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屋顶光伏引领行业“大爆发”,而这三大技术却影响光伏发电的未来!

国际太阳能光伏网  来源:淘光伏学苑  日期:2018-05-02
  工业和信息化部、住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、国家能源局、国务院扶贫办印发《智能光伏产业发展行动计划(2018-2020年)》,计划提出,到2020年,智能光伏工厂建设成效显著,行业自动化、信息化、智能化取得明显进展;智能制造技术与装备实现突破,支撑光伏智能制造的软件和装备等竞争力显著提升;智能光伏产品供应能力增强并形成品牌效应,“走出去”步伐加快。
 
  屋顶光伏发展势头强劲
 
  “当前我国光伏行业整体势头可以用发展正猛来形容,包括制造和服务两大板块都保持了较快的发展势头,真正带动光伏行业发展的是分布式光伏,其中乡村屋顶光伏是重要突破口。”国务院发展研究中心企业研究所研究室副主任周健奇表示。
 
  太阳能是中国近年来发展最快的环保产业之一,中国的太阳能产业目前是世界太阳能最大的产业。从基础材料硅到电池组件,再到设备,中国形成了非常完整的光伏产业链。不仅如此,中国还涌现出了一批世界级的光伏设计、制造、安装、运营产业集团。在形成规模的同时,中国光伏企业的研发水平、产品质量也提升到较高水平。
 
  在周健奇看来,当前光伏产业发展迅速主要得益于以下三点:
 
  1、政策性补贴;
 
  2、技术进步;
 
  3、光伏行业本身的竞争力在提升,尤其是单晶硅技术的突破把成本大幅降低了,使得投资收益大为提高。
 
  近两年,光伏发电在清洁能源中的增速最快,其中的屋顶光伏发展速度极其显著。数据显示,2017年,我国光伏新增装机容量为53.06GW,中国分布式光伏新增装机容量为19.44GW,同比增速分别为53%和3.7倍。截至2017年12月底,分布式光伏的装机容量占光伏总装机容量的比重为36.64%,与2015年相比大幅上升了22.61个百分点。分布式光伏虽然有多种形式的光伏载体,但目前的载体主要是屋顶。近两年,由于屋顶光伏市场的爆发式增长,光伏行业掀起了“抢屋顶”的热潮。
 
  据周健奇介绍,屋顶光伏就是将小型的光伏发电设备安装在屋顶上(也可安装于院落内),发的电以自用为主,富裕电量传输上网,也就是“自发自用、余电上网”。不同于集中式光伏发电必须在太阳能资源相对稳定的大面积荒漠地区建设大型光伏电站,发的电接入高压电网远距离输送的形式,分布式屋顶光伏发电具有投资小、装配灵活、就近低压并网且电量消纳快的优势。
 
  数据显示,2017年中国光伏市场对太阳能产品的需求量占全球市场的50%,光伏产能占世界的70%。由此可见,中国不仅是太阳能产品最大生产国,也是世界上应用太阳能最大的市场。
 
  光伏行业发展到2018年已经到了关键时期,根据国家能源局发布的《太阳能发展“十三五”规划》,到2020年,我国光伏发电电价水平需在2015年基础上下降50%以上,在用电侧实现平价上网目标。按照规划,如今距离光伏发电平价上网已只有一年多的时间。而距离平价上网的时间越近,距离直接参与激烈的电力市场竞争的时间也越近。
 
  而以下三大技术将影响光伏发电的未来发展:
 
  一、特高压
 
  近年来,我国光伏行业一度陷入“边建边弃”怪圈,而弃光限电问题也一直是困扰光伏行业发展的主要问题之一。为了杜绝弃光限电问题的持续恶化,国家一边通过政策红利加强光伏电力的消纳,一边对弃光率超过5%的省份作出暂停安排新建光伏发电规模的措施,以控制光伏电站过火的建设。
 
  而特高压技术的发展,或许能再次激活西北地区的集中式光伏电站的发展。
 
  据了解,我国70%以上的电力消费集中在中东部地区,但是中东部地区却缺乏太阳能资源以及建设大型光伏电站的土地条件;而西北地区地广人稀,太阳能资源充足,非常适合建设大型光伏电站,但是本地却无法消纳这些光伏电量。如果我国特高压电力输送通道建设完善,那西北地区的富余电量将可以输送到中东部,从而解决光伏发电的消纳问题。
 
  据了解,特高压电网较现有电网优势明显,特高压电网具备更大的输电容量以及更优异的输送能力,而且特高压电网具备更低的网络损耗和工程造价。我国特高压技术处于世界领先地位,实践已经充分证明了特高压的技术可行性、运行安全性、工程经济性和环境友好性。
 
  目前我国的特高压工程也在紧锣密鼓的建设当中。据了解,“十三五”期间,国家电网将加快建设目前在建的“四交六直”10个工程,其次是后续推进“五交八直”特高压工程,然后是在2018年之前开工建设“十交两直”特高压工程。
 
  据了解,我国首条大规模输送清洁能源的特高压工程——±800千伏祁韶(酒泉—湖南)特高压直流输电工程已经在2017年6月27日投运,截止9月6日已累计外送电量达23亿千瓦时,其中新能源电量占外送电量预40%。甘肃新能源外送能力得到大大提升。
 
  二、储能
 
  基于光伏电站只能白天发电,晚上无法发电而且会受天气影响的特性,光伏发电存在一定的间歇性与随机性。在用电需求高峰的夜晚却无法发电,这是光伏发电最为巨大的缺陷。这一缺陷的存在不仅使得用户在夜晚的时候无法通过光伏电站来供电,而且因其不稳定性,光伏电量接入电网时会对电网的安全性和供电可靠性造成威胁,这大大影响了光伏发电的推广与长远的发展。
 
  如果一个光伏电站能在白天发电的同时,将富余电量储存起来,到夜晚的时候就不至于断电了。如果有完备的储能技术,光伏发电将克服发电间歇性的问题,全天提供电力。另外,储能系统可以用于快速响应的调频服务,可以有效地规避太阳能发电间断性、不确定性等缺点,增强电网的调峰能力。如此一来,储能技术对光伏发电的重要性不言而喻。
 
  2017年3月,国家能源局印发《关于促进储能技术与产业发展的指导意见(征求意见稿)》,在政策上给予了储能技术大力支持。此外,国家电网全球首创的风光储输示范工程经过多年的试验,已经能够稳定顺利地消纳清洁能源。
 
  而储能技术在国外发达国家的发展更是已经达到了产业化的地步,比如德国在持续的补贴之下催生了新兴的家用储能市场。而诸多大企业也陆续布局储能产业,最典型的就是特斯拉在夏威夷建世界最大太阳能储能设施正式投入运营,该设施占地近50英亩,靠近当地的Kapaia发电站,包含55000块独立的太阳能面板以及272块特斯拉Powerpack 2锂离子电池,发电功率达到13兆瓦,相当于每年发电19,438兆千瓦时,能为全岛6万多居民全天24小时供电。
 
  目前,国内光伏企业也有不少企业开始布局储能产业,其中天合光能以及协鑫都成立了相关的储能公司。未来随着储能技术的发展及电网技术的提高,“光伏+储能”的发展模式必然也在国内大放光彩。
 
  三、能源互联网
 
  全球能源互联网是以特高压电网为骨干网络、全球互联的坚强智能电网。是清洁能源在全球范围内大规模开发、配置、利用的基础平台,可以简单概括为“特高压电网+智能电网+清洁能源”。而互联网+能源主要是在能源开发当中,以大数据、云计算和数据挖掘等新兴技术达到系统优化、资源优化配置、高效运行的目的。综合能源服务主要是将节能服务或能效服务等增值业务整合在一起的能源服务。
 
  对于光伏发电来说,能源互联网可以对光伏发电的信息化系统进行深度开发,通过对光伏发电系统的设计、运行数据进行采集,并与天气、地理数据整合形成大数据,并在此基础上进行负荷预测、发电预测和运行控制,打通并优化能源生产和消费端的运行效率。
 
  另外,全球能源互联网的架构将对光伏发电的消纳起到积极影响,未来光伏电量不但能实现远距离的输送,而且在能源互联的智能运营之下,将能最大程度的实现就地消纳。
 
  综上所述,特高压、储能、能源互联网都将对光伏发电的未来发展产生极大的影响。其中特高压的发展将对光伏发电的消纳起到积极作用,或能再次激活我国集中式光伏电站的发展。而储能技术的发展将弥补光伏发电固有的缺陷,使得光伏发电能够脱离电网而全天为用户提供电量,而且储能相关技术还能消除光伏发电并入对电网的伤害。能源互联网的发展将能把光伏发电与其他所有能源联合起来,然后在消纳、数据分析、电网接入等等各方面统筹运营,最大限度的将光伏等新能源利用起来。
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