文档介绍：光伏发电技术研究
1前言
随着能源危机和使用传统能源对环境的影响,以煤炭和石油为主的传统能源发电在整个电力系统中比例会逐渐减少。以风能和太阳能为主的新能源将会在今后有长足的发展。太阳能以其清洁,无污染,装置安装方便,适用地域广泛的优势,将成为21 世纪最有前途的的新能源之一。
目前太阳能发电主要有两种形式: 一是热发电,二是光伏发电( Photovoltaic Generation, PV)。太阳能光伏发电是最为常见的太阳能利用形式, 是将太阳光辐射能转换成电能的一种发电技术。太阳光辐射能经光伏器件转换为电能,再经过能量存储或直接进行各种电力电子交换、控制欲保护等环节,成为人们所需要的直流电或交流电。
典型的太阳能光伏发电系统由太阳能电池阵列、控制器、逆变器、蓄电池组等部件构成,见图1。其中太阳能电池阵列将太阳辐射能直接转换成直流电,供负载使用或存贮于蓄电池内备用。控制器为蓄电池提供最佳充电电流和电压,以减少损耗、延长蓄电池使用寿命。逆变器将太阳能电池阵列和蓄电池提供的直流电逆变成交流电,供给交流负载使用。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源,当负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。蓄电池组是将太阳能电池阵列产生的直流电贮能起来供负载使用。
光伏发电系统分为并网系统和独立运行系统。由于成本因素,并网系统被广泛地应用在分布式发电和集中式光伏电站中,是当前光伏发电的主要研究方向。目前,国内的光伏发电系统(Photo Voltaic System,简称PVS)主要是以直流系统为主,但最普遍的用电负载是交流负载,这使直流供电的光伏电源很难作为商品普及推广。同时,由于太阳能光伏并网发电可以不要蓄电池,且维护简单,而节省投资是光伏发电的发展趋势。这些都必须采用交流供电方式,因此逆变器在PVS 中的应用也越来越重要。逆变器是将直流电变换为交流电的电力变换装置,逆变技术在电力电子技术中已较为成熟。
2国内外发展现状
近几年,随着西班牙、德国、美国、日本对本国光伏产业的政策扶持,全球光伏发电逆变器的销售额逐年递增,光伏发电用逆变器进入了一个快速增长的阶段。但目前全球光伏逆变器市场基本被国际几大巨头瓜分,欧洲式全球光伏市场的先驱,具备完善的光伏产业链,光伏逆变器技术处于世界领先地位。SMA是全球最早也是最大的光伏逆变器生产企业(德国市场占有率达50%以上),约占全球市场份额的三分之一,第二位是Fronius。全球前七位的生产企业占领了近70%的市场份额。
目前国内光伏并网逆变器市场规模较小,国内生产逆变器的厂商众多,但专门用于光伏发电系统的逆变器制造商并不多,但是不少国内企业已经在逆变器行业已经研究多年,已经具备一定的规模和竞争力,但在逆变器技术质量、规模上与国外企业仍具有较大差距,目前具有较大规模的厂商有合肥阳光、北京科诺伟业、北京索英、志诚冠军、南京冠亚、上海英伟力新能源科技有限公司等企业。目前这些企业用于光伏系统的产量呈逐年上升的趋势。
国内市场规模虽然较小,但未来光伏电站市场的巨大发展空间和发展潜力给国内企业带来发展的历史机遇。目前国内光伏逆变器主要被阳光电源、艾思玛、KACO等品牌所占领,国外企业多数通过代理渠道进入国内市场,由于售后服务提供难度大整体市场占有率不高。2008年统计数字显示,合肥阳光电源公司占据70%以上的光伏逆变器市场份额,国内