光伏发电技术创新(精选8篇)

光伏发电技术创新篇1

1太阳能光伏发电技术的应用方式 1、1太阳能照明系统 光环境;是指光与颜色建立的生理和心理环境，它对人的精神状态和心理感受具有积极影响。绿色照明;是指节约能源、保护环境、促进效率、改善质量、有益身心;的照明光环境，太阳能照明即属于绿色照明。太阳能照明系统由太阳能电池板、蓄电池、充放电控制器、逆变器和节能灯具、灯杆等组成。建筑领域的太阳能灯主要有路灯、草坪灯、庭园灯、楼道灯等。太阳能灯的控制器除了要具备一般光伏系统的防反充、防过充和过放、防短路和反接等功能以外，还要具有自动开关照明灯的功能。通常使用定时和光控两种方式对太阳能灯的工作时间进行控制。定时控制可采用模拟线路或单片机控制两种方法，根据实际需要，事先设定路灯每天晚上的工作时间，调整电子或者机械计时器的接通或断开时刻，到时路灯便可以自动开或关。另一种控制方式是光控，可以单独安装光敏器件，也可以利用太阳能电池本身作为光敏器件，即在周围环境暗到一定程度（照度低于某一设定值）时自动开灯，一直到天亮（照度高于某一设定值）时再自动关灯。 1、2太阳能、LED光源的结合 应用太阳能给传统的灯具光源供电并不十分经济。随着固体物理和半导体技术的发展，人类开发出了第四代光源固体光源LED（第一代为白炽灯，第二代为荧光灯，第三代为气体放电灯）。太阳能发电与LED照明的结合立即成为一大亮点，迅速吸引了人们的目光。固体光源LED具有功耗低、寿命长（1、0×105h）、光效高（目前为5080lm/W，今后可达100120lm/W）、反应速度快（可在高频下使用，可任意控制其功耗和亮度，而不影响其寿命）、直流低压工作安全可靠（24V、12V、4、8V，免逆变器）、环保（耐震、耐冲击、不易破、废弃物可回收、没有污染）、可平面封装、易开发成轻薄短小产品等优点；没有白炽灯泡高耗电、易碎以及日光灯废弃物含汞污染等缺点；兼备照明、装饰功效，是被业界看好在未来10年内，成为替代传统照明器具的一大潜力产品。 1、3太阳能水泵 太阳能水泵一般不需要蓄电池，而由太阳能电池板直接带动水泵工作。大型光伏水泵站通常备有逆变器，首先将太阳能电池板的直流电变为交流电，然后用交流电机带动水泵工作，这样可以与常规供电互补。虽然太阳能光伏水泵系统一次性投资较高，但它的运行费用低、维修少，使用寿命比较长，通常来说比小型柴油机抽水更合算。特别是对于太阳辐射强的干旱地区，发展光伏水泵具有良好的前景。 1、4光伏建筑一体化（BIPV） 光伏发电与建筑物集成化;（Buildingintegrated/attachedphotovoltaic）的概念早在1991年被正式提出，并很快成为热门课题。此后，一些国家纷纷实施、推广太阳能屋顶计划;，比较著名的有德国10万屋顶计划、美国百万屋顶计划以及日本的新阳光计划等。所谓太阳能屋顶，是将太阳能电池板安装在建筑物的屋顶，引出端经过控制器、逆变器与公共电网相连接，由太阳能电池板、电网并联向用户供电，即组成了户用并网光伏系统。这种并网系统因有太阳能、公共电网同时给负载供电，系统随时可向电网中存电或取电，所以供电可靠性得到增强；而且，系统一般不用蓄电池，这既降低了造价，又免去了蓄电池的电能损耗、维护更换；同时，多余的发电可反馈给电网，既充分利用了光伏系统所发的电能，又对电网具有调峰作用。太阳能屋顶还可采用一些创新技术，如设置能量管理优化智能系统，以减少能量消耗；设置屋顶冷却系统，对没有安装光伏组件的屋顶，使用特殊功能的反射涂层，可反射65%的太阳能，这样可以有效地降低夏季屋顶的温度，提高太阳能电池的转换效率；设置绝缘底层保护屋顶，并降低建筑物内部的温度。 光伏建筑一体化（BIPV）的进一步目标是将光伏器件与建筑材料集成化。比如，将建筑屋顶、向阳的外墙甚至窗户材料都用光伏器件来代替，则既能作为建材又能发电，可谓一举两得。当然，对光伏器件来说，同时还应具备建材所要求的隔热保温、防水防潮、机械强度、电气绝缘等性能，并要考虑安全可靠、便于施工、立面美观等因素。显然，光伏器件代替部分建材，可进一步降低光伏发电的成本，有利于光伏技术的推广应用。总之,光伏建筑一体化（BIPV）体现了创新的建筑设计理念和高科技含量，它不仅开辟了光伏技术应用于建筑领域的新天地，而且拉动了光伏技术的产业化发展及在城市的大规模应用，因而具有非常广阔的市场前景。 2太阳能光伏并网发电系统的应用实例 武汉新火车站定位于华中陆港、中部铁路枢纽，总建筑面积35、5万m2，总投资超过140亿元。共设铁轨线20条，站台11座，是京港高速铁路的重要站点，规模居全国第四。武汉新火车站于2006年开建，2009年底建成启用。　武汉站整体造型现代，外观如大鸟展翅，寓意千年鹤归、中部崛起;。建筑中部突出的60m高大屋顶，预示着武汉是湖北乃至中部省份崛起的关键支点。九片屋檐同心排列，象征着武汉九省通衢;的重要地理位置。为了有力推动武汉市和湖北省两型社会;建设、推进节能减排;工作，对可再生能源的利用起示范和带动作用，湖北省发改委决定：武汉站建设太阳能光伏发电系统，并进行国内公开招标。招标文件要求：太阳能光伏组件采用晶硅板，安装于南北中央站房及雨篷金属屋顶局部，系统总发电容量约2、2MW（2200kWp）、总投资约5000万元。采用并网发电的运行方式，系统产生的电能输送到城市电网。 经笔者在内的专家集体评审，选定了中标方案，其技术特点为：（1）并网发电系统组成：由光伏电池组件、并网逆变器、电源汇流箱柜、电源并接装置、防雷接地系统、监控系统等及其辅材组成。（2）太阳电池组件安装方案：采用单晶硅电池组件，安装数量1、65万只，每只135Wp，共2227、5kWp。（3）太阳电池组件升压回路方案：升压回路数量n=1、65万只/25只=660个升压回路（每25只串成1回路）。（4）汇流回路方案：设两级汇流，第一级汇流设于屋顶，由防雷汇流箱完成。每个防雷汇流箱输入侧由11个升压回路并联组成，共60个一级并联、60个防雷汇流箱；第二级汇流设于逆变器室，由防雷汇流柜完成，每个防雷汇流柜输入侧由67个一级汇流回路并联组成，共9个二级并联、9个防雷汇流柜。（5）逆变器安装方案：设9个250kW三相输出式逆变器，每个逆变器输入侧接一个防雷汇流柜输出侧。逆变器室分4间设于火车站25m层。220/380V接入系统的开关柜布置于火车站变配电所预留柜位，不重新设置单独的设备用房。（6）并网系统年发电量：采用清洁能源项目分析软件RETScreen计算，该系统年理论发电量为2256、3MWh（225、63万度），实际并网发电量约206、92万度。#p#分页标题#e# 3太阳能光伏发电系统的应用现状及发展前景 3、1应用现状及存在问题 目前，发达国家以太阳能屋顶计划;和并网发电为基本形式，积极推广光伏产业。与发达国家相比，我国的光伏产业还处于初级阶段，2008年我国太阳能电池仅占世界总产量的7%左右。笔者认为，我国在光伏发展方面主要存在以下问题：（1）没有形成一个部级权威研究机构；没有长远发展战略和规划；缺乏相关政策和具体措施；（2）科研人才、工程技术人才匮乏；研究力量薄弱、分散，实验条件差；（3）光伏物理学科发展薄弱；光伏材料与器件、关键生产设备和测试仪器依赖进口。显然，要有效解决上述问题，一方面亟需加大资金投入和政策扶持力度；另一方面，积极研发创新技术，如着力开发第三代;光伏发电技术，以降低光伏系统成本，乃是我国光伏产业发展之关键。应该说，直接影响光伏技术在我国广泛应用的最主要障碍是：太阳能电池的光电转换效率低、系统制造成本高（目前单位功率造价约为3040元/W）。因此，现阶段光伏技术最关键的问题，就是要提高电池效率和降低成本。我们知道，在太阳能光伏发电系统中，系统的总效率η由太阳能电池板的转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率、用电负载的效率等组成。相对于太阳能电池技术而言，控制器、逆变器、用电负载等其他单元的技术及生产水平要成熟得多，而目前晶体硅太阳电池的转换率只有13%17%左右，因此采用创新技术，提高电池板的转换率、降低系统造价，是太阳能发电产业化的重点和难点。 3、2发展前景 目前，太阳能电池创新技术的研究开发，主要围绕a、加大吸能面，如采用双面电池，减少反射；b、运用吸杂技术，减少半导体材料的复合；c、电池超薄型化，如薄膜电池；d、高效聚光电池；e、改进现有制造工艺；f、开发新的电池材料；g、改进理论、建立新模型等。如以玻璃为基板材料的非晶硅薄膜太阳能电池，属新型太阳能电池产品，具有成本较低、工艺较成熟、便于规模化生产等优势。 从国际发展的态势来说，当前光伏产品正由晶体硅发电为核心的第一代;技术向硅薄膜或其他薄膜（如碲化镉、铜铟镓硒）发电等第二代;技术转变。由于薄膜的厚度仅为几微米，所用材料仅为价格十分昂贵的晶体硅的1%，所以第二代;技术的发电成本一般约为第一代;技术的1/2；而第三代;光伏发电成本，即4倍聚光+跟踪+太阳能炼硅+晶体硅（P型或N型）+薄膜;技术的光伏发电成本，又将是第二代;技术的1/2，所以现阶段着力开发第三代;光伏发电技术，必将有力推动光伏产业在我国的大规模应用。

光伏发电技术创新篇2

成功开拓海内外市场

作为扬中市华商会理事单位该公司多年来专注于光伏地面电站、分布式光伏发电项目、光伏EPC总包，分包安装等领域。通过与国内外知名品牌进行的战略合作，他们的客户和供应商遍布全球，产品远销德国、意大利、法国、澳大利亚、俄罗斯、新西兰、葡萄牙等多个国家以及巴基斯坦、沙特阿拉伯等新兴光伏市场，成功走向了国际市场。

该公司国内市场也做得风声水起，已出色建成玉树地震后20多座寺庙光伏电站工程，云南光伏并网发电项目20MW，甘肃、新疆、安徽、河北等多个电站项目，且自2011年起，与中国国电集团建立了长期电站投资合作。值得一提的是，为了配合扬中市正在开展的“绿色能源岛”建设，天海光电集团为扬中市政府大楼投资建设了30000多平米的屋顶光伏电站项目，让“绿色能源”走进了市府大院。

光伏创业是机遇也是挑战

这个公司的董事长杨刚，生于1977年。1998年，从东南大学土木工程系毕业的他，先后工作于南京一建、天源华威和江苏新坝电气等公司。尽管工作干的不错，发展前途光明，但他并不满足于现状。一心想要涉足新兴的光伏产业。那个时候，光伏产业虽然炒的很热，但是技术淘汰速度很快，选择光伏产业对于年轻的杨刚而言，无疑是一项挑战。但是年轻的杨刚认准了光伏产业的前景，千变万化的行业形势反而激发了他的斗志，用自己的全部家当创建了天海光电科技有限公司。他如是说：“既然选择了，就不后悔！”杨刚带着大家走南闯北，走访各大科研单位、工厂企业，在调研中不断摸索，反复论证，逐渐找到了自己的优势所在。

公司秉承“为客户创造价值，为员工创造机会，为社会创造和谐”的经营理念，以先进的新能源技术为依托，致力于打造一个可持续发展的光伏产业。在技术研发以及相关人才储备上的深厚积累，取得了行业技术研发专利20余项。实现了由传统电气产业向传统产业、光伏产业及新兴高新科技产业为一体的新型多元化公司的重要转变。经验丰富的设计人员和安装团队可以从项目的勘察、设计、设备提供，EPC安装，售后维护等提供一条龙服务。

如今，公司掌握着领先的组件封装工艺以及在该环节产业链中卓越的成本控制能力。做行业里最好的公司成为杨刚团队的追求目标。

光伏发电技术创新篇3

关键词：光伏电站；运维技术；智能化

DOI：10、16640/ki、37-1222/t、2016、22、125

1 智能运维技术的现状

目前，光伏监测的共同方案是配置一套局部监测，功能相对较弱，只有实现对各电厂的单独监控，不能使集团投资者及时和全面的了解投资和建设所有电厂信息。电站运行统计数据缺乏，统计数据往往以电子文档形式提交管理者，不利于管理者直观分析。传统电站监控系统还无法及时、准确地发现电站故障信息，通常由运维人员从本地监控平台上读取、申报，人力成本投入高、故障响应速度慢，严重影响光伏系统发电收益。一些光伏电站建设地点偏远、运维人员经验不足、运维操作不规范，易引发安全事故[1]。

基于光伏运维云平台的光伏电站运维管理系统――― iSolarCloud 将云存储与大数据相结合，引入到电站的管理终端中，可实现 100 GW + 电站接入，便于对所有电站进行集中管控。iSolarCloud不仅可以建立一个完整的管理平台，规范电力设备管理系统，使用平台构建和发展规范化的操作和维修团队，提高电厂的运行效率，降低发电成本（能源levelizedcost，LCOE），和促进电力设备资产管理的透明度，实时控制发电站的地位，对电厂运行数据进行深度挖掘，支持决策，电力光伏电站，证券化，提高光伏发电厂的资产价值[2]。

2 智能运维管理技术

从时间、空间、设备、多维监控、维护、管理、报警、分析、判断、评价、一体化的电厂运行，光伏电站绩效评价指标来达到分析的目的，可以实现[3]：

1）判断光伏电站建设质量是否满足标准，达到设计要求。

2）自动体检，及时发现隐患，及时向业主对光伏发电厂的健康状况进行报告，分析并确定故障的类型和位置。

3）由于地理环境、气候特点的光伏电站，电站规模利用收集到的数据来预测发电量，以确定最佳的阻塞程度和耐受性的除尘方法的发展，最好的经济周期、成本等，实现收益的最大化。

4）结合未来网络信息共享，利用周边光伏电站信息结合当地的气象数值预报数据，通过数字信息、互联网、云计算等技术，实现局地瞬时功率预测，准确预测未来时间的发电量，使能量调度更精细化。

5）给运行人员、检修人员、管理人员等提供全面、便捷、差异化的数据和服务。

6）为今后优化光伏电站设计建设、电站设备规划、新设备接入、维护、更新、系统部件运行最佳匹配、故障早期预判提供依据支撑。

3 能运维技术的发展方向

1）数字化光伏电站。第一是对目前的光伏发电部分进行智能化、集中化改革，使常规逆变器不仅仅是一个发电部件，而是一个综合电力变换、远程控制、数据采集、在线分析、环境适应能力等为一体的智能控制器，成为电站的传感末梢与区域集控中心；第二，基于现有的RS485低速传输通道的升级，整个电厂形成一个融合的语音和视频通信，快速灵活的部署和维护的免费高速互联网，信息高速公路铺设站流量；最后，采集了电站的完整信息上传到云存储，利用大数据分析和挖掘引擎，实现了电站的智能化管理和对电站性能的连续优化[4]。

2）让电站更简单。真正的逆变器直流母线箱冗余系统设施，没有保险丝，风扇等易受伤害的部件，实现简单和标准的电源输送；电站的各个部分可以满足砂、盐雾、高温、高湿度、高海拔等环境复杂，25年免费维修，对质量的要求，运行可靠，施工操作和维护更加容易，最大限度地保护客户的投资。

3）全球自动化运维。除了最初的投资和关注的金额，随着电厂存量的规模的增加，越来越广泛的电厂分布，25年的电厂运行和维护生命周期的重要性逐渐增加。数字化光伏电站平台能够为智能光伏电站提供解决方案，提供面向全球的、全流程的智能化管理和运维手段，提升运维效率，降低运维成本，使全球化的运作和维护逐步实现，充分发挥手术效果的规模。全数字发电厂、发电厂，使更简单的操作和维护自动化等创新理念，创造“智能光伏电站智能化、高效、安全可靠的解决方案，最大限度地提高电力控股和管理客户价值[5]。

4 总结

国家政策，以促进国内光伏市场的快速增长，对规模化，规模化，智能化的方向，加剧了对光伏发电厂技术创新的需求。结合新技术、新材料、新设备、新方案和多技术的融合，使未来的智能光伏发电厂日新月异，今天的法律是明天的现实。

参考文献：

[1]许映童、以数字信息技术助力打造智能光伏电站[J]、太阳能，2014（08）：9-12、

[2]智能光伏电站解决方案技术白皮书[J]、太阳能，2014（08）：31-33、

[3]钟建安、基于组串逆变器的智能大型光伏电站解决方案[J]、电气制造，2014（09）：29-31、

光伏发电技术创新篇4

关键词：可持续，停车场，光伏发电，绿色技术，模块化

一、 概念提出

1、 政策背景

近年来，可持续 已经成为城市建设和社会发展的基本原则，中国政府不断加大对各种绿色技术及可再生能源发展的支持力度。在可再生能源方面，2006年颁布《中华人民共和国可再生能源法》，2013年《分布式光伏发电项目管理暂行办法》，推动太阳能光伏发电系统的投资建设和规模化经营 。各地也相继出台了一系列推动光伏发电的政策，光伏发电产业正以前所未有的速度迅速发展，并在中国城镇化进程中表现出巨大的市场潜力和广泛的运用前景。在绿色建筑技术推广上，国家颁布了《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2014）等，大力推广和发展绿色建筑技术。

2、 传统停车场的问题

停车场指停放由内燃机驱动且无轨道的客车、货车、工程车等汽车的露天场地和构筑物 ；由出入口、通道、停车位、隔离带和其他附属设施组成。与停车库相比，停车场具有布局灵活、停车方便、管理简单、建设周期短及运作成本低廉等特点，其往往作为建筑规划地块总平面中的重要功能组成部分而存在，比如配合体育场馆、办公楼、宾馆、学校、商场、大型超市、客运站、社区等建设的室外停车场地，此外在城市中也经常利用待建设工地等闲置空地设置临时停车场以缓解停车压力（图01）。

随着国内机动车不断高速增长，停车场规划建设压力日益增大。但是由于其传统停车场自身先天不足，在普遍存在对于环境与使用者均不够友好，不符合可持续原则等问题，亟待改进（图02）：

停车场在夏天直接受阳光暴晒，缺乏遮阳装置，车内温度极高，使用者叫苦不迭

停车场的地面一般为水泥地面，普遍缺乏绿化及透水地面，加剧了城市热岛效应。

停车场占地面积较大，其空间功能单一，空间利用率较低。

盈利模式和服务单一，主要以停车计时收费为主。

3、 绿色技术的产业化趋势

在建筑设计融入绿色技术是未来建筑发展的趋势，其中光伏发电等太阳能高效利用技术充分体现了绿色建筑技术的优势，具有很高的发展潜力。经过多年的发展和技术进步，太阳能光伏技术因其具有安装简便、成本具有优势，使用过程中无污染无噪声，易于与构筑物灵活结合等优点，已经在发达国家得到产业化发展和应用，我国光伏产业近年得到跨越式发展，形成了包括多晶硅原材料、硅锭/硅片、太阳能电池、组装封装和光伏应用系统等较为完整的光伏产业链。光伏设备制造业逐渐形成规模。成本的降低和技术的成熟为光伏技术广泛应用提供了必要的条件。此外，雨水回收系统、渗水地面技术、空间绿植技术以及互联网技术等的发展也为我们改进传统停车场设计提供了创新的机会。

4、 创新的光伏停车场

基于现有的产业政策背景，利用和集成现有的可持续成熟技术，针对停车场的诸多问题及停车场空间环境特点，我们提出创新的基于可持续原则的集合了多种绿色技术的光伏停车场概念。以提高停车场的环境友好性和使用性能。并实现经济效益。利用停车场上方架设集多项绿色建筑技术于一体的创新型光伏一体化系统，综合实现停车遮阳，能源利用，生态种植等多项功能，改善停车环境，改善停车场微气候，使停车场成为舒适的城市空间，并通过并网实现经济盈利，使整个系统的安装普及具有现实意义，系统通过模块化设计使产品便于生产安装，可循环利用（图03）：

二、 系统构成

新型停车场的改进包括了光伏系统、雨水收集与回收系统、空间绿植系统、互联网智能系统等多个子系统（图04）。首先是利用停车场上方空间架设光伏一体化遮阳板，改善停车环境的同时通过光伏系统将收集的太阳能转化为电能，并通过并网技术实现“自发自用，余电上网”，实现停车场用电需求同时将多余电量卖给电力公司实现盈利，整个光伏发电及支撑体系进行模块化设计，从而方便工业化生产、安装，拆除及重复利用。

设计中了集合了多项绿色建筑技术，例如利用生态种植技术依附于系统的支撑体系设计垂直绿化模块，通过垂直绿化模块的自由组合安装实现空间的变化和舒适性，并通过雨水收集及雨水回用技术实现垂直绿化的灌溉和洗车等，可以显著改善停车环境和小气候，增强其环境的友好性。（图05）

1、 光伏系统

太阳能光伏系统（Solar photovoltaic System）是指利用太阳能电池的光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，简称光伏系统。光伏系统主要包括光伏组件或由光伏组件构成的光伏方阵、光伏接线箱、并网逆变器、储能装置及其充电控制系统（限于带有储能装置系统）、电能表和显示电能相关参数的仪表。光伏电池是光伏发电系统中最重要的组成部分。主要类型包括晶体硅电池、薄膜电池和聚光太阳能电池。其中，晶体硅电池因为资源丰富、转化率高，市场占有率最高，约占光伏市场的 90% 。晶体硅电池分为单晶硅电池和多晶硅电池，虽然单晶硅电池的光电转换效率高于多晶硅电池 ，但由于多晶硅电池成本更低而得到更广泛应用，多晶硅电池板的使用寿命约为20年。（图06）

2、 支撑结构系统

为保证光伏组件有较高的光电转化效率，光伏组件在与构筑物结合应用时，须尽量保持光伏组件周围具有较好的通风条件，而停车场恰好具备这样的先天优势，采用架空形式设计和安装光伏组件，支撑结构采用钢结构，通过标准化的模块设计，可以方便地适应不同规模的停车场设计，对临时停车场而言，可以重复利用的特点使其具有很大的优势和经济性。根据国内的相关建筑设计规范，停车场的停车位尺寸、停车通道尺寸是一定的 ，其平面组成单元的尺寸也因此具有通用型，这也为支撑结构的模块化提供了便利。

3、 雨水收集系统

在传统停车场的设计中，往往采用水泥等硬地铺装以方便使用，但这样对于环境来说是很不合理的。雨水没有被渗入地面或者得到充分利用，对于城市尤其是大城市来讲，大面积的硬地铺设使得城市在暴雨期间的防涝压力非常之大，甚至于对于东京或者上海的超级城市而言需要花费巨资专门在城市地下来建造巨大的蓄水系统来缓冲暴雨汛期高峰的冲击，保护城市免收涝灾。停车场作为城市空间的组成部分之一，其特点是往往面积有一定的规模，设立雨水收集系统，可以把架设在上方的呈斜面的光伏单元承接的雨水有效收集起来，通过简单处理加以回收利用，用于浇灌植物，或者洗车（图07）。停车场的停车位地面采用渗水设计，可在地表下安装预制的蓄水模块，储存多余的雨水除用于景观灌溉外还可用于清洗车辆等附加服务用途，从而更好的实现水资源的循环利用。

4、 空间绿植系统

为了营造更舒适的停车环境，缓解夏季停车场的地表温度，在创新停车场的设计中还融入生态种植的先进理念，依附光伏系统的支撑结构设计垂直绿化模块，并把停车场的围墙改为垂直绿化模块，这些模块可自由安装组合，根据停车场的空间特点营造出的景观效果（图08、09），垂直绿化的灌溉系统同样与支撑结构相结合，通过停车场上方光伏电池板的安装倾角将雨水引入雨水收集槽，利用雨水回用技术进行处理后引流入与系统支架结合的灌溉管道对垂直绿化进行灌溉。

5、 互联网智能系统

传统停车场的在管理上普遍比较陈旧，导致其使用界面不够友好，也不够高效。在这个互联网的新时代，我们在城市停车场的设计中引入了互联网智能系统，以提高其使用效率，并且更加人性化，具有更加友好的使用界面。具体包括：在每个停车位上方，利用支撑光伏发电单元的支撑结构悬挂设置车辆感应器，可以感知停车位是否被占用，采集数据会被汇总到电子导引牌及手机APP上，可以大大提高其使用效率；设立充电桩，为新型的电动新能源汽车提供自助充电服务。通过基于互联网技术的智能管理系统，减少管理人员，提高效率，节约成本等。

三、 主要优势

1、 改善停车场的小气候及环境

光伏系统在利用太阳能发电的同时，也为停车场提供了必要的遮阳系统，可以大大改善停车场小气候及环境。以往传统停车场在使用上最被人诟病的就是夏天的暴晒使得车内的温度急剧升高，一方面对车辆造成了损坏，比如车内装饰老化、失色、车胎损害、车漆失色等。在极端条件下甚至存在诱发车辆自燃的危险。另一方面，在夏天太阳暴晒之下，使用者进入车厢内时温度可以达到50-60摄氏度，对人的健康非常不利，许多用车者都深受其苦。

与此同时，通过生态种植技术，利用停车场光伏系统支撑结构放置垂直绿化模块，将停车场的围墙改为立体垂直空间绿植，也可有效缓解地表温度的聚集，改善小区域内的热岛效应，避免停车场由于夏季暴晒产生过高的地表温度，也同样有利于改善停车场的小气候及环境，给停车用户提供较为舒适的停车空间。

2、 有效利用太阳能，降低碳排放

光伏系统的建设对于降低碳排放的作用是显而易见的，由于采用光伏电池发电，避免了由于使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染，降低二氧化碳等气体的排放，太阳能电池产生1kWp的电能，可以避免1000kg二氧化碳的产生，这对于环境污染问题越来越凸显的今天具有至关重要的意义。以3000平方米面积的停车场为例，采用这种设计可以每年发电47、7万度，减少碳排放多少47、7万Kg。

3、 对环境及使用者更加友好

集合采用多种先进绿色技术的停车场设计，可以使停车场对于环境而言更加友好，对于使用者也更加舒适便利。以往停车场往往是一大片巨大的水泥地，在城市中非常突兀，其热岛效应，太阳光线的反射等，对于城市环境而言非常不友好，也不符合LEED认证体系以及《绿色建筑星级评定标准》中有关环境友好性的原则。通过光伏发电、空间绿植、雨水收集利用等技术，使得新型停车场可以更好地融入环境中，并且为使用者提供遮阳、挡雨等方便。其视觉效果也更加宜人。从而实对环境及使用者更加友好的目标。

4、 具有显著的经济效益

随着“上网电价”政策的落实，国家及地区的各项补贴政策的支持力度日益增强，而另一方面，光伏发电、雨水收集等多项绿色技术成本不断降低，创新的技术复合型停车场利用其太阳能光伏系统并网可实现盈利，根据装机规模的大小一般为5-6年即可收回成本实现盈利，并且维护成本较低，具有显著的经济效益。

停车场光伏系统在电力系统中可以起到削峰填谷的作用，夏季白天，大量制冷设备的使用，电网处于用电高峰期，停车场光伏系统正处于发电高峰，除了保证停车场自身的照明，充电等用电外，还可以向电网供电，舒缓高峰电力需求。光伏系统与停车场结合使用，实现原地发电原地用电，在一定距离范围内节省电站送电网的投资，尤其是对于一些架设公共电网较为昂贵的地区，太阳能光伏发电系统是非常有优势的替代方案，此外对于节省城市土地，光伏组件利用停车场上方架设，无需额外占用地，实现停车空间的多元利用，对于土地昂贵的城市尤其重要。

随着目前电动汽车的逐步发展和普及，停车场光伏系统在未来可以为停车场电动车充电设备及智能停车管理系统供电，更好的实现清洁能源的高效利用。

四、 主要创新

1、 真正体现可持续原则

新型停车场的设计综合采用了多种先进的绿色建筑技术，真正体现了可持续原则，利用太阳能这种可再生清洁能源进行发电，对促进能源和环境的可持续发展有着重要意义；雨水收集利用减少了水资源的消耗，空间绿植是其更加生态化，系统的设计可以根据光伏组件尺寸，最佳的效率转化方式，使用寿命等综合因素进行全面考虑，在生产，安装，拆除，再利用等环节实现全寿命周期内最大限度的节约资源（节能，节地，节水，节材），减少不必要的资源消耗。

2、 具有经济自盈利性

通过精密的技术集成和有效的系统整合，在现行国家和地方补贴的政策下，创新型光伏停车场的建设和运行已经可实现经济盈利，并且具有较好的投资回报率。这种经济上的自盈利性是非常重要的一个突破，可以大大促进其经济层面的健康可持续发展。从而克服了以往光伏建筑以往以示范为主缺乏实际推广动力的窘境。建议其投资运营模式基本可分为两类，一是用户自建模式，即自己投资建筑及运营；二是合同能源管理模式，即与光伏发电投资商合作建设，由投资方出资建设，通过制定协议合作运营。

举例测算如下：以上海某一座占地约3000平方米停车场为例，按照目前技术项目初始投资为308、9万元 ，装机容量为477千瓦，年发电量47、7万度电 。上海地区上网电价为1元/kWh，国家财政补贴0、42元/kWh，上海地区分布式光伏发电补贴为0、25元/千瓦时 ，可连续补贴五年。头五年收益分析：前五年总收入=5×年收入=年发电量*上网电价+（国家财政补贴+上海地区补贴）5×z47、7千瓦时×（1+0、42+0、25）元/千瓦时{=5×79、7（万元）=398、3（万元）；项目初始投资为308、9万元，每年年运营成本及财务费用约9、1万元。停车场光伏系统投入运营后前面五年即可收回投资成本实现盈利。五年后年净收入=年收入-运营成本=67、73-9、1=58、6（万元），其年投资回报率对投资者是有一定吸引力的。

对于雨水收集系统，上述3000平米停车场按上海市平均降雨量计算，每年可收集雨水3300立方米。可节省水费1万余元。

3、 模块化与可重复利用

创新停车场各个安装组建采用模块化设计，整个系统的安装根据停车场的大小由若干个标准化模块组合而成，其产品具有通用性，便于在工厂里进行大规模工作化标准化生产，并且形成一整套标准化的设计和调试方式。

4、 多种绿色技术的复合运用

通过多种绿色技术的整合运用，包括太阳能光伏发电，雨水回用，生态种植等先进技术，可以形成叠加效应，最大化的利用有限的环境资源创造舒适，环保，绿色的停车空间。

五、 结论及展望

随着我国汽车保有量的日益增长，停车场建设对于城市而言是不可或缺的，其固有的缺陷应该利用新技术给予改进和优化，如上所述，基于可持续原则的集成了多种绿色技术的对于改进城市生态环境、使其更加友好和人性化具有重要意义。日前，国家能源局正式下发《2015年光伏发电建设实施方案的通知》，将2015年全国新增光伏电站规模设定为17、8GW，与2014年实际新增光伏并网量（10、6GW）相比，其增幅将近7成，换算成投资金额将超1400亿，国家上网电价政策的扶持及并网光伏技术的成熟，太阳能光伏产业的黄金时代已经到来。我们有理由相信，创新光伏停车场具有广阔的发展前景。其推广可以产生巨大的经济效益、社会效益和生态效益。

参考文献：

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【4】 [美]希瑟・金凯德-莱瓦里奥著；吴俊奇译、 雨水设计：雨水收集・贮存・中水回用、中国建筑工业出版社，2012

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【7】 美国国际太阳能协会编；李雅琪译、 太阳能光伏发电设计与安装指南、 湖南科学技术出版社，2013

【8】 李现辉郝斌编、太阳能光伏建筑一体化工程设计与案例、中国建筑工业出版社，2012

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【10】 Helen Bennetts， Antony Radford， Terry Williamson； Understanding Sustainable Architecture 、Taylor&Francis，2002

光伏发电技术创新篇5

关键词：河北省；光伏农业；现代农业

中图分类号 F320、1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）12-13-03

Study on Photovoltaic Agriculture in Hebei Province

Li Tiantian et al、

（College of Economics and Trade， Agricultural University of Hebei， Baoding 071001，China）

Abstract：Recently there is a serious surplus in photovoltaic industry、It is in urgent need of transformation and upgrading from traditional agriculture to modern agriculture、 The bination of photovoltaic power station and agriculture can achieve greater effect、 Developing the photovoltaic agriculture is the inevitable choice to realize agricultural industry upgrading and sustainable way、 This article introduced the photovoltaic agricultural development of YingLi Green Energy Holding Co、，Ltd in Baoding in recent years and analyzed the current situation of photovoltaic agricultural development in Hebei province， then put forward the corresponding suggestions and measures、

Key words：Hebei province； Photovoltaic agriculture； Modern agriculture

1 光伏农业的涵义

光伏农业是将太阳能发电广泛应用到现代农业种植、养殖、灌溉、病虫害防治以及农业机械动力提供等领域的一种新型农业[1]。光伏农业在为农业生产提供便利的同时，也提升了农业科技水平，改善了农民生活水平，推动了农村加快转型[2]。从目前的情况来说，光伏农业大体上主要有光伏养殖、光伏种植和光伏应用3类。光伏养殖的应用方式主要是太阳能光伏养殖场，它是传统养殖事业的一种变革和与时俱进，将光伏技术引进，在闲置的养殖场屋顶铺设光伏电站，为其养殖生产提供绿色能源，节能环保、低碳、无污染。光伏种植的应用方式主要是新型太阳能生态农业大棚（光伏大棚），又称农光互补。光伏种植是完全通过能源自给，带动绿色农业发展，实现真正的低碳、绿色和循环农业的现代农业。光伏应用在很多方面：主要有太阳能杀虫灯，农用太阳能照明灯，光伏节水农业，监控系统，光伏污水净化系统等。

2 光伏农业在河北现代农业发展中的前景分析

河北省国土面积为18、8万km2，全省年平均日照时数范围为2 400～3 077h，全省范围都属于日照条件较好的地区，具有利用太阳能、开发光伏产业的有利条件。河北一直以来都是农业大省，农业是国民经济发展的第一产业与基石。光伏农业是现代农业发展的创新模式，它将光伏电站与农业有机结合，发展光伏农业，可以实现产业升级，塑造低碳、绿色环保型农业[3]。河北省发展光伏农业具有很强的优势，且前景广阔。

2、1 光伏技术优势明显 实现光伏技术与农业的有效结合，首先要做的是寻找成熟的光伏技术的支撑单位或部门。总部设于河北省保定市的中国英利绿色能源控股有限公司是我国光伏产品生产规模最大和技术最成熟的公司，可以为河北省发展光伏农业提供强有力的技术支撑。如该公司近几年在河北、广西、江苏、广东、云南等地累计共有10个光伏农业项目，总装机容量257、6MW，占到了英利所有储备电站项目的近20%。其中，在河北省保定市曲阳县建设山地光伏电站，在保定市定州铺设平地光伏电站等。因此，河北省发展光伏农业具有先天的技术优势。

2、2 光伏农业资源丰富 河北是我国传统农业大省，其中主要农作物播种面积为874、92万hm2[4]。河北省每个地区都有适合种植的作物，适宜耕种的农作物的种类繁多，农业资源很丰富，且产量位居全国前列，如石家庄、唐山、保定、沧州、邯郸和邢台等地区的各个县都是作物高产区。河北省集中生产全国粮油，耕种面积超过600万hm2，在全国位居第4位。因此，河北省发展光伏农业具有十分丰富的资源。

2、3 项目开发初具雏形 目前河北省大部分光伏农业项目都在筹建当中，部分项目竣工并在整合试验期，其余项目仍在准备期。英利集团非常重视现代农业开发与发展，积极探索光伏与农业相结合的项目，其旗下的秋收农业有限公司是专门从事光伏农业开发的公司。2009年7月22日，英利“国香养猪场”在河北省定州市落地。2014年英利光伏农业一体化30MW并网发电项目落户河北安国市，将光伏农业与安国中草药项目相结合。除此之外，河北省其他光伏农业也处于建设高涨期，初具雏形，如2015年3月12日山东德州皇明太阳能电力工程有限公司在邱县投资2、9亿元建设集光伏发电、大棚种植、休闲观光与一体新能源光伏大棚。因此，河北省发展光伏农业在项目开发方面已初具规模，为今后光伏农业的快速发展与推广起到了重要的推动作用。

3 河北省光伏农业发展现状

目前，河北省光伏农业的发展还处于起步阶段，一些项目开发与设备还不是很完善。保定英利绿色能源控股有限公司一直都是光伏产业的领头羊，本文主要以保定英利绿色能源控股有限公司近几年在河北省发展光伏农业现状为例加以阐述。

2009年7月22日，由英利在在河北省定州市建立国香养猪场，这种新型养殖方式既能完成传统的养殖，又能在房顶发电节约地面面积，提供清洁能源解决猪舍的用电与用水，如使用地源热泵或加温和散热设备为猪提供更舒适的生长环境，剩余电量并入国家电网获取政府补贴与一定的收益。总计在养殖场闲置屋顶安装了46 569块太阳能电池组件，安装容量为10MW，目前已正式并网发电，年可发电1 200万kWh，在20a经营期内，该设备累计发电量约2、4亿kWh，可节约燃煤约8万t，减少二氧化碳排放约21万t，总减排效益达8 715万元[5]，实现了真正意义上的节能减排农业。

2014年英利光伏农业一体化30MW并网发电项目落户河北安国，将光伏农业与安国中草药相结合，在农业生产方式上这是一个创新，带动了当地绿色农业的发展。即使中草药收益不可观，每年通过屋顶光伏发电，剩余电量并入国家电网获取一部分固定收益，并且国家对光伏发电补贴政策，1kWh电可补贴0、4元，促进了安国地区性经济的可持续发展。

由英利绿色能源控股有限公司投资建设的玻璃屋（光伏温室大棚示范项目）总装机容量3MW，年发电量331万kWh，全年可节约标准煤1 390、4t，可减少二氧化碳排放量3 415t，减少二氧化硫排放28、9t，减少氮氧化合物排放12、7t[6]。棚顶发的电除可为生态农业区棚内作物生长提供通风、采暖、滴灌（如太阳能光伏节水农业的应用）、照明（如太阳能杀虫灯的使用）、农药喷洒以及棚内环境各项指标监测等农用需求之外，剩余电量可并入国家电网。实现了真正的绿色环保和低碳循环的农业发展模式[7]。

除此之外，近2a来河北省在支持光伏产业发展方面作了充足准备，从2014年17个备案光伏项目到2015年123个光伏发电项目，以2015年为基期在数量上增长86、18%，2014年只有1个光伏农业项目，项目申报规模为4万kW，到2015年增长到17个，项目申报规模总数达64万kW。

4 存在问题

河北省光伏农业发展尚处在起步阶段，在各个环节都需要不断完善，改善漏洞与不足。如政策、技术集成创新、光伏农业发展理论支持、光伏领域与农业领域的如何融合的问题、光伏农业发展的重点领域问题以及光伏农业企业经营模式问题等很多方面有待完善。

4、1 理论界定标准不明确 目前光伏农业存在着界定标准问题，政策法规不健全。虽然国家非常支持光伏+农业的项目，但是光伏农业并没有严格的界定标准，也没有配套的政策和法规，光伏农业项目在推进过程中只能享受光伏发电站和相应的农业政策，这不利于光伏农业项目的推广。

4、2 光伏农业板块模式不成熟 河北省农业开发资源尽管很丰富，但是将光伏与农业相结合是一种全新模式，各个方面都在不断探索之中，而且受河北省地域面积较为宽广的影响，农业涉及的内容广泛，什么时间、什么地点种植什么品种的作物能达到效益最大化是特别重要的问题。因此，如何因地制宜地将农业经济效益达到最大化，需要从多方面多角度进行不断地探索和反复实践。将光伏技术与农业相结合，光伏产业提供的是技术，而农业需要在原有基础上不断推陈出新，搞好种植与运营是光伏农业发展过程中的首要任务。

4、3 政府的支持力度不够 地方政府对于光伏农业项目的认知程度低，没有与光伏农业相匹配的业务流程，光伏农业项目审批过程不够顺畅；电网并网接入并没有完全放开，在部分地区存在附加条件，对于规模小的光伏农业项目会降低项目收益，甚至导致项目没有投资价值，需要电网公司给与技术支持；光伏农业项目中的一些技术问题遇到瓶颈，如不同地区光伏板的透光率大小不相同，计算复杂耗时，延缓了项目的开发进程。

4、4 光伏发电不够稳定 由于技术的不成熟，在光伏农业起始阶段出现了发电质量不过关的问题，并网对电网造成了影响，国家为此付出了额外的成本。由于天气状况、日照长度与强度以及不同的光伏板所安装的位置不一样、受光不同等因素的影响，光伏发的电量会出现不规律，不稳定的状况，因此光伏电站输出功率不稳定，并入电网会对电网造成一定的损害[8]。

5 进一步完善光伏农业发展的对策建议

5、1 完善配套政策法规 国家虽然大力支持发展光伏产业，但是“光伏农业”这一说法还没有在目前国家的正式文件中提到，现在急需的是理论支持与市场发展的步伐相协调。光伏农业的投资额较大，成本回收周期较长，需要国家配套政策的大力支持才能健康发展。因此，相关部门应进一步完善配套政策法规，将光伏农业正式写进国家相关光伏政策，制定一套属于光伏农业的优惠政策与法规，使光伏企业在发展光伏农业同时能够享受国家相应的优惠政策与补贴。

5、2 解决农业板块模式 光伏与农业相结合，需要做到光伏技术模块与农业模块相协调，平衡处理好两者之间的关系。河北省依托英利集团在光伏技术方面提供先进技术指导，解决了光伏技术模块问题，目前主要是加强农业模块的探索与实践，在作物品种的选择问题上要整体规划，选准品种，稳步推进[9]。不同地区选取作物品种在效益最大化基础上，还要充分发挥河北省作物独具的特色。除此之外，在分布式光伏发电地域应充分利用空间，发电板下边以及板与板的间隙可以种植花生或马齿菜等，根据当地适宜种植的品种去选择种植。

5、3 制定相应扶持措施 光伏农业是对传统农业的变革与创新，迈出历史的第一步必然会遇到好多阻碍与困难，同时，由于光伏农业前期投资很大，成本收回周期也特别长，并不是一个企业可以单独负担的，单凭企业的发展与创新是远远不够的。因此，这就要地方政府出台一些扶持光伏农业发展的措施，如在资金方面给予大力支持、采取一定的经济、行政措施加以推动。建议地方政府成立独立的部门专门负责光伏农业的推广与实施，同时协调多部门进行配合与协助，在物质、资金、人才和技术等方面给予大力支持。

5、4 稳步提高发电质量 不仅要做到有电剩余，将剩余电量并入国家电网，还需要提高发电质量，推动科技创新，向电网公司寻求技术支持，确保光伏农业项目余电直接稳定地并入国家电网，不产生其他副作用。减少不合格电量对国家电网的伤害，不论天气、气温如何变化，做到电量稳定、可靠，让老百姓放心用电。

参考文献

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光伏发电技术创新篇6

从“离网”向“并网”的跨越

光伏并网发电是当今世界光伏发电的主要发展方向，是光伏技术步入大规模发电阶段，成为电力工业组成部分之一的重大技术步骤。许多统计资料表明，近几年来世界光伏并网发电市场发展迅速，光伏并网发电的装机容量从1 996年的7MWp上升到2000年的140MWp，光伏并网发电在光伏行业中的市场比例也从1 996年的10％上升到2000年的50％，2007年光伏并网发电的市场比例已达到80％。而在中国，光伏发电也将在未来的电力供应中扮演重要的角色，其累计装机容量预计至201 0年将达600MWp，2020年将达到30GWp，2050年将达到100GWp。根据电力科学院预测，到2050年，中国可再生能源发电将占到全国总电力装机的25％，其中光伏发电则占到5％。显而易见，光伏并网发电已经是大规模光伏发电的主要趋势。

早在上世纪80年代，合肥工业大学已经开展起太阳能光伏与风力发电技术的研究，张兴就是在那个时候走入合肥工业大学校门的。在这所留下他半生印记的学校里，不仅走过了从学士到博士的求学之路，而且也撇下了攻关，探索的辛勤汗水。他对太阳能光伏发电技术的研究，源于1 997年新疆新能源研究所原所长王国华研究员在合肥工业大学的一次讲学。在那次讲学中，张兴对欧美日等发达国家正在兴起的光伏并网技术产生了浓厚的兴趣，当时，我国的光伏发电技术与产业还是针对技术相对落后的光伏离网系统，很少有人关注技术新颖且有一定难度的光伏并网技术。尽管深知其中的挑战，张兴却从未想过低头，他抓住光伏并网系统中的并网逆变器这一核心技术，开始了潜心的研究。经过一年多的努力，他终于成功研制了500W光伏并网样机。在1 998年的全国光伏年会上，该样机一经展出即引起了同行的高度关注。在此基础上，1999年，张兴教授又与新疆新能源研究所开展了技术合作，共同承担起自治区的科技攻关项目。当时，逆变电源专家曹仁贤创办的合肥阳光电源有限公司起步不久，虽然主打产品主要是离网型光伏逆变器，但他还是给予了这一项目充分的肯定和支持。在共同的努力下，该项目组于2000年成功开发出3kW工程化样机，并在新疆鄯善县成功地进行了应用测试，取得了预期性能。随之，在经过一年多的试运行之后，2001年，该项目顺利通过了新疆维吾尔自治区组织的专家鉴定，得到了一致的好评。

而正是这个项目的成功，拉开了张兴教授与合肥阳光电源有限公司产学研合作的帷幕。此后，国家“十五”科技攻关项目“并网光伏发电用系列逆变器的产业化开发”、科技部新能源行动计划项目等诸多科技攻关项目在他们的携手并进下，得以产业化实践，同时建造了多个并网光伏示范电站，其中，科技部新能源行动计划项目“60kW光伏并网系统的应用与研究”项目获得新疆维吾尔自治区科技进步二等奖。

与“阳光”同行

“阳光”，一个听起来倍感明媚的词语。而在电源领域，这一个词语则让人联想起我国知名的新能源发电电源专业制造商――合肥阳光电源有限公司(以下简称“阳光电源”)。

自1 997年成立以来，阳光电源专注于可再生能源发电产品的研发与生产，囊括了光伏发电电源、风力发电电源、回馈式节能负载、电力系统电源等系列产品，曾成功参与北京奥运鸟巢、上海世博会、三峡工程，全球环境基金可再生能源项目、西班牙MaIaga 5MW大型光伏电站，英国和法国小型风力并网发电项目、青藏铁路等重大工程，获得了国内外业界的一致好评。多年来，阳光电源先后获得“安徽省优秀民营科技企业”、“安徽名牌产品”、“优秀创新企业”，“安徽省‘115’产业创新团队”、国家发改委REDP项目“技术进步优秀项目奖”，“太阳能光伏产品金太阳认证”等荣誉，是安徽省可再生资源电源工程技术研究中心依托单位、安徽省研究生产学研示范基地。

同样，经过二十余年的努力，合肥工业大学在太阳能光伏与风力发电技术等可再生能源发电技术方面也取得了长足的进展，如今，不仅拥有电力电子与电力传动部级重点学科、教育部光伏工程研究中心，还进入了国家培育优势重点学科的“111计划”，成为“可再生能源并网发电部级创新引智基地”。而在可再生能源并网发电技术的科学研究中，张兴教授与阳光电源的产学研合作尤其值得称道。

从1 999年共同开展新疆维吾尔自治区的科技攻关项目开始，他们的产学研合作已经整整十年。十年间，他们联手创造了不少成绩，近年来更是成果选出。

“上海电力局奉贤10kW光伏屋顶示范工程项目”属于上海电力局新能源发展计划项目，工程于2003年3月建成并投入运行，2004年7月通过专家鉴定，是上海首个全部采用国产化技术的光伏屋顶并网示范系统，该系统所用的1台10kW三相并网逆变器即由张兴课题组与阳光电源联合研制。

他们合作的“并网光伏发电用系列逆变器的产业化”项目是国家科技部“十五”科技攻关项目，该项目于2005年2月通过科技部的专家鉴定。其成功研发解决了并网光伏系统的关键部件逆变器的产业化难点，推进了我国并网光伏发电产业的发展，如今，该项目系列产品已在阳光电源实现了产业化，并定型了多种规格的并网逆变器产品。

随即，在国家科技部新能源行动计划项目“新疆乌鲁木齐大型光伏并网工程”研发中，张兴课题组承担起72台60kW并网逆变器的系统及控制设计任务，而阳光电源则对逆变系统的制造，现场安装与调试工作进行了全权负责。2004年12月，该工程完满建成并投入运行，2006年3月，通过科技部验收及专家鉴定。经鉴定，该项目采用可调度型并网发电结构，并具有并网发电、蓄电池充放电和独立逆变三重运行功能，省略了常规的充电控制器，简化了系统结构，大大提高了光伏并网发电系统的性价比，是当时新疆地区最大且功能最为先进的光伏并网示范工程，其成果被授予新疆维吾尔自治区科技进步二等奖。

此外，在“上海生态示范园光伏屋顶工程”、安徽省科技攻关项目“合肥阳光电源30kW光伏屋顶示范工程项目”以及

科技部科技攻关推广项目“上海崇明30kW光伏屋顶示范工程”研发中，他们的表现也不负众望。

“非常”追求

电力电子与新能源应用技术的多年研发、与阳光电源十年的产学研合作，点点滴滴的付出，张兴教授用自己的智慧和汗水写出了一个不一般的科研生涯。

在风力发电研究方面，其MW级变流器作为核心技术一直被外国垄断，其国产化的路途极其艰辛和富有挑战性，2004年，张兴教授与阳光电源再度联手进行科技攻关，他们首先完成了安徽省“十五”科技攻关项目“风力发电用交直交并网变流器”，并获得安徽省2006年度科技进步二等奖。接着，作为课题负责人之一，张兴教授与阳光电源联合申报并获得了“十一五”国家科技支撑计划“大功率风电机组研制与示范”的两个重大项目的资助――“1 5MW以上直驱式风电机组控制系统及变流器的研制与产业化”与“1，5MW以上双馈式风电机组控制系统及变流器的研制与产业化”。经过大家不懈的努力，目前，MW级双馈型与直驱型风机变流器基本实现了产业化，部分机型已经批量向整机厂商供货。

在柔性直流输电变流与控制研究方面，张兴教授着眼于柔性直流输电技术与风力发电相结合，对安徽省自然基金项目“电网异常条件下风场柔性直流输电网侧变流器控制策略研究”进行了攻关研究。与此同时，在合肥工业大学本科评建项目的支持下，他自主研发成功了一套1 5kW柔性直流输电变流及控制系统研究平台。

在PWM整流器技术研究方面，张兴教授完成了包括HT--7u超导托卡马克等离子移快控电源、蓄电池双向馈电电源、背靠背双向变流器等多项研究成果，并在其博士学位论文基础上，由“电气自动化新技术丛书”编委会资助并由机械工业出版社出版了《PWM整流器及控制》学术专著，该学术专著在新能源并网发电的逆变器研究与应用领域得到了学术界专家学者的肯定并被广泛引用。

在积极进行科研攻关的同时，张兴教授还将大量精力投入到特色实验室建设中。2006年，他主持完成了“合肥工业大学风力发电变流器及其控制实验室”的建设，其主要包括“250kW中低压双馈、交流异步全功率风力发电驱动平台”、“永磁同步直驱风力发电驱动平台”，以及分布式发电系统中的“风力发电模拟平台”，“柔性直流输电变流及控制系统研究平台”等。而他与阳光电源合作，还为该公司建成了“2MW双馈型风力发电变流器试验平台”、“2MW同步直驱风力发电变流器试验平台”。这些实验研究平台基本上涵盖了张兴教授及其团队近年来的大部分成果，在这些成果的基础上，经过深入地自主研制，这些平台已经开始发挥各自的功用，不仅大大促进了合肥工业大学新能源应用及其电力电子研究技术的发展，使其成为全国高校风力发电变流器研究条件一流的单位，也为国家支撑项目的取得与完成提供了良好的研究条件与基础。

经过多年的拼搏，张兴教授不仅在风力、太阳能并网发电的变流器技术的研究和工程应用方面取得众多的成果，积累了大量研究与工程经验，同时也为阳光电源以及电力电子行业输送了一批高素质人才。从当年初次涉足光伏并网发电技术，到如今的MW级风电变流器的研制成功，在太阳能光伏并网、风力发电变流控制与驱动领域的多年研究，使他和团队得到了锤炼和成长，逐渐发展为一支拥有2名教授、2名副教授、3名博士毕业的青年科研骨干教师以及近30名博士、硕士研究生的优秀团队，在一起，他们总是能形成一股强大的科研力量。而与阳光电源长期的优势互补合作，其科研水平经受了考验，更是得到了升华。

光伏发电技术创新篇7

关键词：光伏产业 福建

一、福建太阳能产业发展现状

福建省非常重视太阳能光伏产业的发展。2007年4月起，先后出台了《福建省促进LED和太阳能光伏产业发展的实施意见（2007～2010年）》《太阳能产业发展行动计划2007-2009》，《福建省新能源振兴实施方案》。这些文件包括推进公共应用，奖励自主创新，推广ED和光伏产品，对产业实行优惠的财税和用电政策，鼓励优先采用省内生产的LED和光伏产品，建立公共技术服务平台等。在这些政策的推动下近年来，福建省太阳能光伏产业迅速发展，已经形成矿山开采、粗晶冶炼、精制提纯、晶体制作、硅片切割、扩散印刷、组件封装等环节在内的较为完整的产业链。2010年LED和太阳能光伏产业规模约200亿元，其中LED外延片和芯片产能占全国50%以上。主要分布在福州、厦门、漳州云霄、龙岩永定、泉州晋江和南安、莆田城厢等光电园区。

工业硅。福建硅矿资源丰富，产量约占全国的9、4%，世界的6、7%，是国内乃至世界上品位，纯度最高的矿区之一，这为当地较低成本获取多晶硅原材料提供了充足的资源储备。福建省的硅石资源丰富、品位高；而且小水电站遍布全省各区，由于丰水季节电价较低有利于与硅矿资源配套，降低了生产成本，为福建省的初级硅提纯提供了重要的基础。目前省内硅材料生产企业多集中在硅石资源与水电资源相对丰富且配套的山区县，尤以三明、龙岩地区为主。2010年福建有各类工业硅冶炼企业40多家，工业硅年产量约10、85万吨，产能20余万吨，已成为国内重要的工业硅生产地。

多晶硅材料。目前，福建省还不能规模化生产太阳能级硅材料，均由省外国外采购。2010年福建多晶硅产量614吨，仅占全国的0、14%，世界的0、04%。福建的企业、科研单位从上世纪90年代中后期开始就一直在探索采用物理冶金法从工业硅中提取高纯度硅相关技术。长期以来福建多晶硅提纯技术落后，2012年8月中科院福建物质结构所承担的太阳能级多晶硅材料提纯关键技术研发及检测服务平台标准化建设项目通过验收，项目成果已在福建亿田硅业有限公司获得应用，大规模产业化在即。

太阳能电池制造。福建晶硅电池目前不具备规模生产能力，但非晶硅薄膜电池有优势，南安市三晶电力阳光有限公司，福建钧石能源有限公司，台资企业创辉，金宝利公司等一批光伏电池企业先后建成投产，2009年福建太阳能电池组件产能达500兆瓦。福建LED和光伏产业专业园区建设已进入高潮，企业超150家，产值超100亿元。全省12个专业产业园区，分布在福州，厦门，泉州及云霄，华安，长汀等地，区域性光电产业聚集效应显现。福建光伏产业链正逐步完善，发展规模也跃居全国前列。

经过多年的发展，福建光伏产业的产业链比较完整，上游有多晶硅生产企业、硅片生产商，中下游则有阳光大地等太阳能电池及组件生产企业。自2011年以来，受债务危机的影响，欧洲光伏市场需求下降，这对福建光伏产业造成重创。在困境面前，只有促进国内市场发展，光伏产业才有可能得以突破重围，健康发展。

二、太阳能光伏产业发展前景与趋势

随着全球能源短缺和环境污染等问题的日益突出今天，人们不得不越来越依赖新能源，太阳能光伏发电是最具发展前景的新能源发电技术，今后会不断地发展壮大，并最终成为人类能源的主体。太阳能光伏发电具有十分明显的优势，首先是资源丰富，且不会枯竭，是可再生清洁能源，特别是光伏发电过程不耗水，光伏电站建设不受水资源制约，可以在任何空闲土地上、特别是可以在沙漠土地上建设光伏电站。其次是光伏电池安装建设简单，装机规模灵活，运行管理方便，既可以利用空旷场地进行建设，也可以与建筑物结合建设，几乎不需要进行运行维护，开发利用的潜力很大。

福建省“十二五”能源发展专项规划提到至2015年全省光伏发电装机容量达10万千瓦。新增太阳能热水器40万平方米，2015年累计保有量达100万平方米。太阳光伏制造业方面到2015年福建省要实现LED与太阳能光伏产业销售收入1200亿元以上，其中太阳能光伏产值达600亿元。但欧债危机及美国的光伏电池“双反”案件势对福建省这一产业发展带来不利影响。只有加快启动国内市场，才能走出困境。

太阳能被视为取之不尽、用之不竭的清洁能源，国内市场潜力巨大，用途广泛。福建海岸线长、岛屿多，太阳能可供应岛上居民用电和渔民出海打鱼使用。城乡公交亭使用太阳能的棚顶，既能遮风避雨，又能充电照明。太阳能还可用于农村灌溉用电，解决景区、偏僻农村用电难，也可用于城市夜景工程，既经济又省力。

2011年我国光伏安装量达到2、2吉瓦，首次突破吉瓦级，成为全球第三大光伏安装国。从资源优势、技术水平、生产能力、产业基础等各方面来看，我国都已具备了加快启动光伏市场的条件基础。而迫切需要生产生活用电并拥有丰富土地资源的农村市场，则成为光伏内需的新增长点。

光伏系统初始投资成本及发电成本大幅下降。2008年，国家批准的4个上网的光伏系统上网电价是4元/ k W h。受金融危机的影响，2008年底和2009年初光伏产品价格出现了大幅下降，使光伏电站建设的初始投资大大减少。2009年3月，国家能源局启动的特许权招标结果，产生了1、0928元/kWh的上网电价，光伏发电成本已经不像早些年那样高不可攀。并网型地面光伏系统和附加在建筑物屋顶的光伏系统初始投资已经下降为2万～2、5万元/ k W p，在资源条件好的地区，上网电价已经接近1元/kWh。离网系统的初始投资，也已经下降到约4、5万～5、5万元/kWp。

太阳能电池及组件主要供应两大应用领域，一是电站建设与商业供电，一是居民消费品及照明应用。目前电池组件价格的下跌总体有利于下游应用产业降低成本，增强其产品竞争力，延展应用领域等。太阳能电站发电成本目前已降至每千瓦时0、8元，预计未来仍将持续下降。虽然与煤电0、2至0、3元的发电成本相比仍有很大差距，但从环境成本及成本趋势等综合分析，太阳能发电已日趋现实。一旦通过提高太阳能转换率降低电池生产成本，最终实现光伏发电平价上网，中国光伏业将彻底完成从政府补贴型向市场驱动型的转变，整个行业才能迎来变革式的大发展。

三、光伏产业存在的问题

近20年来，光伏产业的发展已初具规模，但同国外相比在总体生产水平上还有很大的差距，光伏产业“两头在外”，福建没有高纯多晶企业，光伏应用市场弱小，即外销工业硅――购进高纯多晶及电池片――外销电池组及太阳能产品（太阳能灯及工艺品），市场、原料均高度以来外部，市场风险大。太阳能光伏产业发展不尽如人意，存在核心技术落后、产业链发展不平衡、产品附加值低等问题。而产业链的发展与产业前景关系密切。其主要表现以及制约因素有以下几点：

1 、生产数量巨大，国内消费较小。虽然现在我国太阳能电池制造厂的生产能力较大，但其成品主要出口，国内的需求并不是很大，这就势必造成生产与消费的不均衡，同时也就制约了光伏行业的发展。福建的光伏应用市场。我国生产的太阳电池连续5年96%以上出口，国内安装量不足2%～4%。2009年我国当年安装量约占全球2、2%，累计安装量只占到1%左右。目前省内光伏应用产品基本是太阳能灯系列，以外销为主。

2、 主要材料需进口。光伏发电系统的核心是太阳能电池板，而太阳能电池板的主要原材料为晶体硅，在目前就技术而言，我国的硅生产能力虽然达到一定的水平，但是大多数还是需要进口，然而成品加工完毕以后又大多数出口，这就造成了“两头在外，大进大出”的发展模式，造成了太阳能光伏产业发展和应用市场发展出现极大的不平衡，极大严重阻碍我国光伏技术的跨越式发展。同时国外对光伏行业的一系列政策等都会给我国光伏产品的出口带来直接影响；

3、 光伏技术研发投入有限，研发能力和技术创新能力薄弱。相比国外而言，我国的光伏技术比较之后，另外，虽然国家近几年的投入资金研发的力度比较大，但是总体比国外还相差甚远。再者，在国内对光伏行业的教育力度还远远不够，国内大学中开设与之相关专业的本科学校共计两所。这就造成了相关的专业人员的短缺，从技术方面极大地制约了行业的发展；

四、光伏企业的可持续发展之路

在资源日趋匮乏，可再生能源逐步为人所重视的今天，光伏产业前景依然被看好，目前的困境只是暂时的。那么，靠什么来复兴光伏产业呢？国家出台了一系列的政策鼓励、扶植，这就相应的给光伏发电企业带来了又一个春天。对于光伏企业的可持续发展可以从以下几点来着手：

1、加速启动国内市场

随着2014年1月23美国第二次对中国光伏产品发起“双反”调查，意味着今后相当长时间，我国光伏产业主要依赖国际光伏市场的状况将难以持续，政府必须着力扩大我国国内光伏发电市场，为我国光伏产业发展提供基本的支撑。我国是能源消费大国，煤炭占能源消费结构的70%左右，面临的资源和环境压力巨大，发展光伏发电势在必行，国内需求是新兴产业发展的动力。2011年我国新增太阳能发电装机容量约220×104kW，仅为欧盟新增容量的1/10，与发达国家相比，我国太阳能发电上网发电的比例较低，除了技术水平因素外，太阳能发电并网消纳不足更多是体制原因，是体制性过剩。在新能源领域，中国无疑具有优势，最大的优势在于广阔的市场，我国正处于工业化、城市化进程中，能源需求增量大，而新能源在能源结构中比例微小。太阳能资源的主要特点是分布广泛，有太阳照耀的地方就有太阳能资源，因此太阳能光伏发电的优势是分布式应用，应该采取与用户用电相结合的方式安装光伏系统，低电压接入配电网，实现就近开发就近利用，不应该集中建设大型光伏发电，以远距离高压输电方式利用，或者说至少在近期不应该以这种方式大规模建设光伏电站。

2、推进行业兼并整合

解决光伏产业产能过剩必须经历行业整合，这是一个残酷的过程，也是一个重生的过程，政府应该拯救光伏行业，施以必要“援手”维持中国光伏产业的国际地位，不能由于一些国家和地区的贸易保护使其受挫。我国太阳能产业在国际上已经占有一席之地，维持领先地位是使我国在新能源革命中立于不败之地的重要保障，同时一些龙头光伏企业已经存在“大而不倒”的问题，光伏产业的兴衰已经影响到银行贷款、当地就业、地方税收等方方面面，如果出现大规模的倒闭潮，必将引发关联企业破产、银行受损、失业增加等一系列严重问题。不过，“救市”不是救企业，而是救行业，政府应该在光伏企业整合过程中，尽量把手从企业当中抽出来，将企业的优胜劣汰交给市场决定，只要加强行业指导即可。

3、提高技术创新能力

危机本身也是机遇，面对当前我国光伏产业的困境，光伏行业应该加强技术创新、降低成本、提高转换效率，通过技术取暖来度过寒冬。光伏发电技术包括光伏电池材料、光电转化效率、光伏电池生产装备、光伏系统集成和建设，以及以光伏发电系统为主的电力系统的运行管理等等，目前这些技术仍然处于发展初期，全球的差距并不很大，但我国光伏发电技术及其应用水平相对落后，缺乏自主创新和发展能力，要使我国光伏产业在未来的发展中立于不败之地，必须把光伏发电技术的研发放在更加突出的位置，这就要加大光伏产业技术创新力度。福建省太阳能产业发展重点：一是太阳能电池为代表的光伏产业。重点发展低成本太阳能级硅材料提纯工艺技术及其关键设备、高光电转换率的晶体硅电池和薄膜电池；发展太阳能发电、太阳能LED一体化、太阳能光电建筑一体化、离网型太阳能发电模块化产品，支持开发大功率太阳能并网发电系统集成设备，推进太阳能光伏专用玻璃、电池生产辅助材料、组件封装用相关辅助材料、照明器件等配套产业发展，发展硅锭和硅片制造、太阳能电池制造以及封装等光伏制造设备，形成晶硅铸锭、硅片切割、电池组件、光伏发电产品、辅助材料及装备、工程设计施工与应用产业链，逐步实现太阳能光伏产业相关制造设备省内配套。二是太阳能发电设备。重点支持开发或引进大功率太阳能并网发电系统集成设备。到2015年，产业规模将突破1100亿元，其中LED500亿元，太阳能光伏600亿元。

4、转变政府补贴方式

光伏发电与常规电力相比经济性较差，目前尚缺乏市场竞争力，要通过优化资金使用，以有限的补贴带动尽可能多的光伏发电，通过合理的制度安排和竞争机制，促进光伏发电成本不断下降，最终达到可以与常规电力相竞争的水平。近年来推动的“金太阳工程”就是以投资补贴的方式支持用户端分布式光伏发电系统的应用，但实施的效果并不理想，应尽快调整新能源产业政策，把政策重点由过去的扶持产业转到培育与扩大国内新能源市场方面，促进新能源产业从生产到消费的均衡发展。要改变补贴方式放大带动效应。将光伏发电补贴方式从补贴装机改为补贴发电量，从补贴发电端改为补贴用户端，补贴发电量可避免虚报装机、以次充好，补贴用户端相当于降低了部分销售电价水平，可比补贴发电端效率提高数倍。

参考资料

1、魏政，于冰清：《我国光伏产业发展现状与对策探讨》[J]、中外能源，2013（6）

2、邓洲：《国内光伏应用市场存在的问题、障碍和发展前景》[J]、中国能源，2013（1）

光伏发电技术创新篇8

关键词：光伏产业 理性发展 对策建议

当前，低碳经济已经成为世界经济新的关注点，太阳能光伏发电能够直接减少二氧化碳的排放，所以利用太阳能综合开发的光伏产业发展前景非常广阔；并且光伏产业的发展壮大不仅有利于改善能源、环境状况，而且其较大的产值对于地区经济增长也有重要推动作用。

1 光伏产业国内发展情况分析

近年来，我国光伏产业发展迅速，目前已成为全球最大的光伏电池生产国。在全国有300个城市发展光伏太阳能产业，100多个城市建设了光伏产业基地。虽然我国太阳能光伏产业迅速崛起，但产业与市场反差巨大；我国绝大部分硅材料都从外国进口，而生产出来的产品，绝大部分都出口到德国等欧美国家，致使中国光伏企业的发展深受海外市场情况波动的牵连，国内企业在国际上的话语权与我国光伏产品的制造大国地位极其不对等，国家一系列相关鼓励政策的出台虽然很大程度上促进了国内光伏制造市场的快速增长，但是由于政策可执行度，技术原因导致的成本过高等原因，国内光伏产业应用市场仍然没有明显启动，2010年中国光伏市场安装量只占全球的3％。在我国光伏产业两头在外的情况下，国内多个地区和企业仍然大力发展光伏产业就值得我们思考这种对光伏产业过热的追捧是否合理。

2 我国光伏产业发展存在的问题

2、1 光伏产业产品的应用市场没有打开。这是我国光伏产业所面临的一个非常严峻的问题。国内光伏市场迟迟未启动的主要原因就在于光伏发电没有定价上网。至今我国还没有明确核准光伏项目统一的上网电价。没有明确的上网电价意味着光伏发电系统在我国就没办法大面积地得到应用，所以太阳能电池板在国内几乎没有需求，只能依赖于对国外市场的出口。这造成了我国光伏产业发展受制于人的情况，对我国光伏产业的健康发展产生了很大的制约性。这是现阶段我国光伏产业发展急需要解决的一个根本问题。

2、2 我国光伏产业存在一定程度的盲目投资，生产过剩现象。2006年以来，国内光伏产业的投资急剧扩张。即使是在全球金融危机发生后，国内对光伏产业的投资并依然有增加之势。近年来，在国家倡导发展新能源产业的政策导向下各地纷纷开始大量建设和投资与光伏产业有关的项目，这样不仅带来资源的浪费和环境污染，而且造成项目产能过剩和恶性竞争。

2、3 我国光伏产业发展所需的原材料、关键技术和人才缺乏。现阶段，我国光伏企业生产所需要的原材料——高纯硅主要依赖从国外进口，国内缺乏对原料硅进行深度提纯的技术和设备。此外，我国光伏产业核心技术缺失，比如在太阳能电池板和光伏组件的生产中缺乏先进的技术，只能生产一些低附加值的产品，只有很少一部分的产品具有自主知识产权。造成这种局面很重要的原因就是我国光伏产业缺乏综合性的专业技术人才，现有的人员和技术不能满足光伏产业对高层次人才需求，导致国内产业整体研发能力相对薄弱，自主创新能力不强。

2、4 我国的光伏产业缺乏行业标准价格体系以及准入评价体系。我国光伏产业尚未形成和组建统一的国家行业标准和检测机构，此外，我国光伏制造业缺乏统一的行业标准，造成我们的光伏产品进入欧美市场要经过严格的监测并在取得认证资格后方可进入市场，国外的光伏产品进入我国市场则不需要任何机构的监测，这也是我国光伏产品国际上竞争力较低的重要原因。

3 我国发展光伏产业的建议

3、1 梳理企业情况选择性支持。政府应当重点梳理已经上马的项目，对于技术先进，自有资金充裕，地域布局合理的项目予以鼓励；对技术落后或未经实践检验，盲目上马的项目进行有效控制。从而摆脱当前低水平重复建设严重、竞争无序的混乱局面。

3、2 引导光伏发电上网，扩大国内市场的需求。电网公司应抓紧制定严格并带有先导性的并网标准，与此同时国家应通过光伏应用规划和新价格机制，更要充分利用市场机制如特许权招标去发现更合理的光伏电价。

3、3 加快金融创新，发展壮大中国光伏产业。光伏发电项目需求的融资一般要求20年左右的贷款期，而国内金融机构能提供的一般都是短期贷款，融资渠道不畅是光伏产业发展的一大障碍，银行与保险机构加快金融创新，支持国内企业继续开拓国际市场，抢占国际制高点。

3、4 注重对人才的引进和技术的创新。发展光伏产业的城市要注重引进专业技术人才。要加强低成本工艺技术的基础性及前瞻性研究，增强我国在技术路径选择上的自主性。同时，要建立健全太阳能光伏行业的原料和产品的技术标准等，推动光伏产业更好发展。

3、5 尽快制定国内光伏产业统一标准，并要与国际标准接轨。政府应在参考国际标准的基础上尽快制定符合我国实际情况的光伏产业生产、技术、监测等相关系统标准，这样才能为光伏产业的发展指明确定的方向，实现光伏产业链上下游的完全顺利连接，降低产品制造成本，实现整个行业的规范化，标准化发展。最终做到与国际接轨，使我国的产品在国际市场上富有竞争力。

3、6 充分发挥政府作用，引导光伏产业走规范发展之路。政府要在对国内光伏产业实际情况进行调查研究的基础上编制我国光伏产业发展的规划并完善相关法律法规，引导光伏产业合理布局科学健康发展。政府出台政策时应着眼于解决制约光伏产业发展最关键的问题，比如在参考国外成熟经验并结合国内各地区实际情况的基础上制定符合国情的光伏发电的上网价格，从而真正推动国内光伏产业应用市场的快速启动。

参考文献：

[1]赵勇、我国光伏产业可持续发展[J]、现代企业、2011（04）、

[2]姚伟、怎样看待光伏产业的冷与热[J]、节能环保、2010（01）、

[3]阳芳、基于产业价值链视角的中国光伏产业投资分析[J]、经济论坛，2011年第9期、

[4]王仰东，许栋明、产业技术路线图与太阳能光伏产业发展研究[J]、科学学与科学技术管理，2010，(01)、