首页 > 技能竞赛 > 正文

华能石林并网光伏电站调查研究报告
2013-10-24 14:28:45   来源:    点击:

  一、云南光伏发电产业新前景  1、综合分析  传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球还有20亿人得不到...
  一、云南光伏发电产业新前景

  1、综合分析

  传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。其中太阳能成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。

  近几年国际上光伏发电快速发展,2008年全球光伏市场虽然受金融危机影响,德国、西班牙对太阳能光伏发电的扶持力度有所降低,但其它国家的政策扶持力度却在逐年加大。2009年,全球光伏产业的整体走势可以用先抑后扬来概括,整个上半年由于金融危机的严重影响,产业景气度可谓惨淡之极。进入下半年,随着全球经济的逐渐转暖,再加上各国政府大力推广太阳能政策的拉动效应渐显,光伏产业呈现了强势的复苏态势。

  中国太阳能资源非常丰富,经过30多年的努力,中国光伏发电产业已迎来了快速发展的新阶段,国家的补贴扶持政策陆续推出。财政部、住房和城乡建设部印发《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》及《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》,确定对光电建筑2009年的补助标准为20元/瓦。7月,财政部、科技部、国家能源局发出《关于实施金太阳示范工程的通知》,提出对光伏并网项目和无电地区离网光伏发电项目分别给予50%及70%的财政补贴。11月,财政部、科技部、国家能源局下发了《关于做好“金太阳”示范工程实施工作的通知》,要求加快实施“金太阳”示范工程。长期来看,预计随着产业规模的扩大和技术进步,国内光伏发电成本有望在2015年-2020年期间实现平价上网,中国光伏产业将进入一个市场化发展阶段。

  中国蕴藏着丰富的太阳能资源,太阳能利用前景广阔。中国已经成为世界上产量最大的太阳能消费品生产国,形成了广阔的农村太阳能光伏产品消费市场,并网太阳能光伏发电站及建筑物屋顶并网太阳能光伏发电工程也已开始启动。全国三分之二的国土面积年日照小时数在2200小时以上,年太阳辐射总量大于每平方米5000兆焦,属于太阳能利用条件较好的地区。西藏、青海、新疆、甘肃、内蒙古、山西、陕西、河北、山东、辽宁、吉林、云南、广东、福建、海南等地区的太阳辐射能量较大,尤其是青藏高原地区太阳能资源最为丰富。

  2、云南光伏产业发展优势

  云南太阳辐射资源十分丰富,全省大部分地区的年日照在2100至2500小时之间,全省绝大多数地区年平均太阳总辐射量为4500—6000MJ/㎡,年辐射总量大于5000MJ/㎡的地域占全省面积的90%,除少数高寒山区外,年平均气温高,冬季气温低于0℃的天气出现较少。太阳能利用装置在全省绝大部分地区可以全年运行。且云南省石漠化土地面积约288.14万公顷,如将云南1.5%的石漠化荒地用于太阳能电站的建设,云南光伏发电的规模容量可达到1800万千瓦以上,相当于一个三峡电站的装机规模。

  云南省能源产业发展纲要(2009-2015)中提出对太阳能光伏发电的具体规划,2015年前,完成石林大型并网发电实验示范工程(166兆瓦)的建设;并网光伏发电达到316兆瓦以上;在条件较优越的宾川、弥渡、祥云等11个县布局光伏发电项目。并在国家政策支持下,大力开发太阳能,建设光伏发电项目。在《云南省光伏电子产业发展规划纲要》(2009-2015年)中,也明确提出了大力打造太阳能电池、红外及微光夜视和半导体照明3条完整产业链等重要决策,光伏产业在云南必将有较大较深远的发展。

  二、华能石林并网光伏电站简介

  1、华能石林并网光伏电站介绍

  华能石林并网光伏电站位于云南省昆明市石林县,地处高低不平的石漠化荒地,电站所在区域环境状况如下:

  多年平均日照时数:2193.1h

  多年平均辐射强度:5608.5MJ/㎡

  多年平均气温:15.8℃

  多年平均降水量:948.0mm

  平均风速:2.7m/s,常年主风向为西南风

  多年平均雷暴日数:58.6天

  石林县石林镇内起伏的石漠化丘陵土地上,10万多块太阳能电池板整齐有序地矗立着,虽然天气时有变化,但它们仍在默默发电。2010年5月25日,装机容量位列亚洲第一的昆明石林太阳能光伏并网实验示范电站一期20兆瓦投产仪式在石林举行,这标志着云南省对可再生能源的利用进入一个崭新阶段。该项目同时为提升云南太阳能光伏发电开发利用水平,促进太阳能产业发展提供了一个大型实验示范平台。

  昆明石林太阳能光伏并网实验示范项目建设总规模为166兆瓦,总投资90亿元,有效利用石漠化土地5445亩,分为示范区和科普区。该电站是亚洲最大的太阳能光伏并网电站项目,其一期工程20兆瓦经过试运行后,正式投产发电,也是目前国内已投产太阳能光伏并网电站中最大的项目。其中,示范区由华能澜沧江水电有限公司和云南天达科技股份有限公司合资设立的华能石林光伏发电有限公司投资兴建,项目建成后将利用石漠化土地3650亩,年发电量1.18亿千瓦时。建设规模100兆瓦(一期为10兆瓦,二期30兆瓦,三期29兆瓦,四期31兆瓦,分四期建成),估算总投资约50亿元。一期工程规模10兆瓦,规划用地448.18亩,主要有太阳能电池方阵升压站综合办公楼,电池方阵由9.7WMp固定式晶体硅组件+0.1WMp平单轴跟踪式晶体硅组件+0.1WMp斜单轴跟踪式晶体硅组件+0.1WMp双轴跟踪式晶体硅组件组成。

  示范区也是一个大型太阳能光伏发电的科研示范基地,在电站运行区间,将对“大型光伏电站并网技术的实验”、“各种太阳能电池组件性能的对比测试”、“大型光伏并网电站防雷接地的方案”等科研课题进行试验研究。配置有2500平方米的综合大楼,其中设有200平方米的科研示范展示厅,还设置有不同研究方向的实验室,可全面研究大型太阳能并网光伏发电的相关技术。科普区由云南电投新能源开发有限公司联合其他股东投资兴建,建设规模66兆瓦(一期为10兆瓦,分三期建成)。


  大型并网电站建设尚无行业标准,工程规模大,系统复杂;针对一个个在建设中面临的必须要解决的现实问题,华能石林光伏发电有限公司的员工和各施工单位,通过不断努力取得了巨大成功,摸索出了一套光伏电站建设的经验,今后的建设标准可能源自就出自华能石林光伏电站建设。

  由于地址地形起伏变化大,电池组件安装必须整体上考虑地形变化,布置难度较大。加之参建单位未有建设大型并网光伏电站的经验,基础及支架设计不尽合理,施工中前所未有的困难,在各单位的研究协商,在设计院的研究指导下,根据具体情况不断摸索,各方面工作从小从细入手,通过近半年紧锣密鼓的建设,于2009年12月25日16时44分电站首批方阵4号方阵终于并网成功。

  三、主流发电方式对比

  1、火力发电的缺点

  主要是二氧化硫、氮氧化物和粉尘对空气的污染。烟气中的氮氧化物含量可高达2000~3000mg/Nm3,这还是在煤质很好的情况下。二氧化硫、氮氧化物主要是形成酸雨酸雾。重庆珞璜电厂,当然,也不全是电厂的过错,因为那里本身也有几个陶瓷厂(现在已经停产好几年了。)、石粉厂、水泥厂等,粉尘污染很大。电厂烟气造成的酸雨酸雾严重腐蚀渝黔铁路的那条长江大桥,平均每年都要给大桥上一次防腐油漆……

  以上主要是运行中对大气的污染;另外污水、固体废物也有。除了大气污染外,电厂运行时候的噪声污染也是很大的。当然,平时远离电厂对这些没什么感觉。

  2、水力发电中水库建造过程与建成之后,对环境的影响主要包括以下几个方面:

  自然方面:巨大的水库可能引起地表的活动,甚至诱发地震。此外,还会引起流域水文上的改变,如下游水位降低或来自上游的泥沙减少等。水库建成后,由于蒸发量大,气候凉爽且较稳定,降雨量减少。

  生物方面:对陆生动物而言,水库建成后,可能会造成大量的野生动植物被淹没死亡,甚至全部灭绝。对水生动物而言,由于上游生态环境的改变,会使鱼类受到影响,导致灭绝或种群数量减少。同时,由于上游水域面积的扩大,使某些生物(如钉螺)的栖息地点增加,为一些地区性疾病(如血吸虫病)的蔓延创造了条件。

  物理化学性质方面:流入和流出水库的水在颜色和气味等物理化学性质方面发生改变,而且水库中各层水的密度、温度、甚至熔解氧等有所不同。深层水的水温低,而且沉积库底的有机物不能充分氧化而处于厌氧分解,水体的二氧化碳含量明显增加。

  社会经济方面:修建水库可以防洪、发电,也可以改善水的供应和管理,增加农田灌溉,但同时亦有不利之处。如受淹地区城市搬迁、农村移民安置会对社会结构、地区经济发展等产生影响。如果整体、全局计划不周,社会生产和人民生活安排不当,还会引起一系列的社会问题。另外,自然景观和文物古迹的淹没与破坏,更是文化和经济上的一大损失。应当事先制定保护规划和落实保护措施。

  3、风力发电缺点

  首先,项目建设会影响当地的生态环境,如破坏植被、改变地形地貌,造成水土流失。项目建设可能会对当地的文物等造成景观影响。

  其次,项目运营会产生电磁核辐射影响。最后,还应考虑项目的配套工程,如道路,生活区等造成的生态、水和大气的影响。风力发电项目比起上述水力火力发电对环境影响较小,但发电站选址建设要求较严,风力要求较高。

  4、光伏发电优势分析

  光伏发电系统主要由太阳能电池方阵、逆变器、计算机监控等三部分组成,具有安全可靠、无噪声、无污染、无需消耗燃料、无需蓄电池、建设周期短、无人值守、全自动运行等特点。建设期主要解决基础建设、电池方阵的安装调试、电缆铺设问题,后期运行维护较简单,基本不需投入较大成本。

  四、光伏发电发展推广问题分析

  随着石林太阳能光伏并网实验示范电站一期工程投产,问题也来了——因为太阳能电池组件造价高昂,发电成本可能在几元每千瓦时,发电企业的并网电价将直接决定着该产业的发展。另外如何更有效地降低光伏发电的成本?如何提高系统的稳定性?如何更有效地进行电站的运营以及后期电站设备的更新换代?

  据调查,日本、法国都有全太阳能建筑小区,小区中每栋住房(或别墅)都用太阳能发电,甚至在主人外出休假期间,发出的电还可反送给大电网,不仅不赔本还可挣钱。既然太阳能发电有如此诱人的前景,又符合环保节能的国策,那么为什么我国推广不开呢?根据资料,有如下的因素制约着光伏发电产业在国内的推广和发展:

  (1)成本较高以10MWp光伏电站为例,总投资约为2.5~3亿,其中设备投资约占75%,主要是太阳能电池组件和逆变器。中国太阳能电池产能比较大,成本可能降低。蓄电池技术与国外相比尚有差距,逆变器是光伏发电的重要部分,但我国现在生产技术还有待提高,进口成本较高。

  (2)光伏发电目前的成本仍然在1.4-2元/千瓦时

  光伏发电难以并网,一是电价成本问题,二是并网对稳定性的影响。而国外,应用光伏的家庭都装有两个电表,一个是“正潮流”供电电表,供电部门收费;另一个是“反潮流”馈电电表,用来计算用户向电网反馈的电量,供电部门以此来给用户付费,这值得我国借鉴。

  (3)建筑开发商对太阳能热水泵尚感兴趣,但对光伏发电不感兴趣。因为发电成本高,比现在的火力发电每千瓦时多2元。另外,光伏发电初期投资太大,一栋6000m2的酒店若全部装上光伏玻璃,仅靠太阳能提供电力和热水至少得投资3000万元。

  (4)各高校对该领域的研究还尚待拓展,大部分高校虽然先后开设了新能源专业,例如华北电力大学的风能太阳能研究,但此专业发展研究还尚待升温,且教学内容应该以问题关键为切入点,解决电池板转化效率和成本的实际问题。

  (5)客观因素:就太阳能发电优缺点来说主要缺点是电池组件研究技术上的问题,太阳能光伏组件阵列是实现光电转换的主要器件,光伏系统的发电量大小除与电池板功率和运行状况有关外,还与能量的转换效率有关,客观来说效率是达不到100%的。另外受照射分布密度、昼夜及阴晴等气象条件影响较大。

  5、结论

  近两年国际油价急剧攀升,除多种短期因素影响外,主要原因就是世界能源结构本身存在问题,对石油和煤炭等传统能源的依赖性过大。目前世界常规能源正处于开采和使用高峰期,并将逐步走向衰落,能源结构必将有根本性的变革。对我国而言,在主流清洁能源中,核能发电受技术和条件限制,风能和潮汐能发电受技术稳定性和区域局限性限制,生物能(沼气)发电受技术稳定性限制,而太阳能光伏发电,尽管当前的成本较高,大约是生物质发电(沼气发电)的7~12倍,风能发电的4——5倍,太阳能与其他新能源相比在资源潜力和持久适用性方面更具优势,具有安全可靠、无噪声、无污染、无需消耗燃料、建设周期短、无人值守、全自动运行等特点。建设期主要解决基础建设、电池方阵的安装调试、电缆铺设问题,后期运行维护较简单,基本不需投入较大成本,它是最适合当下发展的新型发电方式。且在光伏产业的不断壮大的趋势下,推动太阳能电池产业的主要因素如下:

  (1)太阳能电池技术逐步成熟,产品成本快速下降;

  (2)石油、煤炭等能源价格上涨,太阳能的替代作用将逐步显现;

  (3)全球环境保护意识快速提升,对太阳能等清洁能源的需求上升;

  (4)各国政府对太阳能电池产业的政策扶持和价格补贴。

  近年来我们政府和国家大力扶持光伏产业发展,尽管现阶段发电运行成本较高,一切社会行动我们在做之前都进行代价——利益分析,但是我们要把对子孙后辈的影响算到代价里边去,考虑长远利益,加大公众影响的力度。在提倡环保持续新能源和创新科技的形势下,提高光伏发电的影响力和研究热潮。这样光伏发电技术的创新和成熟才能更进一步。

相关热词搜索:

上一篇:第一页
下一篇:小型建筑光伏系统设计

分享到: