太阳能光伏发电系统推广局限性分析

2011-08-15梁高琪

科技传播 2011年17期

关键词：局限性蓄电池太阳能

梁高琪

华北电力大学，河北保定 071000

1 太阳能发电系统概述

1.1 概述

太阳能光伏发电系统是以太阳能为最初能量来源，经过能量转换装置，把太阳能转化成电能并向用能装置提供动能的系统。利用太阳能具有普遍性、永久性、无污染性和安全可靠性的特点，进行能量转化，为能源利用方式提供了新思路。

1.2 国内外光伏发电系统应用

随着太阳能光伏发电技术的不断进步，太阳能光伏发电系统也在人们的生活及生产中逐步体现，如交通、通讯、公共设施、家庭生活用电等。

1.2.1 国外光伏发电应用

本世纪以来，一些发达国家纷纷制定了发展包括太阳能电池在内的可再生能源计划。到2010年，美国计划累积安装4 600mW (含百万屋顶计划)。 2004年德国新装置了10万台新的太阳能设备并首次超过日本，居世界第一位。日本计划累计安装5 000mW(NEDO日本新阳光计划)。考量众多发展中国家，印度处于领先地位。最近的光伏发电行业调查表明，截止2010年，光伏发电产业的年发展速度保持在30%以上。

1.2.2 国内光伏发电应用

目前，国内的太阳能电池生产产量约为50mW。在2010年以前，中国太阳能电池多数是用独立光伏发电系统，从2011年～2020年，中国光伏发电的市场主流将会由独立发电系统转向并网发电系统，其中包括沙漠太阳能光伏发电站和城市屋顶太阳能光伏发电系统。我国政府目前正在制订《新能源和可再生能源发展规划》，并将出台一系列扶持光伏发电发展的优惠政策。目前我国已经是国际光伏发电应用产品的生产基地。

2 局限性分析

2.1 目前应用范围局限性

目前，太阳能光伏发电系统的应用主要集中于偏远无电地区，那些地区多因地广人稀、交通不便而无法进行电网覆盖，因此采用太阳能光伏发电系统可有效解决当地用电问题。但是，从目前形势看，太阳能利用效益存在如下阻碍：1）无电区人口素质偏低，设备利用不当.国家电网“十二五”规划中提出要实现电网覆盖全国的目标。而对于电网无法覆盖的地区采用利用新能源解决其用电问题。电网覆盖有困难地区多为无电地区或电力供应不稳定地区。这些地区多交通闭塞，人口素质普遍偏低，造成对太阳能光伏发电系统等一系列新能源设备的利用与维护存在技术障碍。且企业技术人员进乡维修的持续性也不会得到保障。在设备的利用上多存在因村民知识匮乏造成对设备的误用、错用现象，从而减少设备的使用寿命。在设备的维修上，一方面受村民自身经济承受能力影响，维修费用成为设备再利用的障碍；另一方面，企业设立维修点多远离这些偏远山区，受自然地理条件的限制，设备的外运或技术人员的进乡成为设备再利用的另一障碍；2）有电区存在电荒。目前，全国仍以火电为主要供电形势，但是随着时间推移，煤炭储量日趋紧张，且价格越来越高，火电厂经济效益受到影响，近年来部分地区出现电荒现象。而对于高效发电的核能，因其存在巨大安全隐患，一旦发生事故，后果将非常严重。

2.2 太阳能光伏发电系统自身局限性

1）造价昂贵。太阳能发电系统由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜、太阳能跟踪系统、太阳能组件除尘系统等设备组成。其中交流配电柜、太阳能跟踪系统、太阳能组件除尘系统等设备是太阳能发电系统的辅助设备，在提高发电效率，维护系统寿命方面起着关键作用。而太阳能光伏电池方阵的造价高昂，目前多由硅锭组成，随着技术的不断发展由多晶硅构成的方阵越来越多，其纯度也越来越高，但是造价也越来越高，目前市场价格为10元/W，单个户用太阳能光伏发电系统其太阳能光伏电池方阵至少为0.5m2。另外，其他组件中，蓄电池大概为1 000元/组，且随着用电量的增加而需增加蓄电池的组数，蓄电池寿命为3年～5年，进行更换时更是一笔不小的开支。要想达到稳定的进行简单照明和信息源用电需求，设备初期购买和后期投入至少要在5 000元左右，这对于居住在偏远山区的无电居民将是不小的开支。而建立大型光伏发电站也需进行大量投资，据了解，建立一座25kW的光伏发电站（户用电磁炉的额定功率至少为1kW），整体设备投资为25万元，且不算后期设备维护费用；2）蓄电池回收利用低，污染严重。据了解，目前应用于无电地区的太阳能光伏发电系统的蓄电池回收并没有规范措施，蓄电池的使用寿命为3年～5年，且国内应用于太阳能光伏发电系统的蓄电池多为铅酸蓄电池和镉镍蓄电池，一旦流入环境，对其造成的污染将是长远而深刻的。但是目前，各企业对于蓄电池的回收并没有成文规定，且回收上来的蓄电池也无法进行二次利用，无法进行无污染处理，所以多数废弃蓄电池均由村民手中渐渐流入自然。造成太阳能光伏发电系统应用的长远性阻碍。

3 建议

结合目前太阳能光伏发电系统的应用范围局限性和其自身局限性，进行太阳能光伏发电系统的推广工作需要克服其局限性，扬长避短，可遵循以下几点建议：1）扩大应用范围。太阳能为可再生的清洁能源，太阳能户用电源技术已趋于成熟，并形成了光伏发电产业链。装机容量从户用的几十瓦到大型地面光伏电站的几百兆瓦都可实现，可以提供交直流供电。所以利用此类新能源解决当前电力供应问题，为火电等不可再生能源的利用提供了新型依据，为今后人类能源利用形式提出了新路径。所以对太阳能光伏发电系统的应用不应局限于无电区人口，而应向更广大有电区人口推广。只要其光照适中均可采用该种设备。且这些地区经济收入相对较高，人均知识拥有量高，所以对设备的购买力和维护力上都存在一定优势；2）国家统筹调控。进行无电区和有电区的新能源设备的配备工作，需要国家进行统筹调控。对无电区适当进行费用补贴或减免，以政府为核心，召集企业或社会组织为无电区电力供应做出积极响应；对有电区进行新能源知识普及，以推广新能源设备。这样不仅可以支持国内新能源产业的快速发展而且可以适当缓解电网供电压力；3）提高研发和维护技术。在设备研发上，努力进行提高技术，降低成本，降低设备价格；在后期维护上，努力做好蓄电池的无污染处理，并且由企业做好回收工作，对其进行统一处理，做到太阳能光伏系统的长远发展。