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太阳能光伏发电在我国农村应用前景分析

2016-02-24 10:45:25来源:论文网浏览: 评论:0

  太阳能作为一种可持续利用的清洁能源,是理想的可再生能源选择。利用太阳能光伏发电,有助于解决我国农村及偏远地区的用电问题。为此,主要介绍了我国农村及偏远地区光伏发电的应用现状及所存在的问题。

  太阳能光伏发电直接将太阳光能转换成电能,是一种没有污染、不需要燃料,可以直接获取电能的高新技术,是太阳能利用方式中最具有应用前景的技术之一。为了实现能源、环境的可持续发展,世界各国均将光伏发电作为发展的重要项目之一。根据国际能源权威部门所发布的数据显示,全球常规能源可开采量已经屈指可数,其中太阳能的储存量远远超过了煤、石油、天然气等的储量,从长远方面来看,太阳能将是人类未来能源的主要来源,其在能源供应中的作用显得尤其重要。现在所广泛使用的独立太阳能光伏发电系统,具有很多其他供电方式所不可比拟的优势,在今后的几十年时间里,太阳能源时代的行将来临,对我国现代化来说是千载难逢的机遇。本文介绍了太阳能光伏发电在农村发展的应用现状及所存在的问题,并提出了建议及其展望。

  1 在农村发展太阳能光伏发电的必要性

  在我国的西部,部分地区能源极其频乏,一些农村和偏远山区,其供电量严重不足。多数农村供电用户都远离电网,交通不便,住户分散居住,而高压输电的建设费用每公里10-13万元,导致架设供电线路的成本很高。由于农村地域大,地形复杂,使农电工管理起来相当的困难,并且供电网络的维修维护费用很高,加上供电线路较长,电网负荷密度小,造成电网资源的有效利用率很低,从而导致有的农村电力网8-20kV配电线路,平均每公里每年的送电量却只有城市电力网的1/25左右。农村供电主要用来满足农村的居民生活和生产用电,其中最主要的是照明,小型家电,以及农用灌溉。农村电力网由于供电自然功率因数低,而且用电季节性强,所以在农村进行常规电网延伸很不现实也很不经济。这也是农村供电成本一直居高不下的本质原因。

  农村电网线损严重。首先,农村电力网络以10kV配电网络为主,10kV配电网络的三相负荷很容易分配不均,增大中性线的电流,导致供电传输出现比较大的损耗。农村电网中多数为低压线路,没有足够的功率补偿功能。其次,在设计上,农村电网存在很多问题,变压器选择不合理、线路利用率不高、电网建设中使用劣质产品等导致供电系统中出现严重的漏电问题。

  通过上述我们可以看到,在我国农村及一些偏远地区,依靠电网延伸将“光明”输送到农民家中已经变得不现实也不经济,寻找更加经济和快捷的供电方式才是重中之重。

  2 在农村发展太阳能的优越性

  我们以太阳能光伏发电技术中的太阳能照明为例,来说明光伏发电在农村实施的优越性。首先,在安装设计方面。太阳能电池可以选择最佳的安装倾角,使一年中接收到尽可能多的太阳辐射能,农村没有高楼林立,可以大面积的吸收太阳能。光源的选择对太阳能灯来说也很重要,要考虑价格、光效、寿命、可靠性、功率等多个因素,目前市场上广泛使用的是节能灯LED,它的光效可达到30~50 Lm/W,比传统的高压钠灯更省电,高压钠灯的驱动有电感式和电子式,电感式效率小于60%,电子式效率小于80%,属于热电源,能把热量辐射出去,而LED的驱动可轻松做到90%以上,且电路稳定。LED路灯的工作电压在安全电压范围内,不需要做电气保护接地。

  其次,在造价与效益方面。太阳能路灯系统采用的是太阳能发电,无耗电成本费用。设备更新费用主要集中在灯具更新费用上,虽然LED比高压钠灯成本高,但高压钠灯与LED灯的寿命比约为1∶10,高压钠灯更换10次,LED灯只需更换1次,对于偏远的农村来说,使用后期的维修、维护变得很容易简单,在第一个使用周期内,太阳能路灯系统就已经显现出了经济上的优势。

  最后,在铺设费用和耗电方面,太阳能LED路灯不需要铺设电缆、消耗电能,并且区域越大,布置安装的数量就越多。不但减轻了区域内的能源负担,同时也减少了煤的使用和CO2的排放,对环境和社会都产生了巨大的效益,实现真正的无污染绿色照明。

  国际能源部门预测,到2020年,在世界电力生产中,太阳能光伏发电所占的比例将达到1%,2050年可以达到约25%。由此可以断言,光伏发电将逐步成为电力能源结构中重要的一部分组成。在当今时代,掌握了太阳能发电技术,就将未来发展的主动权紧紧掌握了。因此,我们必须高度重视我国广大农村光伏市场的开拓、培育,促进我国太阳能光伏产业稳步健康的发展。

  3 太阳能发电在我国农村的应用现状及所存在的问题

  我国从20世纪80年代起,开始对太阳能光伏电池进行开发生产,同时也在西部无电地区进行离网光伏系统的大力推广,其中“光明工程”和“乡乡通”等工程的成功实施,使我国光伏技术得到提高,并对光伏产业的发展带来了积极的影响。国家在“973”和“863”等重大项目中也将太阳能电池的发展放到了首要位置。

  目前光伏发电主要应用于通信系统以及无电地区,其中具有代表性的工程有:1998年10月,建成了西藏那曲安多县光伏电站,这是我国最大的光伏电站;1998年,建成兰―西―拉光缆干线工程,这是中国通信史上难度最大的工程;1996年建成了塔中4―轮南输油输气管道应急保护光伏电源系统;1995年63个国家重点援藏项目:西藏广播电视发射接收工程,采用光伏电池供电,共建成了216套卫视接收站。

  从目前的发展趋势来看,“送电到乡”工程解决了无电乡的供电问题,从2006至2010五年的时间里,大约有一万多个无电村和一百多万无电用户的用电问题得到了妥善解决。截止到2011年为止,我国已经建成了多座兆瓦级的光   伏发电站,并且起到了良好的示范效应,预计在未来10年时间里,荒漠电站的装机量将达到13GW。展望未来,光伏发电将在我国的能源家族中起着越来越大的作用。

  然而在农村推广光伏系统时,由于自身能力和设施所限,人们认为太阳能发电是一种高新技术产品,价格昂贵并且难操作,尤其在安全方面,缺乏常识和自我保护意识,从而认为光伏发电系统不好用,甚至认为该系统会对人有一定的危险,大大阻碍了光伏系统的推广及其使用。还因为太阳能光伏发电初期投资大、控制成本高、太阳能转化效率比较低,很容易受天气等多重因素的影响,进一步阻碍了光伏发电的普及。我国政府己经制定了部分法律、法规及相关的政策来鼓励太阳能发电行业,但对新能源的规划,包括战略规划,没有实质性的政府补贴和上网政策,虽然颁布了可再生能源法,但配套政策和措施、行业的发展规划及标准没有落实,制约着整个行业的发展。

  4 展望及建议

  一些省区政府正在积极部署,实施大型的光伏发电项目。青海省力争在“十一五”末期,使太阳能光伏发电的总装机容量达到350MW;到2013年左右,总装机容量达到1GW。甘肃敦煌10MW并网光伏发电示范工程项目预计将在2009年中旬确定中标单位后,就会投入建设,并于2010年投产发电。甘肃发改委希望以规模化的市场需求带动建立30多个类似光伏发电的项目。据不完全统计,G瓦以上大规模的太阳能发电项目约为20个。

  为了加快我国太阳能发电的应用进程,加速发展大型光伏并网发电,改变和优化电力结构,做到可持续电力发展,提出几点建议:

  (1)我国应加快大型和特大型光伏电站的建设步伐,优先支持在内蒙古、青海、甘肃、新疆、宁夏、西藏等地选择荒漠、戈壁、荒滩等空闲土地,来建设大型和特大型光伏电站项目,加大光伏发电的并网应用工程。

  (2)国有电力投资和运行主体,在进一步加深对光伏发电行业了解的同时,要从改变电力供应结构,实现电力企业和社会可持续发展的高度,加速大型和特大型光伏电站的布局和建设。

  (3)尽快出台针对太阳能光伏发电的上网电价法,就光伏发电市场份额作出强制性规定,就光伏发电并网、上网电价及费用分摊等作出更具体规定。同时,应逐步制订投资、价格、补贴、加速折旧等方面的经济激励政策和税收优惠政策。

 

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