光伏发电是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射直接转化为电能的一种新型发电形式,是新能源的重要发展方向。太阳能电池串联包装保护后,可形成大面积太阳能光伏组件,然后与光伏逆变器等部件形成光伏发电系统。
离网光伏发电系统主要由光伏发电系统、储能电池等部件组成。离网光伏发电系统的核心特点是自成系统,不与电网连接,只能通过储能电池实现电能的储存和调用。由于光伏电能需要自给自足,离网光伏发电系统主要用于光照条件好、负荷需求相对较小的无电村镇、偏远山区、岛屿和高原,也可用作通信基站、广告灯箱、路灯等电源。
并网光伏发电系统是一种与公共电网相连的太阳能光伏发电系统,主要由光伏组件、光伏并网逆变器、变压器、交流负载等组成。并网光伏发电系统可通过光伏并网逆变器将光伏组件输出的直流电转化为与电网电压相同、频率相同、相同的交流电,将发电能直接输送到公共电网。并网光伏发电系统一般分为集中光伏电站和分布式光伏发电系统。
2020年,全国光伏新增装机48.20GW,其中集中光伏32.68GW,分布式光伏15.52GW;截至2020年底,光伏发电累计装机达到252.50GW,其中集中光伏174.35GW,占69%,分布式光伏78.15GW,占31%。2013-2021年,中国集中光伏累计装机量。
从全球市场来看,集中光伏电站继续占据装机市场的主导地位。在分布式市场方面,国家政府的净计量和补贴计划一直在培育屋顶市场的发展。光伏组件逐渐转变为建筑材料。分布式光伏有望在智能城市建设中大规模应用储能和数字解决方案。根据欧洲太阳能光伏协会的数据,全球市场集中份额约为64%。
此外,根据IHSMarkit发布的数据:2020年,从全球光伏装机类型来看,家用光伏装机占10%,工商光伏占30%,大型地面电站占60%。欧洲等发达国家主要是家庭和工商光伏项目,而中东、拉丁美洲等发展中国家主要是大型地面电站的发展。
集中光伏电站的典型特点是大量组件的集中发电,可以通过规模效应有效降低单瓦发电成本,从而保证光伏发展初期各方的经济效益,但投资规模大,建设周期长,占地面积广。
分布式光伏发电系统的典型特点是使用相对较少的部件实现分布式发电,主要位于电力附近,能及时满足当地用户的小规模电力需求,多余的发电进入公共电网,投资小、建设快、面积小、安全高、环保、政策支持优势,主要缺点是单瓦发电成本高于集中光伏发电系统。随着全球光伏发电成本的下降,对终端用户在决策过程中的影响将继续下降。
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