直接入户,太阳能发电新趋势

2010-05-01 14:08:08 太阳能发电网
“屋顶电站”节约成本 发电效率不断提高

  太阳每秒钟照射到地球上的能量,相当于燃烧500万吨标准煤,因此太阳能被认为是最为廉价的可再生能源。目前太阳能发电有两种利用途径,一是在荒漠地带建设大规模的太阳能电站,利用高压输电线向城市输电;二是和建筑结合,直接满足家庭或小区用电。专家认为,第二种利用方式更符合时代趋势。

  太阳能符合用电峰谷规律

  传统能源的短缺及其使用所造成的环境污染,正在给世界各国社会经济的发展带来极大压力,太阳能作为技术最成熟的可再生能源利用方式,近年来引起了各国科学家的高度重视。中国可再生能源学会常务理事、英利集团首席战略官马学禄在接受《环球时报》记者采访时,用一组数字说明了太阳能的巨大开发潜力:人类一年消耗的能源是130万亿千瓦时,而地球接受的太阳能每年是120万万亿千万时,几乎是人类耗能的一万倍,其中可以利用的约6000万亿千瓦时,约是人类能耗的50倍。

  太阳能之所以清洁,不仅因为无污染,还有一个很少被人们提及、但同样非常重要的原因,是它恰好符合用电峰谷规律。马学禄介绍称,人们的用电峰谷以24小时为一个周期,其中上午、下午和前半夜是用电高峰,下半夜则是用电低谷,中国的峰谷差达到50%-60%。对于中国这样仍以火电为主要能源的国家来说,由于火力发电启动周期为48-72小时,火电厂在用电低谷期仍然无法“关机”,需要继续消耗燃料,因此耗费了大量能源。而太阳能发电的高峰是在白天,夜间则停止发电,基本和用电峰谷符合,不会浪费产能。

  直接入户将减少电网建设

  我国太阳资源极为丰富, 全国2/3 国土年平均日照2000 小时以上, 仅84 万平方公里沙漠的太阳能就有8400 亿千瓦时,为发展永久的太阳能技术提供了广阔的空间。不过,尽管我国太阳能发电产业发展迅速,世界第一大太阳能发电国却是国土面积中等、全年约2/3时间是阴天的德国。这既得益于德国大规模的太阳能电站建设,也离不开德国不遗余力地在独栋别墅、体育馆、学校、工业园区中推广和建筑结合的小型太阳能发电装置。

  2009年8月,德国在东部勃兰登堡州建设了该国最大的利伯罗泽太阳能电站,占地162公顷,其中太阳能发电模块约70万块,总面积50万平方米,年发电量达到5200万千瓦时,可满足约1.5万户家庭的清洁电能需求。为了鼓励大型太阳能电站建设,德国政府最近还通过了1亿欧元的太阳能产业研发经费。

  德国境内不仅有利伯罗泽太阳能电站这样的大电站,还有不少小型太阳能发电设施,分散布局在居民建筑和公共设施中。德国政府于1999年启动了“十万太阳能屋顶计划”,鼓励居民在建筑顶部铺设太阳能发电装置并安装双向电表。德国政府规定以高于市价的价格收购居民的太阳能电力并汇入总电网,另外,还给予居民3%的贴息贷款用于购买安装太阳能发电设备。这一政策极大地推动了太阳能发电在德国家庭的普及。

  建设大型太阳能电站和小型太阳能电站各有利弊。大型电站容易形成规模效益,进一步降低发电成本。不过,大型电站的弊端也是明显的。比如美国大自然保护协会在2009年发布一份报告,指责大型太阳能电站单位发电量低,占用了过多土地,破坏当地生态。不过,马学禄分析称,这种情况在中国并不存在,因为中国的大型太阳能电站多建在西部荒漠地带,不存在滥用土地问题,大规模的太阳能发电板还给沙漠打了一把大伞,有利于涵养水土。

  建设荒漠太阳能电站的最大难题仍是技术上的,其中最突出的是高压电网建设问题。中国科学院院士、北京交通大学简水生教授在接受《环球时报》记者采访时说,人们普遍认为太阳能发电一定要建立大型发电站、要并网发电,这是一个误区。太阳能是一种不稳定的能源,很难调度,需要建设配套的大型储能设施,而荒漠和城市距离遥远,铺设高压电网的成本也过高。

  而和建筑相结合的小型太阳能发电设备如“屋顶电站”,则规避了电能输送问题,对储能设备的容量要求也较低,可以直接向建筑输送电能。除德国外,美、日等国也纷纷将推广小型太阳能电站列为国家能源战略目标。日本已经决定在2030年前实现1/3的家庭使用屋顶电站满足日常用电需求。对于我国这样能耗以火电为主、需要西电东送的国家而言,在建筑周边直接建造太阳能设施更是将大大减轻电网压力,并减少电力在输送过程中的消耗。

  不过,由于中国城市家庭多居住于公寓建筑,无法像国外居民一样方便地在独栋住宅上安装太阳能发电装置,“屋顶电站”在中国的推广暂时面临一些问题,但是随着技术的进步,该项目的前景仍是光明的。而且,农村地区非常适合发展太阳能,在新农村建设过程中,政府可以进行很好的谋划设计。 

  

  革新技术降低成本

  太阳能电池分为单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜三种。但是,单晶硅和非晶硅薄膜存在转化效率不高、原材料稀少、价格过高的难题,阻碍了普通家庭使用太阳能发电。专家介绍说,目前国际上晶体硅研发朝着降低晶硅电池的成本和提高光电转换效率的方向发展,具体的措施包括:电池的大面积薄片化及相关技术,使硅片厚度小于100 微米以减少硅材料的用量;规模化生产技术;新型的工艺路线制造高效电池组件的技术研究等。这些技术已经或正在用于晶体硅电池的生产。

  针对家庭太阳能发电设施,美英等国也着力进行改进,将大规模电站使用的技术移植到家用电站上来。比如总部设在美国加州蒙罗维亚市的Soliant能源公司发明了太阳能“聚光桶”,这种太阳能聚光器由6个“桶”状设备排列组成,其前部安装有反射器,能随着阳光发生倾斜和旋转,将捕捉到的阳光收集在其尾部的太阳能电池中,有效提高了发电效率。

  马学禄认为,随着转换效率的提高,成本的降低,每一个建筑物接受太阳能并把它转化为电能、热能是完全可以实现的。而太阳能技术的推广离不开政策的支持,如加强智能电网建设,向居民收购太阳能电力。▲




作者:潘锋 尚未迟 李凯 来源:《环球时报》 责任编辑:admin

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