《電子技術(shù)應(yīng)用》
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太陽能新趨勢(shì) “光伏+”模式席卷而來

2016-03-29

  將太陽能發(fā)電風(fēng)能發(fā)電,、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及扶貧項(xiàng)目等相結(jié)合就構(gòu)成了光伏+模式,。說到光伏產(chǎn)業(yè)的具體應(yīng)用,多數(shù)人的腦海里都會(huì)出現(xiàn)西部戈壁灘或者沙漠建設(shè)的光伏電站,,或者工業(yè)廠房屋頂建設(shè)的分布式電站,。由于太陽輻射能量密度低,,建設(shè)光伏電站一般需要大面積的廉價(jià)土地,比如戈壁灘,、半固定的沙漠和鹽堿地等,。長期以來,我國主要在新疆,、青海,、甘肅、內(nèi)蒙古等地發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè),。但由于這些地區(qū)適合建設(shè)的地方十分有限,,且把這些電從沙漠地區(qū)運(yùn)輸?shù)焦I(yè)比較發(fā)達(dá)的沿海和南部地區(qū)成本比較高,所以中國目前的光伏電站已經(jīng)遭遇了發(fā)展的瓶頸,,西部地區(qū)的電站建設(shè)速度也逐漸放緩,。光伏+模式為太陽能產(chǎn)業(yè)指明了一條新的發(fā)展道路,不僅可以解決太能能自身的局限性,,又有效利用了土地資源,,更有可能為貧困農(nóng)民帶來造血能力。

  光伏+風(fēng)能提高可再生能源的綜合利用率

  太陽能和風(fēng)能是最普遍的自然資源,,也是取之不盡的可再生能源,,而且兩者在時(shí)間變化分布上有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。白天太陽光最強(qiáng)時(shí),,風(fēng)很小,,到了晚上,光照很弱,,但由于地表溫差變化大而風(fēng)能有所加強(qiáng),;在夏季,太陽光強(qiáng)度大而風(fēng)小,,冬季,,太陽光強(qiáng)度弱而風(fēng)大。太陽能和風(fēng)能在時(shí)間上的互補(bǔ)性使得風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在資源分布上具有很好的匹配性,,因此而建立起來的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)就資源條件而言是很好的獨(dú)立供電系統(tǒng),。

  光電系統(tǒng)是利用光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)換成電能,,然后通過控制器對(duì)蓄電池充電,最后通過逆變器對(duì)用電負(fù)荷(交流負(fù)載)供電的一套系統(tǒng),。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)供電可靠性高,,運(yùn)行維護(hù)成本低,缺點(diǎn)是系統(tǒng)造價(jià)高,。風(fēng)電系統(tǒng)則是利用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī),,將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能,然后通過控制器對(duì)蓄電池充電,,最后通過逆變器對(duì)用電負(fù)荷供電的一套系統(tǒng),。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)發(fā)電量較高,系統(tǒng)造價(jià)較低,,運(yùn)行維護(hù)成本低,,缺點(diǎn)就是小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可靠性低。

  雖然風(fēng)電和光電系統(tǒng)通過引入蓄電池儲(chǔ)能設(shè)備后能夠穩(wěn)定供電,,但系統(tǒng)每天的發(fā)電量受天氣的影響很大,,會(huì)引起系統(tǒng)的供電與用電負(fù)荷的不平衡,從而導(dǎo)致蓄電池組處于虧電狀態(tài)或過充電狀態(tài),,長期運(yùn)行會(huì)降低蓄電池組的使用壽命,,增加系統(tǒng)的維護(hù)投資,??紤]到風(fēng)電和光電系統(tǒng)在蓄電池組和逆變環(huán)節(jié)可以通用,所以建立風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在技術(shù)應(yīng)用上成為可能,,同時(shí)可以減少儲(chǔ)能設(shè)備—蓄電池的設(shè)計(jì)容量,,一定程度上消除了系統(tǒng)電量的供需不平衡,從而即降低了系統(tǒng)投資也減輕了系統(tǒng)維護(hù)工作量,。因此從技術(shù)評(píng)價(jià)來看,,風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是一種合理的獨(dú)立供電系統(tǒng)。

  風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在資源上彌補(bǔ)了風(fēng)電和光電獨(dú)立系統(tǒng)在資源上的各自缺陷,,在技術(shù)應(yīng)用中可以通過儲(chǔ)能環(huán)節(jié)使獨(dú)立的風(fēng)電,、光電系統(tǒng)得到合理化整合。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的用電負(fù)荷情況和資源條件進(jìn)行系統(tǒng)容量的合理配置,,既可保證發(fā)電系統(tǒng)的供電可靠性,,又可降低發(fā)電系統(tǒng)的造價(jià)。無論是怎樣的環(huán)境和怎樣的用電要求,,風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)都可作出最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案來滿足用戶的要求,。

  光伏+農(nóng)業(yè)提高單位土地產(chǎn)出率

  光伏+農(nóng)業(yè)作為一種新興的農(nóng)業(yè)形式,光伏農(nóng)業(yè)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)指明了一條“類工業(yè)”的綠色發(fā)展道路,。由于光伏發(fā)電不僅解決了取水灌溉,、機(jī)械動(dòng)力所需要的供電問題,,還可以產(chǎn)出多余的電力上網(wǎng)輸出,因此光伏農(nóng)業(yè)是符合生物鏈關(guān)系和生產(chǎn)原料能量系統(tǒng)要求的重要農(nóng)業(yè)工程形式,。從長遠(yuǎn)來看,,發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)不僅可以解決光伏產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)幍氐默F(xiàn)狀,對(duì)于我國的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型也具有重要意義,。

  光伏+農(nóng)業(yè)的模式主要通過在農(nóng)業(yè)大棚上架設(shè)不同透光率的太陽能電池板或者光伏薄膜來實(shí)現(xiàn),。其優(yōu)勢(shì)在于:首先,由于其具備一定的透光性,,不僅能滿足不同作物的采光需求,,可種植有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品、名貴苗木等各類高附加值作物,,還能夠養(yǎng)殖牲畜,、發(fā)展?jié)O業(yè),或者實(shí)現(xiàn)作物的反季種植,。其次,,光伏農(nóng)業(yè)大棚利用的是農(nóng)業(yè)大棚的棚頂,因此能夠節(jié)約土地資源,。最后,,作為一種新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營模式,在帶動(dòng)區(qū)域農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣和應(yīng)用的同時(shí),,通過實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科技化,、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化,將成為區(qū)域農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收的支柱型產(chǎn)業(yè),。比如光伏農(nóng)業(yè)大棚把農(nóng)業(yè),、生態(tài)和旅游業(yè)結(jié)合起來,利用田園景觀,、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng),、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和生態(tài)農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式,以貼近自然的特色旅游項(xiàng)目吸引周邊城市游客在周末及節(jié)假日作短期停留,,以最大限度利用資源,,增加旅游收益。

  在國家相關(guān)政策抑制大型集中式地面電站建設(shè),、分布式發(fā)展又遭遇“好屋頂難求”的背景下,,光伏蔬菜大棚、“漁光互補(bǔ)”水產(chǎn)養(yǎng)殖,、太陽能殺蟲等一系列農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,,為國內(nèi)光伏+農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來了新的機(jī)會(huì)。光伏技術(shù)和產(chǎn)品在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中有著廣泛的運(yùn)用前景和重大的現(xiàn)實(shí)意義,。有專家計(jì)算,,如果在全國大面積,、大范圍地推廣光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)品,其市場(chǎng)可達(dá)千億元規(guī)模,,在5年內(nèi)可達(dá)到萬億元規(guī)模,。

  光伏+扶貧項(xiàng)目惠農(nóng)新路

  光伏發(fā)電與扶貧相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了扶貧開發(fā)由“輸血式扶貧”向“造血式扶貧”的轉(zhuǎn)變,,開創(chuàng)了一條扶貧,、環(huán)保、光伏產(chǎn)業(yè)共贏的惠農(nóng)新路,。在政府和電網(wǎng)企業(yè)的大力支持下,,分布式光伏發(fā)電或?qū)⒏淖冐毨У貐^(qū)的面貌。

  光伏扶貧始于安徽省合肥市,。2013年,,合肥市政府在全市選擇了105戶農(nóng)村貧困家庭開展分布式光伏發(fā)電站建設(shè)試點(diǎn)工作,探索了一條農(nóng)村“無勞力,、無資金,、無穩(wěn)定收入來源”貧困農(nóng)戶脫貧解困的新路子。試點(diǎn)工程讓不少貧困人口的基本生活得到了保障,,合肥市首批試點(diǎn)電站發(fā)電90MWh,,上網(wǎng)電量73MWh,戶均季度增收632元,,最多1戶增收1093元,。

  光伏扶貧工程能為貧困戶帶來穩(wěn)定的家庭收入,并在資源與環(huán)境矛盾日益突出的今天,,能為環(huán)境減負(fù),,也是能源利用方式的改變。然而,,利用光伏發(fā)電達(dá)到扶貧目的,最重要的還是讓電力能夠上“網(wǎng)”,。這就需要電網(wǎng)的“最后一公里”,,將分散的光伏電站與電網(wǎng)連結(jié)起來。因此,,電網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)在光伏扶貧工作中起著至關(guān)重要的作用,。此前,國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司均已開展個(gè)人分布式光伏電站的并網(wǎng)工作,,制定了一系列優(yōu)惠的服務(wù)舉措,,包括為業(yè)主提供免費(fèi)的接入系統(tǒng)方案制定、并網(wǎng)檢測(cè),、調(diào)試等全過程服務(wù),,免收系統(tǒng)備用費(fèi),,按照國家政策全額收購富余電力等等。

  光伏+模式 分布式光伏發(fā)展新趨勢(shì)

  在國家大力發(fā)展低碳綠色經(jīng)濟(jì)的背景下,,政策利好+技術(shù)利好+環(huán)境利好,,天時(shí)地利人和有利于光伏+產(chǎn)業(yè)大發(fā)展。預(yù)計(jì)到2020年,,風(fēng)光互補(bǔ)分布式能源的消費(fèi)比化石能源還要便宜,。在“十三五”期間,通過推動(dòng)新能源的發(fā)展實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)扶貧,,使中西部地區(qū)的風(fēng)電,、太陽能資源豐富的地區(qū),通過分布式能源,、綠網(wǎng)型,、智能微網(wǎng)和新型城鎮(zhèn)化,利用這些載體,,可以迅速帶動(dòng)他們脫貧致富,、走向小康。由于建設(shè)農(nóng)業(yè)與光伏一體化電站,,將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植與光伏發(fā)電相結(jié)合,,提高光伏發(fā)電項(xiàng)目土地的綜合利用率,實(shí)現(xiàn)陽光,、土地資源的立體高效利用,,得到了眾多地區(qū)的青睞。


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