目前国内外太阳能光伏发电的现状和趋势
1、国外现状:由于前5年发达国家光伏补助相当多,国外光伏发电迅猛,为了调节(降低)光伏发电装机,德国、英国、美国等发达国家正在降低光伏发电的补助,因此这些国家的光伏装机明显下降。
国外趋势:光伏发电补助会继续下降,使市场自动调节,当光伏组件价格降低到一定阶段时,达到商业发电的经济指标,光伏发电规模会增加。
2、国内现状:国家光伏补助电价为1元/KWH,在少部分地区(西藏、川西、新疆等)能达到商业发电经济要求(年收益8%),在这些地区光伏发电发展比较迅猛。其他地区由于受资源影响(太阳能辐射值低)很难发展大型并网光伏电站。
国内趋势:在光伏组件价格逐渐降低的情况下,国家正在考虑降低光伏发电的补助,但是在未来5~10年国家仍将大力扶持光伏发电,光伏发电会在国内遍地开花。
应用领域
一、用户太阳能电源:
(1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;
(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;
(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
三、通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
行业主要企业:东方日升(300118)、隆基股份(601012)、中利集团(002309)、正泰电器(601877)、晶科科技(601778)、拓日新能(002218)、中环股份(002129)、太阳能(000591)
本文核心数据:中国分布式光伏发电累计装机量、中国分布式光伏发电装机占比
我国光伏产业发展较快
光伏发电作为绿色能源的一种,是我国迈向“碳中和”“碳达峰”,进行能源结构转型发展中的重要一环。从累计装机容量方面来看,据国家能源局统计数据显示,2015年以来,我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2015年,全国光伏发电累计装机容量为4318万千瓦,到2020年已经增长至25300万千瓦。从一定程度上说,我国的光伏发电正在迅速发展起来。
户用光伏在独立性、稳定性等方面优势较大
户用型光伏是分布式光伏发电的主要形式,户用型光伏并网发电系统的工作原理是太阳能电池板接收太阳能辐射,光伏阵列输出直流电,经逆变转化为与市电电网同频、同相的交流电,实现交流并网同时供本地交流负载使用。一个典型的户用型光伏并网发电系统一般由光伏电池阵列、接线箱、并网逆变装置、电表、电网和负载组成。
户用型光伏并网发电系统的主要优点有:
户用光伏系统已在国外得到成功推广
光伏发电是指利用光伏材料的光电特性,将光的辐照能量转换为电能(直流),再通过逆变器并入三相交流电网的新能源发电。
作为分布式光伏发电的主要形式,户用光伏系统已在国外得到成功推广。从光伏的全球应用来看,分布式光伏发电是主流,分布式的应用占比已经达到79%。在日本和澳大利亚,分布式光伏发电占比超过99%,在应用最成熟的德国,分布式占比也高达86%。
分布式光伏装机量占比逐渐增大
近年来,国家光伏发展政策逐渐向分布式光伏发电倾斜。在太阳能资源优良、电网接入消纳条件好的农村地区和小城镇,推进居民屋顶光伏工程,结合新型城镇化建设、旧城镇改造、新农村建设、易地搬迁等统一规划建设屋顶光伏工程,形成若干光伏小镇、光伏新村。
据国家能源局统计数据显示,2013年以来,我国分布式光伏发电市场份额稳步提升,2013年,分布式光伏发电累计装机容量占总体的16.0%,到2018年,增长至占总体的29%。2019年市场份额进一步提升,分布式光伏发电累计装机容量占总体比重上升至30.7%截至2020年底,全国分布式光伏装机7831万千瓦,占光伏总装机比重30.9%,高于全球均值近10个百分点,且此项占比将继续上升。
分布式光伏发电累计装机容量快速提升
市场份额逐步提升的同时,我国分布式光伏发电累计装机容量也在快速提升,据国家能源局统计数据显示,2013年,全国分布式光伏发电累计装机容量仅为3.1GW,到2019年,我国分布式光伏发电累计装机容量已达到62.63GW,较2013年增长近20倍2020年,我国分布式光伏发电累计装机容量达到78.31GW。
整体来说,由于户用光伏在独立性、稳定性、可移动性等方面较之一体式光伏发电具有较大优势,近年来我国户用型光伏发电的装机量越来越多,分布式光伏装机量占比也随之不断提高。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
快速电压波动 (5.4.2 Rapid voltage changes)
电压闪烁 (5.4.3 Flicker)
谐波与间谐波 (5.4.4 Hamonics and Interhamonics)
换向缺口 (5.4.6 Communication notches)
中央音频纹波控制 (5.4.7 Audio-frequency centralized ripple-control
并网准则 (5.5 Connection criteria)
三相网络 (5.6 Three-phase network)
最大短路电流 (5.7.2 Maximum permissible short-circuit current)
有功输出 (5.7.3 Active power output)
无功(5.7.5 Reactive power)
通用要求 (6.1 General requirement)
保护开关 (6.4 interface switch)
保护开关的保护装置 (6.5 protective device for the interface switch)
连接条件与同步 (8.3 Connection conditions and synchronization)
使用(致远电子功率分析仪)搭配其PAManager软件可以进行自动化测试,目前支持的项目包括:
1) 有功功率调节精度测试。
2) 三相不平衡测试。
3) 过频测试。
4) 特征曲线控制无功输出测试。
在“十四五”期间,我国将持续优化风电和太阳能发电发展布局,在继续推进集中式基地建设的同时,全力支持分布式风电、光伏发展。明确指出要:“推进能源革命”、“构建生态文明体系,促进经济社会发展全面绿色转型”和“加快推动绿色低碳发展”、“全面提高资源利用效率”等要求,为能源产业的持续健康发展指明了方向。
当前科技发展飞速,越来越多的传统行业需要用数据来联接,建立在数据基础上的数字经济,成为拉动经济增长和产业转型升级的“引擎”。现在结合“互联网+”来看,智慧能源应该是一套以能源工业为基础,通过互联网开放平台实现对创能、储能、送能、用能系统的监测控制、操作运营、能效管理的综合服务系统。
采用数据可视化监控光伏运行状态的形式,是发展光伏行业智能化不可缺失的一项方案,以数据为关键要素,以价值释放为核心,以数据赋能为主线,对新能源产业链上下游的全要素数字化进行升级、转型和再造。Hightopo 采用 3D 数据可视化方案即可为能源管理者提供更为直接准确的信息对能源加以判断管理。根据能源管理特点,充分考虑各能耗管理的整合,为园区运维人员提供一个全面实时、可感可知的能源监测决策分析平台,设计科学高效,可实施性强,符合运维人员管理的数字化光伏管理。
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可监测充电桩运行状态及实时功率,可通过对接充电桩的充电状态,判断当前车位是否有车辆,通过线条流动效果动画模拟充电状态。在充电桩发生故障时,通过模型染色、告警动画等效果提示,为充电桩的实时使用情况和运行监控维护提供了便利。
支持模拟无人机或行人视角进行漫游,可全方位无死角浏览园区,当经过设备时,自动弹出信息进行查看,方便运维人员进行巡检。支持结合 WebVR 进行展示,通过适配 VR 设备,用户可带上 VR 眼镜配合手柄在场景行走、飞行,实现通过手柄对设备进行抓取、移动等功能。相比传统的观看方式,它具备 360 度全景画面,用户可以身临其境,全面感受气氛和氛围,空间感、距离感都会更有层次,做到真正的沉浸式交互。
智慧能源的大数据应用,能基于物联网、移动互联网、海量实时数据的动态分析模型结合设备数据、电网数据、气象数据、交易数据、使用数据等,实现设备的无人值守,远程监测,远程诊断和智能预警。因此,高新技术的不断突破其相关产业的快速发展也在不断推动智慧能源的发展。
光伏是未来全球先进产业竞争的制高点。经过十几年的发展,光伏产业已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争、并有望达到国际领先水平的战略性新兴产业。
智能光伏时代的来临,给了中国光伏企业站在新的更高历史平台的机会。在未来很长一段时间内,在能源变革的大趋势下,光伏等新能源必将进一步发展壮大。