随着中国人口快速增长,人民生活质量不断提高,对于能源的需求量也越来越高。根据数据统计:在过去10年中,中国的天然气消耗年均增长16%,2010年达到了1070×108m3;2011年,中国煤炭消耗总量约为35亿吨;2012年,中国石油消耗量同比增长5%,达到了5亿吨。能源消耗速度的骤增,导致我国化石能源剩余量日渐减少。据分析,我国煤炭可供开采量已不足百年,天然气仅够提供60年,而石油储量仅仅能供应20年。[1]
因此,为了应对日益严重的环境和能源问题,使社会实现可持续发展,迫使我们必须加强可再生能源的开发和利用。
可再生能源包括太阳能、风能、潮汐能、地热能、生物质能等。目前技术较为成熟、可大规模利用的有太阳能、风能、燃料电池和沼气。到目前为止,除水电以外,全球可再生能源发电的总容量已达4×104MW,其中太阳能发电机组容量约为1×104MW。
1.2太阳能光伏发电概述
1.2.1光伏发电的意义
为了能够长期稳定的供应能源,人类社会必须实施可持续发展战略,逐步改变依靠化石能源消耗的能源利用模式,大力开展新能源的开发和利用,并开展节能减排活动。
在当前高科技创新领域中,最理想、最具可持续发展的可再生资源,莫过于太阳能了。光伏系统直接将太阳能转换成电能,消除了机械运动和中间过程,使其具备高发电效率,技术开发潜力非常大。实践证明,在高于25年的寿命期内,光伏系统的运行发电几乎没有任何排放:没有排出废渣、废料、废水、废气等,碳排放量几乎为零,不会产生噪声污染,不会对环境和人产生危害,因此太阳能是当今最合适的环保型电力能源资源。[2]
据实验显示,硅太阳能电池的转换效率约为15%,是生物质能的10-30倍。有专家统计得出,中国的太阳能资源约为2.1万亿千瓦,因此只需开发其中的1%,就可以达到210亿千瓦,此数据远远超过风能的2.53亿千瓦、水电能的3.78亿千瓦以及生物质能的1亿千瓦。
太阳能光伏发电以其技术成熟、资源简易可得、应用简单等一系列优点,在所有可再生能源中具有十分明显的优势。随着不断下降的太阳能光伏电池成本、快速发展的太阳能光伏发电的技术,太阳能光伏发电将从替代能源逐步转变为常规能源,为我国未来的发展做出越来越重要的贡献。因此,不论从环境保护来讲,或是从能源战略来看,大力发展太阳能光伏发电都势在必行。
1.2.2我国光伏发电现状和前景
近年来,我国的大型光伏并网得到了快速建设,以华能、国电、华电、中节能等大型电力公司为主,在我国投资建设了数十兆瓦的大型电站,我国太阳能光伏产业逐渐实现了自给自足。
早在上世纪70年代,我国太阳能电池发电成本高达200元/千瓦时;上世纪80年代,我国的光伏产业处于刚起步阶段,发电成本约为40元/千瓦时;进入21世纪以来,我国自主研发了单晶硅光伏电池,其发电成本略有上升,约为44元/千瓦,而非晶硅电池的发电成本约为24元/千瓦时;至2008年,我国光伏电池发电成本降至10元/千瓦时;至2010年底,我国光伏电池的发电成本已降到1元/千瓦时左右,与常规发电成本基本相等。[3]
2002年,“西部省区无电乡通电计划"的实施解决了西部七个省区700多个无电乡的用电问题,,这一项目大大刺激了我国光伏产业的发展。自2009年7月“金太阳示范工程”正式启动以来,中国的光伏市场持续呈现高速增长,年均增长率超过200%。2011年8月26日,国家发改委颁布《太阳能光伏发电上网电价政策通知》,正式对非招标太阳能光伏发电项目实行全国统一的标杆上网电价,明确规定每千瓦时上网电价分别为1元和1.15元。该政策被认为是启动中国太阳能光伏市场最有效的举措。2013年,我国电池组件产量约为26GW,占全球份额超过60%,同比增长13%。国内市场也在快速增长,新增装机量超过12GW,累计装机量已超过20GW。 光伏发电系统中DC变换器设计与MPPT技术研究(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_15863.html