碳中和目标下的光伏发电技术

碳中和目标下的光伏发电技术

高昌海

贵州盘江电力投资有限公司  贵州 贵阳市  550000

摘要：在电力能源长久以来利用煤炭作为发电能源的环境下，导致我国现阶段的煤炭能源接近枯竭，严峻的能源形势伴随着燃煤发电造成的环境污染，促使我国意识到在经济建设下，需要全面注重生态保护的重要性，对于电力行业来讲，实现高端技术下的改革创新，采用光伏发电作为全新的动力能源，能够在一定程度上实现节能减排，保护环境的同时，促进建立行业的创新改革，进一步促进电力行业全面提高自身的发展水平的同时，实现可持续发展。

关键词：可再生能源；光伏发电；关键技术；未来趋势；发展策略

引言

能源是人类从事生产和维持生活的必要保障。从第一次工业革命开始，人类为了满足日益增长的生活需求，不断加大对能源的开发利用，甚至采用了掠夺式的开发手段。21世纪以来，全球面临的能源安全和生态环境保护问题日趋严峻，新冠肺炎疫情的肆虐严重冲击了各国经济社会的发展，为了将经济复苏与应对气候变化的长期目标紧密结合，各国纷纷选择“绿色复苏”路线，将绿色经济置于刺激计划的核心，加大对可再生能源领域的投入，我国也将开发利用可再生能源作为应对日益严峻的能源环境问题的战略举措。本文通过分析我国可再生能源发展现状，剖析发展过程中存在的问题，并探索依托可再生能源的生态、经济、能源协同发展模式，为我国可再生能源可持续发展提供建议。

1光伏发电

通常来说，光伏主要是指太阳的光伏，通过特定的材料，比如多晶硅、单晶硅等半导体材料，将太阳能转化为电力能源，缓解我国的能源压力，作为可再生能源，这样的发电形式，对地域环境并没有严格的要求，基本上大部分的地区，都能使用太阳能进行电力的供应，在太阳能丰富的白天，利用光伏电池将太阳能持续转化为电能，为用户提供稳定的电能，并且储存多余的电能，满足用户夜间用电需求。而且不存在燃料的消耗问题，不会产生任何的有害污染物，十分适应现阶段社会发展中的保护环境要求，其发展前景广阔。但是在应用过程中，光伏电池发电技术会受到日照时间的长短、强度影响，存在一定的技术水平限制，所以当前应用光伏电池太阳能的转化率较低。

2光伏发电技术的优势

光伏发电系统利用新能源实现发电，具有明显的优势，具体表现为以下几方面：容易操作，能够较快启动和终止运行，自动化程度较高；装配费用低；建设的工期比较短；对环境破坏较小；良好的调峰性能；能够就地发电和输送电力，设施出现问题后依然能够输送电力，为集中供电提供保障；发电量较大，能够向指定地区输送足够的电力；考虑到系统彼此独立，因此其运行中的安全隐患比较小，能够在很大程度上降低电力输送中断的情况；运行中几乎不会产生能耗，不需要配电站的支持，能够对运行成本予以有效控制，而且在使线路耗损降低的同时确保系统稳定运行。由此可见，无论是在城乡用电模式的配置、能源结构的转型，还是自然环境的保护中，这种发电技术的应用都会起到积极的作用，除此之外还为能源安全提供保障。

3碳中和目标下的光伏发电技术发展策略

3.1改变配电网模式

由于传统的电力能源供应，其配电网的建设，主要是采取辐射形式进行处理，其模式能够满足各个用户端的电路能源需求，且构建模式简单、实用性强。为此，在分布式发电的应用中，便要进行适应性的调整，改变配电网模式，规划到相应的线路，尤其是对于线路潮流的具体方向、大小，都要结合相应分布式发电系统的相关分布加以合理操作，由此进一步提高整体的发电效率，达到更为理想的发电效果。

3.2构建储能发电体系

从发电系统整体运行的角度而言，分布式光伏发电整合了体系中的不同部分，通过储能构件的运行实现电力的输送。同时，光伏发电系统也需要相关配套设备的支持，后者是储能发电系统中的主要组成部分。对于控制和调节电压而言，起到主导作用的是变流器。变流器一方面能够将电压波动控制在规定的限度你，另一方面也能够根据不同时段的需要稳定系统电压。对于直流侧架构而言，谐波的产生会受到电压的管控，从而为交流的稳定提供保障。由此可见，在分布式光伏发电系统接入的情况下，必须配置交流装置，特别是在电源模式下更是如此，在充放电的情况下也能够有效管治负载。

3.3大力发展可再生能源

项目一是坚持集中式和分布式发展并举。优先结合石漠化治理、设施农业、渔业养殖、乡村振兴等合理配置项目，因地制宜发展石漠化光伏、农光互补、渔光互补等集中式光伏。结合《整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案》的要求，借鉴试点成熟可复制经验，在产业园区厂房、物流中心、学校、医院、农业大棚、养殖业大棚、居民建筑等可利用建筑屋顶，组织推动开展不同类型分布式发电项目，促进分布式光伏发展利用的规范和有序性。二是积极推动风电规模化开发。充分发挥各地区风能资源优势，积极推进陆地以及海上风电资源规模化开发，有序推动陆上分散式风电开发。三是稳步推进生物质热电联供发电厂建设。充分利用当地丰富的林业废弃物、农业废弃物、木材加工剩余物、林下草灌植物等农林生物质资源，统筹考虑各类生物质资源的分布特点和运输经济性，在资源富集区选址建设生物质热电联供发电厂，实现对燃煤发电厂的部分替代。四是鼓励氢能产业发展。进一步推进绿电制氢项目，重点支持风、光电解水制氢项目建设，拓展氢源供应渠道，保障全市氢源供应，相应配合开展氢燃料电池公交车运营示范、氢燃料电池专用车商业化示范以及氢能在船舶领域的应用等示范项目推广。

3.4大面积组件

在大面积制备技术方面，区别于实验室中常用的旋涂法，为了获得均匀的高质量大面积钙钛矿薄膜，刮涂、狭缝涂布、提拉、喷涂、蒸镀、热辅助、真空闪蒸、气相沉积、喷墨打印、印刷、卷对卷等均被用于开发大面积电池工艺。电池组件及产业化技术方面，杭州纤纳光电在PSC组件方面多次刷新世界纪录，目前最新的19.32cm2PSC小组件在稳态功率输出下的效率达到21.4%[日本电气安全与环境科技研究所（JET）认证]，获得全球首个IEC61215稳定性认证及多倍加严认证，标志着PSC技术从实验室开始迈向市场。极电光能开发的63.98cm²钙钛矿光伏组件获得了20.5%的光电转换效率（稳态效率20.1%，JET认证）。协鑫光电已有10MWPSC中试生产线，可生产45cm×65cm尺寸的电池组件。协鑫光电、纤纳光电等投建的100MW级大面积PSC电池生产线、极电光能投建的150MW生产线、万度光能拟投建的第一期200MW生产线等有望进一步大力推动PSC产业化进程。

结束语

实现碳中和是我国重大发展战略目标，碳中和倒逼能源体系清洁化转型、产业技术变革升级、促进社会全面绿色转型，对于能源领域是挑战更是重大机遇。在国家科技的顶层设计及战略引领下，在社会经济能源安全正常保障的前提下，大力推动光伏技术快速发展，自主创新开发新一代颠覆性变革技术，为构建高效安全的清洁能源新体系奠定技术基础，在实践中不断前行，将为我国碳中和目标的实现提供重要支撑。

参考文献

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