可再生能源的发展 - 草稿

    由火电<煤→生物→沼气→核> (国家将陆续淘汰.为新能源电力腾出空间,传统火电行业转向大型风电.并不对光电看好,因存在光衰)  →→转向脱硫脱硝的可再生绿色能源电力兴起<水电资源条件限制.风电资源广阔.高度集中大规模“陆地海上空中风电兴起”,光电“以集中转分布式“自发自用余电上网”并存降低土地占用率,同时又实现扶贫项目”>  +++国家管理(由补贴扶持促进新生行业链的发展→待技术成熟时.停止补贴.转向推向市场化导.推进平价运营的必然方向)

  I:  国内风力资源条件,

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全国风力资源分布图
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风电装机容量分布图

2019止国内风电装机容量,

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国内风电并网装机容量

海上风电快速增长,

  →海南年平均风速以高度>50m统计>8m/秒,2-3级以上,平均风功率密度350w/平方m。年平均2800-3360小时/年。地表摩擦风速会成倍下降,3-4.5m/秒一级微风,发电量占额定功率的1/4,投资成本与回报要15年才能收回成本,因此地表不合适投资装风电,仅考虑装400w小小型风电。

  →海南风翔新能源100Mw风电场,40台,2.5Mw/台,转速27/分钟。

    Ⅱ:  全国水能源分布图:

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大中水电站分布图

  Ⅱ:  国内光能资源条件:

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国内光能资源分布

 

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国内年度光伏装机容量

 

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海南东方:光功率密度与光伏发电转换效率。安装角度14度,日照时数4.84小时,每W首年发电量1.396度,而每w投资成本2.6元。(1.396x0.429=0.598元年收入.2.6÷0.598=4.34年收回成本).年有效小时1395.6<很高>

    供电/用电市场/国家管理:  ①发电厂分集中大规模式/小型分布式。  ②中介商业→供电系统分国家电网与南方电网:<<电能来源分::自发/合同式与发电厂购买>>②用电市场分:商用<市政与厂用>与民用,白天与夜间电价都不同。

→平价上网是什么:  发电的电价主要由三部分构成:即电网收购价+国家补贴+地方补贴(各地区不同)。→随着光伏补贴的逐渐退坡,未来新装机的项目将逐步走向平价上网,即指光伏发电的度电电网收购价与传统基准脱硫燃媒标杆电价相等约0.43元<含税>。    →平价上网又分:集中大型发电侧平价和分布式小型用户侧平价。主要原因是光伏发电投资成本达到煤电投入成本水平。随着光伏度电成本将持续下降,2018年度电本成在0.45元,预计在2019年左右下降至0.35元;而煤电度成本维持在0.39元左右,两者之间差距→将拉动光伏平价上网创造条件。→以往光伏电站投资的最大风险,就是补贴拖欠以及发放的不确定性,而未来平价上网的推出,使得投资电站的投资回报率可预测性更强,现金流更稳定,都会增加民间资本的投资热情。→目前全球以化石能源消耗为主,向清洁能源转型大势所趋。未来,光伏发电量占比将快速上升,预计2030年超过30%,而煤电发电量占比将由2017年67%显著下降至2030年30%。光伏行业将彻底转变为市场化竞争的行业,有着很大的市场空间。伴随着“发电侧平价上网”时代的到来,光伏行业龙头公司以大规模集中式上市,由于成本低的优势,市占率有望进一步扩大,而分布式光管理落后光伏产能在补贴退坡后将很难生存,逐步淘汰。而成本的下降必然带来需求的上升。→→→阳光电源公司(300274):全球光伏逆变器龙头,于2018年 跟三峡集团合作的建成一个500MW电站,它的上网电价就是0.31元/kWh。→→隆基股份是全球单晶光伏产品龙头,业务覆盖光伏全产业链,包括单晶硅棒、硅片、电池和组件的研发、生产和销售,成本优势明显。记者以投资者身份致电公司董秘办,公司表示,截止2019年一季度,隆基股份共持有电站869MW。→→截止2018年底,通威股份装机并网规模达到1151MW,公司表示,平价发电时代的开启,→→分布式光伏命运将何去何从,若干年后.大规模的风电光电有优势.可持续经营他们的电力,而分布式却无能为力,国补的20年将改为3年,发出来的电,电网收购下跌,没人要.卖给谁.只能储存起来使用.还面临继续投入成本.。

    到2018年,我国光伏发电装机容量达到174.5GW,占全国电力装机容量的9.2%,其中,集中式光伏电站123.84GW,分布式光伏电站50.61GW。光伏发电新增装机容量44.26GW,集中式和分布式分别为23.3GW和20.96GW。2019止光伏发电总量4.277GW,新增0.92Gw:集中式占58%,分布式占42%,国家未来对光伏发电政策:目标是1TW以上,2020年是最后一年的光伏补贴,十分明显清晰降至0.08-0.13元/kwh,2021年后光伏在没有政府补贴下运营。→→→技术进步及成本下降使得光伏发电的竞争优势越来越突出。国际能源机构预计,全球光伏装机将呈快速增长态势,到2025年前将超过风电装机,2030年左右超过水电装机,2040年前超过煤电。


→中游制造业将面临装机容量下降.销量下降,企业上十多亿银行贷款如何偿还。

→投资分布式光伏发电小型产业思路:土地占用投资+设施投资+运营管理→产生.回报.效益.<国补由固定20年转向浮动,由高额转向低至没有,++市场电网回收电价由长期20年固定0.43元/度转向不稳定浮动价市场价收购,扣除所得税>

→分布式光伏项目办理和补贴流程:持房产证<到市政服务中心备案>土地证合同.到供电部门登记→建成后向供电部门提出并网调试和验收申请→发电后向供电部门提出补贴申请→20年后到期重新验收评估。(事实:光伏并网收购合同仅为5年,5年后又怎样,无从得知,国补合同并没有标注20年补贴,而是原则上是20年。)

→→分布式光伏电站风险分析:  ①光伏安装企业技术良莠不齐。(不顾安装质量和售后维护,公司的可持续经营能力差)。不规范的安装导致发电效率低下。是否避开遮挡物、安装倾斜度,积粉尘等也都是发电转换效率的关键。②光伏产品质量无法保障。光伏太阳能板的质量档次多,A级板与C级的发电转换率以及使用年限有很大的区别,银行和农户都无法通过肉眼识别太阳能板质量的优劣,唯有需要国家专业的检测单位才能检测,③虚假宣传,埋下风险隐患,去银行签署贷款协议,就可以在屋顶建个电站,贷款的月供由发电收入支付;由于农民在安装时未掏钱,也客观上造成农户误解,除对安装的产品和安装是否规范未能履行主体把关责任外,也导致农户心理上存在轻视贷款本息归还意识,还款意愿不强。数年以后,一旦因上述各种原因造成大批光伏电站不发电,安装企业也最后跑路或倒闭了,导致光伏电站也无法维护,农户之间极有可能串联断供,发生信用风险,甚至集体闹访,造成不良社会影响。④并网与消纳风险,电力系统无法消纳造成限制并网。⑤其它风险,场地权属风险<0.25kw/m2。100kw÷0.25kw/平方=400平方>,当地与国家政策风险。上网电价波动风险。光伏组件质量与价格波动风险。气候自然灾害风险。

  →→光伏电站存在与运营期间的风险和应对措施::    ①直接影响电站收益的因素。  →电站收益=企业电费+上网电费+度电补贴收入。其中,企业电费=发电量×自发自用比例×企业电价。 上网电费=发电量×余电上网比例×上网电价。  度电补贴收入=发电量×度电补贴。  a电站发电量。 → 与当地太阳年辐照量、光伏组件转换效率<单晶高于多晶>,以及光伏组件年发电衰减率相关。b电价水平,  一般工业及大工业用电执行峰平谷电价以及峰平谷发电时段比例,而上网电价则按当地燃煤机组标杆上网电价计算。c自发自用比例。②风险控制流程:  运营过程与每一个阶段都需要进行严格评估与控制,主要是从技术、财务及法律角度进行前期评估项目的可行性。a前期评估:  a①初步开发:企业用电情况、房屋面积可装机容量结构承载及土地产权等情况来初步评估该项目是否具有继续开发的必要,电网变压器容量与可装机容量。a②技术评估:首年发电量:电站每年的发电量是以一定比例逐年衰减的,必须测量出首年发电量才能计算每年的发电情况。影响发电量的因素除了太阳辐照量和组件转换效率以外,屋顶类型、电站朝向、电站关闭时间等也会对电站发电量产生影响。a③财务评估:投资与效益分析,建成成本,自发自用比例,用电电价及余电收购电价折扣。→ EMC合同谈判及审查 。合同双方的权利义务及风险承担进行协商洽谈。内容是,合同期间、电价折扣、屋顶维修责任、电能质量问题、电站搬迁事项及其他违约责任,如企业破产等企业无法继续履行合同的情况。审查合同亦主要是对其合法性和合理性进行分析判断并进行调整。→→项目评审:  在技术、工程施工及后期运营上的可行性、该项目的投资回报、法律风险控制的合法合理性等。同时,与其他关联部门进行对接,对该EMC合同的权利义务进行评述,有特殊要求的需进行协调,以便更明确的履行合同义务、实现合同权利。→项目实施及建设<组件采购合同和工程建设合同>:通过招投标确定组件供应商,包含其中组件采购费用和工程建设费用。  //组件采购合同:<组件交付义务一般在项目开工后,组件质量釆购与交付安装转移过程风险承担问题是最值得关注的履行事项。首先,组件质量标准及责任承担需明确;其次,产品监造、出厂试验、验货及验收测试等都要严格按标准及规定执行>。//建设工程合同与电网收购商的要求建成。工期延误.导致损失。//项目运营维护:

→→光伏电站的运营期限长达20多年,在此期间有许多可控与不可控的风险,需要投资者进行全面评估,并找出风险应对措施,最大限度降低电站投资风险。

(一)风险因素

1、房屋产权人与生产电人不同:  出具建设场地权属证明,从而排除投资人侵犯第三人权益的风险。

2、设备质量问题:  光伏组件较易发生隐裂、闪电纹等问题,组件质量问题的风险发生在交付后。因此,在组件采购合同中要严格规定保质期、质量问题的范围以及发生质量问题后的救济方式,以便于事后维护自身权益。

3、工程质量问题:  在光伏电站建设施工过程中,极易因操作不当导致设备损坏等问题,如卸货、安装、保管等过程都可能因操作不当导致组件损坏,除需加强监管外,在EPC合同中也要严格规定施工方的责任。

4、电站建设期延长:  电站建设期越短,就能越早获得电站收益和资本回报。但实际施工建设中,经常会出现工期过长的问题。

6、电站设施被破坏:  如不可抗力、意外事故、人为破坏等,其损失可大可小,小则需维修发电设备,大则电站损毁。因此购买电站财产保险十分重要。

8、发电量低于预期值:日照,选址,组件转换效率,首先,购买发电量保险;其次,对于系统效率可在组件采购合同中作出约定,

9、建筑物产权变更:  屋顶业主破产、建筑物转让以及国家征收征用等都可能导致建筑物产权发生变更。

→关于填报不及时,不准确,导致不能及时享受国家补贴的由项目业主自行承担,对先申报逾期末建成并网的取消项目资格,各地并网享受补贴陆续在后补发放中。

    国家能源局公布了户用光伏项目信息(2019年10月),→9月新增装机规模920.27MW,累计达到4277.36MW,己超过全国累计纳入2019年国家财政补贴规模的户用光伏项目装机容量 350万千瓦新增项目年度装机总量,以2019年10月31日为本年度可享受国家补贴政策的户用光伏并网截止时间。

    2017年全球太阳能投资高达1608亿美元;而中国的投资额高达865亿美元,

  中国将在2022年建成一条太阳能无线充电“超级高速公路”。全长约161公里,将连接杭州和宁波两座东部城市。

        光伏组件: 组成结构:由一定数量的单片电池采用串、并联的方式为避免电池电极和互连线受到腐蚀,密封成太阳电池组件,底板背板外铝框封装也避免了电池碎裂,方便了户外安装,封装质量的好坏决定了太阳电池组件的使用寿命及可靠性。组件要求:①有一定的标称工作电流输出功率。②工作寿命长,要求组件能正常工作20~30年,因此要求组件所使用的材料,零部件及结构,在使用寿命上互相一致,避免因一处损坏而使整个组件失效。③有足够的机械强度,能经受在运输、安装和使用过程中发生的冲突,振动及其他应力。④组合引起的电性能损失小,组合成本低。

太阳电池片主要有125mmX125mm单晶桂太阳电池,156 mm×156mm单晶桂太阳电池片及156mm×156mm多晶硅太阳电池片,其厚度为200μm。


太阳电池组件是由高效晶体硅太阳能电池片、超白布纹钢化玻璃、EVA、透明TPT背板以及铝合金边框组成。具有使用寿命长,机械抗压外力强等特点。

太阳电池常规组件的结构形式有下列几种,玻璃壳体式结构、底盒式组件、平板式组件、无盖板的全胶密封组件。

分类

1.按太阳电池的材料分类

①晶体硅太阳电池组件;②薄膜太阳电池组件。

2.按封装类型分类

①刚性太阳电池组件;②柔性太阳电池组件;③半刚性太阳电池组件。

3.按透光度分类

①透光型太阳电池组件;②不透光性太阳电池组件。

4.按与建筑物结合的方式分类

①屋顶太阳电池组件;②窗檐太阳电池组件;③玻璃幕墙太阳电池组件;④建筑一 体化材料。

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组件结构
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高效单晶
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单晶
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多晶

基本特性

组件的伏安特性曲线

组件的伏安特性曲线如右图示。太阳能电池组件的输出功率等于输出电压乘以工作电流。大部分I-U曲线是在标准测试条件(STC)下测得的。这条I-U曲线包括三个重要的点:最大功率点(UMP×IMP),开路电压点(UOC)和短路电流点(Isc)。

辐照度和温度对组件性能的影响

从下图可以看出组件的输出电流与阳光的辐照度成正比,阳光越强,组件的输出功率也就越高。随着辐照度的降低,伏安特性曲线的形状基本不变,只是短路电流逐渐变小。开路电压随着辐照度的变化不大。

当组件的温度高于标准工作温度25℃时,组件效率下降,主要表现在开路电压下降。随着温度的升高,伏安特性曲线的形状基本不变,但是整个向左平移表明开路电压随着温度的升高而降低。

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单个芯片遮蔽对整体组件性能的影响:  <由多并多串芯片组成整块组件,再由单块串联组成系统>如果组件中有一个电池芯片被完全遮蔽,没有输出电流,而变成回路负载,内阻加大,发热剧增,而损坏被遮遮掩的组件,这就是热斑效应。上图可看出将会使整个组件的功率损失高达75%。当然也有一些组件受遮蔽的影响小于此例。

→→ 电线杆类杆状障碍物对光伏电站的阴影影响分析      架空电缆,避雷针,旗杆,高度较高的路灯和电线杆,烟筒等。这类障碍物高度很高,在冬至日真太阳时9:00-15:00之间,形成的扇形阴影面积很大,由当地的经度伟度,太阳的方位角与运行轨迹.四季与日时间形成的扇形阴影面积。

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光伏组件被遮的热斑效应
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太阳运行线杆遮掩形成扇形阴影面积
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在扇形阴影面积下安装光伏组件发现中午时分影响最大损失>8%
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即全年有不到一半的时间中午会被遮挡,通信杆、电线杆等直径不大的杆状物体对光伏方阵的发电影响不大,不到0.2%的发电量损失率,比起灰尘对光伏发电量影响还要小很多。但当光伏阵列从G位置移动到H位置的过程中,H位置几乎是全年除夏季外大部分中午时间被遮挡,这一过程,光伏阵列的发电量受阴影遮挡的损失急剧增加,从模拟结果看,大于8%的电量损失是之前不足0.2%损失的几十倍甚至是上百倍。由此可见,当光伏阵列位于春秋分阴影线之外布置时,电线杆阴影对光伏阵列发电性能的影响可以忽略不计。

    光伏逆变器(PV inverter或solar inverter)    b分类:独立逆变器(Stand-alone inverters):这种逆变器不会接触到电网,因此也不需要孤岛效应保护机能。//并网逆变器(Grid-tie inverters):逆变器的输出电压可以回送到商用交流电源,因此输出弦波需要和电源的相位、频率及电压相同。并网逆变器会有安全设计,若未连接到电源,会自动关闭输出。若电网电源跳电,并网逆变器没有备存供电的机能。

备用电池逆变器(Battery backup inverters)是一种特殊的逆变器,由电池作为其电源,配合其中的电池充电器为电池充电,若有过多的电力,会回灌到交流电源端。这种逆变器在电网电源跳电时,可以提供交流电源给指定的负载,因此需要有孤岛效应保护机能。

最大功率点追踪:  光伏逆变器会用最大功率点追踪(MPPT)的技术来从太阳能板抽取最大可能的功率。太阳能电池的太阳辐照度、温度及总电阻之间有复杂的关系,因此输出效率会有非线性的变化,称为电流-电压曲线(I-V curve)。最大功率点追踪的

并网逆变器是将电能反馈到电网,若电网断电时,需快速的切断供电给电网的线路,这是美国国家电气规范(NEC)的要求,以确保在断电时,并网逆变器也会关闭,避免伤害维修电网的人员。

目前市面上的并网逆变器有使用许多不同的技术,→①由逆变隔离高频Ac变压器再转稳定DC→再转无变压器构架Ac<损耗大效率低>。、传统的工频变压器<笨重效率低运输安装困难>。  对于无变压器,直流电路和交流电路之间没有电隔离,若直流端故障,可能会有大电流流到交流端。需要有残留电流或是接地与绝缘电路检测,以确认直流电路与交流电路之间的分离。→新型无变并网逆变器:分单相全桥拓扑单/双极高频调制<用于小功率6kw次下逆变器,且不稳定,可靠性差,>,//三相全桥拓扑<使用6支管,3个滤波器>.NpC拓扑<使用12个管,6个滤波器>,

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单相全桥

许多太阳能逆变器都是设计连接到电网,若没有侦测到电网,逆变器不会运作。这类逆变器也有特殊的电路,精确的使输出电压的大小、频率及相位都和电源搭配。

    光伏数据采集器是将光伏电站中的光伏并网逆变器、汇流箱、气象站和电表等设备的数据通过RS485、RS232和RS422等方式收集起来,并通过GPRS、以太网、WIFI、3G等方式传送到数据库的设备。    ①分类:小型/大型。普通/网络。GPRS/以太网。专用型/兼容性光伏数据采集器。网络监控将成为今后光伏电站售后管理的必备产品。

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