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光伏发电技术近况与解决措施

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孤岛效应检测技术

孤岛效应就是当正常供电因故障或停电维修而中断时,各个用户端的太阳能并网发电系统未能及时检测出停电状态而将自身切离城市供电网络,而形成由太阳能并网发电系统和周围的负载组成的一个电力公司无法掌握的自给供电孤岛。一般来说,孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响。

太阳能光伏发电技术应用现状及存在问题

1太阳能光伏发电技术应用现状

近几年太阳能直流负载系统如交通信号灯、景观照明、装饰照明等,以草坪灯、庭院灯、小功率路灯为主,得到一定程度的推广应用,并逐渐向室内地下停车场、楼道灯等24小时照明的交流负载系统应用方面发展,在节约能源方面可取得较好效益。目前太阳能光伏发电技术仅在国内部分地区,尤其是市政能源建设薄弱或者公共电力供应不能到达的地区得到应用,如在内蒙古、新疆等风能资源丰富、光照强烈、日照辐射均衡的地区得到了较快发展,而北京市响应绿色奥运的精神,在新农村建设中将郊县约2万盏的路灯更换为太阳能灯具。

2太阳能光伏发电的存在问题

(1)在技术方面核心技术受控于其他国家,产品成本高。2007年9月发布的《中国光伏发展报告》称,中国光伏产能列世界第三。虽然国内光伏发电产业产品组装能力居世界第三,但是将硅原料提纯成晶体硅、晶体硅铸锭切片,以及发电的逆变控制等核心技术一直被国外垄断。中国的光伏发电产业实质上是在为国外企业“代工”,这也是国内光伏产品价格始终居高不下的主要原因。因为缺乏核心技术,目前国内太阳能产业链已经形成这样一个“怪圈”:中国廉价出口硅金属,国外企业提纯后高价卖给中国太阳能电池生产企业,国外企业再购买电池,然后制成各种终端产品在市场上销售。

(2)在市场方面我国光伏发电市场发展缓慢,目前太阳能光伏发电产业两头在外,即上游的多晶硅材料和最下游的应用都在国外。国内生产的太阳能电池98%用于出口,相当于大量输出国内紧缺的能源。美国、日本、德国、俄罗斯都能生产比较好的多晶硅,我们国家也能生产,但产业程度不一样、技术含量也不一样,我国现在真正具有知识产权的产品很少,距离国外先进水平还差的很远,现在依然没有特别成熟的企业。

(3)在环境方面污染问题日渐突出,虽然太阳能是绿色能源,但太阳能上游的组件和硅原料加工却是高污染行业。太阳能薄膜电池产品在制造过程中,会排出四氯化硅、氯化氢、氢气等尾气。特别是四氯化硅,如果不做处理,就会溶解变为盐酸等物质,污染土壤。与很多高耗能、高污染行业一样,欧洲国家无法承受在本国生产的负面影响,所以中国才得以成为太阳能世界制造中心。

(4)在产业方面由于产品长期出口,中国太阳能光伏发电行业内的企业往往各自为战、组织松散,在需要一致对外的时候难以统一。太阳能光伏发电企业以前并没有注重行业内的合作,在遭遇反倾销危机时产业协调一致非常必要。但实际上,中国太阳能光伏发电行业里却并没有一个公认的行业组织和协调机制来协调大厂之间、大厂与小厂之间错综复杂的利益关系,仅有的几个省级光伏产业协会能够起到的作用也非常有限。

结论及建议

太阳能光伏发电技术的进步,需要大力发展太阳能光伏产业。通过与实际应用相结合,实现技术创新和可持续发展,有效突破太阳能光伏发电技术的瓶颈。为解决上述问题,提出四点建议:

(1)积极研发创新技术。如着力开发“第三代”光伏发电技术,降低光伏发电系统成本,这是我国光伏发电产业发展之关键。“第三代”光伏发电成本,即“4倍聚光+跟踪+太阳能炼硅+晶体硅(P型或N型)+薄膜”技术的光伏发电成本,成本的降低必将有力推动光伏发电产业在我国的大规模应用。

(2)通过财税政策和专项资金,促进薄膜电池等太阳能光伏电池核心技术研发。鼓励优势企业进行高纯度硅料等核心技术和薄膜电池等新兴技术的研发,使国内太阳能光伏电池产业发展逐步摆脱核心技术在国外的格局。

(3)制定太阳能光伏发电行业技术经济和环保门槛。为促进太阳能光伏发电产业的可持续发展和竞争力提升,国家应出台相关政策来规范太阳能光伏电池相关产业投资必要的技术经济和环保门槛,避免“遍地开花”的乱象,鼓励技术水平高、竞争力强、环境友好的太阳能光伏发电产业集群和龙头企业的发展。

(4)亟需加大资金投入和政策扶持力度。在2012年10月24日国务院发布《中国的能源政策(2012)》白皮书中强调积极利用太阳能。文中强调以增加当地电力供应为目的,建设大型并网光伏电站和太阳能热发电项目,鼓励在中东部地区建设与建筑结合的分布式光伏发电系统。

作者:高一翔麻建单位:华北电力大学

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