光伏发电项目是什么?
光伏发电是:
光伏发电指通过光伏发电系统将太阳能转化为电能的过程。
通常系统主要由太阳光伏组件、汇流箱、逆变器、变压器及配电设备构成,同时再加上监控系统、有功无功控制系统、功率预测系统、五防系统及无功补偿装置等辅助系统组成一套完整的光伏发电系统。
太阳能电池是完成太阳能到电能转换的载体,光生伏特效应是光伏发电的基本原理。
早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差,这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,光伏发电技术由此诞生。
1、太阳能资源取之不尽,用之不竭,而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。
2、太阳能资源随处可得,可就近供电,不必长距离输送。
3、光伏发电的能量转换过程简单,是直接从光能到电能的转换,没有中间过程和机械运动,不存在机械磨损。
4、光伏发电本身不使用燃料,不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质,不污染空气,不产生噪声,对环境友好,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击,是真正绿色环保的新型可再生能源。
5、光伏发电过程不需要冷却水,可以安装在没有水的荒漠戈壁上。
6、光伏发电无机械传动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。
7、光伏发电系统工作性能稳定可靠,使用寿命长,晶体硅太阳能电池寿命可长达20-35年。
8、发电节约能源;
9、绿色能源,保护环境;
10、发电赚取收益
在第二章主要任务中,确定了山东省“十四五”期间能源发展主要任务。其中重点论述了实施可再生能源倍增行动,到2025年,可再生能源发电装机规模达到8000万千瓦以上,力争达到9000万千瓦左右。
2020年底山东省可再生能源总装机为5003万千瓦,其中风电、光伏、核电装机分别为1795万千瓦、2273万千瓦、570万千瓦。
根据规划至2025年风电装机容量达到2500万千瓦,总量是2020年的1.4倍,年均计划新增装机141万千瓦,较2019年降低约30%。风电发展在山东省的进入了较低强度,主要受制于建设条件、风电造价、并网受限等。“十四五”期间,近海风电成为山东风电发展的重点。
根据规划至2025光伏发电装机容量达到5700万千瓦,总量是2020年的2.51倍,年均计划新增装机685万千瓦,较2020年高出5%,山东省的光伏发电进入了更快的发展阶段,分布式光伏发电建设规模更是一骑绝尘,领跑全国。
根据规划绘制了“十四五”山东省风电和光伏发电年度装机构想图,如下:
规划中还确定积极有序开发利用核能行动,核电在建在运装机将由2020年的570万千瓦发展至2025年的1300万千瓦,核能也将迎来较大发展。
目前风电、光伏项目均进入了平价发展时代。光伏项目技术进步快,成本得到进一步降低,建设规模灵活,逐渐成为山东省可再生能源发展的主力。
1)解决无电人口和贫困地区用电。
独立光伏每3460 元的投资即可解决一人的用电而投资电网却需要13385 元,是独立光伏的3.87 倍。
2)实现精准扶贫。
2015~2017年三年光伏扶贫的开展,将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入,相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。
3)促进中西部融合。
西部以低廉的能源、人力成本吸引光伏制造企业前去投资。目前硅料环节57%的产能在西部,2018年底时这一数字可能达到76%其他环节的新增产能基本也都在西部。同时,截止2016年底,全国40%的光伏装机在西部省份,充分利用了当地丰富的太阳能资源和沙漠化土地,并能有效改善土地的沙漠化情况。
4)活跃民营资本,促进能源行业主体多元化。
传统能源从开采到发电,基本是控制在国有企业手中。而光伏产业,尤其是分布式光伏,打破了传统能源的地缘因素,降低了准入门槛,为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。
在持有量大的企业当中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,而小规模持有人更是以民营企业为主。光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。
5)集约用地,普及可再生能源,布局能源互联网
光伏发电与其他行业互补的发展新形式已经成为许多地区发展转型的措施之一,并使原有建筑物在原有功能的基础上,增加了发电、节能的功效,提高了利用率。户用光伏的发展,更是让可再生能源走进千家万户,让普通老百姓认识了可再生能源,提高了节能减排意识。
分布式光伏的发展,为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。
6)节约水资源
从全生命周期来看,光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%,大力发展光伏发电,能有效节约水资源。
一片片的太阳能光伏电站,在阳光照射下,经过光照到电能的神奇转化,太阳能被变换为电流,输入电网,为人类所用。这种新型的发电方式被称为光伏发电,随着 科技 的进步,光伏发电成本过去十年下降了近90%,与常规火电成本相当甚至更低,成为了一种可再生能源的有效利用方式。
近日,由中国科学院电工研究所团队,牵头承担的“大型光伏电站直流升压汇集接入关键技术及设备研制”项目,通过综合绩效评价验收,成功解决了低压直流到高压直流的升压难题。
主讲人
王一波:中国科学院电工研究所研究员
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在“双碳”目标背景下,光伏是一座城市优化能源结构,推动“双碳”建设的重要抓手。
太阳能光伏产业在将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。未来的能源互联网将在现有电网基础上,通过先进的电力电子技术和信息技术,实现能量和信息双向流动的电力互联共享网络。
随着光伏发电等波动性电源比例的提高,要求电源侧具备更大的调节能力,分布式储能将得到普及,主动式配电网也将应运而生。太阳能发电和其他可再生能源、储能互补发电,并与负荷一起形成既可并网、又可孤网运行的微型电网,将是太阳能发电的一种新应用形式,既适用于边远农牧区、海岛供电,也适合联网运行作为电网可控发电单元。
光伏产业的不断深入发展,各行业也借助了光伏的自身优势开展应用,如光伏农业、光伏渔业、光伏水泵、光伏园区、光伏充电桩、光伏智慧路灯等等。
从数字化角度阐述下光伏行业未来发展模式:
实现大型室外光伏发电时运作状态实时监测,电站负荷情况、设备管控等信息的互联互通。数字孪生不同环境场景下的光伏电站。减少室外光伏发电站运维管控的人为操作成本与危害,实现无人值守的室外光伏电站新形势。
通过现场取景、卫星图等方式,进行场景搭建,人工摆放向日镜模型,向日镜从发电塔向外扩散排布,真实还原装机分布效果,场景从上往下看就像一朵巨大的向日葵,场景中心为发电塔,镜子作为反射太阳光的媒介,发电塔相当于一个大型的热量吸收器,一次性接收成百上千个向日镜同时折射出的热量再经过热能交换,推动汽轮发动机发电。通过图扑引擎的渲染功能,真实还原发电塔吸收热量的效果。
光热电站信息监测
通过点击交互场景中的发电塔模型,以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息,与后台数据进行联动,接入真实数据,展示发电塔发电情况与发动机运行状态,做到实时监测管理。
光伏电站信息监测
通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱(包括母线电压、机箱温度、电流)数据,当出现告警时,可对模型进行染红闪烁显示,方便运维人员快速定位排查问题,足不出户即可实时查看设备相关指标,可结合算法实现数据分析,短时间内若出现数据异常变化的情况,提前进行告警,提醒相关人员及时做出决策。
同时接入了箱变(包括箱变油温、电压和电流)、逆变器(包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率)、升压站相关数据,全面监测电站运行状况,由于场景比较大,做了点击设备模型视角拉近处理,可更直观的查看设备相关信息。
以往以节能降碳为主的理念,应该转变为多使用可再生能源。不少太阳能光伏企业已经在发展光储充一体化系统,这和互联网等科技企业的写字楼、车棚、电动汽车的使用等可以有机结合。科技企业还可以参与到与碳中和相关的数字化平台、物联网设备的建设、运营、管理和维护。
加强政策扶持新能源经济战略,国家相关部委推出太阳能屋顶计划。太阳能屋顶就是在房屋顶部装设太阳能发电装置,利用太阳能光电技术在城乡建筑领域进行发电,以达到节能减排目标。
采用轻量化三维建模技术, 1:1 高仿真还原光伏工业园区。3D场景将 BIM 楼宇数据叠加到地图场景中,实现 BIM + GIS 的结合展示。
2D 数据面板数字化展现园区内各区域的运行情况、安全配备、周边动态环境等情况。还支持渲染 3D Tiles 格式的倾斜摄影模型文件。Hightopo实现可交互式的 Web 三维场景,可进行缩放、平移、旋转,场景内各设备可以响应交互事件。
对于普通家庭来说,一个屋顶就可以提供光伏发电的场所,家庭投资光伏发电自用和外卖,5年收回全部成本。对家庭来说也是一个长远的经济投资。
光伏发电是利用半导体界面吸收大量的太阳光能,产生伏特效应,将太阳光能转化为电能。
而太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性,长寿命和免维护。太阳资源充足性能源结构改变提供了保障,在长期能源战略中具有重要地位。
光伏发电优点多意义大,是能源和环境可持续发展主要出路之一。光伏发电技术进步,发电成本降低,成为更加具有竞争力的能源。
优点:①无枯竭危险;
②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净;
③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
⑤能源质量高;
⑥使用者从感情上容易接受;
⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。