风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势

风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势

(大唐桂冠山东电力投资有限公司山东烟台264003)

摘要:随着近几年社会经济的不断发展,任何国家对于电能的要求都非常的严格,而且需求量越来越大。在所有的发电类型当中,风能发电与太阳能光伏发电最为重要,因为风能和太阳能是无限循环的可再生资源,取之不完、用之不尽,而且成本最低、不会对环境造成危害,所以是最理想的发电方式。文章重点就风力与太阳能光伏发电的发展现状进行研究,分析风力发电与太阳能发电互补系统的特点,为以后的可持续发展打下坚实的基础。

关键词:风力发电;太阳能光伏发电;现状;发展趋势

引言

伴随着人类社会生活的持续发展,对于各类能源的消耗需求也越来越大,能源危机的警钟声不绝于耳,鉴于此种情况,世界上绝大多数的国家,都重新审视了对于风能和太阳能等可再生能源的开发利用工作。特别是现代社会对于电力的需求越发严重,电力供应情况愈发紧迫,采用传统的火力发电方式不但会对大气环境产生严重的污染问题,并且这些火力发电所应用到的化石燃料是相对有限的,因而,就探寻新的可再生清洁能源问题已经越来越引起人们的重视与思考,据此下文将主要就目前风力发电与太阳能发电,在国际与国内的现状及趋势展开具体的分析与探讨。

1风力发电现状及趋势

风能的产生主要是由于地表层的空气压力差所导致的,在高压区向低压区移动的过程之中会产生一部分的动能,同时在太阳辐射的影响之下转变为风能。目前利用风能来进行发电的技术手段已经较为成熟,此种发电方式能够有效地降低对于化石燃料等不可再生能源的使用量,从而降低二氧化碳等温室气体的排放,能够从侧面实现对生态环境的有效保护。

我国的风力发电起始于上世纪的50年代后期,在发展的初期阶段仅仅是为了解决一部分海岛及偏远地区的居民生活用电问题,所集中发展的发电项目主要是离网小型风电机组。在进入到上世纪70年代末以后,我国逐步实施了并网风电的相关研究工作,同时期引进了一些国外的风机电设备并进行示范性电厂的建设,在1986年,我国首座风电场—山东荣成马兰风力发电厂正式并发发电,这也成为了我国风电发展历史上的一标志性事件。至此以后,我国的风电建设事业才算步入了发展的正轨。依据中国产业信息网在2016年1月所发布的《2016-2022年中国风电市场供需现状及投资战略咨询报告》指出,当前,我国的现已成为了全球风力发电市场规模增长幅度最快的国家。在全球风能理事会所发布的统计报告中指出,截止2014年,我国的新增风电装机量达到了23,195MW,占据了当年全球整体装机量的45.2%,其中累积风电装机量达到了114.608MW,占据全球累积风电装机量的32%,现居世界首位。当前我国的风电市场中国有企业依然占据着较大的比例,但是于此同时民营企业的比例也表现出了逐年增长的趋势,截至2014年底,我国的国有企业占据了全国风电市场81.67%的份额,民营企业占据了5.67%的份额,外商独资企业占据了2.06%的份额,中外合资企业占据了10.60%的份额。通过对我国当前风力发电市场现状的横向对比后,再纵观其发展趋势,能够明显的发现当前风力发电市场具有较高的区域集中度,截至2014年末,内蒙古的累计并网发电容量占据了全国市场的21.08%,远超第二名甘肃的10.35%。

此外,我国风电行业的市场化程度目前还相对较低,由电力供应方面来看,电力销售对象十分有限,同时由于相关国家政策法规的扶持,受到政策性干预的影响较为严重,使得市场化的程度也就相对较低;并且从资金角度而言,风力发电行业的前期资金投入较大,资金的回笼周期相对较长,因此存在有天然的行业门槛,并由此使得市场化程度较低,这同时也是造成民营企业比例较低的主要原因。但是伴随着国内电力供应需求的不断扩大,以及人们对于环境保护问题的日益关切,对于风力发电这一清洁、环保可再生能源的需求也必将得到持续性的增长,因此从长远发展的角度考虑,我国的风力发电市场仍然具有十分广阔的增长空间。

2太阳能发电现状及趋势

由于国际能源组织已经提前对太阳能产业的发展进行了相应的预测,并认为在2010~2020期间的太阳能光伏发电效率可以达到35%左右,而在2020年期间太阳能光伏发电的电量已经超过了280TWh,占据了全年发电总量的1%。倘若到了2040年,那么就能够占据发电量的20%,有着较大的发展前景。

我国是世界上人均能源消耗比较低的国家,虽然一次能源消费总量居世界第二位,但人均能耗水平很低,1997年商品能源人均消费量1150kgce,仅为世界平均值的55%,是OECD国家的六分之一。当前我国正处于工业化的起飞阶段,随着国民经济的高速增长,能源需求也将有较大的增长。根据中国社科院数量经济研究所进行的长期能源需求预测,到2050年,我国一次能源需求将达3440Mtce~4150Mtce,煤炭占一次能源消费量的比重,将由1990年的76.2%下降到2050年的51.9%,以太陽能、风能等为主要构成的新能源和非水电可再生能源的比重上升到5.5%,新能源发电将占国产能源供应能力的12.8%。我国能源需求总量的增长和能源结构的改善为太阳能光伏发电提供了广阔的发展前景。

我国地域广大、人口众多,至今尚有7000万人生活在无电地区,这些偏僻边远地区人口密度低,远离大电网,长距离分散输电成本高,是太阳能光伏发电的主要消费市场。随着国家西部大开发战略的实施,我国广大中西部地区和边远地区人民生活水平将会得到明显改善,对能源消费需求也将出现快速增长,这些地区所拥有的丰富的太阳能资源和特殊的地理环境将会有力地牵引太阳能光伏发电市场。

各种太阳能电池是太阳能光伏发电的基本组件,预计到2010年全世界各种太阳能电池安装销售量可达630MW。太阳能电池的应用在我国具有十分广泛的前景,近几年来,许多重大工程,如在西北光缆干线中,大约一半线路的中继站上使用了太阳能电池;在现在开通的高速公路上的各种显示、信号及通信设施等,也都广泛采用了太阳能电池。我国目前各种太阳能电池需要量8MW,而自己生产的各种光伏电池只有1.5MW,预计到2005年,我国太阳能电池的市场年需求量约为20MW,总销售额可达到15亿元,到2010年预计年市场需要量为200MW。

3风力与太阳能光伏互补发电现状

3.1风力与太阳能互补发电的特点

风力与太阳能光伏发电发展到现在,已经产生出了风力与太阳能互补发电系统,实际上就是利用自然现象最科学的研发成果,其最主要的特点就是:(1)改善风力单独发电以及太阳发光伏发电系统中存在的不足,使提供的电能更加稳定;(2)合理的利用有效的空间,使地面和高空都能被利用上;(3)风力和太阳能发电系统同时使用一套设备,节约制造成本;(4)管理人员同时管理两套发电系统,既可以提高设备的工作效率又可以降低设备的运行成本。

3.2风力与太阳能光伏互补发电产业发展需要解决的问题

(1)风力与太阳能互补发电能源的勘测问题,提前为发电厂的建设做好各项准备;(2)风力与太阳能互补发电系统的结构问题,仔细研究并且寻找到更加适合的蓄能设备,能降低一部分的建设费用;(3)风力与太阳能互补发电系统的能源控制问题,对系统进行优化,既能降低成本,又能提高工作效率。

结语

和传统的火力发电能源相比,风能和太阳能不但对环境没有危害,而且取之不完、用之不尽,最突出的就是能够转化成效率最高的能源,对于经济相对落后的国家来说,把成本降至最低是选择风能与太阳能最根本的目的。所以将风能发电与太阳能发电结合在一起,是最有效的发电方式;从发电效率和成本控制方面来说,都远远高于单独的风力发电或者太阳能光伏发电。

参考文献:

[1]薛军凯.当前我国太阳能光伏发电的应用现状与趋势分析[J].科技视界,2014,(25):265+293.

[2]李恩锋.浅谈太阳能光伏发电现状及未来趋势[J].门窗,2014,(08):366.

[3]胡云岩,张瑞英,王军.中国太阳能光伏发电的发展现状及前景[J].河北科技大学学报,2014,(01):69-72.

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