都在2000小時(shí)以上,海南更是達(dá)到2400小時(shí)以上,我國(guó)是名副其實(shí)的太陽(yáng)能資源大國(guó),光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)空間巨大!
  10年成本降10倍 我省光伏發(fā)電技術(shù)躋身世界前列
  光伏發(fā)電的前景誘人,光伏發(fā)電的技術(shù)也在不斷完善,成本不斷下降。曹仁賢告訴記者,10年前太陽(yáng)能電池的成本是40元/瓦,現(xiàn)在是4元/瓦,10年成本下降10倍,考慮到物價(jià)上漲因素,成本下降幅度更大。而作為光伏發(fā)電不可或缺的重要設(shè)備,光伏逆變器的成本也從10年前的4元/瓦,降低到現(xiàn)在的0.4元/瓦左右,也下降了近10倍。這樣一來(lái),光伏發(fā)電的總成本與10年前相比也幾乎下降了10倍!
  光伏逆變器是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一,其作用是將太陽(yáng)電池發(fā)出的不穩(wěn)定直流電變換成為符合電網(wǎng)或負(fù)載電能質(zhì)量要求的交流電。創(chuàng)立于1997年的陽(yáng)光電源在近20年的時(shí)間里,通過(guò)自主創(chuàng)新,把光伏發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備—光伏逆變器,真正做到了技術(shù)世界一流,并使得逆變器的成本大幅下降,迫使ABB、西門(mén)子等西方光伏巨頭紛紛退出中國(guó)市場(chǎng)。
  曹仁賢則把逆變器形象地比喻為一座橋梁,一頭連著太陽(yáng)能發(fā)電板,一頭連著國(guó)家電網(wǎng)。他們一直努力把這座“橋”做得結(jié)實(shí),使電流轉(zhuǎn)換更平穩(wěn)、更流暢、效率更高?,F(xiàn)在,陽(yáng)光電源已成功研發(fā)出全球最高轉(zhuǎn)換效率(轉(zhuǎn)換率達(dá)99%)的商業(yè)化組串式逆變器。同時(shí),又提出“無(wú)損逆變器”的概念,借助電力電子技術(shù)和微電子技術(shù),通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化,盡量減少傳遞環(huán)節(jié)和變換環(huán)節(jié)部分的電能損耗,提高整個(gè)電站的效率。
  10年來(lái),陽(yáng)光電源的產(chǎn)品先后成功應(yīng)用于北京奧運(yùn)鳥(niǎo)巢、上海世博會(huì)、西部大型光伏電站、國(guó)家“送電到鄉(xiāng)”工程、福建沿海風(fēng)電場(chǎng)等眾多重大的光伏和風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目,開(kāi)發(fā)建設(shè)了甘肅酒泉、合肥國(guó)家分布式光伏發(fā)電示范等諸多優(yōu)質(zhì)的光伏電站項(xiàng)目。光伏逆變器市場(chǎng)占有率連續(xù)多年位居國(guó)內(nèi)第一,并先后通過(guò)多項(xiàng)國(guó)際權(quán)威認(rèn)證測(cè)試,產(chǎn)品已批量銷(xiāo)往德、意、法、美等40余個(gè)國(guó)家。2013年,陽(yáng)光電源的光伏逆變器出貨量位居全球第二。
  “我們現(xiàn)在變出的電能質(zhì)量,比電網(wǎng)送出的電能質(zhì)量還要好! ”談起光伏逆變技術(shù),曹仁賢信心滿(mǎn)滿(mǎn)。從一開(kāi)始為一個(gè)牧民家庭點(diǎn)亮一盞燈,到后來(lái)為一個(gè)學(xué)校、一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體供電,再到現(xiàn)在終于把太陽(yáng)能電流接入國(guó)家大電網(wǎng),送給千家萬(wàn)戶(hù),陽(yáng)光電源通過(guò)不斷創(chuàng)新,引領(lǐng)我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)跨入世界先進(jìn)行列。
  光伏發(fā)電加儲(chǔ)能 讓千家萬(wàn)戶(hù)享受陽(yáng)光普照
  一個(gè)小家庭投資不到3萬(wàn)元,裝個(gè)3千瓦的太陽(yáng)能發(fā)電裝置,在我省的光照條件下每年可發(fā)電3000千瓦時(shí);如果賣(mài)給電網(wǎng),按現(xiàn)行政策電網(wǎng)將按每度1元的價(jià)格付給你3000元。曹仁賢告訴記者,目前合肥市正在推廣這種家庭分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。
  2014年,為鼓勵(lì)人們使用清潔能源,合肥市在全國(guó)首個(gè)出臺(tái)光伏“度電補(bǔ)貼”政策。
  對(duì)城鎮(zhèn)居民家庭式光伏電站,市財(cái)政按裝機(jī)容量一次性給予3元/瓦補(bǔ)貼;對(duì)農(nóng)戶(hù)建成并網(wǎng)的家庭式光伏電站,按裝機(jī)容量一次性給予4元/瓦補(bǔ)貼;對(duì)裝機(jī)規(guī)模超過(guò)0.1兆瓦且建成并網(wǎng)的屋頂光伏電站項(xiàng)目、按裝機(jī)容量一次性給予屋頂產(chǎn)權(quán)人10萬(wàn)元/兆瓦的獎(jiǎng)勵(lì)。
  但這種分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)有個(gè)缺點(diǎn),就是晴天陽(yáng)光充足時(shí)發(fā)電量大,而陰雨天和夜晚則無(wú)法供電,用戶(hù)還需依賴(lài)火電。目前的解決方法是在有太陽(yáng)照射的情況下,光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能在供給用戶(hù)的同時(shí),多余或不足的電力通過(guò)聯(lián)接電網(wǎng)來(lái)調(diào)節(jié)。曹仁賢透露,儲(chǔ)能應(yīng)用系統(tǒng)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛,他們也正在大力研發(fā)大容量的儲(chǔ)能設(shè)備,將光伏發(fā)電系統(tǒng)白天發(fā)出的多余電能儲(chǔ)存起來(lái),留到晚上或陰雨天用。通過(guò)技術(shù)攻關(guān),現(xiàn)在儲(chǔ)能設(shè)備的成本每年下降10%,5年后光伏發(fā)電加儲(chǔ)能設(shè)備必將走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù),成為人們離不開(kāi)的清潔能源。曹仁賢認(rèn)為,讓更多的家庭、小區(qū)成為使用清潔能源自給自足的零能耗中心、零排放中心,這是陽(yáng)光電源的“陽(yáng)光夢(mèng)”,在不遠(yuǎn)的將來(lái)一定能夠?qū)崿F(xiàn)。
  去年,我省僅合肥市就實(shí)現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值近250億元,同比增長(zhǎng)約80%;建成20萬(wàn)千瓦的分布式光伏電站,成為全國(guó)省會(huì)城市之最。截至目前,我省累計(jì)建成光伏電站50萬(wàn)千瓦,其中超過(guò)80%為去年新建。根據(jù)規(guī)劃,到2015年,合肥市將建成太陽(yáng)能光伏光熱建筑一體化項(xiàng)目200個(gè)以上;安裝各類(lèi)太陽(yáng)能光伏路燈、景觀(guān)燈10000套以上;光伏電站裝機(jī)容量達(dá)到500兆瓦以上;光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超過(guò)300億元,在國(guó)家光伏發(fā)電規(guī)?;瘧?yīng)用示范城市中位居前列,成為全國(guó)重要的光伏生產(chǎn)、光伏發(fā)電企業(yè)集聚地,讓千千萬(wàn)萬(wàn)的人享受到陽(yáng)光普照的恩澤。

責(zé)任編輯:李峒峒

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