刍议太阳能光伏并网在电网中的应用

CAIXUN财讯
－128－ 刍议太阳能光伏并网在电网中的应用 □西华大学 许振锋 杜江南 刘 广 / 文
随着各项新能源的开发，但全球各地存在的能源短缺和环境污染问题还是存在，迫使人们去寻找新的能源，其中，各种可再生的资源成为重点开发对象，光伏发电就是重点开发的领域。

光伏发电的应用领域虽然还不是很广泛，但随着光伏发电的成本下降和伴随着矿物资源减少导致矿物发电的成本提高，光伏发电会替代传统发电，光伏发电也会逐渐步入到商业化的阶段。

本文主要从光伏发电原理进行探讨，分析当前光伏发电的现状，得出光伏并网发电形成规模后对电网产生的影响。

光伏并网 太阳能 影响
光伏发电基本原理
（1）光伏发电的原理。

光伏发电主要是倚靠太阳能光伏电池，这种电池主要是根据薄膜、单晶硅、或者多晶硅等材料构成的，主要是运用单晶硅。

把单晶硅制作成二极管中间的P-N结，在二极管中间，外部的电场是促进P-N结空穴和电子的运动的因素，但在太阳能电池中间是太阳光子和光辐射热来促进P-N结空穴和电子的运动，即为光生伏特的原理。

当前光电转换效率如下，单晶硅13%到19%，多晶硅为11%到15%，薄膜电池为8%-13%。

（2）光伏发电系统的组成部分。

光伏发电系统由光伏电池加上逆变控制器等部件组成，其系统组成为图1。

目前这种系统主要分以下几种：并网发电系统。

主要特点是使用电负荷较大时，太阳能力不足就得向市场购电；当负荷较小的时候，可以把多余的电力转卖给市场。

离网光伏蓄电系统。

这是一种最常见的太阳能应用的方式，国内外也应用得广泛且时间长，该系统有着简单易操作的特点，适应性比较广。

由于光伏发电在全世界备受瞩目，发展得很迅速。

从远期发展来看，光伏发电会朝着分散式电源的方式进入到市场中，逐渐会取代常规能源，会大规模运用到各个领域，还可以满足边远地区的用电需求。

从实现可持续发展战略来看，光伏发电可以作为常规能源的补充，解决了资源紧张的问题，对环境保护具有重大意义。

光伏发电具有充分清洁性、绝对安全、
广泛性、长寿命等优点被广泛应用。

光伏发电存在的现状
由于太阳能具有密度低、不够稳定
等弱点，并且受到地理分布、昼夜交替、
季节的变化等因素的影响，使得光伏发
电存在着局限性，主要有以下问题：
（1）地理位置。

光伏发电的设备大
多要求依附在建筑物上安装，即光伏屋
顶供电，若离开建筑物建设光伏发电的
设备，会增加成本破坏环境生态；
（2）时间周期。

光伏发电设备正常工
作的前提条件是太阳正常出现的时候，那
么在黑夜，一年中春夏秋冬对光伏发电的
负荷影响很大，不得不配备相应的发电机，
并使之处于旋转的备用状态；
（3）光能的转化率。

光能转化率比
传统的能源的转化率来说，效率较为低
下，不能满足使用需求；
（4）气象条件。

气候对光伏发电有
着巨大的影响，在使用光伏并网发电没
有蓄电池方案的时候，若城市上空气候
变化无常，将会对电力负荷产生大幅度
的波动，若城市上空污染比较严重的话，
光伏发电效率会下降；
（5）光伏发电并网。

当今电能是无
法低成本大规模储存，这导致光伏发电
的应用会受到物理因素制约和地理制
约，但随着市场技术的发展，光伏发电
的上网电量和传统发电方式处于可以比
较的数量级和成为不可忽略的部分时，
光伏并网发电也将带来降耗问题、负荷
峰谷对电网的影响问题和昼夜变化时差
等对电网影响的问题。

光伏发电的前景
我国的光伏产业正在以每年增长
30%的速度发展，全球太阳能电池的总产
量也在持续增长，尽管太阳能的能源是
无限制的，但是由于受到各种因素的影
响，实际获取太阳能的资源又是有限的，
光伏发电的技术在改进，需求在增长，
市场在扩大，任何事物都有两面性，可
以从控制成本、资源循环利用等途径，
促进光伏发电市场的发展。

通过本文的分析，光伏发电有着先
天的局限性，给电网带来的影响很是显
著，光伏并网发电远期定位是作为电网
节能的途径，如果超出了这个战略的定
位，必将会造成资源浪费的结果，减少
污染排放量也将大打折扣。

光伏发电进
入到了商业化的阶段的主要障碍还是成
本过高的问题，所以，光伏发电的首要
任务是减少成本，大幅度提高光伏发电
的效率也是一种减少成本的重要方式。

第一作者：许振锋（1994），男，汉，
福建莆田，本科在读，研究方向：光电
方向，单位：西华大学
第二作者：杜江南（1995），男，汉，
四川仁寿，本科在读，研究方向：光电
方向，单位：西华大学
第三作者：刘广（1994），男，汉，
四川遂宁，本科在读，研究方向：光电
方向，单位：西华大学
[1]付静. 我国光伏产业国际竞争力
现状及提升路径[J]. 河北大学学报（哲学
社会科学版），2013（02）
[2]陆利忠，周章贵. 分布式光伏发
电示范项目政策分析与合同法律问题探
究[J].上海节能，2013（01）
[3]朱群志，司磊磊，蒋挺燕. 不同
安装方式建筑光伏系统的经济性及环境
效益[J].太阳能学报，2012（01）
[4]史珺. 光伏发电成本的数学模型
分析[J].太阳能，2012（02）
[5]吕忠，兰飞飞，曲娟，李荣录，
聂若鹰，彭建军.太阳能发电示范基地的
光伏发电试验及效益分析[J]. 气象水文
海洋仪器，2011（04）
[6]谢秉鑫. 对金太阳示范工程项目
投资效益的探讨[J].可再生能源，2011
（06）
[7]孙艳伟，王润，肖黎姗，刘健，
余运俊，庄小四.中国并网光伏发电系统
的经济性与环境效益[J].中国人口.资源
与环境，2011（04）
[8]范明天，苏傲雪. 基于可靠性的
配电网规划思路和方法讲座二基于可
靠性规划的项目评估方法[J].供用电，
2011（02）。