能源紧张对光伏产业影响研究论文

太阳能发电，太阳能LED照明节能减排，实现能源替代，效果显著。经过两年多的实践，人们认识到太阳能热利用是投资少、见效快、经济实用、节能减排，实现我国能源替代的一个好产业，国家也正大力扶持和支持，学校、宾馆、饭店、洗浴中心,广场，农村道路，市政要道等等纷纷建设太阳能照明系统，太阳能发电照明系统的市场存在扩大空间。新农村建设与建筑节能也为太阳能照明的应用推广带来机遇。我国虽号称世界生产第一大国，但中国太阳能发电LED照明市场不容乐观。伴随着中国太阳能LED照明产业的急速发展，行业内竞争者极剧增加，大量小规模生产企业和无品牌小作坊混杂其中。杂牌企业因为规模小、质量差、服务弱，只能依靠价格战生存，给真正高投入进行产品研发、推广和生产的优秀企业带来困难，进而影响了太阳能LED照明的产业形象，阻碍了太阳能发电LED照明系统的推广使用。目前全国太阳能发电LED照明企业已达5000多家，然而，实际年产值过亿元的企业只有20家，前十名品牌市场份额相加起来也不超过20%。散、乱、差已经成为行业健康发展的瓶颈。目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%左右，降低照明用电是节省能源的重要途径。为实现这一目标，业界已研究开发出多种节能照明器具，并取得了一定的成效。但是，距离“绿色照明”的要求还较远，开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。到2006年底，我国可再生能源利用量总计为2亿吨标准煤（不包括传统方式利用生物质能），约占个百分点，为2010年实现可再生能源占全国一次能源消费总量10%的目标迈出了坚实的一步。目前，我国正在从以下几个方面来推动光伏发电的国内市场发展：一、启动送电到村工程;二、在特殊工程上运用光伏发电，如世博会、奥运会等;三、在沙漠地区建光伏电站;四、动员一些城市启动屋顶计划;五、研究制定提高光伏发电竞争力的电价政策（光伏产品90%的出口以及国内市场的缺失，都可能限制中国光伏产业的长远发展。一旦国外光伏产业政策有变或者为保护本国产业采取限制进口的措施，中国近年来大量上马的光伏项目将面临困境）。 a. 太阳能照明的技术创新 LED以低功耗、超常的使用寿命被广泛应用到信号指示、数码显示等弱电领域。然而，由于传统LED光源开光角小，点面积的亮度高，光的散射具有极强的方向性，光源易形成光点，光均匀度不好等因素，束缚了其在照明领域的应用。通过对传统太阳能照明灯具结构、智能控制器、反光灯角度的更新和技术改进，进行最佳倾斜角设计，使平头和圆头优势互补，从而使其发光更均匀、整体亮度更高、成本更低、更有利于应用推广。平头LED的柱式和炬式组合光源结构，通过合理控制平头超高亮度白光LED安装倾斜角度，使LED组合光源所发出照明光的均匀度及照度得到大幅提升。该技术不但能使光效加强，而且组合光源耗能仅4W左右，所发出光的亮度可达20W节能灯或40W白炽灯的亮度，可以更有效利用太阳能。只需要12W太阳能电池的容量，12V/24Ah的蓄电池组就能够保证此种LED发光源在5个阴雨天持续有效工作，并且，使用寿命在10万个小时以上，为节能灯的10倍以上。为路灯领域专门研制的组合发光源——十字型和矩形组合发光源，充分发挥平头LED开光角度大光均匀度好和圆头LED点面积亮度高的优点，使两者取长补短，发挥最大的光效，克服了平头LED点面积亮度不如圆头LED，而圆头LED光均匀度不如平头LED的缺点。在控制器方面，利用太阳能光电转换技术，实现电能的最大化收集，在电能的储备完成后，蓄电池向发光源提供12V直流电源，使发光源产生6500K的白光。同时，通过精简智能控制器结构，使结构更加简单，故障率更低，为进一步降低成本做好了技术准备。而且，通过检测太阳能电池输出和蓄电池电量，从而确定系统工作状态，实现了整个系统的自动控制和智能管理。 b. 太阳能照明灯具的推广应用太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其无可比拟的优势得到迅速的推广应用。作为第四代新光源，在城市亮化美化、道路照明、庭院照明、室内照明以及其他各领域的照明和应用中得到了有效的利用。尤其是在偏远无电地区，太阳能照明灯具更具有广泛的应用前景。一般人认为，节能灯可节能4/5是伟大的创举，但LED比节能灯还要节能1/4，这是固体光源伟大的革新。除此之外，LED还具有光线质量高，基本上无辐射，可靠耐用，维护费用极为低廉等优势，属于典型的绿色照明光源。超高亮LED的研制成功，大大地降低了太阳能灯具使用成本，使之达到或接近工频交流电照明系统初装的成本报价，并且具有保护环境、安装简便、操作安全、经济节能等优点。由于LED具有的光效率高，发热量低等优势，已经越来越多地应用在照明领域，并呈现出取代传统照明光源的趋势。在我国西部，非主干道太阳能路灯、太阳能庭院灯渐成规模。随着太阳能灯具的大力发展，“绿色照明”必将会成为一种必然趋势节能发电照明下太阳能的机会：2010年，中国道路照明市场预期达2800多万盏路灯，每年约新增及更换路灯达300-400万盏，呈现出庞大的LED大功率路灯市场。2011年LED路灯增长约800多万盏，产值达亿美元。随着LED光效的提高与价格的下降而大面积应用，由此LED照明市场需求的潜力将会迸发。行业背景：LED照明中南市场润含商机无限我国经济建设情况好转，城市化基础建设进程加快,使LED照明产业得到了迅猛发展。中部崛起战略的实施，文明城市创建，将促使湖南经济不断发展，城市基础设施建设不断加快，城市道路照明设施数量大幅剧增2010年的春季灯饰展共有9个国家和地区的381家商号参展，吸引了22,784名业内买家参观，较2009年增加40%。专区大放光芒大会设置不同专区，以突显灯饰业主要的业务领域，除了LED照明专区及环保照明专区，还有迎合市场对节庆及装饰灯具需求的装饰照明专区，其他专区包括灯饰配件及零件专区，灯饰管理丶设计及技术专区，以及专业照明专区。太阳能灯展会说明：美国和中国内地是最大的市场，分别占23%及20%份额。春季灯饰展在4月举行，国际买家都在这个采购旺季汇聚亚洲，观摩最新产品，发掘新颖意念。促进资讯交流照明科技持续向前迈进，推动灯饰业蒸蒸日上，业者必须追上业界步伐，留意市场最新动态。加大高效照明产品推广力度，增强居民使用高效照明产品意愿，加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用，打造自己的优势品牌已成为我国灯具行业结构调整的重点和灯具行业持续发展的目标。另外，从技术的角度来说，太阳能充电站既是充电站，也是发电站，也是储能电站，三位一体，看上去很美。但是从商业的角度来说，如果只是经营这三项业务，很可能是长期亏损的。太阳能充电站首先必须是电动自行车、电动摩托车和电动汽车的销售和服务网点，这样才能保证从开始营运就有一定的现金收入。其次，太阳能充电站必须建设咖啡店、杂货店、茶餐厅之类的服务设施，因为充电和维护的时间比加油的时间要长，客户正好利用这段时间休闲购物。因为太阳能充电站既没有汽油和柴油的异味，也没有油库起火的恐惧，来往均是零排放的车辆，如果规划设计和管理得法，它们完全可以成为城市沙漠里的绿洲，成为农村绿洲里的宫殿，成为城乡结合的靓丽风景线。设想中国的高速公路(甚至非高速的公路)旁建满了太阳能充电站会是一番什么样的景象……，这便是我们梦寐以求的城乡一体化，因为城市延伸到了乡村，而乡村延伸到了城市；这便是我们梦寐以求的低碳经济，因为太阳能充电站完全没有碳排放；这便是我们梦寐以求的拉动内需，因为太阳能充电站的投资与消费都在国内，既不需要出口，也不需要进口；这便是我们梦寐以求的经济结构转型和产业升级，因为太阳能充电站既是高科技，又是服务业，完全没有重复建设和产能过剩的问题；这便是我们梦寐以求的能源安全，因为太阳能不需要进口，不怕索马里海盗，不经过马六甲海峡，也不担心核辐射。能源供应是制约中国增长和崛起的根本问题，而太阳能是地球的终极能源。与其花几百亿几千亿到塔里木建太阳能电站再花几千亿几万亿许输送到万家亿户，不如花几万亿在全国各地建几百万几千万个太阳能充电站。如果全国能够比较均衡地发展，大家也就不会挤在北京上海深圳几个大城市，把楼价炒到几十万一平米让亿万百姓望楼兴叹毕生戮力为一蜗居而不可得。太阳能充电站是中国人的机会，是中国人投资的机会，就业的机会，改善居住环境和提高消费水平的机会。2）. 风险研究：1. 硅原料供应紧张今天这个行业面临的最重要的问题就是硅原料供应。一年前，在第一份太阳能行业报告中，我们预测对硅原料的强劲需求增长伴随着有限的产能扩张，将导致非常高的硅料价格，以及硅料利用率的迅速提高，在过去的一年里，这个故事变成现实。下面是对供应紧张情况的描述以及这个紧张市场带来的正面和负面影响的仔细分析电子和太阳能两个行业使用的高纯度硅从2009 年的31000 吨增长到2010 年的35000吨左右，这个增长是由电子行业5%的年用量增长和太阳能行业20%的年用量增长推动的。许多太阳能公司要使用大量的硅料，如Evergreen Solar，京磁，茂迪，夏普，SolarWorld，Suntech（无锡尚德）等，如果原料充足，太阳能行业可以消耗更多的原料，因为太阳能终端用户的需求增长远超过目前可得到的硅原料。我们预计明年使用的硅料将增长到39000吨，增长速度仅受限于硅料供应。 2. 太阳能行业硅料用量供应跟不上飚升的需求的原因是新的硅料生产线（即使是熟地工厂）需要18 到24 个月的建设期，而5000 吨的产能需要亿到5 亿美元的投资。短期的措施是消除生产薄弱环节，生产线满负荷运作，降低库存。去年以上情况都发生了，但只起到有限的作用。我们的调查显示，全球产量将从2009 年的61000 吨增长到2010 年的65000 吨和2007 年的52000吨（产量和用量之间的差额是约1000 吨废料），总体而言，这些短期措施仅使年供应量增加了12%，如果全部用于太阳能相当于300 兆瓦，虽然这些增长已相当可观，但是它是远远不能满足快速增长的太阳能行业的需求。由于来自太阳能行业的需求增长超过了产能的增长，导致硅料的价格大幅上升，在过去的两年，太阳能级的硅料价格上涨了67%，从2009 年的每公斤24 美元到2010 年的32 美元及今年的40 美元，而2012 年很可能进一步上涨到每公斤50 美元。电子级硅料的价格也跟随同样的上涨步伐（通常电子级硅的成本比太阳能级的硅高10 美元/公斤）。值得指出的是对太阳能级硅料价格的预估超出了我们在去年报告中的预估，同时值得注意的是我们看到价格还有上涨的潜力，因为太阳能和电子公司双方都在继续争夺硅料的供应。a. 硅料紧张的正面影响 1、促进了上业的利润增长紧张的硅料市场对这个行业里的公司具有正面的影响，随着科技泡沫的破灭，硅料生产商经历了数年的损失，而如今Hemloack，Wacker，Tokuyama，Rec 和MEMC 等公司正享受一段非常有利可图的时期。两年中，太阳能级和电子级硅料全球平均价格都上涨了大约15美元/公斤，这个结果导致它们的税前利润率从盈亏平衡上升到30%，我们预期2012 年会进一步上升到40%。面对飚升的需求和高涨的价格，所有原料生产商的一致反应是扩大产能。从硅料的长期展望来看，到2010 年硅料产量将有非常大的增长。根据已经投资和很可能投资的产能扩张计划，我们回首硅料产量从2005 年的32000 吨增长到2006 年的36000 吨，2007 年的42000 吨，2008 年的52000 吨，2009 年的61000 吨，2010 年的65000 吨。2010年的预测中包括中国、台湾和韩国等东亚地区的约10000 吨。 2、减少了中游的价格竞争压力与硅料短缺对很多太阳能公司是不利的观点相反，我们认为价格上涨对很多公司是一个好消息。在通常情况下，紧张的硅料市场意味着下游的价格竞争在减弱，因为能获取原料比价格更重要。实际影响是，硅原料价格的上涨已传导到整个供应链，在供应链的每个层面都可以看到价格的上涨。我们预计硅料价格从去年的每公斤32 美元上涨到今年的40 美元和2012 年的50 美元，这意味着太阳能电池每瓦的硅料成本在2009 年上升了美元，2010年上升了美元。硅料成本的上升已经被硅片、电池片和组件价格的上涨所抵消，简而言之，硅料价格的上涨对许多太阳能公司都是一个好消息。 3、硅料利用率的持续提高随着供应紧张和价格上涨，供应商和下游客户都有非常大的动力来提高硅料的使用效率，在整个生产供应链的各个步骤都取得了一定进步。在上游，硅料生产商减少废品率，大型硅料生产商的废品率占整个产量的比重由一年前的10%下降到2010 年的5%。同样，硅锭制造商在利用更多的可循环原料，硅片制造商在切割更薄的硅片并减少切割的损耗，电池片制造商在生产转换效率更高的电池。例如，夏普生产的部分电池的厚度已低于200 微米，2009年行业平均厚度约为300 微米，Sunpower 公司生产的电池的转换效率达到21%，2009年行业平均转换效率为17％。所有这些努力都对减少硅原料的每瓦用量产生了可观的作用，根据众多调查，硅原料的每瓦用料从2009 的12 克减少到2010 年的11克，2012 年将进一步下降到10 克。这等于在相同的硅料用量下2010 年新增了100MW 的产量，2011 年新增了225MW产量（相当于2009 年全年产量的20%） 4、鼓励成本的节约因为价格竞争有限，任何成本的节约直接增加了利润空间，这产生了减少成本的强大动力。减少成本通常集中在提高硅料的使用效率上，例如减少切割损耗，切出更薄的硅片和提高太阳能电池的转换效率。利润增加的一个事例是，REC 的子公司ScanWafer 生产的硅片约占全球的13%（2009 年为300MW），尽管硅料价格在上涨（ScanWafer 是按市场价从REC 子公司SGS 内部获取硅料的），ScanWafer 的EBIT 利润率从4%提高到13%，增长了3 倍，同样的事例也发生在电池和组件身上（注：中国的企业在组件生产具有巨大的人工成本优势）。在所有中游制造商都在努力大幅降低成本的情况下，我们预期那些没有受到硅料供应紧张影响的公司的利润率，在未来的18 到24 个月将进一步提高。 5、促使市场集中度的提高可能有一打的中游的优势公司将会从紧张的市场中获益，这包括那些与原料供应商有很强战略关系的大型硅片、电池片和组件公司，如Sharp，SolarWorld，REC，Q－cells，以及那些在硅料使用效率处于行业领先因而能支付较高的硅料价格的公司，如EvergreenSolar，Sunpower，RWE Schott，另外投资扩张于非硅技术的公司如ECD，First Solar，Wurth也有可能扩大市场份额。总之，我们预期领先的太阳能电池制造商的市场份额在2010 和2011年将继续扩大。 6、促进非晶硅技术的发展硅料供应紧张和价格上涨促使非晶硅技术的产出在上升，我们预计基于非晶硅技术的太阳能电池的产量将从2009 年的90MW 提高到2010 年的140MW 和2011 年的240MW，这些增长主要来自于CSG－Solar，Fisrt Solar，ECD，Kaneka，Mitsubishi Heavy，Fuji Electric，Antec Solar，Shell，Wurth，Daystar 以及其它公司。总结：我们对硅料供应自下而上的估算表明，尽管存在原料供应紧张的问题，整个太阳能电池行业在2010 和2011 年产量将持续快速增长，我们预期2012 年产量至少增加，从2009 年的增加到以上。这种增长是由硅料产量的增加，硅料库存的减少，硅利用率的提高以及非硅技术的新增部分等几个因素共同促成的。在2010 年，以上因素会促使太阳能电池产量增加到。这意味2005 年产量至少增长30%，2006 年至少增长35%。b. 硅料紧张的负面影响紧张的硅料市场当然具有负面的作用，尤其是它增加了所有公司的波动和风险。甚至是有可靠原料供应和产能利用率高的公司也可能出现盈利的波动。硅料供应紧张可能造成更高波动和风险的几个原因如下： 1、原料库存水平降低许多公司的硅原料库存（指多晶硅和硅片）已经降至极低，一家大型电池和组件公司的原料库存从2004 初的50 天下降到只有不到5 天的原料库存。许多小公司根本没有硅料和硅片库存，这些小公司面临缺少原料而被市场挤出的风险，硅料供应商倾向于供给那些他们认为有很大机会生存以及履行长期合约的大客户。很低的原料库存增加了产量和盈利波动的风险，例如台湾茂迪2005 年第一季由于硅片短缺，销售收入月环比出现了9%的负增长（同比则增长了164%）。 2、发生工厂事故的可能硅料市场的另一个风险来自于硅料工厂可能发生事故，表面看，这种风险是真实存在的，因为为了满足需求，这些工厂都在超负荷运转，几乎没有维护。经管如此，对大型硅料生产商的调查说明，根据历史纪录判断发生大的事故的可能性很小。但是现在，这种风险值得牢记在心，因为它会对中游生产商的产量和利润带来波动。例如，一座年产5000 吨的工厂由于事故关闭了一周，将减少100 吨的硅料供应，相当于8MW 的光伏产量。虽然8MW 只是全球年产量的％，它是夏普月产量的25%，占小公司产量的比例就更高，而小公司可能会因事故而被完全中断原料供应。 3、电子需求的复苏还有一个风险来自于电子工业需求增长速度的大幅提高。我们预计在2010 和2011 年电子工业硅料用量的年增长率为5%，在目前的订单和电子工业下游增长速率的情况下，大部分被调查者认为这样的用量增长是现实的。但是如果电子产品的需求超过了这个水平，它将会对太阳能行业的硅料供应造成挤压，从而产生更大的波动。 4、传统硅料供应链关系的混乱传统上，太阳能行业使用的大部分硅都是由硅锭和硅片制造商购买的，这些硅料来自于硅料生产商、再循环的硅料以及电子工业的晶片生产商手中。随着硅料市场变得越来越紧张，下游的公司如电池片公司、组件制造商，甚至零售商和系统安装公司也在与硅料公司联系，期望为他们的上游公司获取硅料。紧张的市场和传统销售渠道的混乱造成快速膨胀的大量客户涌向所有可能的供应商那儿寻找硅料，这个结果产生了人为需求和甚至蜂抢的短缺心理。 5、产能利用率下降表面上看，太阳能电池产量的增长似乎是强劲的，但是它远远不能满足终端客户的需求以及太阳能生产商的需求，根据调查，全球硅锭、硅片、电池片和组件公司的产能利用率只有70-80%。许多公司的产能利用率更低，例如在中国，硅锭和硅片公司的产能利用率通常低于50%。随着下半年新增产能的释放，这个数值可能会继续下降。显然，低的产能利用率对利润率有很大的冲击。以上对整个行业是个坏消息，但这只是故事的一部分，因为紧张的硅料市场会给优势企业带来暴利。对硅料产能制约的总结。我们认为在未来两年硅料供应紧张是太阳能行业最主要的风险，如果其中某些公司无法获取足够的原料供应，将会造成盈利增长波动的风险。但是，紧张的硅料市场也有积极的一面，尤其对那些能够成功获取硅料的公司，例如上游企业高额的利润率，减少了中下游企业的竞争，成本节约带来的利润增长，市场集中度的提高等，总体而言，硅料紧张提高了盈利空间但也带来了很大的波动，为了平衡原料供应给公司带来的风险，我们建议投资者对太阳能采取组合投资的方式。

什么是太阳能光伏太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。太阳能电池发电历史自从1954年第一块实用光伏电池问世以来，太阳光伏发电取得了长足的进步。但比计算机和光纤通讯的发展要慢得多。其原因可能是人们对信息的追求特别强烈，而常规能源还能满足人类对能源的需求。1973年的石油危机和90年代的环境污染问题大大促进了太阳光伏发电的发展。其发展过程简列如下：1839年法国科学家贝克勒尔发现“光生伏特效应”，即“光伏效应”。1876年亚当斯等在金属和硒片上发现固态光伏效应。1883年制成第一个“硒光电池”，用作敏感器件。1930年肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年，朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳电池”，使太阳能变成电能。1931年布鲁诺将铜化合物和硒银电极浸入电解液，在阳光下启动了一个电动机。1932年奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳电池。1941年奥尔在硅上发现光伏效应。1954年恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室，首次制成了实用的单晶太阳电池，效率为6%。同年，韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成了第一块薄膜太阳电池。1955年吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。同年，第一个光电航标灯问世。美国RCA研究砷化镓太阳电池。1957年硅太阳电池效率达8%。1958年太阳电池首次在空间应用，装备美国先锋1号卫星电源。1959年第一个多晶硅太阳电池问世，效率达5%。1960年硅太阳电池首次实现并网运行。1962年砷化镓太阳电池光电转换效率达13%。1969年薄膜硫化镉太阳电池效率达8%。1972年罗非斯基研制出紫光电池，效率达16%。1972年美国宇航公司背场电池问世。1973年砷化镓太阳电池效率达15%。1974年 COMSAT研究所提出无反射绒面电池，硅太阳电池效率达18%。1975年非晶硅太阳电池问世。同年，带硅电池效率达6%~%。1976年多晶硅太阳电池效率达10%。1978年美国建成100kWp太阳地面光伏电站。1980年单晶硅太阳电池效率达20%，砷化镓电池达，多晶硅电池达，硫化镉电池达。1983年美国建成1MWp光伏电站；冶金硅（外延）电池效率达。1986年美国建成光伏电站。1990年德国提出“2000个光伏屋顶计划”，每个家庭的屋顶装3~5kWp光伏电池。1995年高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%。1997年美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”，在2010年以前为100万户，每户安装3~5kWp。光伏电池。有太阳时光伏屋顶向电网供电，电表反转；无太阳时电网向家庭供电，电表正转。家庭只需交“净电费”。1997年日本“新阳光计划”提出到2010年生产43亿Wp光伏电池。1997年欧洲联盟计划到2010年生产37亿Wp光伏电池。1998年单晶硅光伏电池效率达25%。荷兰政府提出“荷兰百万个太阳光伏屋顶计划”，到2020年完成。中国光伏发电产业的发展中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展。2007年，中国光伏电池产量首次超过德国和日本，居世界第一位。2008年的产量继续提高，达到了200万千瓦。近5年来，中国光伏电池产量年增长速度为1-3倍，光伏电池产量占全球产量的比例也由2002年％增长到2008年的近15％。商业化晶体硅太阳能电池的效率也从3年前的13％-14％提高到16％-17％。因美国次贷问题而引发的金融危机，从华尔街迅速向全球蔓延，致使部分金融机构轰然倒塌，证券市场持续低迷，石油价格大幅下滑。中国光伏发电产业近年发展迅速，成为政府重视、股市活跃、风投青睐、各行各业蜂涌相聚的世界太阳谷。由于设备、原料和市场三头在外，它对美国、欧洲和日本等国际市场存在很大依存度。随着这场金融危机特别是国际油价的大幅下挫，对中国光伏发电业的投资资金、出口订单等方面产生重大影响，但金融危机对光伏产业的巨大影响一定会在未来的某个时间得到消化。长远来看，世界光伏市场的政策推动力依然存在，光伏产业的市场成长依然强劲。注：更多资料，请参考光电新闻网，里面有太阳能光伏频道专讲的

太阳能光伏发电是当前利用新能源的主要方式之一，光伏并网发电是光伏发电的发展趋势。光伏并网发电的主要问题是提高系统中太阳能电池阵列的工作效率和整个系统的工作稳定性，实现并网发电系统输出的交流正弦电流与电网电压同频同相[1-2]。最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)是太阳能光伏发电系统中的重要技术，它能充分提高光伏阵列的整体效率。在确定的外部条件下，随着负载的变化，太阳能电池的输出功率也会变化，但始终存在一个最大功率点。当工作环境变化时，特别是日光照度和结温变化时，太阳能电池的输出特性也随之变化，且太阳能电池输出特性的变化非常复杂。目前太阳能光伏发电系统转换效率较低且价格昂贵，因此，使用最大功率点跟踪技术提高太阳能电池的利用效率，充分利用太阳能电池的转换能量，应是光伏系统研究的一个重要方向。关键词：光伏并网发电系统应用现状光伏并网逆变器技术特点最大功率点 1 引言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 var script = ('script'); = ''; (script); 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，通过对国内外市场和技术的调研，分析了目前光伏市场发展的瓶颈并预测了未来光伏发电的发展前景。相信作为当今发展最迅速的高新技术之一，太阳能光伏发电技术，特别是光伏并网发电技术将为今后的电力工业以及能源结构带来新的变化。 2 光伏并网系统应用现状全球应用现状目前，全球的光伏市场正处于稳定增长阶段。据solarbuzz llc.年度pv工业报告显示，2007年世界光伏市场比2006年增长了62%，2007年一年的安装量为2826mwp。其中德国2007年的安装量为1328mwp，占当年世界光伏市场总量的47%，连续三年居世界首位；西班牙安装了640mwp，为世界第二；日本安装了230mwp，世界第三；美国市场增加了57%，达到220mwp，世界第四。表1和图1给出了2006年和2007年世界不同国家和地区的光伏市场份额[2]。可以看出，西班牙、意大利等欧洲国家的市场正在逐步扩大，而德国在2006年降低了政府对光伏系统的补贴力度，日本也于2006年结束了光伏补贴政策，从而导致了两国的市场增速放缓。中国市场也略有增加，但对于全球光伏市场来说影响甚微。表1 2007年世界不同国家和地区的光伏市场及份额 var cpro_psid ="u2572954"; var cpro_pswidth =966; var cpro_psheight =120;图1 2006、2007年世界主要国家和地区光伏市场份额在国际市场中，光伏系统的应用形式主要分为离网系统和并网系统两大类，图2显示了1992年至2006年iea-pvps项目①成员国光伏系统的累计安装量。可以看到，并网系统已经毫无争议的占据了市场的主导地位，达到了90%以上，成为该领域的发展潮流。 j ka 图2 iea-pvps项目成员国光伏系统累计安装量并网系统又分为分布式和集中式两种。分布式主要应用在城市屋顶并网、光伏建筑一体化和光伏声屏障系统等方面。这种系统占地少、安装灵活、投资门槛低。与离网系统相比，因为有电网电压支撑，可以不考虑负载特性而最大化的提供功率，且省去了蓄电池降低了系统成本。在德国、日本、美国等提供上网电价补贴的发达国家，普通居民均可投资建设并获取利润。而集中式则主要指大型光伏并网电站，因为需要大量土地，一般建于大漠中，作为大电源直接向高压电网送电。由于成本较高，一般由政府出资建设。由于欧美、日本等发达国家均实施了相应的措施鼓励居民投资屋顶光伏系统。如德国实施了《上网电价法》，政府购电的价格达到德国火电价格的十倍左右；美国则是通过抵税政策来支持企业和个人投资光伏并网系统。因此，分布式并网系统的市场份额要远远大于集中式并网系统。在iea-pvps项目成员国中就达到了14:1。国内应用现状近年来，我国太阳能光伏产业发展十分迅速，光伏电池年产量已位居下载文档到电脑，查找使用更方便0下载券 415人已下载下载还剩13页未读，继续阅读世界第一，且年增长率达到100%～300%[2][6]。而与之相对，我国的光伏市场发展相对迟缓，甚至可以说严重落后于光伏产业的发展。图3显示了自1995年以来我国光伏市场的发展情况。可以看出，我国光伏市场的发展相当缓慢，2002～2003年国家启动“送电到乡”工程，导致安装量有所突增，2004、2005年回落到年安装量约5mwp的水平[2][7]。2006年以后，由于国家大型并网工程的促进又有所回升。以2007年为例，我国当年光伏电池产量达到1088mwp，但国内只安装了20mwp，其余几乎全部用于出口。可见，我国真正的太阳能光伏市场还远没有形成。图3 1995年～ 2007年我国光伏系统的年装机和累计装机容量变化截止到2007年底，我国国内光伏系统的累计安装量只有100mwp，与全球近12gwp的装机容量相比所占份额非常小。其具体分配比例如图4所示，可以看到，这些装机大部分均用于农村电气化，以解决无电地区人民的生活用电问题，而并网系统仅占到了6%[2]。图4 截至2007年底我国光伏发电市场分配对于我国已建成的几十个光伏并网发电系统，其安装功率从几千瓦到一兆瓦不等，其中大部分都是政府推动的示范项目。由于我国电网技术等原因，这些已建成的示范项目大部分处于试验性并网状态，大多数都安装了防逆流装置，不允许光伏电力通过电力变压器向高压电网（10kv）反送电，而只允许在低压侧（380/220v）自发自用。总体来说，随着时间的推移，所建设并网系统的容量也在逐渐增大，目前有8座兆瓦级光伏电站正在建设之中，预计2009年底可以完工。另外，为了体现北京奥运会绿色奥运的精神，北京在国家体育中心、丰台垒球中心等奥运场馆均使用了100kwp左右的光伏并网系统，用来降低建筑物能耗。这些示范工程在促进光伏并网技术发展、降低co2排放等方面起到了很好的推动作用。但就其经济性来讲，由于当前组件价格较贵，所以还是很不划算的。以首都博物馆新馆安装的300kwp并网太阳能系统为例，总造价约2000万元人民币。而北京每天的标准日照时间为4～5个小时，如果以事业型部门电价元/度计算，一年最多节约电费：≈万元。回收成本共需要：≈年。而电池板的寿命一般只有20～30年，这显然是不划算的。又如深圳国际园林花卉博览园1mwp并网项目，总投资6600万人民币，而20年运营期内节约的电费只有1360万元[8]。因此，今后较长的时间内光伏并网发电仍需要政府政策的扶持才能发展。 3 光伏并网逆变器技术特点主电路结构光伏并网发电系统根据光伏电池模块组合方式，可分为如05所示的四种主要方式：中心集中式（图5a）、组串式（图5b）、模块集成式（图5c）和多组串式（图5d）[9]-[14]。图5 光伏系统与组件的组合方式中心集中式是将多个光伏模块进行串并联的排列组合然后接入到一个逆变器上。这种结构可以直接向光伏逆变器输入高电压和大电流，提高了转换效率。而且装置比较简单、成本低，适用于大型的高功率

电网对光伏发电站的影响研究论文

目前基于光伏发电内容的教学存在知识偏难、理论过多等现状。下面是我整理了光伏发电技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!

太阳能光伏发电技术应用

摘要：太阳能光伏发电固然有其独特的优势所在，但是在经济利益复杂和多重能源并存的局面下，我国的太阳能光伏产业机遇和挑战是共存的。本文主要介绍了太阳能光伏发电技术的应用进行了分析探讨。

关键词：太阳能;光伏发电技术;应用

中图分类号：TK511文献标识码： A

一、太阳能光伏发电的优缺点

1、太阳能光伏发电的优点

与火力发电系统相比，太阳能光伏发电的优点主要是：从环境效益上说，太阳能光伏发电污染排放少，不会有资源枯竭的危险，使用者心理上更容易接受，符合现代人绿色环保的能源理念。从经济效益上说，太阳能光伏发电能源质量，不需要消耗燃料、不受地域限制，设施一旦投放，即可就地发电，经济效益显著。从技术角度而言，太阳能光伏发电技术已经日趋成熟，无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠，一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，维护成本低。

2、太阳能光伏发电的缺点

从环境效益上来说，光伏生产最重要的一个环节就是多晶硅的生产。多晶硅行业是个重污染的行业，国内尾气回收工艺不尽完善，晶硅副产品是四化硅是高毒物质，倾倒或掩埋四氯化硅将造成寸草不生土地几百年都无法使用等巨大的环境风险。

从经济效益上来说，虽然太阳能光伏一点投入使用后便会产生巨大的经济效益，但是在前期投入上，投入成本仍然是巨大的。他能量密度低、需要占用大量的土地资源，且受气候因素和地理位置的影响较大。再者，太阳能电池组件成本高昂，目前仍然达不到将其进行民用普及的水平。

从技术角度来说，目前太阳能光伏技术已经日趋成熟，但是目前太阳能电池生产成本迟迟不能降下来也可以说是一个技术难度。为了降低成本，现在普遍采用多晶硅代替电池中的单晶硅。多晶硅材料制备的新技术、快速掺杂表面处理技术、提高硅片质量等是当前的主要技术问题。

二、太阳能光伏发电产业存在的一些问题

1、太阳能光伏发电并网问题

未来太阳能能源肯定是重要的能源供应来源，当光伏发电在电网电源中的比例达到一定规模时，必须考虑其对电网电压频率控制的影响，必须对光伏电站进行科学合理的调度运行控制。光伏发电的大规模接入增加了电网的安全稳定控制难度，如何利用光伏发电并网智能化技术提高电网安全稳定水平是突破的重点之一。

2、光伏产业盲目扩张，产业和市场不对等，不利于行业健康发展

过去几年内，我国光伏产业界抓住欧美国家光伏市场的快速增长的机遇，利用国内人力和资源成本较低的比较优势，实现了迅速起步与发展壮大。但受全球光伏产业的产能迅速扩张以及金融危机影响，未来世界光伏市场将呈现供过于求的趋势，使光伏产业面临大规模洗牌。最近我国光伏企业已普遍停止扩产、削减产量。在这个洗牌过程中，利润率最高的环节也将逐渐转向下游的光伏发电运营业，使得出售光伏电力比出售光伏组件和系统具有更长远稳定的回报，这也是传统光伏产业界(光伏设备制造业)日益重视、极力呼吁启动国内光伏市场的根本原因。光伏产业没有形成一个权威机构管制，缺少长远发展规划实践，相关技术人才匮乏，研究力量薄弱，高端实验设施落后。

三、太阳能光伏发电技术的具体应用

1、独立光伏发电系统的建立

独立光伏发电系统由于不与公共电网相连接，因此其建设地点一般选在与电网隔离的偏远地区，比如海岛、移动通讯站及边防哨所等。储能元件是独立光伏发电系统中不可缺少的，这是由于太阳能发电一般选择在白天，然而负荷用电是全天24h实施，这就需要在光伏系统中设置必要的储能元件。在气象环境影响下，其供电可靠性很难得到保障，然而对于偏远无电地区而言这一系统的建立已然产生十分重要的社会价值。

2、光伏建筑一体化应用

关于光伏建筑的一体化应用主要表现为两个方面：通过在建筑物屋顶安装光伏器件的方式实现电网与光伏阵列的并联，进而构成光伏建筑一体化系统;通过建筑和光伏器件集成化的方式于屋顶位置设置光伏电池板，利用光伏玻璃幕墙替代原有幕墙，提高墙面积屋顶的太阳能吸收量，这就同时实现了建材功能与发电功能，是对光伏发电成本的有效控制。与此同时，在墙体外饰材料研究方面也出现了全新的彩色光伏模块，这在充分利用太阳能光伏发电原理的同时也使得建筑物外观更具美学欣赏价值。

3、混合型光伏发电系统的构建

所谓的混合型光伏发电系统是将多种发电方式相互融合并应用于光伏发电系统的过程，混合型光伏发电系统的构建旨在发挥不同发电模式的技术优势，扬长避短，从而更加有效地提高电能的利用率。例如光伏发电经常会受到天气状况的影响，在冬季风力较大地区，就可通过光伏发电和风力发电的混合模式，尽可能减少天气变化对发电系统的影响，进而达到控制负载发电率的目的。

4、光伏发电在LED照明中的应用

作为半导体材料制作而成的组件，LED与光伏发电的结合可实现电能至光能的转化。这一半导体照明技术不仅有着环保、节能、高效的技术优势，并且照明周期较长，且易于维护。光伏发电在LED照明系统中的应用突出了光生伏特效应的技术原理，通过太阳能电池实现对太阳能至电能的转化，再借助LED照明系统将其转化为最终的光能。由于LED照明和光伏发电技术同是直流电，因此转化过程并不需要借助变频器，这明显提高了整个过程的执行效率。除此之外，在可充放蓄电池的辅助下，光伏发电在LED照明中的技术优势必将更加突出。

四、太阳能光伏发电产业未来发展方向

1、未来太阳能光伏发电产业一定会成本，使之普及开来

太阳作为一种高效环保的绿色能在未来一定会得到光伏的应用。通过加大资金投入和政策扶持力度和企业的创新研发力度，一定能够降低光伏发电系统成本。现阶段光伏技术最关键的问题，就是要提高电池效率和降低成本。通过采用更先进的电子器件及高效模块降低特定系统平衡成本;通过高效的生产方案、通用型材料的增用以及新蓄电池的观念等手段降低电池成本;通过引进先进封装技术及提高电池工作效率来降低特定模块的生产成本。最后，通过降低电池成本一定会降低太阳能光伏发电的整体成本。

2、未来民用太阳能光伏发电将大行其道

当太阳能光伏生产的整体成本降低之后，未来的民用太阳能产业一定会大行其道，将在通信和工业应用、农村和偏远地区得到广泛应用。太阳能光伏建筑一体化亦是未来的一个发展趋势，对于城市而言可以有效节约土地资源，提升高层建筑利用率。西部地区太阳能资源丰富地区农村光伏发电站的建设可以与风能发电系统互补满足农村基本用电要求。另外太阳能庭院灯，太阳能路灯等都将为家庭和市政建设节约能源。

太阳能光伏发电是一种清洁能源，零排放、无污染，且其技术日趋成熟、成本不断下降，已经适合规模应用，今后，太阳能光伏发电必将在公共建筑或民用建筑中广泛应用，光伏发电也将成为我国的一种常规能源。

结束语

综上所述，在现有技术的基础上，生产企业必须深入的加快研发节奏，降低生产成本，提高产品质量。政府方面更加需要推进绿色能源普及使用的进程，制定强有力的产业政策和法规条文，保障光伏产业的发展。伴随着人民环保意识的增强，我们相信在市场改革和政府政策的联动作用下，我国的光伏发产业必定能稳步健康发展。

参考文献

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一、项目概括项目简介及选址本项目电站选址地位于湖南省湘潭市雨湖区的响塘学校屋顶上，经过去现场实地的了解和勘测后，此学习周围无森林无高大树木，附近也无任何其他房屋，距离其最近的房屋也有数十米的距离，该屋顶无女儿墙无其他建造物，是一个平面的屋顶，其屋长为43米，宽为32米。本项目将在此学校屋顶上建造一个100kw的并网型光伏电站，实施全额上网措施。选址卫星图如图1-1所示，选址平面图如图1-2所示。图1-1 选址地卫星图图1-2 选址平面图项目位置及气象情况经过百度地图的计算，得出了此地经纬度为：北纬，东经为，是属于亚热带温湿气候区，典型的冬冷夏热气温，年降雨量充足达1450毫米，最高气温为夏季的度，最低气温为冬季的度，年均气温17度。该项目所在地最高海拔为793米，最低海拔达米，总的平均海拔为米。该地年总辐射量经过PVsyst软件的计算后，得出了的值，不是特别高，属于第三类资源区，但建设一个电站也不是特别亏。湘潭市地理位置图如图1-3所示。图1-3湘潭市地理位置图1-4年均总辐射值项目设计依据本项目设计依据如下：《光伏发电站设计规范》GB50794-2012《电力工程电缆设计规范》GB50217-1994《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005《建筑太阳能光伏系统设计与安装》10J908-5《光伏发电站接入电力系统技术规范》GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T5086-2013《光伏(PV)系统电网接口特性》GB/T20046-2006《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-19933《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995《晶体硅光伏方阵I-V特性的现场测量》GB/T18210-2000二、电站系统设计组件选型组件是电站中造价最高的设备，投资一个电站几乎一半的钱是砸这组件上去了，为此我们选择的组件一定要是最适合本电站的，不管是组件效率还是组件的其他参数在同功率组件下都应该保持最佳，这样才不会亏本。组件的类型有很多，以不同的材料来说，组件又分为了晶硅组件、薄膜组件，在电站中使用最多的便是晶硅型组件，而晶硅型组件又分为单晶硅和多晶硅，它们都是市场上十分热门的组价。单晶硅的效率比多晶硅高了很多，其使用寿命时间也长了不少，但价格方面却比多晶硅高了很多，但考虑到平价上网的时代，单晶硅的价格远远不如过去那样昂贵，所以本电站选取的组件为单晶型组件。表2-1伏组件对比表组件品牌及型号晶科Swan Bifacial 400 72H 晶科Swan Bifacial 405 72H 晶澳JAM72S10 400MR最大功率(Pmax) 400Wp 405Wp 400Wp最佳工作电压(Vmp) 41V 组件转换效率(%) 最佳工作电流(Imp) 开路电压(Voc) 49V 短路电流(Isc) 工作温度范围(℃) -40℃~+85℃ -40℃~+85℃ -40℃~+85℃最大系统电压 1000/1500V DC(IEC/UL) 1000/1500VDC(IEC/UL) 1000/1500VDC (IEC)最大额定熔丝电流 20A 20A 20A输出功率公差 0~+5W 0~+5W 0~+3%最大功率(Pmax)的温度系数 ℃ ℃ ℃开路电压(Voc)的温度系数 ℃ ℃ ℃短路电流(Isc)的温度系数 ℃ ℃ ℃名义电池工作温度(NOCT) 45±2℃ 45±2℃ 45±2℃组件尺寸：长*宽*厚（mm） 2031*1008*30mm 2031*1008*30mm 2015*996*40mm电池片数 72 72 72第一款组件晶科Swan Bifacial 400 72H和第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H的型号牌子都一样，除功率和其效率有点差距之外，其他的参数基本一样，但其第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H组件的效率高，相同尺寸不同效率下，选择第二款组件更好。第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款组件里效率最高的组件，比第一款和第二款分别高了和，并且尺寸和部分温度系数也是3款里面最小的，开路电压和工作电压以及短路电流等参数也是3款组件中最高的，从数据上来看，第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款里最棒的组件。综合上面的分析，本项目最终选择第3款组件晶澳JAM72S10 400MR作为本项目的组件使用型号。组件图如图2-1所示。图2-1 组件图最佳倾斜角和方位角设计本电站建造在平面屋顶上，该屋顶无任何的倾角，由于组件是依靠着太阳光发电，但每时每刻太阳都是在运动着，为此便会与组件形成一个角度，该角度影响着组件的发电量，对于采取固定支架安装方式的电站来说，选择一个最合适的角度能够让电站发电量达到最高，因此最佳倾角这个概念便被引出了。对于本电站而言，根据其PVsyst软件的计算后，得出了湘潭最佳倾角为18度时，方位为0度时，电站一年下来的发电量能够达到最高。PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图如图2-2所示。图2-2 PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图组件排布方式本项目选址地屋顶长43米，宽为29米，采取横向排布方式无法摆下其电站中的整个阵列，因此本项目组件方式采取竖向排布，中间间距20mm。如图2-3所示。图2-3 组件排列方式组件间距设计太阳照射到一个物体上时，由于该物体遮住了光，使得光不能直射到地上时，该物体便会产生一个阴影投射到地上，而电站中的组件也类似于此，前一个组件因光产生的阴影投射到另一个组件上时，被照射的组件便会受到影响，进而影响整个电站，这对于电站来说是一个严重的问题，因此在设计其组件之间的间距时，一定要保证阴影的距离不会触及组件。图2-4间距图在公式2-1中：L是阵列倾斜面长度（4050mm）D是阵列之间间距β是阵列倾斜角(18°）为当地纬度（°）把以上数值代入公式后计算得：2-5组件计算图根据结果，当电站中的子方阵间距大于2119mm时，子方阵与子方阵便不会受到影响。图2-6方阵间距图逆变器选型逆变器是电站中其转换电流的设备，十分的重要，而逆变器的种类比较多，对于本项目电站来说，选择组串式逆变器最佳，因此本项目选择了3款市场上热卖的组串式逆变器。表2-2 逆变器参数对比表逆变器品牌及型号华为SUN2000-100KTL-C1 华为SUN2000-110KTL-C1 固德威HT 100K最大输入功率 100Kw 110Kw 150Kw中国效率最大直流输入电压（V） 1100V 1100V 1100V各MPPT最大输入电流（A） 26A 26A 电压范围（V） 200 V ~ 1000 V 200 V ~ 1000 V 200V ~ 1000V额定输入电压（V） 600V 600V 600VMPPT数量/输入路数 10/20 10/20 10/2额定输出功率（KW） 100K W 110K W 100K W最大视在功率 110000 VA 121000 VA 110000 VA最大有功功率 (cosφ=1) 110KW 121K W 110KW额定输出电压 3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE380, 3L/N/PE 或 3L/PE输出电压频率 50 Hz，60Hz 50 Hz，60Hz 50 Hz最大输出电流（A） A 167A功率因数超前— 滞后超前—滞后（超前—滞后）最大总谐波失真＜3% ＜3% <3%输入直流开关支持支持支持防孤岛保护支持支持支持输出过流保护支持支持支持输入反接保护支持支持支持组串故障检测支持支持支持直流浪涌保护 Type II Class II 具备交流浪涌保护 Type II Class II 具备绝缘阻抗检测支持支持支持残余电流监测支持支持支持尺寸（宽 x 高 x 厚） 1,035 x 700 x 365 mm 1,035 x 700 x 365 mm 1005*676*340重量（kg） 85kg 85kg 工作温度（°C） -25°C~60°C -25°C~60°C -25~60℃3款逆变器的功率均在100kw以上，其效率也都是一模一样，均只有，其额定输出电压也都为600V，对于本电站来说，这3款逆变器都能使用，但可惜本电站只会从中选择一个最合适的品牌。第一款逆变器华为SUN2000-100KTL-C1和第二款逆变器华为SUN2000-110KTL-C1是同种类同型号，但不同功率的逆变器，这两款逆变器大部分数据都一模一样，但第二款逆变器功率比第一款逆变器功率高了10k，比本电站的容量也高了10k，并且价格了略微高了那么点，选用第一款逆变器不仅省钱而且还不会造成功率闲置无处使用，最大发挥逆变器的作用，因此第1款比第2款逆变器好。第三款逆变器是固德威HT 100K，它的最大输入功率高达150kw，明明是一个100kw的逆变器，但其输入功率却不同我们往常见的逆变器一样，它居然还高了50k，如果选用这款逆变器，那么阵列输入的功率超过100都能承受。虽然最大输入功率很恐怖，但其他参数正常，对比第一款逆变器，仅只是部分参数略微差了点，总体是几乎没什么太大的差别。本项目根据上述的分析和对其逆变器的需求，最终选择了固德威HT 100K型逆变器为本电站逆变器。光伏阵列布置设计串并联设计图2-7串并联计算公式2-3、2-4中：Kv——光伏组件的开路电压温度系数——光伏组件的工作电压系数——光伏组件工作环境极限高温（℃)60Vpm——光伏组件的工作电压（V）——逆变器MPPT电压最大值（V）1000VMPPTmin——逆变器MPPT电压最小值（V）200Voc——光伏组件开路电压（V）——光伏组件串联数（取整）t——光伏组件工作环境极端低温（℃）——逆变器允许的最大直流输入电压（V）1100把以上数值代入公式中计算可得：≤N≤21 经计算，本电站最终选取20块组件为一阵列。如图2-6组件串并联设计图。图2-8组件串并联设计图项目方阵排布据的结果，每一个阵列共有20块组件，单块组件的功率是400w，一个阵列便是8kw，而本电站的总容量为100kw，总计是需要13个阵列。本电站建设地屋顶长43米，宽为32米，可以完整的摆放电站中的所有子方阵。如图2-9所示。图2-9项目方阵排布图基础与支架设计水泥墩设计本电站所建地点是公办学校，属于公共建筑，如果使用其打孔安装方式，便有可能使得其屋顶因时间长久而漏水，一旦漏水便需要进行维修，这也是得花费一些金钱，又因是学校，开工去维修可能将使部分学生要做停课处理，因此为了避免这个麻烦，本电站还是选择最常见的水泥墩来做基础设计。考虑到学校有许多的学生，突然出现了事故，作为电站建设者肯定会有责任，因此为了避免组件出现任何事故，特地将水泥墩设计为一个正方形，其长宽高都为500mm，这样的重量大大降低了事故的发生率。如图2-10水泥墩设计图和2-11电站整体水泥墩设计所示。图2-10水泥墩设计图2-11电站整体水泥墩设计图支架设计都已经把基础设计水泥墩做好了，那么接下来则是考虑水泥墩上的支撑设备支架，对于支架的设计最重要的一点就是在选材上，一般电站中的支架会持续使用到电站报废为止，使用时间长达二十多年三十多年甚至更久，对此支架的选型便是十分的重要，其使用寿命必须得长，抗腐蚀能力强。如图2-12支架设计图所示。图2-12支架设计图配电箱选型配电箱在光伏电站里又分为直流配电箱和交流配电箱，对于本电站来说，是选择其交流配电箱。配电箱的容量是根据其逆变器的容量选择，必定不能小于其逆变器的容量，否则可能会出现配电箱过压的情况，然后给电站造成事故危险。配电箱具备配电、汇电、护电等多种功能，是本电站必须要又的设备，经过配电箱型号的对比，本电站最终选择了昌松100kw光伏交流逆变器。表2-3配电箱参数项目名称昌松100kw光伏交流配电箱项目型号 100kw交流配电箱额定功率 100KW额定电流 780A额定频率 50Hz海拔高度 2500m环境温度 -25~55℃环境湿度 2%~95％，无凝霜电缆选配电站分为两类电，一类是直流电，必须使用直流电缆运输；一类是交流电，必须使用交流电缆运输，切记不可以乱搭配使用，否则将会造成电缆出线问题，电站设备出现问题。直流电缆选型一般都是选择PV1-F-1*4mm²光伏专用直流电缆交流电缆：P：逆变器功率100KWU：交流电电压380VCOSΦ：功率因数Ω=976W线损率：976/100000=<2%，符合光伏电缆设计要求。据其计算结果和下图电缆参数表，本电站最终选择ZRC-YJV22 7Omm2交流电缆。如图2-13电缆参数图所示。图2-13 电缆参数图防雷接地设计防雷接地是绝大多数光伏电站都必须要做的，目的就是防止雷击破幻电站，损坏人民的生命以及财产，特别是对于本电站而言，建设点是在学校，而学校不仅人多而且易燃物也多，一旦雷击劈到电站上，给电站造成了任何事故，都有可能把整个学校给毁了，为此本电站一定需要做好防雷接地设计。本电站防雷方式采取常用的避雷针进行避雷，接地则是为电站中各个设备接地端做好接地连接。图2-14防雷接地设计图电气系统设计及图纸本电站装机总容量为100kw，由260块光伏组件组成，形成了13个阵列，每个阵列20块组件，然后连接至逆变器，逆变器变电后接入配电箱，最后再连接国家电网。图2-15电气系统设计图三、电站成本与收益电站项目设备清单根据当地市场的物价，预估出了一个本电站预计投资表。表3-1设备清单表序号设备型号单位数量单价（元）价格（万元）1 组件晶澳JAM72S10 400MR 块 260 逆变器固德威HT 100K 台 1 直流电缆 PV1-F-1*4mm² 米 1500 交流电缆 ZRC-YJV22 70mm2 米 100 72 支架＼套 39 556 水泥墩 500*500*500mm 个 78 250 配电箱昌松100kw光伏交流配电箱台 1 运输费＼总 18 1000 其他＼＼＼＼人工费＼＼＼＼ 7合计：万元电站年发电量计算本电站总容量为100kw，而电站选址地的年总辐射量为，首先发电量便达到了89328度电。（式3-1）Q=100**度Q——电站首年发电量W——本项目电站总容量（85KW）T——许昌市年日照小时数（）——系统综合效率（）任何设备一旦使用，便就开始慢慢磨损了，其效率也是一年比一年差，即便是光伏组件也不例外。组件首年使用一年后，为了适应其环境，自身的效率瞬间就降低，而后的每年则是降低，将至80%左右时，光伏组件也是已经运行了25年。表3-2电站发电量发电年数功率衰减年末功率年发电量(kWh) 累计发电量(kWh)第1年第2年第3年第4年第5年第6年第7年第8年第9年第10年第11年第12年第13年第14年第15年第16年第17年第18年第19年第20年第21年第22年第23年第24年第25年电站预估收益计算根据湖南省的标准电价，我们电站发的每度电能够有元收入，持续运行25年后，将会获得*元，也就是90多万，减去我们为电站投资的万，我们25年内能够获得大约50万的纯利润收入参考文献[1]王思钦.分布式光伏发电系统电能计量方案[J].农村电工,2019,27(09):37.[2]谷欣龙.光伏发电与并网技术分析[J].科技资讯,2019,17(24):31+33.[3]黄超辉,陈勇,任守宏.基于应用的光伏电站电缆优化设计[J].电子工业专用设备,2019,48(03):67-71.[4]余茂全,张磊.基于PVSYST的光伏发电系统仿真研究[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2019,19(02):35-39.[5]谭阳.家用太阳能分布式光伏并网发电系统研究[J].电子制作,2019(09):94-95+91.[6]石培进.发展分布式光伏电站的可行性分析[J].山东工业技术,2019(12):183.[7]蒋飞. 光伏发电项目的投资决策方法研究[D].华东理工大学,2013.[8]陈坤. 光伏发电系统MPPT控制算法研究[D].重庆大学,2013.[9]徐瑞东. 光伏发电系统运行理论与关键技术研究[D].中国矿业大学,2012.[10]任苗苗. 光伏发电三相并网逆变器的研究[D].兰州交通大学,2012.

随着我国经济建设的蓬勃发展，社会对电力资源的需求日益增长，用户对电力系统的要求也越来越高。为了应对社会对电力的需求，各种形式的发电系统相继出现，如水力发电、风力发电以及现在备受追捧的光伏发电。从事光伏发电的朋友一定会遇到这样一个情况，逆变器出现报错显示电压不稳定，如电网电压过高、过低，电网电压频率过高、过低，出现这样电压稳定该如何解决，到底是什么原因导致呢？今天我们就来详细说说，电网电压出现不稳定的主要表现形式，当光伏逆变器报电压不稳故障时候，光伏发电用户该如何解决。电压不稳定主要表现在电压偏差和电压波动两个方面。电压偏差是在某一时段内，实际电压幅值“缓慢”变化而偏离了额定电压，偏差是稳态的，就是我们常说的电压偏高或偏低。电压偏差的大小，主要取决与电力系统的运行方式、线路阻抗及有功负荷和无功负荷的变化。电压偏差主要是用电设备所处的位置及运行的时间，如线路末端电压偏低，后夜电压偏高等。为改善电压偏差，电网通常会采取以下措施：一是正确选择变压器的变压比和电压分接头；二是合理减少线路阻抗；三是提高功率因数，进行合理的无功补偿，并根据电压与负荷变化自动接切无功补偿设备容量；四是按照电力系统潮流分布，及时调整运行方式；五是采取用载调压手段，如选用有载调压变压器等。而对于光伏电站的用户，发现逆变器报“电网电压过高、过低，电网电压频率过高、过低”故障的时候，也不用担心，我们可以从这几个方面来解决。第一、如果偶然出现，可能是电网短时间异常，逆变器在检测到电网正常后会恢复正常工作，不需要人工干预。第二、如果频繁出现，请检查电网电压，电压频率是否在逆变器允许范围内。如果不在可以尝试修改逆变器安规、国家，增加逆变器适应范围。第三、假若以上仍然不能解决，可以采取检查光伏电站交流端接线是否正常。如果不正常请检查逆变器与电网接线是否正确，如零线、火线有无接反。当光伏电站出现持续电网电压不稳定时候，电气设备的使用寿命会受到影响，假若置之不理严重时候还会造成线路烧毁，引发火灾，所以对于户用光伏电站的用户来说定期检查故障至关重要，做到防患与未然。

是有的，你自己来拿吧，行不

纸张生产对环境的影响研究论文

在我们平凡的日常里，越来越多人会去使用报告，通常情况下，报告的内容含量大、篇幅较长。你知道怎样写报告才能写的好吗？下面是我为大家收集的造纸废水处理论文开题报告，仅供参考，大家一起来看看吧。

一、课题背景和意义

造纸工业是能耗高、物耗高，对环境污染严重的行业之一。造纸工业的污染问题十分严重，受到了人们普遍的关注。在世界范围内，造纸工业废水都是重要的污染源，例如日本、美国分别将造纸工业废水列为六大公害和五大公害之一。

在我国，造纸工业废水污染已成为造纸生产及相关行业能否生存和发展的关键因素。据环保统计公报数字表明，县及县以上制浆造纸和纸制品废水排放量占全国工业总排放量的11%，仅次于化学工业及钢铁工业的年排水量，居第三位，其中达标排放量仅占造纸总排放量的14%，排放废水中COD约占全国总排放量的45%。

目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位[1]。近年经多方不懈努力，造纸工业废水污染防治已经取得了一定的成绩，虽然纸及纸板产量逐年增加，但排放废水中的COD却逐年降低。由此看出，造纸工业初步实现了增产减污的目标。但目前造纸行业约占排放总量50%的废水尚未进行达标处理，废水污染防治任务还相当繁重。

制浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液(又称黑液、红液)，洗浆漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水，它们都对环境有着严重的污染。

一般每生产1t硫酸盐浆就有1t有机物和400kg碱类、硫化物溶解于黑液中;生产1t亚硫酸盐浆约有900kg有机物和200kg氧化物(钙、镁等)和硫化物溶于红液中。废液排入江河中不仅严重污染水源，也会造成大量的资源浪费[2]。

近年来，一些以制浆造纸为主要工艺的小型企业由于受白水困扰被迫停产或转产。随着造纸行业的发展，受原料林资源的约束，废纸作为再生纤维资源在造纸工业原料中的重要性与日俱增，我国产量名列前几位的造纸企业大部分是以废纸为原料。

废纸作为造纸原料之一，即可减轻环境污染，又可减少森林砍伐，节省原料纤维资源，缓解原料紧张局面，经济和社会效益十分显著。尽管废纸造纸废水污染物产量比化学制浆造纸减少了85%以上，但废水的COD、SS浓度仍然较高[3]。

某造纸厂主要以商品木浆为原料，生产各色特种装饰钛白印刷面纸、平衡纸系列、印花原纸系列、瓜子袋纸系列、特种长纤维纸系列、水松纸产品等各种高档特种工业印刷纸以及文化用纸，总产量为万t/a，排放造纸废水约8000t/d。

目前，这些废水若未经处理就排入附近水体，将对环境造成严重污染[1～4]，同时该厂生产耗水量大，如处理后进行回用，将产生巨大的经济效益废液排入江河中不仅严重污染水源，也会造成大量的资源浪费。所以对造纸废水的处理在我国也是非常重要的，其中造纸白水对环境造成的`影响,是本论文论述的主要观点。

二、国内外研究现状

、造纸工艺

目前国内废纸造纸主要流程为碎浆、磨浆、筛选、打浆、造纸、烘干、卷取等[4]。简要流程如下：

图1造纸工艺流程

、处理工艺

目前国内外针对白水所采用的处理工艺主要有以下几种：

、气浮法

气浮法是白水处理中较常用的方法。白水中所含的物质为短纤维、填料、胶状物以及溶解物，它经过调节后在气浮池内与减压后的溶气水混合，进行气浮操作过程。完成分离后，清水入清水池供纸机回用，短纤维进入浆池供造纸机回用。气浮法在我国造纸企业中有较广的应用。

、絮凝法

絮凝法在造纸白水处理中也有应用，即利用适当的絮凝剂处理废水，可以使其中的细小纤维和其他细小固体颗粒悬浮物沉淀下来。在造纸白水的处理过程中，造纸白水先经微孔过滤处理回收纤维，降低白水中的悬浮物含量，再加入混凝剂和助凝剂，使白水中的细小纤维、填料、胶体性物质及部分溶解性有机物聚沉，处理后的澄清水可完全回用于生产或排放。

化学絮凝处理造纸白水具有投资少、工期短、处理系统运行管理简单、操作灵活、处理效果好等特点。能有效去除再生造纸废水中的SS、色度以及有机物等，得到的泥浆经过适当处理后还能用作生产箱纸板的纸浆，处理的上清液可以作为工业水循环使用，因此，其经济效益和环境效益相当显著。

、过滤法

应用于白水处理的过滤法常见的有两种：真空过滤法和微滤法。

真空过滤法具有过滤速度快、处理量大、工艺过程稳定、占地面积小、基建费用少、运行费用低等特点，处理后的白水可直接用于造纸过程。近年来国内的一些大型造纸企业大力推广真空过滤机用于白水处理，使得白水的处理与循环回用的程度大大提高。

微滤法采用的`过滤介质为不锈钢丝网或化纤网，其过滤孔径的大小可根据用户的废水种类、浓度等的不同而随意选择，最小孔径当量可小于20um。其优点更在于工艺简单、占地少、投资省;过滤能力大、效率高、运行费用低、操作极其简便。

、膜分离法

膜分离技术处理造纸白水，可以较彻底去除造纸白水中的金属离子和溶解性无机盐物质，是实现造纸零排放目标的有效措施之一。然而，膜分离法处理水量能力不大、费用较高，在用于造纸白水处理方面还处于实验室的研究阶段，距离实际生产还有很长的路要走[5]。

三、课题主要内容

1、设计流量：Q=1500m3/dKz=

2、进出水水质，最后出水符合《辽宁省污水与废气排放标准》(DB21-60-89)二级标准

3、运用大学期间所学的专业知识，理论和毕业实习中学到的实践知识，对造纸生产工艺的最终出水进行处理设计。

4、污水处理工艺流程的确定5、主要构筑物设计计算

6、依据具体地形对污水处理厂进行平面布置。

7、高程布置。

8、并对建成的运行管理提出要求和建议。

9、在对造纸废水(白水)进行设计过程中，要知道造纸废水中是多种多样的，不能设想只用一种处理方法，就能把污染物取值殆尽，往往要采用多种方法组合的处理工艺系统，才能达到处理效果。应尽量选取较好的处理方法。

10、在对废水处理工程设计过程中，应尽量运用清洁生产的理念，降低废水中复杂成分，使得在后续废水处理中降低难度和提高效率。

四、课题研究方案

废纸回收利用过程中，从工艺上分为抄纸段产生的废水称为白水。由于白水日排水量大，含有大量的软纤维和填料，悬浮物含量高，它所引起的污染令世人瞩目。目前，国内外处理造纸自水的方法主要有气浮法、絮凝沉淀法、过滤法、膜分离法等，综合各种方法的优缺点，我选择气浮法进行对造纸污水(白水)进行处理。

采用混凝气浮为主的工艺流程处理造纸废水，处理后出水SS、CODcr和BOD5的平均去除率分别达到90%、74%和80%以上，出水达到设计要求，可以直接回用于生产工艺中，并可回收纸浆。实现了生产用水的闭路循环运行，达到了废水零排放。此工艺避免了生化处理占地面积大、投资和运行费用高等缺点，并且处理费用低，运行稳定，维护简单，具有显著的环境效益。气浮法在我国处理造纸污水(白水)普遍使用，气浮法不仅经济效应低，并且处理效果非常好，占地面小，运行操作简单[6]。

结合造纸废水目水质的特点，实验拟采用采用混凝气浮+水解酸化+接触氧化的处理工艺。

五、日程安排

1、资料收集、方案对比～一周。

2、撰写开题报告、开题答辩、英文翻译～一周。

3、主体构筑物设计计算～一周。

4、附属构筑物及高程设计计算～一周。

5、流程图、总平面图绘制～一周。

6、高程图绘制～一周。

7、构筑物图绘制～一周。

8、构筑物图绘制～一周。

9、构筑物图绘制～一周。

10、设计说明书编制～一周。

11、修改设计说明书～一周。

12、修改图纸～一周。

13、毕业设计答辩一周。

六、参考文献

[1]田启平.斜网-混凝沉淀-二段A/O组合工艺处理造纸废水的研究.浙江大学硕士学位论文.20xx,2.

[2]胡雪莲,叶新强,庞艳.生化法处理废纸再生造纸废水.环境工程.(3):43~44.[3]丘旭平.非脱墨废纸造纸废水处理工艺研究及实例.造纸科学与技术.20xx,26(3):60~62.

[4]董海山.废纸造纸废水处理技术研究与治理实例. 中国造纸.20xx,25(5):34~36.[5]万金泉,王艳,张燕聪等.废纸造纸废水特点及其处理技术.造纸科学与技术.20xx,24(5):58~60.

[6]景锋,王耀新,宋文菊.聚合氯化铝和PAM处理造纸废水中白水的机理和效果.黑龙江环境通报.20xx,26(2):30~31.

很多，自己查吧

保护环境节约用纸地球，是一个有很多资源的世界。随着我们人类科技的进步，我们用去了许多的资源，但是，我们人类不懂节约资源的话，会使地球的资源减少……“天育物有时，地生财有限，而人之欲无极”唐代诗人白居易对生态资源与人类生存关系的这种清醒认识，至今仍然具有积极意义。我们生活的时代，正面临资源缺乏、环境污染等严重问题。为了我们的生存环境、为了经济社会的可持续发展，节约、环保已迫在眉睫。我们每个人手里都紧握着珍贵的“资源”，掌握着中华民族发展的“命脉”。纸的发明是对人类文明的伟大贡献，目前我国生产的纸约有500种。现在，我们生活中有必需文具——纸。纸，处处可见：课本、作业本、草稿本等等，很多很多。可是，很多同学浪费纸张，乱丢纸张的行动在校园可随处可见。让我们大家一起行动，节约用纸。节约用纸也就是植树造林从学习中到生活中，我们都离不开纸，而造纸的原材料主要是树皮等植物的纤维，但由于人们盲目的砍伐。现在树木也越来越少了，所以我们要节约用纸，人人有责，要从我们身边的小事做起。 “节约用纸”这个概念对我们来说，比起节约水电来似乎遥远了一点。很少有人清楚节约用纸和保护生态环境有什么直接关系。我们每个人每天都在用纸，用各种各样的不同类型的纸。你统计过吗？你每天要用多少张纸？你一星期要用多少纸？你一个月乃至一年要用多少张纸？结果是惊人的。一张纸从何而来？纸是由树“变”来的。一棵树往往需要长几十年才能被人类利用。人类是无情的，电锯声中，几十年长成的大树轰然倒地。那些木材，运往造纸厂，变成了一张张纸。纸给人类带来了方便，但同时给森林造成了极大的影响。树木不仅可以用来造纸，还可以提供木材。大面积的森林可以涵养水源，防止水士流失，净化空气。如果没有树木，就没有氧气，那人类也就无处安身。森林的消失危害巨大：黄土高原上原本覆盖着成片的森林，郁郁葱葱，一望无际的林海，泛着绿色的波涛。但是，由于人们的破坏，现在黄土高原已真正成为只有黄土的高原，大地脱去了外衣，裸露出了黄色的皮肤，是那样令人痛心。而且，由于没有树木，大量的泥土流失，导致黄河含沙量极高。如此大的危害，人类怎能无动于衷？植树造林迫在眉睫。森林是制造氧气的"工厂"，森林能够吸收有害物质，森林能够保持水土，森林能够涵养水源，树冠像一把张开的伞，可以截留10~20%雨量。5万亩森林贮水量相当于100万立方米的小型水库。每年的3月12日是“植树节”。这一天，许多人都拎着工具去植树。我国现在的森林覆盖率已上升。这是人类改过自省的结果，是令人欣慰的。但是，虽然森林覆盖率上升，但仍然很低。所以，植树造林是一项艰巨的任务，也是人类永远的任务。现在已步入夏季，虽然已经过了植树的最好时节，但我们可以在心中播散“节约用纸”的种子，种植“植树造林”的树木，等到来年春天，这些树木已发了芽，长高了。我们可以拿着工具到户外去，将树木的种子播散到土地上，精心呵护它们，让祖国大地充满绿色！节约从每一张纸做起多用一张纸能花多少钱？难免有人会这样嘀咕。其实，节约就等于创造财富。我曾经在《新民晚报》上看到过这样一则消息：目前，我国每生产一吨纸就要耗费7棵大树、100立方米的水。如果每人每天浪费一张纸，全国就要浪费跃2700吨纸、27万吨水。只要多数企业能接受双面复印和集约福音，A4的纸化肥最起码节约一半。这是多么惊人的消息呀！你节约用纸吗？你知道如何节约用纸吗？很多人用纸只用一面，用完后就扔掉了。他们认为只要有钱，就可以买到数不尽的纸，也不在乎这一两页的空白纸。但是，这是多大的浪费啊！如果每个人都这样浪费，那这个世界还会有森林吗？所以，为了保护森林，保护绿色植物，我们要努力做一个节约的人。用纸要尽量最大限底地利用它，而且还要想方设法地回收利用。从相关资料了解到：每节约5000张A4的纸就等于节约1立方米木材，如果全国每人每天节约1张纸，一年就节约4745亿张纸,一棵二十岁的树可造3000张A4纸，如果这样算来就可少砍伐1581666棵树，“1581666”这个天文数字多么振奋人心啊！从这一点可以看出节约用纸也就是植树造林。节约用纸，是保护地球资源的一个好办法，但是，我们应该怎样节约资源呢？我这里有几个节约用纸的小窍门，大家不妨试一试： 1、白纸、作业本正反两面都可以写字、画图、计算等，用过的纸可以用来折纸，比较节约。 2、折纸折得不好，可以重新拆掉，重新折，不要随便丢掉。 3、在家里擦手可用毛巾，少用餐巾纸。 4、在外面吃饭用餐巾纸擦嘴时，尽量将纸充分展开，减少用纸得张数。 5、喝水用茶杯，不用一次性纸杯。 6、废报纸、废书可以回收，不要随便扔掉。 7、硬卡纸碎片不要丢掉，可以用来装饰别的东西。以上就是我平时节约用纸的方法，只要你留心，还可以找到很多节约用纸的小窍门。一页纸就是一页金，举手投足间珍惜一张纸，就等于造林一片。你是否远离了一次性纸杯、一次性木筷？你是否用纸的背面写过字？你是否用旧挂历纸包过书皮？你是否把废纸与垃圾分开处理？我们只有一个地球，让我们从自身做起，从节约每一张纸做起，珍惜和保护我们的生态环境。节约一张纸，挽救的可能是一棵大树，甚至整个森林......节约不仅是美德，更是责任。 “俭以养德”，自古以来，中华民族一直以节俭为值得彰扬的美德。生活中杜绝浪费之事人人可为，可以节约之处到处都是。如果我们与13亿同胞一起行动起来，真正做到保护环境，节约资源，它所汇集的力量将不仅是我们国家走向未来的支撑，也是我们民族对于地球和人类的馈赠。来吧，为了明天的明天，让我们从今天开始节约！最后，我想说一句话，大家都应该记着的，就是：节约用纸，是大家共同的责任，让我们携起手来创造节约型社会。

地球，是一个有很多资源的世界。随着我们人类科技的进步，我们用去了许多的资源，但是，我们人类不懂节约资源的话，会使地球的资源减少……“天育物有时，地生财有限，而人之欲无极”唐代诗人白居易对生态资源与人类生存关系的这种清醒认识，至今仍然具有积极意义。我们生活的时代，正面临资源缺乏、环境污染等严重问题。为了我们的生存环境、为了经济社会的可持续发展，节约、环保已迫在眉睫。我们每个人手里都紧握着珍贵的“资源”，掌握着中华民族发展的“命脉”。纸的发明是对人类文明的伟大贡献，目前我国生产的纸约有500种。现在，我们生活中有必需文具——纸。纸，处处可见：课本、作业本、草稿本等等，很多很多。可是，很多同学浪费纸张，乱丢纸张的行动在校园可随处可见。让我们大家一起行动，节约用纸。节约用纸也就是植树造林从学习中到生活中，我们都离不开纸，而造纸的原材料主要是树皮等植物的纤维，但由于人们盲目的砍伐。现在树木也越来越少了，所以我们要节约用纸，人人有责，要从我们身边的小事做起。 “节约用纸”这个概念对我们来说，比起节约水电来似乎遥远了一点。很少有人清楚节约用纸和保护生态环境有什么直接关系。我们每个人每天都在用纸，用各种各样的不同类型的纸。你统计过吗？你每天要用多少张纸？你一星期要用多少纸？你一个月乃至一年要用多少张纸？结果是惊人的。一张纸从何而来？纸是由树“变”来的。一棵树往往需要长几十年才能被人类利用。人类是无情的，电锯声中，几十年长成的大树轰然倒地。那些木材，运往造纸厂，变成了一张张纸。纸给人类带来了方便，但同时给森林造成了极大的影响。树木不仅可以用来造纸，还可以提供木材。大面积的森林可以涵养水源，防止水士流失，净化空气。如果没有树木，就没有氧气，那人类也就无处安身。森林的消失危害巨大：黄土高原上原本覆盖着成片的森林，郁郁葱葱，一望无际的林海，泛着绿色的波涛。但是，由于人们的破坏，现在黄土高原已真正成为只有黄土的高原，大地脱去了外衣，裸露出了黄色的皮肤，是那样令人痛心。而且，由于没有树木，大量的泥土流失，导致黄河含沙量极高。如此大的危害，人类怎能无动于衷？植树造林迫在眉睫。森林是制造氧气的"工厂"，森林能够吸收有害物质，森林能够保持水土，森林能够涵养水源，树冠像一把张开的伞，可以截留10~20%雨量。5万亩森林贮水量相当于100万立方米的小型水库。每年的3月12日是“植树节”。这一天，许多人都拎着工具去植树。我国现在的森林覆盖率已上升。这是人类改过自省的结果，是令人欣慰的。但是，虽然森林覆盖率上升，但仍然很低。所以，植树造林是一项艰巨的任务，也是人类永远的任务。现在已步入夏季，虽然已经过了植树的最好时节，但我们可以在心中播散“节约用纸”的种子，种植“植树造林”的树木，等到来年春天，这些树木已发了芽，长高了。我们可以拿着工具到户外去，将树木的种子播散到土地上，精心呵护它们，让祖国大地充满绿色！

光伏产业和风能的研究毕业论文

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文，欢迎阅读!

论新能源发电技术

摘要：本文从全球能源的现状，介绍了中国能源发电技术的应用情况，发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置，它能量转化效率高，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。

关键词：新能源;风能;燃料电池;发电技术

中图分类号： F206 文献标识码： A

能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈，如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划：到2020 年，可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月，美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA)，从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外，从环境的角度来看，为了保护人们赖以生存的地球，开发新能源也是必由之路。

一、我国能源和发电技术的现状

2011年，我国新能源发电继续保持快速发展态势，并网装机容量持续增长，发电量不断增加。截至2011年底，我国新能源安装容量达到7000万kW，居世界首位，并网新能源装机容量达到5409万kW，同比增长，约占全部发电装机容量的。其中，风电并网容量约占并网新能源装机总量的;并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的;生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的。

2011年，我国新能源发电量约为1016亿kW?h，同比增长，约占全部发电量的。其中，风电发电量约占新能源发电总量的;太阳能光伏发电约占;生物质及其他新能源发电约占。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算，相当于节约3241万tce，减排二氧化碳9030万t。

电能是国民生活和生产的根基，无论是从能源角度，还是电力系统自身方面来看，研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是目前新能源发展的重点方向。

1.发展现状

近年来，我国风力发电产业取得了长足发展，这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示，陆地上离地面10米高度处，我国风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3亿千瓦，离地面50米，估计可能增大一倍;近海资源10米高经济可开发量约亿千瓦，50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说，到2006 年底，我国已建成约91个风电场，装机总容量达到约260万千瓦，比2005年新增装机134万千瓦，增长率为105%。根据国家中长期规划，2015年风能发电要达到1500万千瓦，2020年要达到3000万千瓦。但是，与风电发达国家相比，我国的发展规模还很小，发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面，风电机组的制造水平较低，风电机组性能测试设备和技术也相对落后，并缺少相应的认证机构;制度方面，风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距，缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。

2.对电力系统的影响

风力发电机是以风作为原动力，风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以，风电场的大规模接入将会带来波动功率，从而加重电网负担，影响电网供电质量和电网稳定性等。

(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟，这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响：风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动，由于发电机组转子惯性，调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化，造成功率不平衡，使发电机转速变化，系统频率也将改变。此外，风电还会对电压产生影响：并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动，而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz)，因此又会造成电压闪变，最后会产生谐波电压和谐波电流。

(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网，风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后，发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功，导致电网电压恢复困难。

(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时，甚至数天、数月，这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期，风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大，大大增加了电网调频调峰负担。

三、太阳能光伏电池发电技术

1. 1 太阳能光伏电池

太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电，被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质，称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。

1839 年，法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池，当接收到太阳光照射时电压升高，他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下，其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年，奥尔在硅材料上发现了光伏效应，从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年，美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年，韦克尔发现砷化镓具有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站，是目前全国最大的薄膜光伏电站，年发电量2 300 万 kW·h。

太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。

在半导体中掺加杂质制成 PN 结，以形成在平衡状态时具有的内建电场，在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子，从而形成外部电压。在光照条件下，半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带，形成电子———空穴对，成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg，使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。

基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流，其光电转换率已达 24. 7%; 基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ～ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗，因此具有很好的发展前景。应该指出，光伏电池在光电转换过程中，光伏材料既不发生任何化学变化，也不产生任何机械磨损，因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年，我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW，从而超过美国成为全球第三大生产国，也是世界上发展最快的国家。

1. 2 太阳能光伏电站

太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件，再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列，并与储能、测量、控制装置相配套，构成太阳能光伏电站。

太阳能光伏电池具有很大的灵活性，不仅可以用其建设零星规格的电站，而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。

由于受昼夜日照变化及天气的影响，离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用，比如柴油发电机组以及蓄电池组，从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带，向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站，总投资 290 万元，1994 年 12 月正式投产发电。

离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。

电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电，并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压，由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电，经逆变器将直流电变换成三相交流电，再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时，为不造成蓄电池组的过渡放电，直流控制柜将自动切除其输出电路，使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源，必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电，或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电，为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。

当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时，还可与电网相联，即所谓的并网型光伏电站。这时，如果本地负荷不足，则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时，则由电网向用户提供电能。因此，并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置，减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济，提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性，是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。

四、结论与展望

本文从全球和我国的能源现状出发，分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题，进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池，还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上，新能源将取代化石燃料，扮演重要的角色。

参考文献：

[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.

[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.

[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.

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太阳能光伏电源论文

光伏发电我明白，这个我了解好比

关于太阳能利用现状的报告

太阳能光伏电源毕业论文设计标签：太阳能电池逆变器毕业论文校园目录摘要... 1ABSTRACT. 21 绪论.... 32太阳能光伏电源系统的原理及组成... 太阳能电池方阵... 太阳能电池的工作原理... 太阳能电池的种类及区别... 太阳能电池组件... 充放电控制器.... 充放电控制器的功能... 充放电控制器的分类... 充放电控制器的工作原理... 蓄电池组... 太阳能光伏电源系统对蓄电池组的要求.... 铅酸蓄电池组的结构.... 铅酸蓄电池组的工作原理... 直流-交流逆变器.... 逆变器的分类... 太阳能光伏电源系统对逆变器的要求... 逆变器的主要性能指标... 逆变器的功率转换电路的比较... 143太阳能光伏电源系统的设计原理及其影响因素... 太阳能光伏电源系统的设计原理... 太阳能光伏电源系统的软件设计... 太阳能光伏电源系统的硬件设计... 太阳能光伏电源系统的影响因素... 204 总结... 21致谢...参考文献...摘要光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上蓄电池组，充放电控制器，逆变器等部件就形成了光伏发电装置。本文首先介绍了太阳能光伏电源系统的原理及其组成，初步了解了光生伏打效应原理及其模块组成，然后进一步研究各功能模块的工作原理及其在系统中的作用，最后根据理论研究成果，利用硬件和软件相结合的方法设计出太阳能光伏电源系统，以及研究系统的影响因素。关键词：光生伏特效应；太阳能电池组件；蓄电池组；充放电控制器；逆变器Topic：The Design of Photovoltaic PowerAbstractPhotovoltaic power generation is a technology of being energy directly into electrical energy on semiconductor photo-voltaic effect .The key components of this technology is the solar cell. Solar cells in series can be formed after the package to protect a large area of solar cells, together with the battery, charge and discharge controller, inverter and other components to form a photovoltaic device. This paper introduces the principle of solar photovoltaic power system and its components, a preliminary understanding of the principle of photovoltaic effect and its modules, and then further study the working principle of each functional module and its role in the system, the final results of theoretical studies based the use of hardware and software combination designed a solar photovoltaic power systems, and study the impact of system ： photo-voltaic effect； Solar cells； batteries; charge and discharge controller; 绪论人类社会进入21世纪，正面临着化石燃料短缺和生态环境污染的严重局面。廉价的石油时代已经结束，逐步改变能源消费结，大力发展可再生能源，走可持续发展的道路，已逐渐成为人们的共识。太阳能光伏发电具有独特的优点，近年来正在飞速发展。太阳能电池的产量年增长率在40%以上，已成为发展最迅速的高新技术产业之一，其应用规模和领域也在不断扩大，从原来只在偏远无电地区和特殊用电场合使用，发展到城市并网系统和大型光伏电站。尽管目前太阳能光伏发电在能源结构中所占比例还微不足道，但是随着社会的发展和技术的进步，其份额将会逐步增加，可以预期，到21世纪末，太阳能发电将成为世界能源供应的主体，一个光辉的太阳能时代将到来。我国的光伏产业发展极不平衡，2007年太阳能电池的产量已经超过日本和欧洲而居世界第一，然而光伏应用市场的发展却非常缓慢，光伏累计安装量大约只占世界的1%，应用技术水平与国外相比还有相当大的差距。光伏产品与一般机电产品不同，必须很据负载的要求和当地的气象、地理条件来决定系统的配置，由于目前光伏发电成本较高，所以应进行优化设计，以达到可靠性和经济性的最佳结合，最大限度的发挥光伏电源的作用。为了提高太阳能的转换效率，获取更多的有效能源，满足人类的能源供应，世界各国在研究太阳能光伏系统中都投入了大量的人力与物力。我国对太阳能光伏电源系统的研究还处于世界低等水平，产品的性能还有待提高，为迎接未来能源短缺带来的严峻挑战，我们应该加大对太阳能光伏系统的研究，以满足人类未来对能源的需求。本文从理论出发，阐述了太阳能光伏电源的原理及其组成结构；结合科研实际，应用硬件和软件结合的方法，设计了简易的太阳能光伏电源模拟系统。根据这个简易系统研究分析了太阳能光伏电源的影响因素，合理优化了系统的配置，以提高系统的性能，最终提高了太阳能的转换效率。

未来太阳能光伏并网发电对电网的影响【摘要】尽管寻找新能源的工作已经有相当的历史了，但是世界性的环境污染和能源短缺已经迫使人们更加努力的寻找和开发新能源。在寻找和开发新能源的过程中，人们很自然的把目光投向了各种可再生的替代能源。光伏发电就是其中之一。虽然光伏发电的实际应用存在着种种的局限，但是随着光伏发电成本的降低和矿物发电成本的提高以及矿物能源的减少，总有一天光伏发电的成本将会与传统发电成本相当。到时侯，光伏发电将逐步进入商业化阶段。光伏并网发电形成规模后会对电网形成什么样的影响是本文想要探讨的问题。一、光伏发电的基本原理1. 太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏电池组，光伏系统电池控制器，蓄电池和交直流逆变器是其主要部件。其中的核心元件是光伏电池组和控制器。各部件在系统中的作用是：光伏电池：光电转换。控制器：作用于整个系统的过程控制。光伏发电系统中使用的控制器类型很多，如2点式控制器，多路顺序控制器、智能控制器、大功率跟踪充电控制器等，我国目前使用的大都是简单设计的控制器，智能型控制器仅用于通信系统和较大型的光伏电站。蓄电池：蓄电池是光伏发电系统中的关键部件，用于存储从光伏电池转换来的电力。目前我国还没有用于光伏系统的专用蓄电池，而是使用常规的铅酸蓄电池。交直流逆变器：由于它的功能是交直流转换，因此这个部件最重要的指标是可靠性和转换效率。并网逆变器采用最大功率跟踪技术，最大限度地把光伏电池转换的电能送入电网。2. 太阳能光伏电池板：太阳能电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的P-N结。工作原理和二极管类似。只不过在二极管中，推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场，而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热（*）。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换的效率，也就是光伏电池效率大约是单晶硅13％－15％，多晶硅11％－13％。目前最新的技术还包括光伏薄膜电池。3. 太阳能光伏发电系统的分类：目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类，离网光伏蓄电系统，光伏并网发电系统及前两者混合系统。A）离网光伏蓄电系统。这是一种常见的太阳能应用方式。在国内外应用已有若干年。系统比较简单，而且适应性广。只因其一系列种类蓄电池的体积偏大和维护困难而限制了使用范围。B）光伏并网发电系统，当用电负荷较大时，太阳能电力不足就向市电购电。而负荷较小时，或用不完电力时，就可将多余的电力卖给市电。在背靠电网的前提下，该系统省掉了蓄电池，从而扩张了使用的范围和灵活性，并降低了造价。C）A, B两者混合系统，这是介于上述两个方之间的系统。该方案有较强的适应性，例如可以根据电网的峰谷电价来调整自身的发电策略。但是其造价和运行成本较上述两种方案高。二、光伏发电的优点进入70年代后，由于2次石油危机的影响，光伏发电在世界范围内受到高度重视，发展非常迅速。从远期看，光伏发电将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源。不论从近期和从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充，在解决特殊应用领域，如通信、信电源，和边远无电地区民用生活用电需求方面，从环境保护及能源战略上都具有重大的意义。光伏发电的优点充分体现在以下几个方面：1. 充分的清洁性。（如果采用蓄电池方案，要考虑对废旧蓄电池的处理）2. 绝对的安全性。（并网电压一般在220V以下3. 相对的广泛性。4. 确实的长寿命和免维护性。5. 初步的实用性。6. 资源的充足性及潜在的经济性等。三、光伏发电局限性。任何事物总是具有两面性。目前有太多的文章介绍光伏发电的优点和优势，这里有必要指出光伏发电的一些局限性。太阳能具有能量密度低,稳定性差的弱点,并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响。光伏发电的局限性包括以下几个方面：1. 时间周期局限。由于光伏发电的条件是出太阳时，光伏发电设备才能正常工作发电。因此，白昼黑夜，一年当中春夏秋冬各个季节对光伏发电的负荷影响巨大。为了应付这个情况，电网不得不配备相应容量的发电机处于旋转备用状态。2. 地理位置局限。光伏发电设备基本上只能依附建筑物安装建设，也就是所谓的光伏屋顶就地供电。如果离开建筑物来建设光伏发电，将会大大增加成本或者破坏环境和生态。3. 气象条件局限。气候对光伏发电影响。采用光伏并网发电无蓄电池方案时，如果一个城市上空的气候大幅变化，将造成电力负荷的大幅波动；当一个城市上空的空气质量比如空气污染，或能见度变差比如雾天，阴天等都将使光伏发电在线或实时出力下降。4. 容量传输局限。在解决了光伏发电的成本问题后，大功率，高电压，远距离从荒漠面积输送电力到负荷中心，由于光伏发电没有传统电机的旋转惯量，调速器及励磁系统，将给交流电网带来新的经济和稳定问题。不论采用交流或是直流高电压大功率远距离从荒漠地区输送电力，由于上述1，2，3的局限性将大大增加单位千瓦的输送成本。下面将会讨论这个问题。5. 光能转换效率偏低。和传统能源（矿物能源，石油，水能，原子能，等）的转换效率相比，光伏能量的转换效率不能令人满意。四、光伏发电未来展望我国光伏产业正以每年30%的速度增长。最近三年全球太阳能电池总产量平均年增长率高达以上。按照日本新能源计划、欧盟可再生能源白皮书、美国光伏计划等推算，2010年全球光伏发电并网装机容量将达到15GW(1500万千瓦，届时仍不到全球发电总装机容量的1%)，至2030年全球光伏发电装机容量将达到300GW(届时整个产业的产值有可能突破3000亿美元)，至2040年光伏发电将达到全球发电总量的15%-20%。按此计划推算，2010-2040年，光伏行业的复合增长率将高达25%以上（参看资料：15）。其中并网应用会有较大的发展，从而形成并网发电(约46%)、离网供电(约27%)和通讯机站(约21%)3个主要应用领域（参看资料：16）。太阳的能量对人类而言几乎是无限的，但是实际上，在地球上能够获取太阳能资源的资源是有限的。并不象有些文章中所说的那样巨大。例如，当我们在在屋顶安装太阳能热水器时，就失去了安装太阳能电池的机会。除建筑物和荒漠外，在其他地点建设太阳能电池板群将是不现实和得不偿失。这不仅仅是因为成本巨大的原因，问题是显而易见的，主要的问题是离开建筑物和荒漠来建设光伏发电站将破坏环境和生态，你会发现在太阳能电池板下面将寸草不生。总之，节能降耗是人类的一个永恒话题。从某种意义上讲，淘汰旧技术和产品的同时，也就浪费掉了当初生产这些技术和产品的能源。出国考察的人往往会发现，西方发达国家有些场合还在使用20-30年代的产品和设备，他们并非要保护“古迹”，某种意义上讲是在节约能源。新旧产品和技术的换代是要以耗费能源为代价的，过快的产品更新换代，将加快能源的消耗。当然，这里需要有一个总体的经济指标来判断能耗。我们是否应该考虑节约“used能源”的问题？(**)另一方面，任何先进的技术，进入商业使用的必要条件是价格能为市场所接受。如果使用成本太高，再好的技术必将只能停留在试验室中或者示范工程阶段五、光伏发电并网对未来电网的影响随着我国《可再生能源法》的颁布实施，常规能源价格的不断升高和石油价格逼近$100，世界范围内围绕利用太阳能科技，商业发展非常迅速，其中光伏并网发电技术发展非常快。目前制约光伏发电的主要因素是成本问题。太阳能光伏发电造价高（每千瓦3万元以上），发电成本贵（1．5元／千瓦时以上）。随着光伏发电成本的降低和耗能发电成本的提高，总有一天光伏发电的成本将会与传统发电成本相当。到那时侯，光伏发电将会进入商业化应用阶段。为了提早迎接这一天的到来，我们将有必要提前考虑光伏并网发电对现有发电模式的技术、经济、政策和环境效益的影响。我们先假设这个时代已经到来，并且现有的发电模式并未发生较大的改变。那么光伏发电给我们带来好处的同时将会对现有的电网产生什么样的问题？由于太阳能光伏发电属于能量密度低、稳定差，调节能力差的能源，发电量受天气及地域的影响较大，并网发电后会对电网安全，稳定，经济运行以及电网的供电质量造成一定影响。至于有多大的影响目前尚不清楚。我们知道目前电能是不能大规模低成本储存的，在可以预见的将来也不能大规模低成本储存。这就使得光伏发电的应用受到物理因素的制约，同时也受到地理上的限制。但是随着技术和市场的发展，当光伏发电的上网电量在电网中与火电厂，水电，核电等电厂的发电量处于可比较的数量级和成为不可忽略的一部分时，光伏并网发电将对现有发电模式和电网的技术、经济、政策和环境效益带来如下问题：（如果光伏并网发电系统采用有蓄电池方案，光伏并网发电的优点和优势将大打折扣。但是为光伏并网发电优化配置的蓄电池系统可以部分解决以下1，2和3点提出的问题。）1. 负荷峰谷对电网的影响。由于光伏并网发电系统不具备调峰和调频能力，这将对电网的早峰负荷和晚峰负荷造成冲击。光伏并网发电系统增加的发电能力并不能减少传统旋转机组的拥有量，电网必须为光伏发电系统准备大量的旋转备用机组来解决早峰和晚峰的调峰问题。光伏并网发电系统向电网供电是以机组利用小时数下降为代价的。这当然是发电商所不愿意看到的。2. 昼夜变化，东西部时差以及季节的变化对电网的影响。由于阳光和负荷出现的周期性，光伏并网发电量的增加并不能减少对电网装机容量的需求。3. 气象条件的变化。当一个城市的光伏屋顶并网发电达到一定规模时，如果地理气象出现大幅变化，电网将为光伏并网发电系统提供足够的区域性旋转备用机组和无功补偿容量，来控制和调整系统的频率和电压。在这种情况下，电网将以牺牲经济运行方式为代价来保证电网的安全稳定运行。4. 远距离光伏电能输送。当光伏并网发电远距离输送电力在经济和技术上成为可能时，由于光伏并网发电没有旋转惯量，调速器及励磁系统，它将给交流电网带来新的稳定问题。如果光伏并网发电形成规模采用高压交直流送电，将会给与光伏发电直流输电系统相邻的交流系统带来稳定和经济问题，（专门用于光伏并网发电的输电线路，由于使用效率低，将对荒漠太阳能的利用形成制约。用于借道或者兼顾输送光伏并网发电系统电能的输电线路，由于负荷率低下，显得很不经济。）不论采用高压交流或直流送出，光伏并网发电站都必须配备自动无功调压装置。至于对电网稳定的影响，目前还未见到光伏发电在电网稳定计算中的数学模型（包括电源模型和负荷模型）。光伏并网发电将对电网安全稳定运行有多大的影响目前尚不清楚。5. 降耗问题；光伏并网发电的一个主要优势是可替代矿物燃料的消耗。由于光伏并网发电增加了发电厂旋转发电机的旋转备用或者是热备用，因此，光伏并网发电的实际降耗比率应该扣除旋转备用或热备用损失的能量。光伏并网发电的降耗效率应该考虑到由于光伏并网发电系统提供的电力导致发电公司机组利用小时数降低带来的效率损失。由于电力系统是作为一个整体来运行的，光伏并网发电向电网输送电力将侵害其他发电商的利益，这是作为政策制定者需要考虑的问题。这是由于电网在考虑安全，稳定和经济运行时，不仅仅只由水电厂担任旋转备用。因此，系统中总的光伏并网发电量所等效的理论降耗标煤量前应该乘以一个小于1的系数，并且等比例的减去旋转备用机组的厂用电损耗。6. 环保问题；光伏发电带来的减排效果是否应该只考虑火电排放的二氧化硫和二氧化碳还有待研究，因为当光伏并网发电时，同样电网在考虑电网安全，稳定和经济运行时，往往减少出力的不仅仅是火电厂，而考虑旋转备用时，也不仅仅是水电厂来承担旋转备用的任务（水电厂承当旋转备用任务损失较小）。因此，在考虑光伏并网发电系统的减排贡献时，也应该在理论值前乘以一个小于一的系数。这个结论并不象一些文章中所讲的那么乐观。7. 顺便指出，风力发电也存在环保生态问题。国外有环保人士指出大型的风力发电站往往建在季风的风道上，这往往是候鸟迁徙的最佳路线。结束语光伏发电的优势在于解决离网地区通信，微波等设备的能源动力，分散人口地区的小容量电力消费及为有条件建立光伏屋顶的建筑就地提供电力。未来电网在做发展规划时，对负荷预测应充分考虑离网光伏发电和光伏并网发电对电网的影响和数学模型。离网光伏发电系统可以作为在线有源可变负荷模型来考虑（这里指的是城市中既可由离网的光伏发电系统，也可以由市电网供电的负荷）。光伏并网发电系统如果以110V或220V并网供电时，也可以把光伏并网发电系统考虑为可从负到正变化的有源负荷模型。通过上述分析，光伏并网发电远期定位只能作为电网节能降耗的重要补充手段。如果超出这个战略定位，将造成投资和额外的能源浪费，对减少污染排放量的乐观看法也要大打折扣。麻烦-设.置下-最佳;