光伏發電技術

光伏發電技術

將太陽能直接轉換為電能的技術稱為光伏發電技術。是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。光伏發電的優點是較少受地域限制,因為陽光普照大地;光伏系統還具有安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電及建設周期短的優點。

簡介

在國際上,光伏發電技術的研究已有100多年的歷史。這一能源高端產品已經成熟。我國於1958年開始研究太陽電池,1971年首次成功地套用於我國發射的東方紅二號衛星上。1973年開始將太陽電池用於地面。2002年,國家有關部門啟動“送電到鄉工程”,在西部七省區的近800個無電鄉所在地安裝光伏電站,該項目拉動了我國光伏工業快速發展。截止到2004年底,我國太陽電池的累計裝機已經達到6.5萬千瓦。

光伏發電是根據光生伏特效應原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是併網發電,光伏發電系統主要由太陽能電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成,它們主要由電子元器件構成,不涉及機械部件,所以,光伏發電設備極為精煉,可靠穩定壽命長、安裝維護簡便。理論上講,光伏發電技術可以用於任何需要電源的場合,上至太空飛行器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。太陽能光伏發電的最基本元件是太陽能電池(片),有單晶矽、多晶矽、非晶矽和銅銦鎵硒薄膜電池等。

發展歷史

第一代、第二代光伏發電技術都是用半導體技術。

第一代指的是晶體矽光伏發電,分為單晶矽和多晶矽,用得非常普遍,我們國家在這個市場占有很大份額。

第二代指的是品種繁多的薄膜電池,優點是材料用量少,最大的缺點是光電轉化率只有晶體矽的一半。主要品種有:非晶、納米晶、微晶等矽薄膜;銅銦鎵硒組成的薄膜;碲化鎘薄膜;銅鋅硒硫錫組成的薄膜;新出來的一個品種,是砷化鎵薄膜電池。

第三代光伏發電技術,核心是引入了現代光學技術,從半導體技術轉向了現代光學技術,核心技術是聚光。根據愛因斯坦的光電定律,發電量和光的強度成正比,聚光可以多發電。關鍵是要非常均勻地聚光,因為如果不均勻的話,設備會按照最弱的部分來發電。均勻聚光,是近幾年發展起來的新技術,叫無光像自適應光學,技術含量非常高。通過這樣的聚光,可以大大提高電池的轉化率。

產業發展

近幾年國際上光伏發電快速發展,2007年全球太陽能新裝容量達2826MWp,其中德國約占47%,西班牙約占23%,日本約占8%,美國約占8%。2007年,在太陽能光電產業鏈中有大量的投資集中到新產能的提升上。除此之外,太陽能光電企業在2007年間的貸款融資金額增長了近100億美元,使得該產業規模不斷擴大。雖然受金融危機影響,德國、西班牙對太陽能光伏發電的扶持力度有所降低,但其它國家的政策扶持力度卻在逐年加大。日本政府2008年11月發布了“太陽能發電普及行動計畫”,確定太陽能發電量到2030年的發展目標是要達到2005年的40倍,並在3-5年後,將太陽能電池系統的價格降至一半左右。2009年還專門安排30億日元的補助金,專項鼓勵太陽能蓄電池的技術開發。2008年9月16日,美國參議院通過了一攬子減稅計畫,其中將光伏行業的減稅政策(ITC)續延2-6年。

中國太陽能資源非常豐富,理論儲量達每年17000億噸標準煤。太陽能資源開發利用的潛力非常廣闊。中國光伏發電產業於20世紀70年代起步,90年代中期進入穩步發展時期。太陽電池及組件產量逐年穩步增加。經過30多年的努力,已迎來了快速發展的新階段。在“光明工程”先導項目和“送電到鄉”工程等國家項目及世界光伏市場的有力拉動下,中國光伏發電產業迅猛發展。

產業相關政策

國家能源局於2013年11月26日發布有效期為3年的《光伏發電運營監管暫行辦法》,規定電網企業應當全額收購其電網覆蓋範圍內併網光伏電站項目和分散式光伏發電項目的上網電量,明確了能源主管部門及其派出機構對於光伏發電併網運營的各項監管責任,光伏發電項目運營主體和電網企業應當承擔的責任,從而推進光伏發電併網有序進行。正文如下:

《光伏發電運營監管暫行辦法》

第一章 總則

第一條 為加強監管,切實保障光伏發電系統有效運行,最佳化能源供應方式,促進節能減排,根據《中華人民共和國可再生能源法》、《電力監管條例》等法律法規和國家有關規定,制定本辦法。

第二條 本辦法適用於併網光伏電站項目和分散式光伏發電項目。

第三條 國務院能源主管部門及其派出機構依照本辦法對光伏發電項目的併網、運行、交易、信息披露等進行監管。

任何單位和個人發現違反本辦法和國家有關規定的行為,可以向國務院能源主管部門及其派出機構投訴和舉報,國務院能源主管部門及其派出機構應依法處理。

第四條 光伏發電項目運營主體和電網企業應當遵守電力業務許可制度,依法開展光伏發電相關業務,並接受國務院能源主管部門及其派出機構的監管。

第二章 監管內容

第五條 國務院能源主管部門及其派出機構對光伏發電項目運營主體和電網企業電力許可制度執行情況實施監管。

除按規定實施電力業務許可豁免的光伏發電項目外,其他併網光伏發電項目運營主體應當申領電力業務許可證。持證經營主體應當保持許可條件,許可事項或登記事項發生變化的,應當按規定辦理變更手續。

第六條 國務院能源主管部門及其派出機構按照有關規定對光伏發電電能質量情況實施監管。

光伏發電併網點的電能質量應符合國家標準,確保電網可靠運行。

第七條 國務院能源主管部門及其派出機構對光伏發電配套電網建設情況實施監管。

接入公共電網的光伏發電項目,接入系統工程以及接入引起的公共電網改造部分由電網企業投資建設。接入用戶側的光伏發電項目,接入系統工程由項目運營主體投資建設,接入引起的公共電網改造部分由電網企業投資建設。

第八條 國務院能源主管部門及其派出機構對光伏發電併網服務情況實施監管。

電網企業應當按照積極服務、簡潔高效的原則,建立和完善光伏電站項目接網服務流程,並提供併網辦理流程說明、相關政策解釋、併網工作進度查詢以及配合併網調試和驗收等服務。

電網企業應當為分散式光伏發電接入提供便利條件,在併網申請受理、接入系統方案制訂、契約和協定簽署、併網驗收和併網調試全過程服務中,按照“一口對外”的原則,簡化辦理程式。

電網企業對分散式光伏發電項目免收系統備用容量費和相關服務費用。

第九條 國務院能源主管部門及其派出機構對光伏發電併網環節的時限情況實施監管。

光伏電站項目併網環節時限按照國家能源局有關規定執行。

分散式光伏發電項目,電網企業自受理併網申請之日起25個工作日內向項目業主提供接入系統方案;自項目業主確認接入系統方案起5個工作日內,提供接入電網意見函,項目業主據此開展項目備案和工程設計等後續工作;自受理併網驗收及併網調試申請起10個工作日內完成關口電能計量裝置安裝服務,並與項目業主按照要求籤署購售電契約和併網協定;自關口電能計量裝置安裝完成後10個工作日內組織併網驗收及併網調試,向項目業主提供驗收意見,調試通過後直接轉入併網運行,驗收標準按國家有關規定執行。若驗收不合格,電網企業應向項目業主提出解決方案。

第十條 國務院能源主管部門及其派出機構對光伏發電項目購售電契約和併網協定簽訂、執行和備案情況實施監管。

電網企業應與光伏電站項目運營主體簽訂購售電契約和併網調度協定,契約和協定簽訂應當符合國家有關規定,並在契約和協定簽訂10個工作日內向國務院能源主管部門派出機構備案。光伏電站購售電契約和併網調度協定範本,國務院能源主管部門將會同國家工商行政管理部門另行制定。

電網企業應按照有關規定及時與分散式光伏發電項目運營主體簽訂併網協定和購售電契約。

第十一條 國務院能源主管部門及其派出機構對電力調度機構優先調度光伏發電的情況實施監管。

電力調度機構應當按照國家有關可再生能源發電上網規定,編制發電調度計畫並組織實施。電力調度機構除因不可抗力或者有危及電網安全穩定的情形外,不得限制光伏發電出力。

本辦法所稱危及電網安全穩定的情形,應由國務院能源主管部門及其派出機構組織認定。

光伏發電項目運營主體應當遵守發電廠併網運行管理有關規定,服從調度指揮、執行調度命令。

第十二條 國務院能源主管部門及其派出機構對電網企業收購光伏發電電量的情況實施監管。

電網企業應當全額收購其電網覆蓋範圍內光伏發電項目的上網電量。因不可抗力或者有危及電網安全穩定的情形,未能全額收購的,電網企業應當及時將未能全額上網的時間、原因等信息書面告知光伏發電項目運營主體,並報國務院能源主管部門派出機構備案。

第十三條 國務院能源主管部門及其派出機構對光伏發電併網運行維護情況實施監管。

併網光伏電站項目運營主體負責光伏電站場址內集電線路和升壓站的運行、維護和管理,電網企業負責光伏電站配套電力送出工程和公共電網的運行、維護和管理。電網企業安排電網設備檢修應儘量不影響併網光伏電站送出能力,並提前三個月書面通知併網光伏電站項目運營主體。

分散式光伏發電項目運營主體可以在電網企業的指導下,負責光伏發電設備的運行、維護和項目管理。

第十四條 國務院能源主管部門及其派出機構按照有關規定對光伏發電電量和上網電量計量情況實施監管。

光伏電站項目上網電量計量點原則上設定在產權分界點處,對項目上網電量進行計量。電網企業負責定期進行檢測校表,裝置配置和檢測應滿足國家和行業有關電量計量技術標準和規定。

電網企業對分散式光伏發電項目應安裝兩套計量裝置,對全部發電量、上網電量分別計量。

第十五條 國務院能源主管部門及其派出機構對光伏發電電費結算情況實施監管。

光伏發電項目電費結算按照有關規定執行。以自然人為運營主體的,電網企業應儘量簡化程式,提供便捷的結算服務。

第十六條 國務院能源主管部門及其派出機構對光伏發電補貼發放情況實施監管。

電網企業應按照國家核定的補貼標準,及時、足額轉付補貼資金。

第三章 監管措施

第十七條 國務院能源主管部門派出機構與省級能源主管部門應當加強光伏發電項目管理和監管信息共享,形成有機協作、分工負責的工作機制。

第十八條 電網企業應向所在地區的國務院能源主管部門派出機構按季度報送以下信息:

1.光伏發電項目併網接入情況,包括接入電壓等級、接入容量、併網接入時間等。

2.光伏發電項目併網交易情況,包括發電量、自用電量、上網電量、網購電量等。

3.光伏電站項目併網運行過程中遇到的重要問題等。

併網光伏電站運營主體應根據產業監測和質量監督等相關規定,定期將運行信息上報,並對發生的事故及重要問題及時向所在省(市)的國務院能源主管部門派出機構報告。

國務院能源主管部門及其派出機構根據履行監管職責的需要,可以要求光伏發電運營主體和電網企業報送與監管事項相關的其他檔案、資料。

第十九條 國務院能源主管部門及其派出機構可採取下列措施進行現場檢查:

1.進入併網光伏電站和電網企業進行檢查;

2.詢問光伏發電項目和調度機構工作人員,要求其對有關檢查事項作出說明;

3.查閱、複製與檢查事項有關的檔案、資料,對可能被轉移、隱匿、損毀的檔案、資料予以封存;

4.對檢查中發現的違法行為,有權當場予以糾正或者要求限期改正。

第二十條 光伏發電項目運營主體與電網企業就併網無法達成協定,影響電力交易正常進行的,國務院能源主管部門及其派出機構應當進行協調;經協調仍不能達成協定的,由國務院能源主管部門及其派出機構按照有關規定予以裁決。

電網企業和光伏發電項目運營主體因履行契約等發生爭議,可以向國務院能源主管部門及其派出機構申請調解。

第二十一條 國務院能源主管部門及其派出機構可以向社會公開全國光伏發電運營情況、電力企業對國家有關可再生能源政策、規定的執行情況等。

第二十二條 電網企業和光伏發電項目運營主體違反本辦法規定,國務院能源主管部門及其派出機構可依照《中華人民共和國可再生能源法》和《電力監管條例》等追究其相關責任。

電網企業未按照規定完成收購可再生能源電量,造成光伏發電項目運營主體經濟損失的,應當按照《中華人民共和國可再生能源法》的規定承擔賠償責任。

第四章 附則

第二十三條 本辦法由國家能源局負責解釋,各派出機構可根據本地實際情況擬定監管實施細則。

第二十四條 本辦法自發布之日起施行,有效期為3年。

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