论文部分内容阅读
摘要：随着人类社会的发展，能源的消耗量正在不断增加，世界上的化石能源总有一天将达到极限。同时，由于大量燃烧矿物能源，全球的生态环境日益恶化，对人类的生存和发展构成了很大的威胁。在这样的背景下，太阳能作为一种巨量的可再生能源，引起了人们的重视，各国政府正在逐步推动太阳能光伏发电产业的发展[1]。而在我国，光伏系统的应用还刚刚起步，市场状况尚不明朗。针对这方面的空白，本文着重于今后发展前景广阔的光伏 并网系统。
关键词：光伏；发电系统；前景
一、光伏并网系统市场前景
目前，我国光伏产业十分兴旺，容易令人产生形势一派大好的错觉。但是必须看到，中国光伏市场的缺失给我国的光伏产业带来了很大隐患。下面从技术和市场两个方面阐述目前面临的主要问题。
（一）主要技术瓶颈
提到光伏系统的技术问题，其源头是高纯硅的提纯技术，以及如何减少单个电池片所使用的硅材料。而这里主要讨论光伏逆变器的技术问题：
（1）逆变器效率需要进一步提高。目前国际上逆变器产品的最高效率可以达到98%，但一般维持在95%左右，有些逆变器效率还会更低。如何通过减小开关管频率或其他途径减小逆变器损耗是一项很重要的课题。
（2）如何通过光伏电池模块的组合，发展新的拓扑结构以提高mppt的跟踪效率也是今后需要进一步研究的问题。目前流行的组串式拓扑结构和多组串式结构可以根据不同电池板上的光照不同分别进行mppt控制以提高效率，但这同时会带来成本的增加。
（3）随着光伏并网系统安装数量的增多，电网对其并网谐波的要求必然会越来越严格。目前一般产品的thd能够达到4%以下。如何进一步降低谐波仍有待研究。
（4）对于离网系统，由于目前还没有光伏系统专用的深放电、长寿命铅酸电池，一般电池的使用寿命在2～3年左右，经常更换蓄电池，使成本进一步提高。因此尽快研发出长寿命电池和通过系统控制满足蓄电池充放电的要求是今后离网系统需要着力解决的问题。
（5）可靠性仍然是制约光伏发电系统发展的重要问题。一些农村用的光伏路灯，其平均故障率（一年内发生故障的设备/总运行设备）达到了21%，致使使用单位不敢再用。其主要是参数匹配不恰当、保护功能不善等原因所致。
（二）国际市场前景
就目前世界形势来看，光伏并网发电已经成为太阳能发电的主流趋势。特别是单相3～5kwp的屋顶并网系统，以其投资门槛低、收益好，获得了德国等实施了《上网电价法》的国家居民的青睐。
可以预计，今后的国际市场中，光伏系统90%以上的应用形式是以光伏电站为代表的大型并网电站和以屋顶并网系统为代表的小型光伏并网系统。而光伏建筑一体化由于专用建筑材料的限制还不会有太大规模的应用，离网系统则只是作为边远地区居民、手机基站、灯塔等不便接线地区的电源设备，市场需求比较固定，不会有太多的增加。
在技术上，今后主电路拓扑会以组串式和多组串式这种安装灵活的结构形式为主。逆变器所用器件以igbt为主，10kw以下一般会使用ipm模块。逆变设备总体上向着低成本、高效率、小型化、更通用、更安全的方向发展。
（三）中国市场前景
对于国内光伏产业两头在外的局面，加速开拓国内市场是发展我国光伏产业的关键问题。但目前拉动内需、发展光伏市场的前景还不明朗，《可再生能源法》对光伏市场的驱动力量还十分有限。
其中制约光伏发电发展最主要的原因就是成本太高，我国的经济还没有达到日本和欧洲等发达国家的水平。虽然政府已经意识到能源替代的重要性，但我国当前的首要任务依然是发展经济，消除贫困。毕竟中国尚有2365万人年均收入低于683元的国家贫困线，按照国际通行的日消费1美元的标准，中国的赤贫人口有1.73亿。所以我国目前的基本政策还是以经济建设为中心。节能减排固然重要，但在光伏发电成本仍居高不下的时候是难以全面开展光伏发电项目的。这一点从目前光伏项目的工作重心偏重在农村电气化上也可以看出。
总的来说，我国太阳能发电的政策体系还不完善，经济激励力度较弱，相关政策之间缺乏协调，政策的稳定性差，还没有形成支持光伏发电持续发展的长效机制。虽然国家对光伏系统的发展逐步加大了支持力度，但由于没有建立起强制性的市场保障政策，无法形成稳定的市场需求，可再生能源发展缺少持续的市场拉动。
就我国的形势来说，由于目前光伏发电成本仍然是常规发电的8～10倍，如果不采取特殊措施，而只依靠技术进步，光伏发电成本到2050年左右才能接近当时常规发电成本水平。也就是说，如果政府不采取措施，在未来相当长的一段时间内光伏发电在中国难以走向市场。当前，我国一些专家呼吁政府效仿德国推行《上网电价法》的呼声很高。但到目前为止仍然难以知道我国推行《上网电价法》的具体时间表。从当前的市场和技术的发展来看，今后我国的光伏市场有以下两种发展趋势：
1.悲观估计
如果近几年没有出台切实可行的《上网电价法》。那么我国光伏市场的需求只会在政府项目的推动下缓慢发展。主要应用形式会有三种：第一是光伏系统政府示范工程，主要会用到10kwp～1mwp的光伏并网系统。第二是农村电气化的推动，继续发展户用10wp～50wp的离网系统和太阳能路灯。第三是西部一些缺电地区的企业安装光伏备用电源，即当电网正常供电时，光伏发电系统也正常发电以降低该企业的市电消耗量；当电网出现故障时，自动切换为离网模式向企业供电。由于没有体制保障，这三种形式的市场需求都不会很大，最终会导致大部分光伏电池和逆变器生产企业依靠出口生存。
2.乐观估计
如果我国于近年实施了《上网电价法》等一系列扶持政策。那么这将会是对我国光伏市场的一个重大刺激，光伏系统并网数量必然会迅速增加，我国各类系统市场份额有可能接近日本、德国等发达国家水平，城镇光伏市场会大幅度增长。农村离网系统也会得到一定的发展，但由于当地经济条件所限，所安装的系统均在20wp左右的水平，所以农村光伏发电市场需求仍然有限。
二、结束语
尽管光伏发电应用发展的道路会有一些曲折，但是其总的前景还是非常乐观的。太阳能取之不尽，用之不竭。随着经济与技术的进一步发展，太阳能光伏发电在不远的将来必将走向千家万户。
参考文献：
[1]赵争鸣，刘建政，孙晓英，袁立强.太阳能光伏发电及其应用. 北京：科学出版社， 2006
[2]中国可再生能源发展项目办公室.中国光伏产业发展研究报告（2006-2007）.北京， 2008
关键词：光伏；发电系统；前景
一、光伏并网系统市场前景
目前，我国光伏产业十分兴旺，容易令人产生形势一派大好的错觉。但是必须看到，中国光伏市场的缺失给我国的光伏产业带来了很大隐患。下面从技术和市场两个方面阐述目前面临的主要问题。
（一）主要技术瓶颈
提到光伏系统的技术问题，其源头是高纯硅的提纯技术，以及如何减少单个电池片所使用的硅材料。而这里主要讨论光伏逆变器的技术问题：
（1）逆变器效率需要进一步提高。目前国际上逆变器产品的最高效率可以达到98%，但一般维持在95%左右，有些逆变器效率还会更低。如何通过减小开关管频率或其他途径减小逆变器损耗是一项很重要的课题。
（2）如何通过光伏电池模块的组合，发展新的拓扑结构以提高mppt的跟踪效率也是今后需要进一步研究的问题。目前流行的组串式拓扑结构和多组串式结构可以根据不同电池板上的光照不同分别进行mppt控制以提高效率，但这同时会带来成本的增加。
（3）随着光伏并网系统安装数量的增多，电网对其并网谐波的要求必然会越来越严格。目前一般产品的thd能够达到4%以下。如何进一步降低谐波仍有待研究。
（4）对于离网系统，由于目前还没有光伏系统专用的深放电、长寿命铅酸电池，一般电池的使用寿命在2～3年左右，经常更换蓄电池，使成本进一步提高。因此尽快研发出长寿命电池和通过系统控制满足蓄电池充放电的要求是今后离网系统需要着力解决的问题。
（5）可靠性仍然是制约光伏发电系统发展的重要问题。一些农村用的光伏路灯，其平均故障率（一年内发生故障的设备/总运行设备）达到了21%，致使使用单位不敢再用。其主要是参数匹配不恰当、保护功能不善等原因所致。
（二）国际市场前景
就目前世界形势来看，光伏并网发电已经成为太阳能发电的主流趋势。特别是单相3～5kwp的屋顶并网系统，以其投资门槛低、收益好，获得了德国等实施了《上网电价法》的国家居民的青睐。
可以预计，今后的国际市场中，光伏系统90%以上的应用形式是以光伏电站为代表的大型并网电站和以屋顶并网系统为代表的小型光伏并网系统。而光伏建筑一体化由于专用建筑材料的限制还不会有太大规模的应用，离网系统则只是作为边远地区居民、手机基站、灯塔等不便接线地区的电源设备，市场需求比较固定，不会有太多的增加。
在技术上，今后主电路拓扑会以组串式和多组串式这种安装灵活的结构形式为主。逆变器所用器件以igbt为主，10kw以下一般会使用ipm模块。逆变设备总体上向着低成本、高效率、小型化、更通用、更安全的方向发展。
（三）中国市场前景
对于国内光伏产业两头在外的局面，加速开拓国内市场是发展我国光伏产业的关键问题。但目前拉动内需、发展光伏市场的前景还不明朗，《可再生能源法》对光伏市场的驱动力量还十分有限。
其中制约光伏发电发展最主要的原因就是成本太高，我国的经济还没有达到日本和欧洲等发达国家的水平。虽然政府已经意识到能源替代的重要性，但我国当前的首要任务依然是发展经济，消除贫困。毕竟中国尚有2365万人年均收入低于683元的国家贫困线，按照国际通行的日消费1美元的标准，中国的赤贫人口有1.73亿。所以我国目前的基本政策还是以经济建设为中心。节能减排固然重要，但在光伏发电成本仍居高不下的时候是难以全面开展光伏发电项目的。这一点从目前光伏项目的工作重心偏重在农村电气化上也可以看出。
总的来说，我国太阳能发电的政策体系还不完善，经济激励力度较弱，相关政策之间缺乏协调，政策的稳定性差，还没有形成支持光伏发电持续发展的长效机制。虽然国家对光伏系统的发展逐步加大了支持力度，但由于没有建立起强制性的市场保障政策，无法形成稳定的市场需求，可再生能源发展缺少持续的市场拉动。
就我国的形势来说，由于目前光伏发电成本仍然是常规发电的8～10倍，如果不采取特殊措施，而只依靠技术进步，光伏发电成本到2050年左右才能接近当时常规发电成本水平。也就是说，如果政府不采取措施，在未来相当长的一段时间内光伏发电在中国难以走向市场。当前，我国一些专家呼吁政府效仿德国推行《上网电价法》的呼声很高。但到目前为止仍然难以知道我国推行《上网电价法》的具体时间表。从当前的市场和技术的发展来看，今后我国的光伏市场有以下两种发展趋势：
1.悲观估计
如果近几年没有出台切实可行的《上网电价法》。那么我国光伏市场的需求只会在政府项目的推动下缓慢发展。主要应用形式会有三种：第一是光伏系统政府示范工程，主要会用到10kwp～1mwp的光伏并网系统。第二是农村电气化的推动，继续发展户用10wp～50wp的离网系统和太阳能路灯。第三是西部一些缺电地区的企业安装光伏备用电源，即当电网正常供电时，光伏发电系统也正常发电以降低该企业的市电消耗量；当电网出现故障时，自动切换为离网模式向企业供电。由于没有体制保障，这三种形式的市场需求都不会很大，最终会导致大部分光伏电池和逆变器生产企业依靠出口生存。
2.乐观估计
如果我国于近年实施了《上网电价法》等一系列扶持政策。那么这将会是对我国光伏市场的一个重大刺激，光伏系统并网数量必然会迅速增加，我国各类系统市场份额有可能接近日本、德国等发达国家水平，城镇光伏市场会大幅度增长。农村离网系统也会得到一定的发展，但由于当地经济条件所限，所安装的系统均在20wp左右的水平，所以农村光伏发电市场需求仍然有限。
二、结束语
尽管光伏发电应用发展的道路会有一些曲折，但是其总的前景还是非常乐观的。太阳能取之不尽，用之不竭。随着经济与技术的进一步发展，太阳能光伏发电在不远的将来必将走向千家万户。
参考文献：
[1]赵争鸣，刘建政，孙晓英，袁立强.太阳能光伏发电及其应用. 北京：科学出版社， 2006
[2]中国可再生能源发展项目办公室.中国光伏产业发展研究报告（2006-2007）.北京， 2008