太阳能光伏发电应用模式探究

杨光++张朋

摘 要：本篇文章以近年来我国的光伏产业还有能源过剩的问题为研究基点，致力于探究太阳能光伏发电的模式、概念和种类等。在此，我们提出了两种应用发展的新型方式：分布式光伏发电和智能微电网技术，以推动我国光伏发电产业的可持续发展。

关键词：光伏发电；光伏产业；智能微电网

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）24-0076-01

1 引言

最近几年，我国太阳能光伏产业的发展日渐壮大，产业各方面的技术也愈加成熟，完整产业链已逐渐形成：生产硅原料—应用太阳能光伏系统。如今我国已在全球光伏产品应用市场中占据重要地位，发展前景可观，然而也出现了一系列需要解决的问题，譬如，产能过剩问题。电池片是典型的光伏产品，在2011年产能约55GW，然而全球光伏发电装机量约27GW，过剩率达到100%；在2011到2012年期间，美欧对中国展开了双反调查，更加加重了产能过剩的问题。所以，我们有必要对产能过剩问题作详细研究并致力于将其解决，以推动我国光伏产业的科学健康地、可持续地发展。就目前我国的光伏产业和现有的资源优势来说，可以通过将光伏发电应用进行全面推广来扩充我国的光伏发电市场，这既能够在某种程度上缓解产能过剩情况又能够不断提升我国的光伏产业竞争力。

2 光伏发电的应用模式、概念、种类

在我国，光伏发电的应用种类多样，特点各异，可分为集中式发电和分布式发电。分布式发电又分为农光互补发电、渔光互补发电、屋顶分布式发电和结合微电网技术分布发电，其中的农光和渔光互补式发电是应用在养、种植业中的发电模式。

2.1 集中式光伏发电

集中式光伏发电发展较早，主要应用在大型的地面电站，规模不小，产生的电量直接送至大电网，经由大电网再分发给各个电量用户，这是一种单向交换电能的方式，仅以大电网为媒介。这种方式的优点：运行方式灵活且成本低，选址方便，调节电网频率也较为容易，不易受到空间限制，易实现扩容，利于集中管理。缺点：这是一种单向的、长距离的输送电能的方式，在输送电能的中途很容易发生电线路损耗、电压跌落等情况，造成一系列问题。因集中式光伏属于大容量光伏，所以，在接入的时候，需要有低电压穿越的新功能，也就是说这种光伏发电应用严重受到了地域的限制。为了适应地域，可以将集中式光伏发电站建在有大量光照且面积宽阔的地方，譬如戈壁、沙漠等地。我国已经计划于2020年之前，保证光伏发电总装机量达到一亿五千万千瓦，其中集中式发电模式要达到八千万千瓦，占比超过一半。所以，在未来，集中式发电的发展前景可观，国家将会加大相应资源的投资力度，根据我国地域特点来规划建设光伏发电模式，也确实有利于推动整个国家的建设与发展。

2.2 分布式光伏发电

分布式发电即是用户就地建设，通过用户自发自用、与电量上网的方式来发电运行，同时，配电系统要做好平衡调节工作。分布式光伏发电是一种充满活力新型的发电模式，既能够提升同规模光伏电站下的总发电效率，又能减少长途发电的损耗。分布式光伏发电的原则：高效清洁、布局分散、因地制宜、就近建设等等。这种光伏发电并不受到地域的限制，还能够在偏远山区和岛屿这些地方利用太阳能资源来替代化石能源的消耗，有利于缓解能源紧张問题。分布式发电的种类多样，可以根据地域的不同来选择，譬如农光互补、渔光互补分布式发电应用在种植业、渔业，屋顶分布式发电应用于工业和生活中等。

2.2.1 屋顶分布式光伏发电

将光伏系统和建筑屋面结合来实现光伏建筑一体化的新型发电形式即是屋顶分布式光伏发电。这种发电模式的光伏组件也可以应用到屋顶结构中，既能够节约材料又能降低应用成本，还可为光伏发电提供安装场地，既环保又高效。屋顶分布式发电模式常用于城市的工业区、公共设施、生活小区等涉及到大面积屋顶的地方。此外，屋顶的利用也利于检查和维护。

2.2.2 农光互补、渔光互补光伏发电

农光互补光伏发电的特点是：充分利用太阳能进行绿色节能的发电，结合农业种植和养殖中的大棚，在阳面安装太阳能光伏发电设备，实现了农业发电一体化。农光互补光伏发电是一种既经济又有效的发电模式，既能够提供电量，又能够为果蔬提供优良的生长环境，提升经济效益和社会效益。渔光互补是在池塘等水面上装置太阳能的发电模式，上面供电，下面养鱼，推动渔业和电力一体化的进程。水面上的环境温度不高，在其上安装发电装置能够延长各个组件的使用寿命，提高发电用电的效率，还能有利于旅游业的发展。以上农光和渔光互补的光伏发电模式，都利用了土地资源，做到了综合利用土地和光合产业的一体化，在生态养殖和发电领域实现了双赢。现今，分布式光伏发电已经得到了较为宽泛的发展，但是和集中式发电相比，仍然需要解决一系列诸如电能无法在当地消化等的问题，这样才能扩大分布式发电的应用前景，提高能源利用率。

2.2.3 分布式光伏发电结合智能微电网技术

分布式发电包含一系列诸如投资小、发电模式灵活、损耗低、污染小等优点，但不得不提的是，并网后的分布式发电的系统安全、可靠性以及其中的电能质量无法得到很好的保障，而且，在并联的时候，监控和管理电网的过程中也会出现一系列问题。所以，新能源作主、其他能源作辅、结合智能电网技术的发电模式应运而生，且受到推广使用。智能微电网技术目前多用在分布式光伏发电中，它以高级传感器作为核心，通过分布式电源、负荷等形成的集合体利用先进自动的信息网络实时监控用户和节点，及时连接系统、用户和电网。智能微电网技术的合理应用，能够实时协调分布式发电模式，提高电能质量。系统的容量通常在千瓦到兆千瓦之间，所以，这种发电模式可以应用于电功率不大的地方，也能对负载就地供电，使得负载和电源共同构成一个小型的电网。也就是说，电网的容量并没有多少限制，还能够增加负载和电源，充分利用电能。

3 推广光伏应用市场的发展新方向

如今国家扶贫养老政策愈加发展，一些新型的结合扶贫和养老的光伏应用模式应运而生，即：光伏扶贫和光伏养老，不断地推进着我国光伏产业市场的发展。我国不少地区还处于贫困阶层，各个设备落后且不完善，脱贫较困难，而光伏发电的建设却能为贫困地区的发展提供一大助力。利用太阳能作发电设备，既能提升经济效益，还能保护好生态环境。光伏养老是一种专门为没有养老保险的老人提供的福利-建立光伏电站，利用电站的收益来养老。光伏电站的寿命通常是25年，收益较多，效益也高。光伏发电既能缓解农村养老压力，又能推进我国光伏发电站的建设，造福国人，值得推广使用。

4 结语

在我国，太阳能光伏应用的领域较宽，模式也是多种多样，各具特点。在符合国家政策和市场规律的情况下，应用区域地理优势来推动我国光伏应用的发展，能够有效推进光伏产业造福人类的进程，推动全国经济的增长。我国西部资源较多，可以将集中式发电推广使用；在资源受限、需要就地消纳的地方可以重点建设推广分布式发电模式，譬如我国中东地区等地。此外，还可开拓应用光伏扶贫工程、光伏养老等新发电模式，将智能微电网技术应用于分布式发电中，构成多元化的分布式光伏应用市场，服务于人民。

参考文献

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