《中国分布式光伏发电100问》

《中国分布式光伏发电 100 问》完整版 发布日期：2017-02-22 1.什么是光伏发电?什么是分布式光伏发电? 光伏发电是指利用太阳能辐射直接转变成电能的发电方式， 光伏发电是当今太阳 能发电的主流，所以，现在人们常说的太阳能发电就是光伏发电。 分布式发电是指在用户场地附近建设， 运行方式以用户侧自发自用为主， 多余电 量上网，但在配电系统平衡调节为特性的光伏发电设施。 分布式发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原测，充分利用当 地的太阳能资源，替代和减少化石能源消费。 2.您知道光伏发电的历史起源吗? 1839 年，19 岁的法国贝克勒尔做物理实验时，发现在导电液中的两种金属电 极用光照射时电流会加强，从而发现了“光生伏打效应”。1930 年，郞格首次 提出用“光伏效应”制造太阳能电池，使太阳能变成电能。1932 年奥杜博特和 斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳能电池。1941 年奥杜在硅上发现光伏效应。 1954 年 5 月美国贝尔实验室恰宾、 富勒和皮尔松开发出效率为 6%的单晶硅太 阳能电池， 这是世界上第一个有实用价值的太阳能电池， 同年威克首次发现了砷 化镍有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镍博膜，制成了太阳能电池，太阳光转化 为电能的实用光伏发电技术由此诞生并发展起来。 3.光伏电池是怎么发电的? 光伏电池是一种具有光、电转换特性的半导体器件，它直接将太阳辐射能转换成 直流电，是光伏发电的最基本单元，光伏电池特有的电特性是借助与在晶体硅中 掺入某些元素(例如磷或硼等)，从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡，形 成具有特殊电性能的半导体材料， 在阳光照射下具有特殊电性能的半导体内可以 产生自由电荷， 这些自由电荷定向移动并积累， 从而在其两端闭合时便产生电能， 这种现象被称为“光生伏打效应”简称光伏效应。 4.光伏发电系统由哪些部件构成? 光伏发电系统由光伏方阵(光伏方阵由光伏组件串并联而成)、 控制器、 蓄电池组、 直流/交流逆变器等部分组成.光伏发电系统的核心部件是光伏组件,而光伏组件 又是由光伏电池串、并联并封装而成，它将太阳的光能直接转化为电能，光伏组 件产生的电为直流电， 我们可以利用也可以用逆变器将其转换成为交流电加以利 用，从另一个角度来看对于光伏系统产生的电能可以即发即用，也可以用蓄电池 等储能装置将电能存放起来，根据需要随时释放出来使用。 5.什么是配电网?配电网与分布式光伏发电有什么关系? 配电网是从输电网或地区发电厂接受电能， 通过配电设施就地分配或按电压逐级 分配给各类用户的电力网， 是由架空线路、 电缆、 杆塔、 配电变压器、 隔离开关、 无功补偿电容、 计量装置以及一些附属设施组成的一般采用闭环设计， 并环运行， 其结构成辐射状， 分布式电源接入配电网使配电系统中发电与用电并存， 配电网 结构从放射状结构变为多电源结构， 短路电流大小、 流向以及分布特性均发生改 变。 6.为什么说光伏电力是绿色低碳能源? 光伏发电具有显著的能源、环保和经济效益，是最优质的绿色能源之一，在我国 平均日照条件下安装 1 千瓦光伏发电系统，1 年可发出 1200 度电，可减少煤 炭(标准煤)使用量约 400 千克，减少二氧化碳排放约 1 吨，根据世界自然基金 会(WWF)研究结果：从减少二氧化碳效果而言，安装 1 平米光伏发电系统相当 于植树造林 100 平米，目前发展光伏发电等可再生能源是根本上解决雾霾、酸 雨等环境问题的有效手段之一。 7.如何看待有报道说“生产光伏电池组件时消耗大量能源”的消息? 光伏电池在其生产过程中确实要消耗一定的能量， 特别是工业硅提纯、 高纯多晶 硅生产、 单晶硅棒\多晶硅锭生产三个环节的能耗高， 但是光伏电池在 20 年的使 用寿命期内能够不断产生能量。 据测算在我国平均日照条件下， 光伏发电系统全 寿命期内能量回报超过其能源消耗的15 倍以上。在北京以最佳倾斜角安装的 1 千瓦屋顶光伏并网系统的能量回收期为1.5-2 年，远底于光伏系统的使用寿命 期。也就是说该光伏系统前 1.5-2 年发出的电量是用来抵消其生产等过程消耗 的能量，1.5-2 年之后发出的能量都是纯产出，所以应该从全生命周期角度评定 光伏电池的能耗。 8.如何看待有报道说”生产光伏电池组件会产生大量污染的消息? 光伏电池组件生产包括多晶硅、 硅锭硅片、 光伏电池组和光伏组件几个产业链环 节， 相关污染的报道主要是指光伏组件的原材料、 高纯多晶硅生产中产生的副产 物， 高纯多晶硅生产主要是使用改良西门子法， 该法将冶金级硅转化成三氯氦硅， 在加氢气还原成太阳能级多晶硅， 另外会形成副产物氯化硅， 四氯化硅遇潮湿空 气即分解成硅酸和氯化氢， 如果处理不当会产生污染问题， 但是目前我国多晶硅 生产企业采用的改良西门子法已可做到闭环生产， 将副产物四氯化硅和尾气回收 利用，实现清洁生产。2010 年 12 月国家发布了《多晶硅行业准入条件》，规 定还原尾气中四氯化硅、氯气回收利用率不低于 98.5%、99%，因此成熟的改 良西门子法生产技术完全满足环保要求，不会产生环境污染问题。 9.我们有多少太阳光可利用?它能够成为未来主导能源吗? 地球表面接受的太阳能辐射能够满足全球能源需求的 1 万倍，地表面每平方米 平均每年接收到的辐射随地域不同大约在1000-2000KWH 之间， 国际能源署数 据显示，在全球 4%的沙漠上安装太阳能光伏系统就足以满足全球能源需求。太 阳能光伏享有广阔的发展空间，其潜力十分巨大。 据初步统计， 我国仅利用现有的建筑安装光伏发电其市场潜力就大约为 3 万亿千 瓦以上，在加上西部广阔的戈壁光伏发电市场潜力约为数十亿千瓦以上，随着光 伏发电的技术进步和规模化应用，其发电成本还将进一步降低，成为更加具有竟 争力的能源供应方式， 逐步从补充能源到替代能源并极希望成为未来的主导能源。 资源与应用篇 10.我国太阳能资源是如何分布的? 我国太阳能总辐射资源丰富，总体呈高原大于平原，西部地区大于东部地区的分 布特点，其中青藏高原最为丰富，四川盆地资源相对效低。 11.分布式光伏发电有哪些应用形式? 分布式光伏发电包括并网型、离网型及多能互补微网等应用形式，并网型分布式 发电多应用于用户附近，一般与中、低压配电网并网运行，自发自用，不能发电 或电力不足时从电网上购电，电力多余时向网上售电。离网型分布式光伏发电多 应用于边远地区和海岛地区，它不与大电网连接，利用自身的发电系统和储能系 统直接向负荷供电。 分布式光伏系统还可以与其它发电方式组成多能互补微电系 统，如水、风、光等，既可以作为微电网独立运行，也可以并入电网联网运行。 12.分布式光伏发电适用于哪些场合? 分布式光伏发电系统的适用场合可分为两大类： 一、可在全国各类建筑物和公共设施上推广，形成分布式建筑光伏发电系统，利 用当地各类建筑物和公共设施建立分布式发电系统， 满足电力用户的部分用电需 求，为高耗能企业提供生产用电。 二、可在偏远地区海岛等少电无电地区推广，形成离网发电系统或微电网，由于 经济发展水平的差距原因， 我国仍有部分偏远地区的人口没有解决基本用电问题， 以往的农网工程大多依靠