阳光电源(精选5篇)

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创业之后经过将近10年的等待,曹仁贤终于迎来了全球光伏市场的春天。但此时阳光电源却面临着资金周转困境,不得不引进700多万美元的风险投资。恰恰是这笔风险资金,为其打开欧洲市场输送了血液。 在全球光伏市场启动之前,阳光电源安全渡过了资金困局。 当2…

阳光电源(精选5篇)

阳光电源范文第1篇

“早知道这么难就不出来做企业了。”作为合肥工业大学的一名教授,曹仁贤16年前离校创业时,并没有预见到光伏行业是如此跌宕起伏。相比坚持时的孤独、深陷困境时的无助、转型期的迷茫以及处于巅峰时的高处不胜寒,曹仁贤在《中国经济和信息化》记者面前没有掩饰对当初教书幸福时光的怀念。

当市场把一个行业高高举起又重重摔下时,不在其中的企业体会不到当时的惨状,这需要极强的心理素质,但曹仁贤和其创办的阳光电源在行业的每一次峰回路转时都抓住了机会。

创业之后经过将近10年的等待,曹仁贤终于迎来了全球光伏市场的春天。但此时阳光电源却面临着资金周转困境,不得不引进700多万美元的风险投资。恰恰是这笔风险资金,为其打开欧洲市场输送了血液。

在全球光伏市场启动之前,阳光电源安全渡过了资金困局。

当2011年全球光伏寒风凛冽时,曹仁贤刚刚完成在资本市场上的融资。中国政府为拯救光伏产业,开启了内需市场。曹仁贤以资金之剑,再次率领合肥当地的光伏企业开始“西进运动”——在甘肃酒泉等阳光资源丰富的中国西部地区投巨资建立大型发电站,向光伏发电站领域进军。

在全球光伏市场危机之后,阳光电源力促在光伏产业中的再次逆变。

合肥光伏梦

阳光电源是合肥光伏产业中的孤独者。

1997年,曹仁贤从合肥工业大学辞职下海创立了阳光电源公司,主业围绕电力电子在新能源中的应用。此时合肥的光伏产业一片空白。

合肥光伏产业真正起步于2009年,已经创业12年的曹仁贤在合肥光伏集聚发展中起到了关键作用。

2009年9月6日,江西赛维LDK太阳能高科技有限公司董事长彭小峰受邀来到阳光电源公司总部,参观考察了阳光电源的产业基地、并网发电站和科研中心。

赛维LDK是当时亚洲最大的太阳能硅片生产企业,与阳光电源是产业链上下游关系。因为工作关系,曹仁贤与彭小峰关系密切。

彭小峰的到来并不仅仅是看看阳光电源的逆变器,或者与曹仁贤叙叙旧。当天,时任合肥市委书记孙金龙接待了彭小峰,邀请后者在合肥投资建厂。

2010年3月9日,孙金龙率团考察了赛维LDK在江西新余市的总部,后来促成了赛维LDK在合肥投资大型光伏项目。8月15日,占地9.11万平方米的合肥赛维LKD 1600兆瓦的光伏项目正式开工建设,这也是当时全球规模最大的一次性开工建设的光伏项目。项目落地合肥后,赛维LDK总部所在地的新余市官员甚至指责彭小峰为什么不把项目放在新余。

依托赛维LDK项目,合肥光伏产业走上了快车道,海润光伏、晶澳太阳能、彩虹光伏等一大批光伏项目落户合肥,总投资超过了220亿元。

而合肥光伏异军突起的背后,除了合肥政府的搭台之外,曹仁贤以及阳光电源所积累的光伏人脉资源发挥了桥梁作用。

“作为本土光伏产业领头企业,阳光电源在合肥光伏产业招商引资过程中的作用非常重要。做光伏电站必须用到逆变器,阳光电源可以看做是一个枢纽,很多知名光伏企业都与其联系紧密。从某种角度讲,阳光电源及曹仁贤对合肥光伏产业的发展起到了重要的桥梁作用。”合肥经济和信息化委员会主任王文松告诉《中国经济和信息化》记者。

十年等待

“创业之初我就考虑,如果做同质化严重的产品,很长时间内肯定毫无优势可言,要做就做把技术、专业真正投入应用的公司。”曹仁贤按照这种思路在光伏产业链上选择:多晶硅太过于专业,电池组件技术投资生产门槛不高,而做光伏电站国内还没有市场。

曹仁贤最终锁定了逆变器。逆变器本身技术很简单,但其中涉及微电子、新能源、半导体等多种技术,要想做出特色并非易事。

创业初期,阳光电源生产的逆变器只能用于小范围市场,比如西北地区牧民家的电视机、卫星接收机的供电、部分村庄供电。随着技术逐渐成熟,其业务范围逐步延伸到工业、通信领域,包括南疆铁路、青藏铁路等。

2002年,阳光电源迎来公司的第一次转型机会,承担了国家“送电到乡”工程,为西部不通电地区送去太阳能电力。第二年,阳光电源凭借技术优势,研制出中国首台具有自主知识产权的并网逆变器,这台逆变器至今仍在稳定地运行。凭借这一成果,阳光电源前面的路似乎顺利了些。

当时全球气候变暖,能源环境问题日益突出,国外开始大面积应用并网系统,这是阳光电源一直梦寐以求的机遇。然而当时国内电力系统体制相对保守,虽然他多次试图说服电力部门,但都没有成功。

无奈之余,曹仁贤只能把目光转向国外市场,着手向国外出口逆变器。通过几年的探索,到了2009年,阳光电源的逆变器已经做得风生水起。“我们的产品供不应求,几乎是只要能做出来就会有人要。”曹仁贤如此描述当年的情形。

出现这样的结果,是因为大家对国外市场认可程度高,而国内当时对于技术的认知度明显不足。欧洲的市场门槛很低,技术门槛却是最高的。“技术门槛恰恰是我们能克服的。”曹仁贤介绍。

当时阳光电源的海外市场主要是意大利、西班牙等南欧地区,现在阳光电源的产品才进入德国等主流光伏市场。中国企业把逆变器卖给德国,可能90%的人不相信,因为德国的光伏产业实力有目共睹。

在当时,欧洲无疑是中国光伏产品最大的出口市场,再加上美国,整个欧美市场占到中国光伏产品出口量的80%以上。而在全球市场上,中国的光伏产品已经垄断其中的六成。

如果说,追逐财富是光伏产业狂飙的原动力,那么欧洲光伏市场的巨大需求,则为这场疯狂的追逐安装了加速器。

资本之剑

在行业低谷之初的2011年,之所以阳光电源能够比其他光伏企业活得更滋润一些,因为它在这一年引进战略风险投资,实现了成功上市。

上市之前,在发展方向选择上,阳光电源曾多次徘徊。国外市场开始萎缩,而国内市场尚未启动,那段时间,阳光电源的公司战略一度十分混乱。为了生存,公司着手接触新能源之外的很多业务,包括应急电源、UPS电源、开关电源等。

阳光电源是从事新能源业务的公司,如果长久坚持生产这类产品,必然会造成品牌认知度、集中度打折。幸好这一混乱状态没有持续太久。2007年7月,风险投资的加入,把阳光电源拉回了正轨。

“引进战略投资就要以股份稀释作为代价,但出于无奈,而且这对企业发展是有好处的。”回想起来,曹仁贤认为当时引进战略投资恰逢其时,“引进早了,可能导致企业股份过多外流,失去自身价值,而引进晚了,可能公司就破产了。”

引进来自意大利的战略投资以后,阳光电源认识到之前的战略错误,赶紧做减法,把各种边缘产品全部砍掉,虽然这些产品当时的效益不错。

事实证明,这种做法是正确的。“做两件事情可能成功,做三件事情是注定失败的,我们抵制住诱惑,只坚持做逆变器,保住了公司核心竞争力。”曹仁贤说

随着战略投资的注入,阳光电源的资金缺口马上得到补足,公司规模迅速扩大。公司有了钱,信心似乎也足了,引进的700多万美元让阳光电源有了在两三年内做几件大事的底气,而不再缩手缩脚。

此外,在引进资金的同时,阳光电源也引进了人才,带动企业内部变革。当时,阳光电源通过国际猎头公司帮其搜求人才,健全和完善董事会制度,还进一步提高了产能和研发能力,并且开始尝试赊销方式。变化带来了新的希望。

西进运动

2011年,光伏行业步入低谷。

“一家企业如果有核心技术优势,一般是可以成功的。但如果公司技术是山寨的,则注定面临失败的结局。”在曹仁贤看来,疯狂的模仿和复制是光伏产能过剩的根源。

像产能过剩最为严重的多晶硅和太阳能电池板,国内很多企业引入国外生产线,运回来后插上电,生产线就能运作。这种毫无技术含量的产能,在利益驱使下大举跟风扩产,注定了产能过剩的结局。

有些投产稍晚的企业,甚至没有来得及收回投资就濒临破产。合肥市经济和信息化委员会主任王文松介绍:“经常有本地企业抱怨,如果企业早投产一年,最起码投资基本可以收回来。”

因为拥有核心技术优势,阳光电源没有陷入这场疯狂的低水平内斗中,但也不可避免地成为被模仿的对象。阳光电源研制出新产品,会有企业偷偷复制,甚至不管产品尚处于不成熟期,把阳光电源电路板上画错的地方也照葫芦画瓢地搬了过去。

得江山易,守江山难。曹仁贤通过加大研发投入来保持相对领先优势。“我们每年投入近亿元来做研发,通过不断地积累微创新,进而做到突破性创新,实现产品性能革新或者降低成本,才把跟风者的‘武功’废了。”曹仁贤说。

当时,仅逆变器市场的竞争已经非常残酷。有一组数据可以佐证,2011年,在德国慕尼黑光伏展会上的逆变器厂家有500多家,到了2013年,就只剩下几十家了,厂家死亡率高达90%。

2011年下半年,为了拉动内需、提振光伏产业,合肥市政府提出光伏行业“走出去”战略,把本地龙头企业打包推到西部,在西部开发电站,消耗企业过剩产品。

“我们的想法是充分利用合肥光伏产业的基础,通过政府推动,拓展西部市场,在西部打造一个光伏三峡,实现产能释放,拉动本地企业发展。”王文松先后6次深入酒泉和嘉峪关,为合肥光伏企业和当地政府牵线搭桥。

由于当时合肥其他企业资金比较困难,而阳光电源刚刚上市,资金相对充足。曹仁贤决定在合肥市政府启动的“西进运动”中,带头在西部阳光资源丰富的地区建设光伏发电站。合肥市官方把这一行动称作“借光发展”。

在阳光电源的带领下,海润光伏、晶澳光伏、赛维、中南光电等合肥企业都参与到“借光发展”计划中。事实上,西部地区也有招商引资策略,即拿资源换制造。西部地区政府给企业审批,让企业在西部建光伏电站,但需要企业在西部建厂,包括生产组件、电池片等。

阳光电源和甘肃地方政府签订了战略合作协议,推动设立酒泉(合肥)光伏产业园,并和三峡新能源投资9亿元建设100兆瓦的酒泉光伏发电站。电站由阳光电源提供逆变器,其余组件大多优先选用合肥企业的产品。

此时,整个光伏行业依然低迷时,做光伏电站的市场前景并不明朗。担纲之后的阳光电源或许产生了些许悔意。但曹仁贤认为,合肥市发起的“西进运动”是包括阳光电源在内的光伏企业向光伏电站业务转型的关键一战,会坚定地走下去。事实上,近期坚挺的股价恰是对曹仁贤决策的强力支持。

分布式探索

尝到集成电站甜头的阳光电源,除了在西部建设电站外,自然不会放过家门口的机会。

阳光电源首先在公司的屋顶全部装设光伏发电站,所发电量除生产用外,还有一部分送到国家电网。“作为一家大型生产企业,我们不仅没有用国家电网的电,还为其输送了电量。”曹仁贤对此显得颇为自得。

而阳光电源在东部地区的第二个分布式电站很快将在荣事达公司屋顶上开工建设,该电站为10兆瓦。“我们在合肥的大型物流中心屋顶、公共大型建筑屋顶筹划建设电站。”曹仁贤表示,考虑到屋顶承重问题,每个选择都必须经过严格的考核。

其实,建设电站能够顺利实现并网发电,这与合肥市政府的支持是分不开的。在国务院出台支持光伏产业发展相关政策的同时,合肥市政府也制定了一系列支持光伏产业发展和推动示范应用的“一揽子”政策。这些政策的理念、内涵和措施都与国务院出台的政策契合,其中包括合肥市在全国范围内首个对光伏电站每千瓦时电补贴0.25元的政策等。

在曹仁贤看来,在光伏行业发展趋势不明朗之际,政府直接给企业补贴并不合理,因为很难确定哪家企业该补、哪家不该补,还容易受到国外企业的质疑,而补贴终端是一种国际通行的做法。

这期间,合肥市政府还主导了光伏下乡,在肥东、肥西等县选择了100户贫困户家庭,政府投入300万元资金免费为其建屋顶电站,电站建成后的运营和维护都由政府负责,电站收益完全归贫困户所有。这100座屋顶电站已经完成招投标并开始建设,预计今年10月底实现并网发电。

这种模式非常具有借鉴意义,我国西部还有不少贫困户,一旦合肥光伏电站扶贫模式能够成功,对于西部地区发展有巨大的借鉴意义。

通过计算,按照合肥的光照条件,这100户贫困家庭依靠屋顶电站,每年都能有2500元左右的收入。帮助其建立屋顶电站,既解决了扶贫问题,又对光伏屋顶电站建设起到了示范作用。合肥市市长张庆军评价这项工程:“让贫困户躺着也能发点小财。”

合肥市政府还鼓励有能力的富裕家庭申建屋顶电站。今年6月,合肥市在肥东选择了5个村干部带头示范建设电站,这些电站已于6月28日实现并网发电,现在每户每天发电15千瓦时左右。

这些受益的带头农户曾经专门对王文松致谢:“原来我们家买了很多家庭电器,空调、冰箱、洗衣机、微波炉,但大多只是摆设,太费电根本不敢用,现在自己发电自己用,用电器再也不担心费电了,剩余的电还可以卖给国家电网。”

这几句话深深地触动了王文松。在他看来,屋顶上的分布式光伏电站建设,对家电在农村市场的普及也有巨大拉动作用,当老百姓不用担心耗电时,家电必然能在农村市场得到进一步推广。

风险未卜

目前合肥市光伏应用电站建设如火如荼,但在曹仁贤看来,这种顺利背后依然存在一些问题,其中最关键的是并网问题。虽然现阶段的分布式光伏发电等光伏电站并网得到国家电网合肥供电公司的支持,但毕竟涉及利益竞争,而利益的调节是最难的。

“你从别人碗里挖饭吃,对方未必真心愿意。我们关注的是长期的、可持续的合作机制。我认为应该采取措施给利益受损方补偿,比如和用户合作时,通过电价打折或者租赁屋面来进行。”曹仁贤说。

除了这种双方配合局面能持续多久需要打问号,彼此之间的配合也是问题,如建设分布式光伏电站过程中涉及到计量,但计量表很贵,电站所有的计量表应该谁来出钱、大型屋面光伏电站的防火等安全问题由谁来考核等很多细节,都还没有彻底、明确地解决方案。一旦出现着火事故,必然会带来不少阻力,说不定消防部门会禁止在屋顶装设光伏电站设备。这些隐性问题的存在,导致家庭在申请建设屋顶光伏设备时会有所顾虑。

此外,合肥出台地方补贴政策,还没有上升为一种法定政策。曹仁贤坦言,他有次申请银行相关贷款时,被银行反问补贴政策是哪里出台的。他希望合肥市人大常委会能通过文件的形式把政策固定下来。

光伏电站建设业务占阳光电源所有业务比重或许会逐步增加,但曹仁贤坦言,他还没找到阳光电源在电站建设方面的最核心优势:“要尽快找,如果非说要有,只有基于逆变器上的品牌效应和对于电力电子技术的积累和延伸。但这又是一个问题,如果电站业务做不好,可能会对辛苦建立的品牌造成负面影响。”

阳光电源范文第2篇

(安徽工程大学电气工程学院,安徽 芜湖 241000)

【摘 要】针对目前太阳能光伏电源普遍存在的成本高,效率低的现状,本文针对性地从逆变器的拓扑结构、蓄电池容量设计和最大功率跟踪等几个方面进行了详细分析,并完成了系统性的优化设计。

关键词 光伏电源;拓扑结构;逆变器

【Abstract】Think of the common problems in the solar Photovoltaic power supply: high cost, low efficiency , this paper is designed from the topology of inverter ,battery capacity calculation and the maximum power point tracking structure. It is analyzed in detail, and is optimized in this paper.

【Key words】Photovoltaic power; Topology; Inverter

0 引言

太阳能光伏发电被誉为21世纪最具潜力的绿色产业之一,在全球能源供需紧张、生态环境遭到严重破坏、环境质量急剧恶化的大背景下,随着人们环保意识增强以及国家政策扶持等利好因素的推动下,具有独特优势和巨大开发利用潜力的太阳能光伏发电以其建站周期短、维护简便、无须消耗燃料、能量取之不尽用之不竭等特点,越来越受到人们的青睐。然而目前在降低成本、提高效率方面仍是非常值得我们研究的课题。本文拟从逆变器的拓扑结构、蓄电池容量和最大功率点跟踪几个方面对其进行系统的分析和设计。光伏系统的基本组成如图1所示。

1 逆变器的拓扑结构设计

1.1 升压环节拓扑结构比较

升压环节实际上是DC-DC开关电源,DC-DC变换器的拓扑很多,但我们采用的DC-DC变换器是作为逆变电源的直流升压环节,需要有电气隔离。

(1)正激式。电路拓扑简单,但是这种拓扑结构有许多不足之处。首先只能适合低压输入电路。其次,主功率管一般采用占空比小于0.5。再次,变压器工艺水平的高低将直接影响到电路的性能。

(2)推挽式。电路结构简单,但电路必须有良好的对称,适合低压大电流场合。

(3)全桥式。功率器件较多,控制及驱动较复杂,适合大功率场合。

(4)反激式。电路形式与正激式变换器相似,主功率管的承受的电压也相同,只是变压器的接法不同。从输出端看,反激式是电流源,不能开路。

综合本文选择推挽变换方式。推挽电路结构简单,适用于低压大电流的场合,满足独立光伏系统的要求。

1.2 光伏发电逆变电源的系统结构

如图2为逆变电源系统结构图。输入的直流信号经过直流升压后滤波,得到高压直流,再经过逆变电路输出交流。直流升压采用推挽电路,工作频率在50kHz,升压变压器采用高频磁芯材料,因而体积小、重量轻;高频逆变后经过高频变压器变成高频交流电,再经高频整流滤波电路得到350V高压直流电。后级采用单相全桥逆变电路,采用SPWM控制,再通过滤波电路得到220V/50Hz交流输出。

2 控制电路设计

升压环节主电路如图3所示。由推挽逆变电路、输出整流滤波电路、控制电路以及保护电路构成。

本系统的推挽变换器中选择电流型控制方案。电流控制型具有快速的瞬态响应和高度的稳定性。此外,电流控制型变换器还具有抑制变压器偏磁饱和的能力。

2.1 变压器设计

变压器设计的步骤是根据总的输出功率初步选定磁芯。本文先初步选定特定的磁芯、峰值磁通密度和工作频率,然后来计算输出功率。如果输出功率不足,则增大磁芯,然后重新计算直到得到所需的输出功率。选定磁芯后,计算原副边匝数,确定绕线规格。

要求:

输入 22V ~28V

工作频率为 50kHz

输出功率为 1000W

输出电压 350V

额定负载时变换效率 90%

输出电压纹波 200mV

过载 过载110%能工作

2.2 功率的选择

推挽电路中开关管承受的最高稳态电压为两倍的最大输入电压VDsMmax=2×28=56V,考虑到变压器漏感引起的电压尖峰的影响,一般要考虑一个系数k,这里取为1.3,即选择的MOSFET的电压必须大于1.3×56=72.8V。一般在低压时选择MOSFET。一般允许电压峰值时的电流峰值为最大值的3倍,即为55.56×3=166.7A。查资料选用IXYS公司的IXFN230N10,其参数如下:VDSS=100V, ID=230A, RDS=0.00652,to 250ns

3 蓄电池选择与设计

太阳能光伏系统的储能装置主要是蓄电池,且蓄电池通常工作在浮充状态下,其电压随发电量与用电量的变化而变化,考虑到发电量、环境温度及光照天数等的影响,目前广泛采用的是铅酸免维护蓄电池。

蓄电池的容量设计:

目前常用的蓄电池容量计算方法有以下两种:

(1)电压控制法

按事故状态下直流负荷消耗的安时值计算容量,并按事故放电末期或其他不利条件下检验直流母线电压水平。

(2)电流换算法

按事故状态下直流负荷电流和放电时间来计算容量。该方法相对于电压控制法,考虑了大电流放电后负荷减小的情况下,电池具有恢复容量的特性,该算法不需对电池容量进行电压校验。

本文采用容量换算法计算容量,取电压系数为0.885,则计算单个电池的放电终止电压为:

Ud=0.885×220/108=1.80

因此,蓄电池容量的计算公式为:

式中 Cs为事故放电容量;Kcc为容量系数;Kret为可靠系数,一般取1.40。

4 最大功率跟踪设计

影响光伏逆变效率的两个主要原因:一是在将直流电流转换成交流正弦波时,功率半导体发热会导致产生损失,但通过改进开关电路的设计,可使这一损失减至最低。二是凭借逆变器的控制经验来提高效率。本文采用恒定电压跟踪法

因光伏阵列的最大功率输出点大致对应于某一恒定电压,这就把MPPT控制简化为稳压控制,这就构成了CVT式的MPPT控制。

CVT控制的优点是:控制简单,易实现,可靠性高;系统不会出现振荡,有很好的稳定性;可以方便地通过硬件实现。控制流程图如图4所示:

5 结论

本文从理论上分析了太阳能光伏电源的普遍特性,并针对性地进行了优化设计,在实际应用过程中,光伏电源的设计还要求考虑到实际需要来合理的选择太阳能电池组件、蓄电池、逆变器、控制器和汇流盒等部件,才能更充分的体现节能与环保。

参考文献

[1]师宇腾.太阳能光伏阵列模拟器综述[J].电源技术,2012,2.

[2]刘志强.10kW光伏并网逆变器的研制[D].北京:北方工业大学,2011.

[3]赵玉文.太阳能光伏技术的发展概况[C]//第五届全国光伏技术学术研讨会论文集.1998.

[4]林安中,王斯成.国内外太阳电池和光伏发电的进展与前景[J].太阳能学报,增刊,1999:68-74.

[5]汪海宁.光伏并网功率调节系统及其控制的研究[D].合肥:合肥工业大学,2005.

阳光电源范文第3篇

论文摘要: 家用太阳能光电照明系统将太阳能直接转换成电能,提供给照明灯具。系统一般由太阳能电池板、蓄电池、控制器、DC-AC转变器和照明灯具等组成关键字: 太阳能光电照明系统 照明灯具 DC-AC转变器 家用太阳能光电照明系统将太阳能直接转换成电能,提供给照明灯具。系统一般由太阳能电池板、蓄电池、控制器、DC-AC转变器和照明灯具等组成。家用太阳能光电照明系统框图如图1所示。·太阳电池板 直接将太阳光能转换成电能。 ·蓄电池 储存太阳电池提供的电能,供需要用。 ·控制器 主要目的是保证系统能正常、可靠地工作,延长系统部件(特别是蓄电池)的使用寿命。它必须包含蓄电池过充保护电路、过放保护电路、负责过流保护电路和防反充保护电路等。 ·变换器 变换器将太阳电池板和蓄电池输出的直流电转换成照明用电器所需的交、直流电。 2 家用太阳能光电照明系统的设计 系统设计着重考虑效率和高可靠性,以及使用维护简单方便。

阳光电源范文第4篇

关键词: 太阳能;发电效率;影响因素

中图分类号: U473.4 文献标识码:A

在经济和社会的发展过程中,面临着非常大的难题,就是能源短缺的问题。在以前的经济发展的过程中,人们对于能源的开发和使用并没有一个度的认识,认为能源是源源不断的,可是在现在,人们又不得不为过度的开发能源进行弥补的工作。过去的经济建设中还存在着环境的污染和生态破坏的问题,所以现在发展新能源成为了促进经济发展的重点。太阳能作为一种新能源而且还是一种可再生的能源受到了人们的关注,在使用太阳能的过程中不会对环境造成太多的破坏,而且这种能源是可以循环利用的。但是在太阳能的光伏发电的过程中会出现很多的因素对发电的功率进行影响。

1 太阳能光伏发电的发电原理

太阳能的光伏发电系统是由非常多的部件组成的,这其中包括太阳能的电池、电池的充和放电的控制器,计算机的监控设备和蓄电池以及一些辅助的设备。太阳能的光伏发电的原理主要是利用阳光的照射,在阳光照射太阳能电池的表面的时候,太阳光中的光子就会被太阳能电池的硅材料吸收,这样光子的能量就会通过硅原子使得太阳能电池内的电子发生变化。在太阳能电池与外部的电路相连接的时候,就是产生一定的输出功率,这个过程就是一个光能转化为电能的过程。太阳能电池连接着蓄电的电池组,这样就可以将光能转化为电能的能源储存起来。进而通过电能的输送装置输送到电网中,以便人们使用。

2 太阳能光伏发电的优缺点

利用太阳能进行发电具有很多其他能源开发没有的优点,首先,太阳能是无处不在的,在世界的任何地方都是有太阳光的存在的。其次,太阳能发电想比较其他能源来说,它是没有污染的,这样是符合现在世界各国的可持续发展的战略的。最后,太阳能发电的可利用时间是非常的久的。但是太阳能光伏发电还是存在着一些缺点的,太阳能发电就一定离不开太阳光,但是有些地区的时间周期是非常的短的,一天内太阳光的照射时间是非常的短的,而且太阳能光伏发电还受到气象条件的制约,有些地区是常年阴雨的这样就不利于太阳能发电。

3 影响太阳能光伏发电效率的因素

3.1自然条件的影响

3.1.1 太阳高度角和地理纬度的影响

太阳高度角可以直接影响太阳的辐射强度,在纬度高的地区太阳的高度角就会越小,太阳的辐射强度就会越弱;在纬度低的地区,太阳高度角就会越大,这样太阳的辐射强度就会越强,因此在纬度低的地区,开发太阳能光伏发电更加具有可行性。

3.1.2大气透明度和海拔高度的影响

大气的透明度是太阳光透过大气的一个参数,在天空晴朗的时候,大气的透明度就非常的高,太阳光对于地面的辐射就会强一些,反之则少;海拔高度越高时,空气就越稀薄,大气透明度就越大。因此海拔越高,太阳辐射能量也就越大,这些地区就更加适合开发太阳能光伏发电。

3.1.3日照时数的影响

日照时数也是影响地面太阳能的一个重要因素。一般日照时间长,地面所获得的太阳总辐射量就多。

3.2逆变器整机效率对发电效率的影响

大功率的逆变器在满载时,效率必须在百分之九十以上。特别是在低负荷下供电时,仍须有较高的效率。逆变器效率的高低对太阳能光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要的影响。光伏发电系统专用的逆变器在设计中应特别注意减少自身功率损耗,提高整机效率。所以为了提高输出效率,并网逆变器应具有最大功率点跟踪控制功能,随时跟随太阳能辐射能力而变化。此外还能根据日出、日落条件的不同自动进行开与关。

3.3 最大功率峰值跟踪对发电效率的影响

输入的直流功率取决逆变器工作在光伏阵列的电流-电压曲线上的哪一个点上。理想状态下,逆变器应工作在太阳能光伏阵列的最大功率峰值上。最大功率峰值在一天内是不同的,主要是由于环境的作用,如太阳光的辐射和温度,但逆变器通过一个具有最大功率峰值跟踪的运算器来直接与光伏阵列相连,达到能量转移的最大化。最大功率峰值跟踪的最大效率可以定义为在定义的一段时间内逆变器从太阳能阵列获得的能量与理想状态下的最大功率峰值跟踪从太阳能阵列获得的能量的比率。许多最大功率峰值跟踪的运算法是建立在不同的基础上的,其参数有增量电导、寄生电容、恒定电压、电压的温度修正和模糊逻辑控制等。尽管如此,这种运算还是有些局限的地方,这将使最大功率峰值跟踪的效率在某些特定条件下有所降低。在非常低的太阳光辐射下,功率曲线变得非常平滑,找到最大功率峰值变得非常困难。

4 提高太阳能光伏发电效率要解决的问题

目前,世界太阳能光伏发电产业还处于初级阶段,为了保证太阳能光伏发电产业的健康发展,提高太阳能光伏发电效率,需要做好以下工作:首先,继续研制太阳能电池新材料,提高电池的光电转化效率;其次,研究太阳能光伏电池最大功率跟踪算法,实现太阳光最大功率跟踪;再次,研究太阳能光伏电池阵列的优化组合算法,实现太阳能光伏电池阵列的优化组合;最后,研究太阳能光伏发电的软并网技术,减少光伏电能对电网的冲击。

结语

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的自然能源,我国拥有非常丰富的太阳能资源,太阳能资源丰富,而且它对环境无任何污染,解决好影响太阳能光伏发电效率的问题,使太阳能得到充分的利用,太阳能会成为满足可持续发展需求的理想能源之一。对出现的问题找到合理的解决措施就可以使得太阳能发电更好的为我国的经济发展做出贡献。

参考文献

[1]黄云 .浅议几种太阳能光伏电源最大功率的跟踪方法[J].青年科学 ,2010.

阳光电源范文第5篇

关键词:太阳能;光伏发电;必要性;技术

常规能源在未来几十年内将耗尽,人类必须尽快寻找新的清洁能源。其中包括太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等,而太阳能以其储量巨大、安全、清洁等优势使其必将成为2l世纪最有希望大规模应用的清洁能源之一。太阳能具有最理想的可持续发展的特征,加大天阳能光伏发电力度,能够有效调整我国能源结构,促进我国经济与能源的可持续发展。

一、太阳能光伏发电的原理

光伏发电是利用半导体材料,通过光伏效应直接将太阳能转换为电能的一种发电形式。太阳电池的基本原理为半导体的光伏效应。当太阳光照射到太阳电池上时,电池吸收光能,产生“光生电子―空穴”对。在电池内电场作用下,光生电子和空穴被分离,从而在电池两端积累起异号电荷,即产生电压。光伏发电系统发出的直流电通过一系列逆变、控制、检测、保护等手段并入电网。

二、我国发展太阳能光伏发电的必要性

我国是一个能源生产和消费的大国。2006年标准煤的消费总量约为24.6亿吨,比2005年同比增长了9.3%。2006年各种一次能源的构成比例分别为:煤炭约占69.7%、石油约占20.3%、天然气约占3.0%、水电等约占6.0%、核电约占0.8%。2006年,我国的原油总进口量已达到1.5亿吨,大约是我国原油总需求量的50%左右。但由于我国能源开采技术落后、能源有效利用率低、传统高能耗产业比重大、单位GDP能耗远远落后于发达国家、甚至比世界平均水平落后并且我国又是世界上最大发展中国家,经济高速发展,能源消耗增长速度居世界首位等客观因素,更加剧了我国能源替代形势继续转变的严重性和紧迫性。据电力科学院的研究表明,在考虑到充分开发煤电、水电和核电的情况下,2010年~2020年之间,我国的电力供需缺口仍然为6.4%~10.7%,这个缺口正是需要用可再生能源发电进行补充的。而太阳能光伏发电又可能在未来我国的新能源供应中占据主要位置。

三、太阳能光伏发电技术的应用

(一)太阳能照明系统。绿色照明是指节约能源、保护环境、有益于身心的照明光环境,而太阳能照明就属于绿色照明:太阳能照明系统是由以下元件组成的:太阳能电池板、蓄电池、节能灯具、灯杆等。我国建筑行业也开始引入了太阳能灯,比如:路灯、楼道灯等,太阳能灯的控制器不仅要具备光伏系统的相关的功能,而且要具备自动开关照明灯的功能。一般情况下,在控制太阳能工作时间时,要借助定时、光控这两种方式。

(二)太阳能、LED光源的结合。在固体物理、半导体技术的快速发展下,科学家已经研发出了固体光源LED其具有以下的几点优势:较低的功耗、较长的寿命、较高的光效以及较快的反应速度等,与白炽灯相比较,固体光源LED的污染也是非常小的。在不久的未来,固体光源LED有望占领整个灯源市场。

(三)太阳能水泵。通常情况下,太阳能水泵借助太阳能电池板来带动水泵工作:在大型光伏水泵站中都会备有逆变器、逆变器可以将太阳能电池板的直流电转换为交流电,然后交流电再带动水泵进行工作。虽然刚开始要对太阳光伏水泵系统投入较多的资金,但是太阳光伏水泵系统的运行费用较低、使用寿命长,所以太阳光伏水泵系统仍然具有广阔的发展前景。

(四)光伏建筑一体化。在上个世纪,太阳能屋顶计划被提出来。具体而言,太阳能屋顶是指:在建筑物的屋顶上安装着太阳能电池板,引出端借助控制器与逆变器来与公共电网连接起来:户用并网光伏系统是由太阳能电池板、电网并联向用户供电组成的,该系统具有较强的供电可靠性。通常情况下该系统不使用蓄电池,这就达到了环保的目的。太阳能屋顶上还可以采用一些新的技术,来提高太阳能电池的转换率:光伏器件与建筑材料集成化成楣夥建筑一体化的目标。当前建筑行业已经用光伏器件代替了部分建材,这不仅促使光伏发电的成本得以降低,也扩大了光伏技术的应用范围。

四、太阳能光伏技术的发展趋势

预计到2030年,可再生能源的消耗将占总能源消耗比例的30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占有比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源消耗将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源消耗将占总能耗的80%以上,太阳能发电将占到60%以上。以上这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域所占有的重要地位。根据《可再生能源中长期发展规划》报道,到2020年,我国将力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW(百万千瓦),到2050年将达到600GW(百万千瓦)。预计,到2050年,我国可再生能源的电力装机将占全国总电力装机容量的25%,其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年,将是我国太阳能光伏产业发展继续迅猛的一个阶段。

五、结语

在新常态下,我国能源消耗比较严重,环境污染也在不断加剧,制约了我国经济的可持续发展。太阳能光伏发电社会中的应用,能够降低发电污染,实现绿色产业的发展目标。所以,我国相关企业应加强对太阳能光伏技术的研究力度,保证太阳能光伏技术的应用水平,推动我国能源产业的生态化发展。