75kWp屋顶并网光伏电站的设计与仿真文献综述

 2023-04-26 10:04

文献综述

1. 引言当今世界发展迅速,能源需求不断提高,为应对未来可能出现的能源枯竭,重要能源供不应求影响未来发展的情况,许多国家都开始研究新型能源用以缓解能源危机,与此同时,地球环境不断恶化,人类迫切需要更加清洁的能源来解决传统能源可能带来的环境污染问题,中国也在近年提出2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和的战略目标,清洁新型能源的研究与应用刻不容缓。

太阳能作为一种较为理想的清洁能源,越来越受到大家的关注,同时屋顶光伏发电相较其他方式占地较少,合理利用屋顶这种闲置空间,对土地资源珍贵的城市来说更为方便,能够在发电并网汇入电网的同时,就地消纳,实现能源灵活高效利用。

2. 光伏发电原理光伏发电原理主要是通过半导体的光生伏特效应,当半导体的表面受到太阳光照射时,光子能量达到一定量就能使电子挣脱原子核的束缚,在半导体中产生大量的电子-空穴对,这种现象称为内光电效应,经过一定过程,在P-N结两侧产生了正、负电荷的积累(如图1),形成与内建电场方向相反的光生电场,这个电场抵消内部电场之余,使P端带正电,N端带负电,因此产生了光生电动势,这就是光生伏特效应。

[1] 图1. 光生伏特效应示意图3. 光伏发电站结构光伏系统一般由光伏方阵、光伏接线箱、逆变器(限于包括交流线路系统)、蓄电池及其充电控制装置(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组成。

[2] (a)(b)图2.光伏发电系统连接方式(a)多支路并网 (b)并联联网4. 国内外发展现状4.1国内发展现状据统计[3],我国2021年新增光伏发电并网装机容量约5300万千瓦,截至2021年底,光伏发电并网装机容量达到3.06亿千瓦,突破3亿千瓦大关,新增装机容量与总装机容量均居全球首位,其中分布式光伏达到1.075亿千瓦,突破1亿千瓦,约占全部光伏发电并网装机容量的三分之一,新增光伏发电并网装机中,分布式光伏新增约2900万千瓦,约占全部新增光伏发电装机的55%,首次突破50%,光伏发电集中式与分布式并举的发展趋势明显。

新增分布式光伏中,户用光伏继2020年首次超过1000万千瓦后,2021年超过2000万千瓦,达到约2150万千瓦。

随着中国光伏新增装机容量不断增加,中国光伏组件产量也不断增加,2020年中国光伏组件产量达124.6GW,较2019年的98.6GW同比增长26.4%。

2020年中国光伏组件出口额为169.9亿美元,出口量约78.8GW,同比增长18%[4]。

国家能源局发布了《关于可再生能源发展十三五规划实施的指导意见》,明确了各省十三五期间的光伏电站计划指标,将电力系统消纳能力作为指标分配的重要前提和年度规模控制的重要依据。

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