光伏發電的趨勢精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的光伏發電的趨勢主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：光伏發電的趨勢范文

關鍵詞：太陽能光伏發電 太陽能電池 大城市居民小區 直流配電網

中圖分類號：TM61 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（b）-0022-03

隨著社會公眾的環保意識的提高以及新材料、現代電力電子技術的發展，充分利用可再生的太陽能已經越來越受到政府和公眾的重視。目前太陽能技術已經在新能源發電、交通、航空航海和空間站建設等領域得到了廣泛應用。充分利用可再生的太陽能發電，建立節能、環保、舒適的居住空間也成了社會的共識。因此，該文根據當前各種太陽能發電技術的特點與發展，以經濟、環保利用太陽能為目標，考慮大城市居民小區具有建筑密度大，高樓較多、屋頂面積小、樓間距較小等特點，分析適用于大城市居民小區的太陽能發電技術的選擇方案。

1 太陽能光伏發電技術的發展現狀

1.1 太陽能的應用形式

目前，居民小區應用太陽能的途徑主要可分為太陽能光伏發電和光熱轉換兩種形式。

太陽能光熱技術是將太陽輻射能量轉化為熱能的技術。在居民小區，常見的直接利用太陽能的方式有：（1）利用太陽能空氣集熱器供暖。（2）利用太陽能熱水器提供生活熱水。（3）利用集熱-儲熱的原理建造太陽房等。間接利用太陽能的主要方式是利用太陽能制冷。其中利用太陽能制冷技術仍處于研究階段，相關技術正在進入攻堅克難階段，預計未來將會取得突破性進展。

太陽能光伏發電是以太陽能電池為中介將太陽能轉化為電能的技術。太陽能發電系統有單獨發電和并網發電兩種發電方式，在城市小區，因為供電的可靠性要求，通常是采用并網發電方式，它是由太陽能電池陣列、蓄電池組、保護和控制系統、逆變器、小區負荷等設備構成，其中光伏電池陣列是由多個太陽能電池板串并聯而成，是整個系統最核心、最有價值的組件。

1.2 太陽能電池技術的應用發展

到目前為止太陽能電池技術已歷經三代，第一代主要為晶體硅太陽能電池；第二代是基于薄膜技術的太陽能電池；第三代是高倍聚光光伏電池。

晶體硅太陽能電池是以硅元素作為基本原材料，主要包括單晶硅和多晶硅太陽能電池兩類。這是發展最早、技術最成熟、已經形成了大規模商業化生產的太陽能電池技術，約占據93%的市場份額，其轉換效率在15%～20%。晶體硅太陽能電池最大的技術瓶頸是原材料硅的價格較為昂貴且供應不足，造成晶體硅電池價格呈現上漲趨勢。表1給出了對單晶硅太陽能電池與多晶硅太陽能電池的主要特性。

薄膜太陽能電池所需要的硅材料極少或是不需要，因而與晶體硅太陽能電池相比，在生產成本上有明顯的優勢。薄膜太陽能電池可分為硅基、碲化鎘（CDTE）、銅銦鎵硒（CIGS）、砷化鎵（GAAS）薄膜電池以及染料敏化（DSSC）太陽電池等[1]。薄膜太陽能電池應用已經逐步展開，其中2014年12月我國首個兆瓦級CIGS薄膜太陽能電站在云南石林投運，其發電效率比同等規模的晶體硅太陽能電站高出10%。根據大城市居民小區的需要，表2給出了主要薄膜太陽能電池的技術特性。染料敏化太陽電池是一種采用由有機材料構成核心部件的太陽能電池，在原材料上具有潛在的優勢，可以大面積成膜，具有可設計性強，質輕，可塑性好，是一種有前景的太陽能電池技術，但是目前僅停留在實驗階段。

從適用于大城市居民小區建筑的角度看，由于非晶硅薄膜電池可制作成半透明的類玻璃形狀，且具有較高的吸收系數，因此非常適合于與光伏-建筑一體化小區工程相結合，作為建筑物的玻璃幕墻、玻璃窗以及建筑墻面。CIGS薄膜電池由于其緩沖層CdS具有潛在的毒性，國產化水平較低，價格較高，但轉換效率高，比較適合用于商住兩用型小區、公寓型小區或是小區中的大型公共建筑的玻璃幕墻。CDTE薄膜太陽能電池成本較高，且有一定污染，可用作大型建筑的屋頂，而GAAS薄膜電池價格過高，一般不用于居民建筑。

2 居民小區的太陽能光伏發電技術的應用選擇

在我國，特別是一些低層建筑比較密集的中小城市、廣大農村地區，太陽能熱水器技術已經得到廣泛利用和推廣。但是這種利用方式無法適用于大城市居民小區，一方面是因為高層建筑物不能提供安裝位置，另一方面是因為這種雜亂無章的安裝嚴重影響建筑物的視覺美觀效果，破壞環境的和諧，不能實現與建筑物的完美結合[2]。目前推出的壁掛式大陽能熱水器是比較適合大城市居民小區的太陽能光熱利用的產品。

同時，太陽能光伏發電技術在民用領域也具有廣泛的利用和推廣空間。城市居民小區有許多公共用電設備，如小區路燈、草坪庭園景燈、高層建筑樓梯間、地下車庫的照明，樓房的電梯以及變頻調速的水泵、風機等，這些設備數量多、總體耗電量大，都可以首先考慮采用太陽能光伏發電供電。在小區的公共區域放置太陽能電池板是一個優選方案。除考慮房屋的承重和成本問題外，可以采用3種放置太陽能電池的方式：（1）放置在建筑屋頂，并加砌與建筑外觀一致的護攔，同時利用太陽能電池組件替代保溫隔熱層的作用，對于已建小區還可以與社區屋頂“平改坡”結合起來加裝太陽能電池組件。（2）在樓梯間頂部專門加裝一個放置太陽能電池板的閣樓，并采用與建筑外觀協調和諧的斜屋頂設計，維護整體環境的協調。（3）對于新建的多層建筑和高層建筑，外墻與太陽光接觸面積最大，采用與太陽能電池一體化的玻璃幕墻、透明絕熱材料，實現光伏-建筑一體化，同時達到美觀和裝飾效果。

在城市居民小區中，通常采用太陽能光伏發電系統與市政電網并聯供電的形式，如圖1所示。但是當小區內太陽能光伏發電容量比較大，且小區內直流負載比例較高時，小區采用分布式直流配網供電[3]，將市政電網通過交流-直流變換作為并聯電源，如圖2所示，更有利于太陽能光伏發電的利用，且具有更好的效率。這是因為：（1）太陽能光伏發電輸出直流電，直接接入直流配電網，可以節省大量的DC-AC換流環節。（2）大部分民用負載都是直流負載，比如個人電腦、電視、充電設備、電熱器、照明負荷，采用直流配電網后，整體效率更高；同時對于采用變頻技術的家用電器，如空調、冰箱、洗衣機，如果采用傳統的交流配電網，需要經過AC-DC-AC變換，而采用直流配電網則只需要采用DC-AC變換。因而直流配電系統的整體效率更高。（3）同時直流配電網更可靠，且沒有頻率和無功問題，也沒有傳統交流配電網的諧波污染問題。（4）直流配電網的可控性，更有利用于未來智能社區的建設[4]。

3 結語

太陽能光伏發電在大城市民用領域也具有廣闊的發展空間。但是由于大城市的地價貴、樓間距小、高層建筑多，相對中小城市、農村來說，利用太陽能光伏發電的空間較小、單位投資高、發電成本高，回收成本年限長，如果采用全國統一的補貼標準，難于達到預定的促進作用。因此，需要靠政府政策扶持，鼓勵企業、社會公益投資，同時與綠色社區、智能社區建設結合起來，達到更好的整體社會、經濟、環保效率。

參考文獻

[1] 李海濤.太陽能利用研究進展[J].科技創新與應用，2016（9）：38-39.

[2] 彭瑛.民用建筑太陽能的利用[J].湖南工業大學學報，2012，26（5）：90-94.

第2篇：光伏發電的趨勢范文

>> 中國太陽能光伏發電產業的現狀、問題及對策分析 家用太陽能光伏發電系統的研究 太陽能光伏發電技術的應用現狀及應用研究 太陽能光伏發電技術的應用現狀與發展趨勢 當前我國太陽能光伏發電的應用現狀與趨勢分析 浦江太陽能光伏產業發展的問題識別與對策研究 太陽能光伏發電技術研究評述 太陽能光伏發電應用現狀與發展趨勢 太陽能光伏發電發展現狀與前景 對太陽能光伏發電系統獨立儲能單元的設計研究 太陽能光伏發電系統的控制問題研究 基于DSP的太陽能獨立光伏發電系統的研究與設計 太陽能光伏發電量預報方法的研究與發展 山東太陽能光伏產業發展現狀及對策建議 太陽能光伏發電技術應用中的相關問題芻議 太陽能光伏發電技術應用中的相關問題探討 淺析我國太陽能光伏發電的法律問題 太陽能光伏發電存在的問題及促進措施 探討太陽能光伏發電在照明系統中的應用問題 新新產業太陽能光伏組件封裝設備制造現狀研究x 常見問題解答 當前所在位置：.

[3]袁婉玲.危機中見機遇 太陽能光伏產業正和時宜[J].無線電技術,428.

[4]我國太陽能光伏產業的近期進展、挑戰和政策建議[J].宏觀經濟研究,2009,(2).

[5]劉慧芬,史占中.我國發展太陽能產業政策芻議[J].科學技術與工程,2008,8(22).

[6]李曉剛.中國光伏產業發展戰略研究[D].吉林大學博士學位論文,2007.

第3篇：光伏發電的趨勢范文

Abstract： Based on the description of the principle， advantages and disadvantages of the solar photovoltaic power generation system， the paper analyzes the operation of photovoltaic power station access system， and puts forward the control measures.

關鍵詞： 光伏發電；并網運行；原理；運行分析；控制措施

Key words： photovoltaic power generation；grid-connected operation；principle；operation analysis；control measures

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）30-0084-02

0 引言

目前，世界性的環境污染和能源短缺已經迫使人們更加努力的尋找和開發新能源。在尋找和開發新能源的過程中，光伏發電成為各種可再生的替代能源之一。雖然光伏發電的實際應用存在著種種的局限，但是，光伏并網發電發展迅速。截止目前，石嘴山地區并網發電光伏電站有5座，總裝機容量108MW，并且，還有不少光伏電站正在籌建中，對光伏電站并網進行安全分析，提出防范對策是本文想要探討的問題，僅供參考。

1 太陽能光伏發電系統的原理

1.1 原理光伏發電是根據光生伏特效應原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。

1.2 太陽能光伏發電系統的組成 太陽能光伏發電系統主要由太陽能光伏電池組，光伏系統電池控制器，蓄電池和交直流逆變器組成。其中的核心元件是光伏電池組和控制器。各部件在系統中的作用是：

①光伏電池：光電轉換。

②光電轉換控制器：作用于整個系統的過程控制。

③蓄電池：蓄電池是光伏發電系統中的關鍵部件，用于存儲從光伏電池轉換來的電力。交直流逆變器：由于它的功能是交直流轉換，因此這個部件最重要的指標是可靠性和轉換效率。

1.3 太陽能光伏發電系統的分類 目前太陽能光伏發電系統大致可分為三類，離網光伏蓄電系統，光伏并網發電系統及前兩者混合系統。

目前我局光伏電站均為光伏并網發電系統，當用電負荷較大時，太陽能電力不足就向電網購電。而負荷較小時，或用不完電力時，就可將多余的電力輸送給電網。在與系統并網電網的前提下，該系統省掉了蓄電池，從而擴張了使用的范圍和靈活性，并降低了造價。

2 光伏發電的優點

①充分的清潔性。②絕對的安全性。③相對的廣泛性。④確實的長壽命和免維護性。⑤初步的實用性。⑥資源的充足性及潛在的經濟性等。

3 光伏發電局限性

3.1 時間周期局限 由于光伏發電的條件是出太陽時，光伏發電設備才能正常工作發電。因此，白晝黑夜，一年當中春夏秋冬各個季節對光伏發電的負荷影響巨大。

3.2 地理位置局限 光伏發電設備基本上只能依附建筑物安裝建設，也就是所謂的光伏屋頂就地供電。如果離開建筑物來建設光伏發電，將會大大增加成本或者破壞環境和生態。

3.3 氣象條件局限 氣候對光伏發電影響。如果一個城市上空的氣候大幅變化，將造成電力負荷的大幅波動；當一個城市上空的空氣質量比如空氣污染，或能見度變差比如霧天，陰天等都將使光伏發電在線或實時出力下降。

3.4 容量傳輸局限。

3.5 光能轉換效率偏低。

4 我局光伏電站情況及接入電網運行方式

由于太陽能光伏發電屬于能量密度低、穩定差，調節能力差的能源，發電量受天氣及地域的影響較大，并網發電后對電網安全，穩定，經濟運行以及電網的供電質量造成一定影響。我局網內五座光伏電站未安裝相關故障解裂裝置或安穩裝置，在系統故障時，還可能將電流反送至故障點處，造成系統二次故障，嚴重影響電網穩定運行，對電網造成了安全隱患。

5 正常運行方式下光伏電站接入系統運行分析

在現有的電網結構和運行方式下，選擇第三光伏電站園林變321園特線進行分析。

5.1 當故障點1發生永久性故障時，園特線裝有光纖差動保護，保護動作后切除線路兩側開關，可靠隔離故障點。

5.2 當故障點2發生永久性故障時，主變中后備保護動作，切除300、302開關，電流通過321開關反送至故障點，造成二次故障。

5.3 當故障點3發生永久性故障時，主變保護動作切除故障點，光伏電站電源通過321開關向網上繼續供電，對網上影響不大。

5.4 當故障點4發生永久性故障時，步橋變29116步園甲線保護動作，開關跳閘，第三光伏電站通過321園特線開關將電流反送至園林變系統，孤島運行，將造成步橋變所帶用戶電壓、頻率質量不合格，對個別工藝要求供電質量較高的用戶影響較大。

5.5 當故障點5發生永久性故障時，步橋變29116步園甲線保護動作，開關跳閘，重合閘動作，重合不成功，園林變110千伏備自投動作，通過步園甲線線路側PT檢測線路無電壓后切除111步園甲線開關，合上112步園乙線開關。

經過計算，當故障點5發生永久性故障時，第三光伏電站通過園林變主變，將電反送至110千伏步園甲線線路側時電壓約為110千伏，不滿足備自投動作條件，將會造成110千伏備自投拒動。

6 根據以上分析提出的建議及可行性分析

6.1 建議一、以園林變為例，加裝故障解裂裝置，針對對系統有影響的三個點進行分析。

當故障點2發生永久性故障時，跳300開關聯跳321園特線開關。

當故障點4發生永久性故障時，跳步橋變29116步園甲線開關聯跳321園特線開關。

當故障點5發生永久性故障時，跳步橋變29116步園甲線開關聯跳321園特線開關。

6.2 建議二、以園林變為例

6.2.1 在小電源開關處加裝靈敏度高的保護裝置，當故障點1、故障點2、故障點3發生永久性或者瞬間故障時，瞬間切除小電源側開關，防止給故障點反送電，待故障點隔離后由調度通知小電源并網發電。

6.2.2 在園林變加裝安全穩控裝置，檢測110千伏母線及電源線電壓、頻率值，按照設定的電壓、頻率值的變化可靠切除321園特線對側開關，當故障點隔離后由調度通知小電源并網發電。

7 結束語

太陽的能量對于人類而言幾乎是無限的，在研究和開發新能源的過程中，光伏發電設備由于具有極為精煉，可靠穩定壽命長、安裝維護簡便等優點，光伏發電逐漸成為各種可再生的替代能源之一，在光伏電站并網發電的變電站，解決好上述并網運行問題，光伏發電的優越性將更加突出。

參考文獻：

[1]馮垛生，宋金蓮.太陽能發電原理與應用.

[2]崔容強，趙春江，吳達成.并網型太陽能光伏發電系統.

[3]吳治堅.新能源和可再生能源的利用.

[4]劉飛，段善旭，徐鵬威，王志峰.光伏并網發電系統的若干問題研究.太陽能，2006（04）。

[5]太陽能發電系統狀況及發展趨勢，沈陽建筑大學交通與機械工程學院，2007-9-6.

[6]葉娜.解析太陽能光伏發電新趨勢.

第4篇：光伏發電的趨勢范文

關鍵詞：光伏建筑一體化；綜合醫院；節能；環境效益

電能是綜合性醫院建筑能耗的主要能源，耗電平均值為95.04kWh/(m2·a)，約占總能耗的56.39%[1-2]。為降低建筑能耗，我國對綠色建筑的評定標準中突出了對可再生能源的利用水平[3]。隨著光伏發電成本的大幅下降，光伏建筑一體化（BuildingIntegratedPhotovltaic，BIPV）將光伏組件附著于建筑表面[4-5]，可以兼顧發電的經濟效益和美化立面效果，成為未來建筑節能的主要技術路徑之一。為了探究醫院節能減排的技術路徑[6]，以天津某醫院綜合醫療樓為例，進行光伏建筑一體化系統發電潛力及其效益的研究。分析樓體的立面和頂面得到光伏發電的可利用面積，并結合天津地區太陽輻射情況，估算光伏系統的發電量以及項目在全壽命周期內的成本，分析該系統帶來的經濟和環境效益，為光伏建筑一體化技術應用于綜合性醫院提供參考。

1項目概況及發電量計算

天津某醫院綜合醫療樓總建筑面積124290m2，裙樓5層，主樓14層，總高60m，裙樓位于主樓的北側，朝向正北方向，主樓外墻采用玻璃幕墻和金屬鋁板。為了不影響樓內采光，以除玻璃幕墻以外的立面作為光伏發電的可利用面積。由于主樓的影響，裙樓樓頂的可利用面積較少，故不計入可利用面積內，裙樓部分立面計算在可利用面積之內。經過測算得到可利用面積如表1所示。立面和頂面的光伏板安裝角度分別為90°和31°，根據文獻[7]得到天津地區不同建筑立面的太陽輻射量，理論發電量計算公式為：2020年醫院光伏系統每月發電量，如表2所示。由表2可知，南立面發電量為476635kWh；東立面發電量為135344kWh；西立面發電量為135344kWh；頂面發電量為127282kWh；系統的年發電量為874605kWh。由于太陽能光伏板的性能衰減、塵埃遮擋、逆變器和其他電氣設備老化等，造成光電轉化效率降低。按照光伏材料壽命25年計算，項目全壽命期間的損耗及老化綜合效率取0.9，得到光伏發電系統在全壽命周期內，年均發電量787144kWh，總發電量19678612kWh。根據2020年醫院每月的耗電量，光伏系統第1年醫院用電量與光伏預計發電量變化趨勢如圖1所示，2020年光伏預計發電量占醫院耗電量的比例如表3所示。該光伏發電系統在第1年的總發電量占醫院總用電量最高的月份為4月，占比15.15%；最低為8月，占比6.51%，主要原因是8月份的用電量最大。經計算該光伏發電系統的年總發電量占醫院總用電量的9.76%，就光伏發電量而言，4月和5月的發電量最大分別為：84984kWh和84758kWh；發電量最小的月份為12月，發電量為57845kWh。

2應用效益分析

2.1經濟效益分析

為了便于計算，本研究僅考慮光伏組件的安裝成本，未考慮新建項目安裝光伏組件替代鋁扣板幕墻節約的成本。根據其他光伏幕墻的建設經驗[8]，項目光伏幕墻的初始投資成本為0.189萬元/m2，估算得到本項目的初始投資成本約為1386萬元。另外每年的運維費用約為總投資的0.1%[9]，日常維護費用為8元/kW[10]，則系統運行25年總運行維護費用為595700元。系統總投資成本為系統初期投資和運行維護費用之和，得到總投資成本為14455700元。單位供電成本計算公式為：A=B/(C×d)(2)式中：A——單位供電成本，元；B——總投資成本，元；C——年平均發電量，kWh;d——壽命周期，a。經過計算，單位供電成本為0.7345元/kWh。按照天津地區35kV等級用戶的電費標準，在8：30~18：00的電費約為0.7385元/kWh，若采用“自發自用”模式，得到全壽命周期內可節約醫院電費78714元。

2.2環境效益分析

與煤炭電力相比，太陽能光伏發電可以避免產生大量的CO2、SO2、NOx和粉塵等污染物。以燃煤火力發電站為參照，分析光伏發電在全壽命周期內的環境效益。按照我國火力發電煤耗325克標準煤/kWh為標準，本系統25年內可節約6395.55噸標準煤，折算為原煤8953.59t。2020年我國原煤的平均價格約為550元/t，則該系統產生的價值約為4924474元。按照每燃燒1噸標準煤所排放的污染物和每單位污染物排放所對應的環境成本[10]，得到25年總減排量和總環境效益如表4所示。由表4可知，該系統總減排效益1807493元，總環境效益為總減排效益與節約的資源價值之和，共計6731967元。

3結語

通過對天津市某醫院綜合醫療樓光伏建筑一體化應用的研究和分析，光伏發電可以作為一種清潔的能源供給方式，并作為未來建設綠色綜合性醫院的技術路徑。得到如下結論：（1）考慮建設成本的條件下，光伏建筑一體化技術應用于綜合醫院建筑的經濟效益并不突出，全壽命周期內僅可節約78714元。BIPV系統的發電量占建筑總耗電比例約為9.76%，但是該系統可作為應急電源向重要負荷供電，提高醫院供電系統的可靠性。由于光伏材料價格下降趨勢明顯，且光電轉化效率和使用壽命的進一步提高，可以預見未來光伏發電系統將產生良好的經濟效益。（2）BIPV系統的環境效益較明顯，總環境效益為6731967元，可以有效降低因使用煤炭帶來的環境污染。在我國鼓勵光伏系統加入碳交易的背景下，BIPV系統有效減少醫院建筑碳排放量，同時可以增大經濟效益。（3）本研究未考慮因布設光伏幕墻替代原有鋁板幕墻的花費，若在新建項目中統籌考慮光伏幕墻的安裝，也會節約整個建設項目初始的投資成本。另外光伏玻璃幕墻也可以替代立面原有玻璃幕墻，進一步增大立面的利用面積，增大系統的發電量。未來的研究可以更全面地評估醫院建筑的發電潛力及效益。

參考文獻

[1]于少潔.天津市公共建筑能耗水平與能耗特征分析［D］.天津：天津大學，2017.

[2]郭清.江蘇省公共建筑能效測評基礎項能耗計算研究［J］.建筑節能，2021，49（10）：117-121.

[3]GB/T50378—2019，綠色建筑評價標準［S］.

[4]張豪，高輝，徐凌玉.校園光伏建筑一體化應用潛力的評估方法及驗證——以天津大學新校區為例［J］.建筑節能，2014，42（5）：40-49.

[5]藺阿琳.城市太陽能可利用空間評估與規劃研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工業大學，2020.

[6]高宇波，嚴若然.醫院建筑節能改造現狀與創新分析［J］.城市住宅，2021，28（6）：197-198.

[7]王晉.光伏建筑一體化在城市住宅中應用潛力的研究——以天津地區為例［D］.天津：天津大學，2012.

[8]徐偉，張慧慧.公共建筑光伏系統太陽能利用潛力評價［J］.重慶大學學報，2021，44（3）：53-62.

[9]王斯成，王長貴，吳達成，等.狠抓：質量、安全、成本和能效追求：光伏發電工程收益最大化［J］.太陽能，2014（2）：14-26.

第5篇：光伏發電的趨勢范文

關鍵詞 光伏發電；預測方法；太陽輻射

中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）14-0157-02

在石油開采量日益見底和生態環境急速惡化的嚴峻形勢下，太陽能作為一種自然能源，以其儲量豐富且清潔無污染性顯示了其獨特的優勢，已被國際公認為未來最具競爭性的能源之一。太陽能光伏發電成為太陽能利用的主要方式之一。

光伏發電分為離網和并網兩種形式，隨著光伏并網技術的成熟與發展，并網光伏發電已成為主流趨勢。由于大規模集中并網光伏發電系統容量的急速增加，并網光伏發電系統輸出功率固有的間歇性和不可控等缺點對電網的沖擊成為制約并網光伏發電的重要元素。太陽能光伏發電系統發電量受當地太陽輻射量、溫度、太陽能電池板性能等方面因素的影響。其中太陽輻射強度的大小直接影響發電量的多少，輻射強度越大，發電量越大，功率越大。

太陽輻射受季節和地理等因素的影響，具有明顯的不連續性和不確定性特點，有著顯著的年度變化、季節變化和日變化周期，且大氣的物理化學狀況如云量、濕度、大氣透明度、氣溶膠濃度也影響著太陽輻射的強弱。

美國、歐洲、日本等發達國家對太陽能光伏發電預測方法的較早的進行了研究與實驗。我國太陽能光伏發電預測技術起步較晚，少數幾個知名大學相繼開展了以建模、仿真為主的技術研究。本文對對太陽能光伏發電的預測方法進行了分析與總結，歸納了各種預測方法的優點及不足，為國內太陽能光伏發電行業的發展提供重要依據。

1 太陽能光伏發電預測原理

當前，對太陽能光伏發電預測的研究主要集中在太陽能輻射強度的預測上。太陽輻射的逐日或逐時觀測數據構成了隨機性很強的時間序列，但太陽輻射序列的內部仍有某種確定性的規律，只有充分了解掌握太陽能光伏發電的特點、變化規律，才能建立符合實際情況的預測模型及方法。

太陽輻射分為直接太陽輻射和散射太陽輻射。直接太陽輻射為太陽光通過大氣到達地面的輻射；散射太陽輻射為被大氣中的微塵、分子、水汽等吸收、反射和散射后，到達地面的輻射。散射太陽輻射和直接太陽輻射之和稱為總輻射。太陽總輻射強度的影響因素包括：太陽高度角、大氣質量、大氣透明度、海拔、緯度、坡度坡向、云層。

太陽能光伏發電預測是根據太陽輻射原理，通過歷史氣象資料、光伏發電量資料、衛星云圖資料等，運用回歸模型、人工神經網絡、衛星遙感技術、數值模擬等方法獲得預測信息，包括太陽高度角、大氣質量、大氣透明度、海拔、緯度、坡度坡向、云層等要素，根據這些要素建立太陽輻射預報模型。

2 太陽能光伏發電預測方法分析

太陽能變化趨勢主要受到當地地理條件和氣象條件的影響。地理條件的影響有明顯規律，可以根據當地經緯度計算出全年太陽的運行軌跡，并結合光伏電池陣列自身的參數計算出太陽能變化的一個總體變化趨勢。但該趨勢并不能反映出幾小時內，甚至不能反映出幾天內的太陽能變化的大致情況。

氣象條件對于太陽輻射的影響是最直接的。要實現幾小時內的太陽能趨勢預報，就必須找到根據氣象條件推算出太陽能趨勢的計算方法。近年來，隨著太陽能產業的飛速發展，對太陽能光伏發電預測要求的不斷增加，發達國家對太陽能光伏發電預測的研究較早、發展較快。目前，我國對太陽能光伏發電預測技術的研究還處于起步階段，需進一步深入研究與實驗。

太陽能輻射的預測方法主要有三大類：

第一類：基于歷史氣象數據和光伏發電量數據的研究，采用統計學方法進行分析建模；

第二類：基于衛星云圖資料數據和地面監測資料數據，通過衛星、雷達圖象處理，計算出實時太陽能輻射的預報方法；

第三類：基于數值天氣預報的預測方法。

2.1 第一類預測方法

第一類預測方法，其模型的建立不考慮太陽輻射變化的物理過程，通過對歷史觀測數據資料進行分析和處理，以歷史發電量預報未來發電量。一般采用回歸模型預測、神經網絡等數學方法，建立光伏發電系統與氣象要素相關性的統計模型，進行發電量預測。該方法模型構造及運算方法較為簡單，但只適應于發電量變化不大的平穩時間序列，對于發電量變化較大的時間序列，誤差較大。

2.1.1 回歸模型預測

回歸模型預測根據歷史資料，，找出天氣變化與太陽輻射的關系及其變化規律，建立可以進行數學分析的數學模型，對未來的太陽輻射進行預測。該方法其特點是將預測目標的因素作為變量，將預測目標作為常量。利用給定的多組變量和常量資料，研究各種變量之間的關系。利用得到的回歸方程式來表示變量與常量之間的相對關系，從而達到預測太陽輻射的目的。在大量的實驗與實踐中得出，變量誤差較大，尤為正午時誤差明顯。

回歸模型預測對于非線時間序列的太陽輻射數據預測結果并不理想。人工神經網絡方法較回歸模型預測誤差較小。

2.1.2 人工神經網絡

人工神經網絡方法采用神經網絡技術，建立發電量與太陽總輻射、板溫的函數模型，歷史數據結合效果較好。目前研究最多的是應用誤差反向傳播算法（BP算法）進行短期預期。該算法的主要思路為將歷史數據和影響太陽輻射最大的幾類因素作為輸入量輸入人工神經網絡，經過輸入層、隱含層和輸出層中各種數據運算從而生成輸出量；再以設定誤差為目標函數對人工神經網絡權值進行反復修正與完善，直至達到設定誤差值。

在傳統統計無法滿足要求時，可利用人工神經網絡進行預測方法，但該方法同樣基于歷史氣象數據進行預測，發電量預報嚴重依賴于太陽總輻射預報準確： 未能找出影響光伏發電量的關鍵逐時氣象要素，對突發及隨機的天氣變化預測較難控制。

2.2 第二類預測方法

第二類預測方法主要利用衛星遙感技術完成太陽輻射的預測。衛星遙感是指以人造衛星為傳感器平臺的觀測活動，是通過勘測地球大氣系統發射或反射的電磁輻射而實現的。它包括對地觀測以及面向太空環境的觀測活動，其中對地觀測是目前衛星遙感的主要內容高空間分辨率圖像數據和地理信息系統緊密結合，為太陽輻射預測提供了可高依據。

1960年，第一顆泰羅斯衛星將第一幅可見光云圖傳送至地球，使人們看到了用衛星遙感的巨大潛力。從此，以氣象衛星技術的逐步完善為開始，又逐漸出現了遙感地球大氣、地球表面陸地、海洋特征以及監測地球環境的各種衛星。

美國的衛星遙感技術一直處于世界領先地位，代表了衛星遙感技術的發展水平。歐洲、加拿大、日本等國都在大力發展研究遙感技術。我國的第一顆地球同步氣象衛星“風云2號”，于1997年6月10升空，標志著我國衛星遙感技術邁上了新的臺階。

經過大量的研究與實踐表明，衛星遙感技術獲取的小時地面輻射數據與地面觀測的輻射數據偏差較大，最大誤差可達到均方根誤差20%-25%。因此如何更好的較小誤差，準確的統計、預測將成為遙感技術的發展方向。

2.3 第三類預測方法

第三類預測方法主要利用數值模擬方法進行預測，即用數學物理模式對大氣狀況進行分析，用高速計算機求解進行預報的方法。該方法根據描述大氣運動規律的流動力學和熱力學原理建立方程組，確定某個時刻大氣的初始狀態后，就可通過數學方法求解，計算出來某個時間大氣的狀態，就是通常所說的天氣形勢及有關的氣象要素如溫度、風、降水、輻照度等。數值模擬預測方法預測的時間較長，目前，可預測40 h甚至更長的數據。

數值模擬方法中的氣象和環境因素最為復雜，難以精確確定，所以預報的誤差不僅存在，對于短時又特別復雜的變化，準確度更是大大降低。因此精準度的提高一直是目前研究的重點和難點。

3 結語與展望

本文在閱讀了大量國內外太陽能光伏發電預測方法文獻，廣泛調研的基礎上，較為全面地論述了太陽能光伏發電量預報技術的研究現狀和發展方向，對三類預測方法進行較為詳細的總結與分析，闡述了各類方法的優點及缺點。如何在已有的科研成果基礎上繼續完善、不斷改進和探索，找出影響太陽輻射的關鍵因素，準確預測，形成多層次、多信息融合的綜合預報系統，是我國太陽能光伏發電預測的主要研究方向。

參考文獻

[1]盧靜，翟海青，劉純，王曉蓉.光伏發電功率預測統計方法研究[J].華北電力，2010，38（4）：563-567.

[2]李光明，廖華，李景天，趙恒利，黃波，何京鴻.并網光伏發電系統發電量預測方法的探討[J].云南師范大學學報，2011，31（2）：33-38

第6篇：光伏發電的趨勢范文

關鍵詞：光伏并網；太陽能；MATLAB仿真

當前，世界能源結構中，人類主要是對石油、天然氣、煤炭等化石能源的利用，但其不可再生，將面臨枯竭的危機。但化石能源的開采和利用也是造成環境污染的直接來源，人類為了將來的生存與發展，必須尋找一種清潔能源。隨著世界經濟的發展，人類對能源的需求越來越大，進而隨之而來的能源短缺，環境破壞已經成為社會發展面臨的重大問題。

新世紀，能源需求成為一個急需解決的全球性問題，各國對能源的爭奪也愈加激烈。需要尋找一種替代能源來緩解目前的形勢，走“節能減排”，發展低碳經濟的可持續發展的道路。利用“節能減排”只能緩解能源短缺的局面，但是不能從根本上解決能源短缺的趨勢，因此必須調整能源結構，利用可再生能源逐步取代傳統化石能源，因此可再生能源發展問題成為世界關注的焦點。

一、光伏發電的國內外發展現狀

20世紀70年代，在全球石油危機的背景下，西方發達國家將尋找新能源的方向轉向了豐富的太陽能，并高度重視光伏發電技術。

德國是大規模發展光伏事業最早的國家，其由政府制定的《可再生能源電力供應法》，很大力度的促進了光伏發電的市場，為本國光伏事業的發展提供了強制的政策保障。美國是繼德國之后的發展光伏發電的國家，在1997的聯合國環境與發展大會上提出了一個偉大的百萬太陽能屋頂計劃。這一計劃在美國新一屆總統奧巴馬的支持下得到了更大的推廣，奧巴馬政府對新能源開發政策給美國的光伏乃至全球的光伏發電市場注入了新的更大活力。日本也是太陽電池的生產大國，其在1997年提出了“7萬光伏屋頂計劃”，到2010年光伏電池的安裝總量達7600MW。

最近幾年，各國新的可再生能源法的出臺，更是掀起了一輪政策熱潮，新的補貼法案促進可全球光伏市場的高速發展。正是歐洲、美國和日本的強有力支持，全球光伏逆變器市場呈現出一片欣欣向榮的景象。

我國的光伏并網技術從20世紀開始起步，到現在的穩步發展的階段，國家也出臺了《可再生能源長期發展規劃》的政策，來激勵和促進我國的光伏事業的快速發展。我國國內對光伏逆變器的應用比歐洲國家晚很多，我國目前最好的光伏企業合肥陽光電源比德國的SMA要晚上市9年。我國是繼德國、美國和日本之后的世界第四大光伏組件制造國。光伏發電未來的發展必定是建設大規模的并網光伏發電系統。隨著我國經濟的不斷發展，國家制定的“十二五”規劃，為我國光伏制定了確切的發展目標，即到“十二五”末期，國內光伏發電裝機容量達到 5GW。要實現這一宏偉的目標，前路依舊是漫長和艱辛。

二、光伏并網發電系統

光伏并網發電系統是相對獨立式光伏發電系統而言的，兩者的區別就是發電系統與電力系統連接與否。光伏發電并網系統與電力系統的電網相連接，成為電力系統的一部分，便可為電力系統提供有功功率和無功電能。光伏并網系統通常由三部分組成：光伏陣列、逆變器和電網。

光伏發電系統追求的是輸出功率的最大，系統連接方式對輸出功率有著明顯的影響。其中，影響發電功率的兩個重要的方面是光伏陣列的分布方式和逆變器的結構，其分布方式和結構不同發電功率也不一樣。

三、光伏并網發電系統的關鍵技術

（一）最大功率跟蹤

在光伏發電系統中，光伏陣列電池輸出功率的利用率不僅與其內部結構有關，還受外界環境（如光照度、溫度和負載等因素）的影響。在周圍的外界不同的條件下，光伏陣列的輸出功率可達到不同的且唯一的最大功率點（MPP），對于利用光來發電的系統說，應當使光伏電池工作在最優的狀態，達到最大地將光能轉換為電能的轉化率，采用適當的控制使其運行在最大功率輸出稱為最大功率跟蹤（MPPT）。經查閱資料，在許多文獻上提出了多種控制算法，有恒定電壓法、擾動觀察法和增量電導法等。

（二）并網控制技術

光伏逆變器的控制器的控制策略是光伏系統并網控制的關鍵。光伏并網發電系統在諸如單級式、雙級式以及單相、三相等多種拓撲結構中都不能缺少網側的DC-AC變換，即并網逆變單元。并網逆變器實現直流到交流的能量變換，要控制并網電流相位和頻率，甚至需根據指令進行電網的無功功率的調節。可見，網側逆變器的有效控制是光伏并網發電系統的核心部分。

參考文獻：

[1]趙爭鳴 《太陽能光伏發電及其應用》，北京：科學出版社，2005.

[2]趙玉文 《21世紀我國光伏產業發展戰略思考》，合肥工業大學講座.2002.

[3] ICF. Intonation. American Recovery and Reinvestment Act of 2009： A Guido Renewable Energy Efficiency OPP or unities for Lowland Tribal Governrnents. 2009.

[4]陳雷 《光伏并網發電系統的實現》[學位論文]，華北電力大學，2008.

[5]杜慧 《太陽能光伏發電控制系統的研究》[學位論文]，華北電力大學，2008.

第7篇：光伏發電的趨勢范文

關鍵詞：風力發電；光伏發電系統；小干擾穩定

Abstract: the small signal stability analysis for wind power and photovoltaic power generation, have very important significance, because of wind and solar are characterized, instability, therefore, wind turbine in a photovoltaic battery will generally by means of power electronic converter and grid connected to the load, therefore, small disturbance stability presents the new features, this paper mainly research on small disturbance wind power and photovoltaic power system stability.

Keywords: wind power generation; photovoltaic power system small signal stability

[中圖分類號] TM614 [文獻標識碼]A[文章編號]

一、引言

近些年來，對著自然環境的惡化和能源的枯竭，可再生能源日益受到了社會各界的重視，作為可再生能源的重要組成部分，風力和太陽能發電也得到了一定程度的發展，在風力和太陽能發電發展過程中，較為成熟的技術當屬風力發電技術以及太陽能光伏發電技術，但是，隨著近些年來風力發電以及光伏發電容量的增加，這兩種技術帶來的小干擾穩定問題也受到了專家學者的關注，對于風力發電與光伏發電系統小干擾穩定的問題，國外的專家學者已經進行了深入的研究，取得了良好的研究成效，下面就對風力發電系統小干擾穩定及光伏發電系統小干擾穩定分別進行闡述。

二、風力發電與光伏發電簡介

就目前來看，風力發電技術是現階段對于可再生能源發電技術中發展形勢最好的技術之一，風力發電最早發源于丹麥，近些年來，由于環境資源的枯竭問題，風力發電這項新技術漸漸受到了各國的關注，在1995年之后，風力發電在世界范圍內得到了迅速的發展，目前，兆瓦級的風機成為發展的主流，海上風機也得到了一定程度的發展，我國的風力發電最為起源于上世紀50年代，在1995年以后，風力發電也逐漸呈現出了產業化的發展趨勢，但是就現階段來看，我國的風力發電技術還不夠完善，核心的元器件都需要依賴進口，電能的造價也較高，主要依靠國家的補助來維持，因此，在下一階段，必須要發展風力發電的核心技術。

光伏發電是太陽能發電的一種，最早起源于上世紀50年代中期，我國的光伏發電于上世紀80年代以后得到了迅速的發展，近些年來也取得了一定的發展成效，作為光伏電池的生產大國，我國在其運用方面還有一些不足之處，也有著巨大的市場潛力。

三、風力發電小干擾穩定

對于風力發電的小干擾穩定需要從單機系統入手研究，為了研究風力發電的小干擾穩定，需要建立小信號模型，并在模型的基礎上探討風力發電系統的小干擾穩定性，并通過各種參與因子分析控制器參數與狀態變量以及震蕩模型之間的關系，從而揭示出小干擾穩定的原理。目前，在我國研究較多的是異步風力發電系統、直驅式永磁同步風力發電系統以及雙饋風力發電系統，相關的研究數據表明，當風力發電系統的風電機處在額定轉速十，其槳距角可以使風機獲得最大的轉距，在風速超過額定速度時，可以控制其槳距角使風機可以獲得恒定的輸出功率，但是，在實際的工作過程中，風機存在著延時的情況，因此，在控制中除了使用槳距角，還要利用其他的因素，通過建立單機模型對其進行分析，并根據不同參與因子的計算，利用狀態矩陣元素對風力發電小干擾穩定進行研究，可以獲知，同永磁同步發電機轉速相關的模態都屬于衰減狀態，通過對起衰減狀態的研究證實，整個風力發電系統在運行的過程中，遭受干擾后表現的也較為穩定，也有良好的動態性能。

四、光伏發電系統小干擾穩定

一般情況下，光伏發電系統主要由光伏電池，濾波電容，逆變器，線路，變壓器，電網等部分組成，在研究光伏發電系統小干擾穩定的過程中，選擇風速的階躍上升以及風速的階躍下降作為干擾，并建立仿真波形圖以及小信號模型，小信號模型包括電力電子變換器模型，光伏電池模型，控制器模型，電網接口部分模型以及直流部分模型，經過仿真波形圖的計算，并將這些模型進行聯立，可以得出，當風速發生階躍的情況下，整個光伏發電系統的動態穩定性能較好，系統運行也較為穩定。在計算的過程中，對起運行過程中的參與因子進行分析可計算，可以得出當控制器的參數發生變化時，會對狀態產生不同的影響，在這其中，主導特征值對整個系統運行的動態性能有著極為重要的影響，當主導特征值為15.4時，整個系統呈現出衰減的狀態，當主導特征值為14.7時，整個系統呈現出震蕩的狀態，

五、結語

隨著近些年來風力發電以及光伏發電的發展，其小干擾穩定問題也逐漸引起了相關專家學者的關注，小干擾穩定的分析對于風力發電與光伏發電而言，都有著十分重要的意義，由于風能及太陽能都具有不穩定性的特征，因此，風力發電機組于光伏電池組一般會通過電力電子變換的裝置于負荷以及電網相連，因此，小干擾穩定也呈現出了新的特點，對于風力發電機組而言，整個風力發電系統在運行的過程中，遭受干擾后表現的也較為穩定，也有良好的動態性能，對于光伏電池組而言，當風速發生階躍的情況下，整個光伏發電系統的動態穩定性能較好，系統運行也較為穩定，同時，主導特征值對整個系統運行的動態性能有著極為重要的影響。

參考文獻：

[1] 黃漢奇：風力發電與光伏發電系統小干擾穩定研究[博士論文]，華中科技大學 ，2012，05（01）

[2] 范偉，趙書強：考慮風力發電的電力系統小干擾穩定性分析[博士論文]，華北電力大學學報(自然科學版)，2009，03（30）

第8篇：光伏發電的趨勢范文

關鍵詞：光熱發電；可再生能源；技術；電力供應

中圖分類號：TQ171 文獻標識碼：A

隨著技術不斷的進步、產業的飛躍發展及社會對清潔能源需要的不斷增大，光熱發電已逐漸于很多國家及地區作為可再生能源產業的新投資熱點，可是與光伏發電產業相較，光熱發電技術尚處于發展之中，產業尚處在成長階段，市場尚處在開拓之中，尚需要具備有效的政策與有益的發展環境給予支持。光熱發電稱得上是具有戰略意味的可再生能源技術。雖然光熱設備制造技術在我國出現較晚，但進步速度確很突出。槽式熱發電之聚焦集熱管作為光熱發電設備關鍵部件在全球發展已近三十年的歷史，并且世界上只有德國肖特與西門子兩個企業能夠批量生產，可我國僅僅用了兩到三年的時間，就出現有十三家企業試制生產出樣管。客觀上來說，光熱發電于我國盡管起步較晚，可在西班牙、美國等歐美地區已經具備了一定的規模。

一、大力發展光熱發電有助于推動可再生能源發展和電力供應結構轉型

黨的“十”倡導要推進能源生產與促進消費革命，而可再生能源屬于此方面是不能缺少的路徑之一。二零一二年尾我國風力發點電與光伏發電并網運行，裝機容量風力發點電達六千二百三十七萬千瓦；光伏發電達七百萬千瓦上下，百分之八十以上容量用在我國的西部和北部的集中開發上，因為光伏發電同風力發電均都很難存儲，已經顯露出嚴重的并網及受限出力問題，一些地區的限電數值已超過百分之三十，可光熱發電能夠借助技術可行、成本相對較低的儲熱裝置達到按電力調度需要發電，不僅能夠看做基礎支撐電源，而且具有比較靈便的調峰能力。大力開發利用光熱發電能夠緩解西部及北部的風力發電、光伏發電限制出力的狀況，并且共同構成清潔發電系統，有效提升可再生能源于電源結構中所占的比例。

二、發展光熱發電具有顯著的拉動經濟和相關產業作用

與光伏發電相較，光熱發電具備系統工作效率高而發電技術成本低的優勢，其規模效應具備能同常規能源火電相比拼的潛力，光伏發電與光熱發電的產業鏈都很長，與光伏發電產業鏈不一樣的是，光熱發電產業鏈的大多數環節屬于傳統制造業方面，例如太陽集熱島所大批需求的鋼材和混泥土以及儲熱材料等，一個五萬千瓦裝機配置四到八小時儲熱的光熱發電系統，大概需用鋼材十萬至十五萬噸、玻璃六千噸、混凝土一萬噸，發展光熱發電能夠適量緩解我國鋼鐵、水泥等方面產能過剩矛盾，除此之外，發電機汽輪機等在我們國家都是傳統行業，光熱發電技術作為新生產業潛力很大。光熱發電不單單是指出一項清潔能源供應策略，尤為重要的是能夠拉動經濟及諸多傳統及新生產業的發展。

三、光熱發電市場具有應用面廣發展潛力大的優勢

光熱發電即將將作為新能源的主要角色，因為其光照不夠時可利用儲熱發電，光熱較比光伏發電、風力發電更加有助于電網的穩定；并且免掉了光伏發電中成本較大的硅晶光電轉換，降低了成本、免除了污染。太陽能在我國的資源很豐富，特別是西部與北部地區，土地及太陽能資源能夠適合光熱發電大范圍發展需求。相較風力發電與光伏發電，光熱發電需要具備一定程度的水資源，能夠與西部煤電基地產生默契，建成數千萬千瓦到上億千瓦光熱發電系統，從太陽能、大地、水源方面看是可行的。光熱發電產業未來發展可從兩大類市場方面闡述，一方面是建立配置儲能裝置的大型光熱電站和建立光熱與天然氣聯合型電站等，另一方面采取光熱發電的分區布置式應用，包含在海島、偏僻地區運用光熱發電促成供電、熱以及海水淡化，在具備工業用熱所需領域推廣建立光熱熱電聯合產業等。《可再生能源發展十二五規劃》指出了我國光熱發電產業的發展目標，到二零一五年達到一百萬千瓦，針對此目標，業內有著不一樣的觀點，一部分人認為目標還能夠增大，另一部分人認為當前光熱發電建設狀況達到目標很難，可此目標最為關鍵的意義在于其顯露出我國發展光熱發電的信心與導向。因此，若是光熱發電在技術方面與經濟性方面再前進一步。在設備制造方面保障系統集成方面及運作管理方面獲取充足的經驗，那么光熱發電產業中長期目標將會大幅度增加。

四、結合我國光熱發電形勢及發展需求提出幾點建議

（一）制定相關政策 啟動和擴大市場規模

結合我國風力發電、光伏發電等可再生能源發展實際經驗，光熱發電業已在技術與產業方面做好準備，就要邁進商業化運用的門檻。這便需求國家制定適應的政策，以快速啟動市場，并且結合市場反饋及此產業建設程度，依據適宜的速度拓展規模。國家需要出臺合理的電價政策，主張直接采納諸如與風電、光伏電相近似的光熱發電標桿電價方法，抑或借助一兩輪的招標來確立標桿電價，為光熱發電投資單位、制造業提供準確的信號，并且于金融信貸等層面提供扶持及優惠政策。

（二）注重自主技術的創新，為光熱發電市場發展提供支撐

我國光熱發電制造設備產業不僅需要行動快速，短期內完善產業鏈建構，而且還需要引鑒國外光熱發電產業和國內光伏發電產業的成功經驗與失敗教訓。應當加大自主技術創新力度，基于我國疆土環境與條件研究開發技術并且實施產業鏈建設，不僅需要符合我國特殊情況，而且需要更加注意避免重復光伏產業大批引進技術及生產線、同類產業惡性競爭、對外貿易矛盾糾紛不斷的舊路，建設真正屬于我國自主技術力量研發投入的光熱發電產業。

結語

總之，光熱發電具有市場需求范圍廣，產業發展潛力很大的優勢。我國目前的光熱發電電站規模比較小，主要是靠獲得了支持技術研究開發示范的科學研究經費的資助。所以，國家應當借助有效的政策引領逐步發展起來的我國光熱投資市場。光熱發電仍需借助技術的不斷進步以及借助政策扶持啟動市場并且逐漸擴大規模，最終促成光熱發電技術成本的不斷下降。

參考文獻

[1]馮晉霞，王帆.可再生能源態勢下中國光熱發電的前景探析[J].北京電力高等專科學校學報（自然科學版） 2011（01）.

第9篇：光伏發電的趨勢范文

關鍵詞 太陽能；光伏發電；環保；偏遠用電

中圖分類號：TU18 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0121-02

目前，全球能源危機、環境污染致使新能源的應用成為熱點的話題，而太陽能憑借其清潔、可再生、分布廣等優勢獲得了普遍關注。而光伏發電，就是利用太陽光能轉換成電能，供人類使用，發電時無污染，深受社會的喜歡，但光伏發電的實際應用缺少之又少。

1 項目背景

發展可再生能源如今已成為全世界共同關注的課題，而其中發展最好的三大可再生能源中太陽能最被業內人士看好，其潛力也最大。特別是近幾十年來太陽能開發中提出的光伏發電研究成果，因其具有極好的商業化和市場開拓潛力，使得太陽能研究領域迅速發展成為全球快速穩定發展的新興產業之一。本項目重點研究的就是太陽能光伏產業如何更好地將其提提倡的綠色電力在蘇州住宅小區中推廣，以期從點到面來研究該行業的推廣應用，使其能在真正意義上成為全球各國解決能源與經濟發展、環境保護之間矛盾的最佳途徑之一。

1.1 立項原因

太陽輻射能源是一種極其豐富、無污染、廉價的能源，其取之不盡用之不竭的特性，使無數研究者趨之若鶩。本項目組就目前太陽能發電的研究成果，中國太陽能發電設備的出口限制和供求關系等因素，申請了該項目，學習研究實施太陽能光伏發電。

1）太陽能發電的趨勢。根據國家《可再生能源中長期發展規劃》（可再生能源中長期發展規劃，2007.9，中華人民共和國-國家發展和改革委員會），要大力推廣應用小功率光伏系統，建立分散型和集中型兆瓦級聯網光伏示范性電站。我國國內光伏市場十分巨大。

2）中國太陽能發電設備的出口限制和供求關系。目前，我國的光伏行業出口受到很大的限制，也就是一般意義上的“雙反”。由于以往的光伏產業主要都是歐美國家在生產，為了鼓勵我國企業自行從事太陽能的研發生產，我國制定了一系列鼓勵政策。因為國外的光伏產業已經經歷了大規模的發展，起步較晚的中國光伏制造企業為了生存發展只能選擇走低價路線，一番價格競爭以后歐美的光伏企業紛紛開始使用地方保護政策和法律武器保護自己，即雙反。鑒于此，中國太陽能發電設備的出口受限，主要供求都局限在國內市場。

1.2 住宅小區采用光伏發電的需求分析

1）環保需要。目前太陽能基本上是無污染的能源，光伏發電，不會產生“目視污染”外的其他污染。

2）用電需要。現在住宅小區，用電的地方很多，如：居民家中、公共樓道、路燈、小區門衛室、綠化燈光美化照明等。

3）科技發展的需要。光伏是個新興的技術行業，能為人類的生活帶來很大的方便。

1.3 太陽能發電的優勢

1）量大價廉。太陽能資源取之不盡、用之不竭，且免費。

2）無需配送。可原地發電、原地使用，節約輸配電網的投資，并減少了輸配電損耗。

3）改善環境。安裝在屋頂和墻面上的光伏陣列能在吸收太陽能的同時避免了屋頂和墻面的陽光直射，尤其在夏日，可明顯改善室內溫度環境。

4）保護空氣。現在全球大部分地區都是采用化石燃料發電，這會對空氣造成嚴重污染，如果選用了太陽能光伏發電，則能有效的保護空氣，防止霧霾現象的進一步惡化。

5）占地面積小。太陽能光伏發電無需額外占地建設，只需安裝在屋頂即可，節省了土地資源，這對于人口密集、土地昂貴的城市建筑尤為重要。

1.4 光伏發電的挑戰

1）穩定性差。氣候和晝夜的變化對太陽能的獲取量影響很大。為了使其達到一定的穩定度就必須有貯存裝置，這一措施不僅增加了技術難度，也提高了造價。鑒于目前的貯存系統都不夠理想，要具體應用也較為困難。

2）裝置成本過高。雖然地面接收到的太陽能量非常大，但其分散度太大，密度太低，因此，作為能源使用就必須安裝面積相當大的收集設備才能達到預期效果。但是大面積必將造成價位高，從而提高這一量大價廉的能源價格。

3）太陽能光伏面板損壞。太陽能光伏面板有一定的壽命，目前還不是很明確；冰雹天氣對太陽能光伏面板有一定的破壞作用；天氣灰塵較多，時間長后，會覆蓋在太陽能面板上，影響太陽能的接收。

2 太陽能發電原理的學習與研究

2.1 太陽能發電的原理

太陽能電池組件能在太陽照射下將太陽能轉換為電能，一方面通過控制器將直接送入用電設備完成諸如照明、電路控制等多種功能，如有需要還可通過AC/DC逆變器為交流負載提供電能。另一方面也可通過控制器將多余的電能送入蓄電池內貯存起來，提供夜間所需的電能。

2.2 目前太陽能發電的節能減排分析

太陽能光伏發電相比火力發電，可以減少污染物的排放，起到節能減排的作用。表1是天科光伏公司對上海、蘇州地區的太陽能節能減排的分析。

表1 發電量與節能減排分析

100 kW光伏項目 kWh/年 節省 減排

標準煤 二氧化碳 二氧化硫 氮氧化物

年均發電量 85800 33.46T 87T 0.8T 0.23T

25年總

發電量 2145000 836.5T 2175T 20T 5.75T

3 蘇州太陽能發電的可行性

3.1 環境可行性

蘇州全年太陽總輻射4605.55 MJ/m2（兆焦/平方米），日均太陽輻射為12.62 MJ/m2，其中7月份太陽輻射最多，達到日均17.17 MJ/m2；1月份最少，為7.05 MJ/m2。全年日照時數1829小時，年日照率為42%。

3.2 經濟可行性

蘇州屬于III類資源區，蘇州的光伏發電的上網價格是1.0元/千瓦。分布式光伏的保底收入就是當地“標桿電價+0.42元/度”，而正常情況下用電價格是高于當地燃煤機組標桿上網電價的，所以自發自用比例越高，收益越高。

表2 光伏發電入網價格

3.3 政策可行性

目前我國有多項政策對大陽能發電研究進行支持，其中國發〔2013〕24號《國務院關于促進光伏產業健康發展的若干意見》制定的發展目標如下。

把擴大國內市場、提高技術水平、加快產業轉型升級作為促進光伏產業持續健康發展的根本出路和基本立足點，建立適應國內市場的光伏產品生產、銷售和服務體系，形成有利于產業持續健康發展的法規、政策、標準體系和市場環境。2013～2015年，年均新增光伏發電裝機容量1000萬千瓦左右，到2015年總裝機容量達到3500萬千瓦以上。加快企業兼并重組，淘汰產品質量差、技術落后的生產企業，培育一批具有較強技術研發能力和市場競爭力的龍頭企業。加快技術創新和產業升級，提高多晶硅等原材料自給能力和光伏電池制造技術水平，顯著降低光伏發電成本，提高光伏產業競爭力。保持光伏產品在國際市場的合理份額，對外貿易和投融資合作取得新進展。（國發〔2013〕24號國務院關于促進光伏產業健康發展的若干意見（節選），2013.8）

所有的這些政策，基本上都是對光伏發電產業的支持。

4 太陽能發電模型的建立

4.1 太陽能電池組件

該項目建立的模型如下。

1）系統硬件配置。10 W太陽板X2、電源箱、導線、LED光源（2W球泡、3 W球泡、8 W球泡、6 W＼300 MM燈管、9 W＼500 MM燈管，客戶可根據應用需求做出組合選擇）組成。①普通家居照明可選1 W球泡或2 W燈管；②商業照明可選3 W球泡或4 W燈管。

2）系統可照明時間說明。①滿電狀態下可為：2 W光源照明最少8小時；②在光照充足的情況下，太陽板充電一天可為2 W光源提供12小時所需電能；兩天可以基本充滿電；③如果遇到持續陰雨天，太陽板將無法為系統正常補充電能，請縮短每晚照明時間，從而延長照明天數；④每天晚上照明4-6小時以內，白天及時充電，盡量使電池始終處于滿電狀態，這樣既可以保證系統有3天的儲電量，也可以大大延長蓄電池的使用壽命。

3）持續陰雨天時請關注電壓表，當指針顯示電壓低于12 V時，請及時充電！如天氣未能轉晴，可用專用的AC220V―DC12V適配器為系統充電。

4）充電插口有兩個，太陽板、適配器均可任意接入充電。

5）照明插口有四個，位于USB接口的下方，插上光源的插頭即可照明。

6）指示燈說明見電源箱的說明，系統設置為微電腦默認模式，正常使用即可。

4.2 蓄電池

牽引式蓄電池是目前光伏系統中的最常用蓄電池為，通常放電率可超過80%，該類型的電池主要有VRLA（鉛酸）蓄電池、Ni-Cd（鎳鎘）蓄電池和Ni-H（鎳氫）蓄電池三種類型。涉及2 V、4 V、6 V、12 V和24 V等型號電池，品種有0.5AH～2000AH近百個規格。

蓄電池應與太陽能電池、負載相匹配。可采用一種簡單方法大致確定它們之間的關系。太陽能電池板額定輸出功率和負載輸入功率之間的關系在華東地區大致是2～4：1，系統才能正常工作，具體比例要根據燈具每天工作時間以及對連續陰雨天照明要求決定。太陽能電池的電壓要超過蓄電池的工作電壓的20～30%，才能保證給蓄電池正常充電。蓄電池容量必須比負載日耗電量高6倍以上為宜。

4.3 專用控制器

本系統的控制器電路主要完成以下功能。

1）為了防止蓄電池深度放電和過度充電的問題，必須限制其充、放電條件，以延長蓄電池的使用壽命。

2）控制器電路，同時實現了負載控制功能，能自動光控或者時控方式下的路燈工作狀態。

3）控制器具有以下幾個特點：防反充電控制；防過充電控制；防過放電控制；光控自動切換負載工作。因此，在溫差較大的地方能進行溫度補償功能。該產品技術已極為成熟，設備型號有數十種之多。

4.4 蓄電池參數

為了有效減少蓄電池的數量，本項目設定了工作目標，以此來設計匹配不同型號的蓄電池。根據前期調研，為了實現最終模型，本項目需要在蓄電池充滿情況下連續工作5個陰雨天，得出蓄電池容量應為（AHL×DW/ DOD =69.58×5/0.6=579.8AH），因此本項目選用了4臺24 V150AH的蓄電池來完成目標。若根據負載需要設計匹配不同型號的蓄電池，可有效減少蓄電池的數量。此外，為了將蓄電池工作電壓由24 V降低到12 V供負載使用，還需使用直流降壓器。

4.5 太陽能電池組件

蓄電池總充電電流

式中，ε為太陽能組件系統綜合損失系數，取ε=1.05；η為蓄電池充電效率，取η=0.9。

CS6P-240型太陽能電池組件數量N

為了保證系統在太陽輻射最少的月份能穩定運行，必須對系統設計進行校對。蘇州地區而言1月份日平均太陽輻射最低，為7.05兆焦/平方米即1.96 kWh/m2。系統日耗電量為3.39 kWh，單晶硅電池效率為18%，則CS6P-240型太陽能電池組件數量N。

5 總結推廣

5.1 成功之處

我們團隊能夠熟練掌握太陽能光伏發電的基本原理，組裝過程，注意事項等。團隊的每位成員都能夠快速、正確的配置安裝太陽能光伏發電系統。

5.2 有待提高

雖然該項目已經接近尾聲，但還有一些不足之處，如：

1）模型較小，因為考慮到攜帶、演示的方便，我們的模型較小，功率不大。

2）目前太陽能光伏發電的設備較貴，如果要聯網發電，一般至少要2 kW，而2 kW的價格基本上在16000元左右，我們的科研經費受限。等工作后，我們可以利用業主、社區或企業，提供經濟支持，建立聯網發電系統。

6 總結

經過大家辛苦努力，大家學到了很多太陽能光伏發電的知識，該項目的調研報告終于完成了，模型也基本上能夠展現太陽能發電原理和實際的應用。

參考文獻

[1]張曉俊，吳璽，何建龍，等.太陽能公交車站系統的設計及分析[J].信息化研究，2011（1）.

[2]劉漢元.加快發展光伏產業 確保我國能源與環境安全[J].中國科技產業，2013（7）.

作者簡介