摘要:结合实际,以光伏发电技术为研究对象,对该技术在国内外的发展现状进行研究,其次对该技术的应用前景进行论述。
关键词:光伏发电技术;研究现状;应用前景
0前言
传统的化石能源在长期的使用之下导致其逐渐的减少,造成了环境损坏极为严重,阻碍世界经济的安装。随着时代的发展,能源需求量在逐渐提高,很多资源都已经成为了战略物资。较之其他国家来说,我国化石能源的短缺量比较大,形势更加的严峻。从相关部门的数据统计分析可以发现,我国煤炭资源会在104年后开采完毕,电能供应缺口会在2020年达100GW。
1国内外光伏电产业现状分析
太阳能光伏发电系统在近年来成为了能源市场的新宠,日本更好利用该技术优势,不断的研究光伏发电项目,产品已经达世界总量60%以上;从欧盟的相关数据分析可以发现,该市场从目前的3500MW上升至2020年的75Gp,可以达到非洲用电量的35%、OECD国家积极和其他国家进行联系,其在电力能源中所占比例逐渐增加。与其他的发达国家对比可以发现,当前我国的光伏发电产业目前是两头在外的局面,主要就是92%的材料都是进口获取的,而92%的光伏产品都进入到国际市场中。该行业的发展速度是非常惊人的,相应的光伏材料发展也取得了很好的发展,技术水平有了很大的提升。上世纪我国开始加大力度进行太阳能光伏发电的研究,并且将该技术成功应用到东方红二号卫星中。从上世纪的70-80年代开始,我国的成本运行比较高,太阳能电池使用范围受到了很大的限制,在进入到90年代之后,成本相应的减少,其产量得到了很大的提升,并且已经逐步进入到农村与工业领域中,市场得到了扩展,我国开始制定了明确的光伏计划。
2光伏发电设施的主要技术
2.1PV系统构造
PV通常也可以叫做是基本光伏电池系统,内部有交流模块、串型、集中型等结构部分所组成。集中型结构需要设置变流器,内部结构非常的简单,逆变器工作效率得到了很大的提升。但是该系统的抗阴影与抗热斑效果非常差,造成了MPPT不能让系统保证较大功率点运行,并且与其他系统中的二极管与阻塞而导致其系统损耗量非常大,整体系统无法正常的使用。串型构造中虽然没有设置阻塞二极管,效率得到提升,抗阴影效果与抗热斑效果也能够得到提升,设计中多串MPP,但是还存在很多的不良效果,使得系统的成本比较高,逆变效率也会有所下降;如果采用单独MPP的设计方式,其效果会得到提升,系统冗余与延伸水平会相对比较高标,光伏建筑一体化的效率得到了很大的提升,但是只能使用容量比较小的逆变器,运行效率非常低。
2.2MPPT技术
该技术在应用中主要是根据太阳能电池创造出最大功率可以协调输出,直接将其最大功率转换成为工作效率。目前在应用中应用的算法就是电导微增法与爬山法来进行,其他的算法都是这几种方法演化而来,前者在应用中对于检测结果的精确有着非常高的要求,后者要求则比较低。
2.3并网逆变器种类
2.3.1关于直接耦合系统
因为系统中除了使用工频变压器,其运行效率会得到提升、组成结构也更加的简单,并且系统可以安全稳定的运行。但是其缺陷存在如下几点:一方面,电网与太阳能都没有进行必要的电气隔离,电池板中的两极都有电压,存在非常高的安全隐患,触电事故极为普遍,不能达到安全标准的要求。另一方面,直流测电压的方式具备可逆变电压等级,主要是普通电流侧的MPPT电压大于350V。此时的系统内各个电池组件有着非常高的要求,在运行中容易出现漏电问题。
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2.3.2关于工频隔离系统
该系统组成结构简单、安全性高、稳定性强,直流一侧的MPPT电压上限与下限之间的比值会控制在三倍以下,但是系统工作效率较低,变压器也会使得系统运行更加困难。
2.4孤岛效应保护技术
孤岛效应就是在电网内的有些线路中因为维修或者存在故障问题之后发生停电事故,但是线路会利用并网发电的方式来提供继续供应电力,还能够协同附近负载可以组合成为自给自足的供电孤岛。该效应也会产生不良反应:
第一,频率与电压之间的波动会更加的剧烈,同时还会存在失控的问题,导致了电网与电力设施受到影响;
第二,孤岛系统直接和电网连接,再次合闸之后,系统中的分布发电装备如果与电网不能进行同步运行,会直接导致断路器受到严重影响,并且会导致系统产生比较大的冲击电流,孤岛设备出现严重损坏,进而导致跳闸的问题。
第三,该效应并不会直接消除故障问题,会导致电网设施的损坏,导致系统不能正常运行。
3光伏发电的发展前景
3.1我国强化光伏发电的必要性
一是和外国相比较,我国的能源系统不能满足当前社会发展的需要。中国人口众多,人均资源仅为世界平均水平的一半,天然气与石油资源占到世界人均总量的18.25与14.9%。并且能源技术水平比较低,效率也非常低,能耗量比较大,衰竭速度非常快,能源紧缺的形式已经非常的严重。在达到2020年之后,我国总共需要28亿吨煤,缺口达5亿吨;到2050年,需求量会达到41亿吨,缺口会达到11亿吨,缺口比例已经达到30%。煤炭在燃烧之后,会导致生态环境遭到巨大的损坏,给人们的生存与发展产生了极为不良的影响。
二是满足我国基本国情。我国农村地区地域面积非常大,要想实现全面小康社会的建设,就要加大力度进行光伏发电建设。我国总人口达13亿,有超过75%的人口居住在农村地区,一年需要使用超7亿吨煤炭能源,其中的一般都来自于可再生资源,但是这些资源依然是传统的利用形式。光伏发电可以有效的提高农村生活质量,更好保护生态环境。
3.2光伏发电的未来前景
首先,光伏发电中设置了单独的光伏系统,在对于工业行业、交通领域以及住宅供电等项目都存在非常高的发展空间,并且很多行业都应用单独光伏发电系统。
其次,这是并网光伏系统,在缓和光伏、用户并网光伏与电钻系统中存在好的发展前景。
最后,光伏发电是当前的光伏屏障系统与建筑一体化的效率得到了很大的提升。建筑一体化需要将建筑、景观全部融合到一起,积极的改变我国电力能源系统。
4结论
综上所述,光伏发电技术在应用中要符合时代发展的需要,技术人员需要积极的创新,符合当前我国社会发展的需要,使得电力系统运行更加的安全与稳定,资源利用率也能够有效的提升。
参考文献:
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[2] 田磊.光伏发电技术研究进展[J]. 时代农机. 2017(12)
[3] 彭建军.新能源光伏发电技术应用探析[J]. 能源与节能. 2017(10)
论文作者:陈玉华
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
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