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光伏并网发电:突破技术瓶颈 迎来绿色明天

更新时间:2011-03-11

一排排太阳能电池板阵列“严阵以待”,像接受检阅的百万雄师;一栋栋宽大建筑的太阳能屋顶黑亮方正,向宇宙反射着人类的智慧之光。从“太阳能屋顶计划”到“金太阳工程”,太阳能利用正在全面展开,真正的低碳时代正向我们走来。利用太阳能发电,尤其是通过光伏并网发电,近期可解决部分应用领域的需要,以作为常规能源的补充;远期将大规模应用,以逐步替代常规化石能源,使电力产业真正成为绿色产业,社会发展真正得到“绿色”引擎的助推。

    光伏并网发电系统,是通过光伏阵列将接收来的太阳辐射能量经过光伏并网逆变器将不稳定的直流电逆变为与电网同频、同相的交流电,并经升压变压器升压后并入高压电网。由于光伏并网逆变器等电能转换环节关键技术的不断突破,光伏并网发电已经从理想变为现实。云南昆明石林166MWp并网光伏电站试验示范项目便是该领域的典型范例。该项目是亚洲最大的光伏电站之一,一期工程应用了业界享有盛誉的艾默生SmartShineTM系列光伏并网逆变器产品,该产品最高效率可达98%以上,对于降低上网电价、使光伏并网发电规模化应用具有重要意义。

    要实现光伏并网发电,光伏并网逆变器是技术关键,其运行性能直接影响到发电系统的安全、可靠和高效率运行。具体而言,首先,在效率方面,由于目前太阳能电池的价格偏高,为了最大限度地利用太阳能,提高系统效率,必须采用最大功率跟踪控制技术,并设法提高逆变器的效率;其次,在可靠性方面,目前光伏发电系统主要用于边远地区,许多电站无人值守和维护,这就要求逆变器具有合理的电路结构,严格的元器件筛选,并要求逆变器具备各种保护功能;第三,在电压适应性方面,要求直流输入电压有较宽的适应范围,并保证交流输出电压的稳定。

    另外,为了确保系统安全、可靠地工作,光伏发电系统还必须对电网和太阳能电池的输出情况进行实时监测,对周围环境做出准确判断;同时光伏发电系统作为分散供电电源,当电网由于电气故障、误操作或自然因素等外部原因引起中断供电时,为防止损坏用电设备以及确保电网维修人员的安全,系统还必须具有孤岛保护的能力。可见,光伏并网发电,考验的已不单单是逆变器本身的技术含量,而且还是对整体解决方案的重大挑战。

    当前,在国内市场上,从技术积累、综合实力、工程经验等方面来讲,能够真正提供满足光伏并网需求的逆变器产品以及解决方案的厂商屈指可数。以艾默生网络能源的SmartShineTM系列光伏并网逆变器产品为例,该产品集中了其在电力电子领域的优势技术。系统采用模块化架构,其独有的智能化休眠专利技术和先进的MPPT(最大功率点跟踪)技术,可使客户最大限度地利用光能发电,效率可达98%以上。同时系统还具有冗余备份、热插拔、高功率密度、智能化监控、安装简便等特点,其孤岛保护能力也独具优势。当然,其他个别厂商也拥有相当的技术实力,但往往缺乏像艾默生网络能源这样端到端一体化解决方案的提供能力。

    在各类新能源当中,太阳能发展最迅速,前景最广阔。作为一种安全、环保的可再生能源,光伏发电既避免了常规能源的储备问题?,同时还避免了火力发电对大气的污染。现在,太阳能光伏发电的商业化开发和利用正在成为世界环保工程的一部分,在国内,光伏应用也成为包括电力、电信等行业推进节能减排战略的重要手段。而以艾默生网络能源为代表的一批新能源设备和解决方案提供商,紧贴这些行业客户的应用需求,坚持技术创新,使光伏产业的发展获得了充足的后劲。