第一章节太阳能发电单相逆变并网绪论.docxVIP

第1章 绪论1.1 课题背景1.1.1选题的依据和目的常规能源(煤、石油、天然气等)一直是人类所用能源的基础。但是常规能源的储量正随着人类文明的高度发展而迅速枯竭。从资源的角度看，地球的矿物能源储量是有限的，按目前消耗的速度计，石油还可供开采40年左右，天然气约60年，煤可望达200年。全球能源消耗的年增长率约为2%，近35年来世界能源消费量已经翻了一番。人们预计，到2025年全球能源消耗还将再增加一倍。随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加，以石油、天然气和煤炭等为主的化石能源正逐步消耗，能源危机成为世界各国共同而临的课题与此同时，化石能源造成的环境污染和生态失衡等一系列问题也成为制约社会经济发展其至威胁人类生存的严重障碍。新能源应用正成为全球的热点。太阳能资源是最丰富的可再生能源之一，它分布广泛，可再生，不污染环境，是国际上公认的理想替代能源。在世界各国竞相发展绿色可再生能源的今天，从能源的稳定性、可持久性、数量、设备成本、利用条件等诸多因素考虑，太阳能将成为最为理想的可再生能源和无污染能源，受到了一致的青睐。在太阳能的各种应用中，光伏应用备受关注。随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展，太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。1.1.1国内外发展现状及趋势20世纪，太阳能利用技术获得了迅猛的发展，太阳能热水器的普及应用以及太阳能电池的成功开发，为21世纪大规模利用太阳能奠定了坚实的物质基础。目前太阳能光伏发电的应用领域遍及我们生活的各个方面，如交通、通讯、公共设施(如照明)、家庭生活用电等，尤其是在边远地区，太刚能光伏发电更加显示它的优势。（1）国际光伏发电发展现状及趋势在21世纪的头十年里，国际市场上光伏发电产业发展很快。在中国光伏产业的发展与挑战的报告中指出：“2007年全世界太阳能发电装机容量达2826MWp，而到了2008年，这一数字增加到了5.5GW，目前全球太阳能安装总量已累计达15GW。目前，光伏发电主要集中在日本、欧盟和美国，其光伏发电量约占世界光伏发电量的80%。今后光伏发电系统主要围绕高效率、低成本、长寿命、美观实用等方向发展。专家们预测到2050年，太阳能光伏发电在发电总量中将占13%-15% ，到2100年将约占64%。（2）国内光伏发电发展现状及趋势20世纪90年代以来是我国光伏发电快速发展的时期。在这一时期我国光伏组件生产能力逐年增强，成本不断降低，市场不断扩大，装机容量逐年增加，2004年累计装机容量达35MW，约占世界份额的3%。10多年来，我国光伏产业长期平均维持了全球市场1%左右的份额。到2020年前，我国光伏技术产业将会得到不断的完善和发展，成本将不断下降，光伏市场会发生巨大的变化：2005-2010年，我国的太阳能电池主要用于独立光伏发电系统，发电成本到2010年将约为1.2/(kW·h)；2010-2020年，光伏发电将会由独立系统转向并网发电系统，发电成本到2020年将约为0.60元/(kW·h)。根据国家《可再生能源中长期发展规划》到2020年，我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW（百万千瓦），到2050年将达到600GW（百万千瓦）。预计到2050年，中国光伏发电装机将占到5%。未来十几年我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。到2020年我国光伏产业的技术水平有望达到世界先进行列。1.2我国太阳能发电的优势和难点发展太阳能发电的需求主要来自满足农村和边远地区的生产与生活用电和21世纪中持续发展我国电力事业两个方面。在太阳能发电上我国具有得天独厚的有利条件：（1）丰富的太阳能资源。我国总面积2/3以上的地区年平均日照时数在2000h以上，年平均日辐射量在4000MJ/m2以上，要优于欧洲和日本，与美国相近。如此丰富的太阳能资源可以节省太阳能电池的用量，有利于太阳能发电在较低成本下加以推广。（2）我国太阳能电池的生产能力超过日本、美国和欧洲，居世界第一位，2007年我国太阳能电池的产量约为1180兆瓦。2007年在全球太阳能生产企业16强中，我国占据了6席。（3）逆变技术是太阳能发电的关键技术之一，由于在大功率开关器件开发和逆变技术的应用等方面，我国已取得长足进步，生产出适用于光伏并网、高效率、高可靠性、低污染、低成本的逆变器成为可能。但为了太阳能发电产业的快速发展，必须解决以下几个问题：（1）我国生产太阳能电池的原材料主要依靠进口，而绝大多数太阳能电池和切片用于出口，这种不利于产业发展的加工业局面必须尽快扭转。（2）太阳能发电的成本在每千瓦小时3元以上，远远高于目前居民电网用店家的每千瓦小时0.5元。这也是发展太阳能发电的不利一面。（3）目前，太阳能电池的光电转换效率比较低，比如小尺寸（1cm2）多晶硅太阳能电池的光电转换效率为19.8%，