太陽能發(fā)電及入網(wǎng)控制技術(shù)

武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二章智能電網(wǎng)與清潔能源發(fā)電—2.2太陽能發(fā)電及入網(wǎng)控制技術(shù)—目錄CONTENTS太陽能熱發(fā)電技術(shù)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)010203太陽能發(fā)電技術(shù)發(fā)展方向太陽能熱發(fā)電技術(shù)01太陽能熱發(fā)電技術(shù)發(fā)電機(jī)電能汽輪機(jī)機(jī)械能反射鏡輻射能熱能指太陽能蒸汽熱動力發(fā)電技術(shù)。利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，利用換熱裝置提供蒸汽，結(jié)合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)工藝，從而達(dá)到發(fā)電的目的。太陽能熱發(fā)電技術(shù)太陽能熱發(fā)電技術(shù)塔式蝶式槽式菲涅爾式太陽能熱發(fā)電技術(shù)2016年底，全球建成太陽能熱發(fā)電總裝機(jī)5017MW?？傮w來說目前建有光熱發(fā)電項目的國家共計24個。為推動我國太陽能熱發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，國家能源局于2016年9月確定了首批20個光熱發(fā)電示范項目，并核定示范項目的標(biāo)桿上網(wǎng)電價為1.15元/千瓦時。據(jù)了解，這20個示范項目總計裝機(jī)容量為134.9萬千瓦，目前，有關(guān)部門正大力推動第一批示范項目的建設(shè)進(jìn)度，力爭2018年底前建成投產(chǎn)。太陽能熱發(fā)電技術(shù)

避免了光伏發(fā)電系統(tǒng)中昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝，大大降低太陽能發(fā)電的成本。同時太陽能所燒熱的水/油可以存儲在巨大的容器中，在太陽落山后幾個小時仍能夠帶動汽輪發(fā)電，具有光伏發(fā)電不可比擬的優(yōu)勢。

目前，光熱發(fā)電成本仍然超過2元/（千瓦時）。預(yù)計2050年前后，光熱發(fā)電成本將下降到0.5元/（千瓦時）以內(nèi)。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)02太陽能光伏發(fā)電技術(shù)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。其最核心的部件是太陽能電池，實質(zhì)上就是一個大的PN結(jié)。主要有半導(dǎo)體硅制成（半導(dǎo)體的導(dǎo)電性介于絕緣體和導(dǎo)體之間）。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)—太陽能電池各類太陽能光伏電池轉(zhuǎn)化率對比表種類實驗室最高轉(zhuǎn)換效率優(yōu)點缺點單晶硅多晶硅24.720.3技術(shù)成熟最高轉(zhuǎn)換效率厚度限制與切割損失限于批次生產(chǎn)未來降價空間有限非晶硅微晶硅9.511.7容易大面積生產(chǎn)生產(chǎn)成本低轉(zhuǎn)換效率最低光哀退嚴(yán)重制造設(shè)備費用高碲化鎘16.5制造過程容易復(fù)制生產(chǎn)成本低碲化鎘具毒性效率提升有限銅銦鎵硒CIGS20.1轉(zhuǎn)換效率高無光哀適用于玻璃幕墻弱光即可發(fā)電生產(chǎn)成本低生產(chǎn)技術(shù)門檻高制造設(shè)備費用高銦為稀有元素太陽能光伏發(fā)電技術(shù)—運行方式是指不與電力系統(tǒng)相連接，主要依靠太陽能電池供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)，又稱獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)。適用于為遠(yuǎn)離電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)的居民提供基本的生活用電，或為野外作業(yè)提供移動式便攜電源。是指與電力系統(tǒng)相連接的光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能電池所發(fā)出的直流電通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，并與電網(wǎng)并聯(lián)向負(fù)荷供電。可分為集中式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和住宅用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。在我國，住宅用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)所帶負(fù)荷電壓一般為單相220V和三相380V，接入低壓商用電網(wǎng)。離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)在光伏電池輸出端與負(fù)載之間加入開關(guān)變換電路，利用開關(guān)變換電路對阻抗的變換原理，讓負(fù)載的等效阻抗跟隨光伏陣列的輸出阻抗，從而使光伏陣列輸出最大。功率匹配方法、曲線擬合技術(shù)、恒壓跟蹤法、擾動觀測法（一）光伏陣列及最大功率點跟蹤控制經(jīng)典控制：充電電流自動監(jiān)測調(diào)整、自動消除極化放電、充滿自行關(guān)閉等；智能控制：對充電過程采用模糊控制方法。（二）蓄電池組及充放電控制并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要以電流源形式并網(wǎng)，其輸出電流的相位跟蹤電網(wǎng)電壓相位變化，同時調(diào)整輸出電流幅值的大小，跟蹤輻照強(qiáng)度和組建溫度等因素的變化，使光伏發(fā)電系統(tǒng)注入電網(wǎng)的功率最大。（三）光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)模式太陽能發(fā)電技術(shù)發(fā)展方向03太陽能發(fā)電技術(shù)發(fā)展方向—光熱發(fā)電光熱發(fā)電技術(shù)向大容量、高參數(shù)發(fā)展光熱電站安裝儲熱裝置，發(fā)電出力更加平穩(wěn)光熱電站發(fā)展空氣冷卻技術(shù)，節(jié)約水資源

目前，光熱發(fā)電成本仍然超過2元/（千瓦時）。預(yù)計2050年前后，光熱發(fā)電成本將下降到0.5元/（千瓦時）以內(nèi)。太陽能發(fā)電技術(shù)發(fā)展方向—光伏發(fā)電（1）最新技術(shù)進(jìn)展硅基太陽能發(fā)電最高能量轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到20%左右。鈣鈦礦型太陽能電池能量轉(zhuǎn)化效率從2009年的3%快速提高到2013年的16.2%左右。聚光太陽能發(fā)電在500倍聚光條件下可將轉(zhuǎn)化效率提高到40%以上。（2）發(fā)展方向和前景光伏板：提高光電轉(zhuǎn)化效率、薄片化、簡易化光伏電站：太陽能追蹤技術(shù)、提高利用效率

2020年前后，全球光伏發(fā)電平均成本將由2010年的2元/千瓦時下降到0.9元/千瓦時，下降幅度達(dá)到55%。預(yù)計2050年前后，集中式和分布式光伏發(fā)電成本可分別降低到0.24元/千瓦時和0.27元/千瓦時，將低于目前傳統(tǒng)化石能源發(fā)電成本。太陽能發(fā)電技術(shù)發(fā)展方向—前沿技術(shù)展望鈣鈦礦型電池、多PN結(jié)電池、光伏光熱聯(lián)合運行和碘化銅、二維電池等多種材料和技術(shù)的突破，將大大提高太陽能發(fā)電效率、節(jié)省裝機(jī)材料和成本。到2020年底，太陽能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模在電力結(jié)構(gòu)中的比重約7%，在新增電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)中的比重約