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光伏行业12年资深从业者,浅谈光伏

2022-11-06 08:21:15 3752

摘要:公司从2010年成立至今,我作为其中一员已深耕于光伏工程领域10余年光阴。从光伏行业的步履维艰,到如今光伏技术的蓬勃发展,光伏已经成为社会常见的一道风景。然而很多人依然对光伏充满了误解,不敢说自己对光伏技术有多了解,作为一名公司老员工,和行...

公司从2010年成立至今,我作为其中一员已深耕于光伏工程领域10余年光阴。从光伏行业的步履维艰,到如今光伏技术的蓬勃发展,光伏已经成为社会常见的一道风景。然而很多人依然对光伏充满了误解,不敢说自己对光伏技术有多了解,作为一名公司老员工,和行业外的朋友简单谈谈光伏技术。

光伏产业链结构

人类社会的运转离不开能源。做饭需要能源、照明需要能源、出行需要能源、生产需要能源......

能源是社会发展的基石,地基不存,再高的高楼也会轰然倒塌。因此能源领域也是备受社会关注的领域,牵动所有人的生活。而新能源技术则是近年兴起的环保能源,对传统的化石能源给予补充和替代。其中光伏产业就是基于半导体技术和新能源需求而融合发展、快速兴起的朝阳产业,同样也是实现制造强国和能源革命的重大关键领域。

那么什么是光伏呢?

光伏发电通俗来讲就是太阳能发电(光热发电也是太阳能发电),早在20世70年代,就已经证明光伏发电可以为人类带来大量的电力,而不再单单依赖化石能源和核能。可以说光伏帮助我们避免了化石能源发电的缺点和核能发电的危险因素,不再担心温室气体造成的环保问题,不再担忧核发电的安全问题,光伏具有他独有的优点。

光伏发电系统由于容量的可大可小,具有在各种各样的场合、规模、气候和地理位置为人类发电的优势。例如,为偏远落后地区的家庭提供清洁电力驱动的照明灯,而不是煤油灯,可以收听收音机,可以让偏远地区感受时代的发展变化;为偏远地区的位于大山中的中转站提供电力,而不用专程修建道路运送柴油来发电;为孤悬海外的小岛提供能源,改善岛上的生存环境;还可以在炎热的夏季在白天空调开启的时候为电网补充电力等等。

光伏初期在航天领域应用广泛,运行周期超过30年依然能为航天器供给能源,近年开始在民用领域应用,系统同样能保证25年的使用寿命,让能源从集中供应模式开启了分布式能源格局,根据用户应用需求而分布于社会各个角落,增加了能源的安全性,较少电力输送距离,提升能源利用效率,在我国广阔的国土上具有很强的应用价值。

如今社会正在进行新的能源革命,光伏技术为我们提供了一种全新的能源形式,能源分布式布局极大保证能源互联网的稳定性。

光伏技术使我们所做的事情完全不同于以往,且比以往所做的事更好。它使我们看到了全新的供电模式,无论是为地球上还是地球外( 外太空)的市场服务,它都使我们以一种可持续、无污染、公平的方式去做那些我们已经做了的(发电,通过电网传输)事情。

为什么光伏是公平的,因为几乎每个人都能获取到阳光

各种各样的发电方式,总结起来无外乎两种,电磁发电和光发电。电磁发电采用各种能源让铁丝转起来,也就是转涡轮,终究限制因素过多,而光伏发电则相对灵活许多,只需要阳光就可以安静地发电。如果说电磁发电是钢铁直男,那么光发电就是阳光暖男。

光伏是一种当半导体受到光子辐照时,可以从半导体产生直流电(DC)的发电技术

只要光照射到太阳电池(独立的光伏单元的名字)上,它就产生电能。当光照停止后,发电也停止。简而言之,有阳光的地方就可以应用光伏发电技术,小到给交通灯供电,大到集中给城市供电,光伏发电面积从平方厘米到上千亩占地,可以说光伏应用于各种场景。

光伏相比化石能源发电来说,清洁不会排放大量有害气体,能源不会枯竭,价格不会因为原材料(煤炭/天然气)上涨而上涨,模块化容易布置,公众认可度高。毕竟没人愿意在家门口建造一座核电站或者火电站,闲置的屋顶加装几块光伏组件,影响就会小了很多。

不可否认光伏发电在电力储存上处于劣势。但是这些劣势不是技术上的,而是经济和基础设施有关的,因此其他的优点可以弥补这点。

可能有人说光伏组件生产过程和组件回收过程也需要耗费大量能源,产生污染,并不属于环保行业。如果单独看某个环节,没有完全环保的发电方式(任何发电形式都需要生产设备机器和回收设备)。我们从全寿命周期去看光伏发电,就会发现,光伏所消耗的能源只占据所生产能源的一小部分,还是利大于弊的,因此这个问题需要辩证去看待。

2020-2030年我国光伏组件预估市场容量情况

光伏技术所需要的材料为硅(Si),硅是地球上储量最丰富的材料之一,是一种半导体材料,如今有90%的光伏应用使用的都是单晶硅(C-Si)。令人奇怪的是,其他半导体更适合吸收太阳光。

其他种类的电池材料正在开发中或刚开始商业化。一些被称为薄膜半导体,如非晶硅(a-Si)、铜铟镓硒(Cu (InGa) Se2 或CIGS)和碲化镉(CdTe)。然而从经济性考虑,硅电池最有价值。

太阳电池可以在聚光条件下工作,通过使用透镜或镜子做的聚光器,使小面积太阳电池被大面积太阳光辐照。这节省了宝贵的半导体材料但是使系统更加复杂,因为聚光要求有跟踪系统来保证即使太阳在天空中移动也能使太阳光总是聚焦到电池上,领跑者基地或者科研性质的电站采用此种模式。

公司车间实拍图

在实际应用中,大量的太阳电池连接起来,然后封装成一个单元被称为光伏组件。光伏组件是最终卖给用户的产品。它们产生直流电,然后通常经过被称为逆变器的电子器件转换成更常用的交流电。逆变器、可反复充电的蓄电池( 当需要存储时)、用来支撑组件的机械结构、和任何其他的安装光伏组件系统需要的部件被称为平衡系统(BOS)。

如今光伏发电技术已经走进了千家万户,不仅仅只是应用于航空领域的高科技产品。走在乡村的道路,抬头能看到农户屋顶的光伏电站,一个3-5KW的电站就能满足农村一家的用电需求,需要的仅仅是部分闲置的屋顶面积,毕竟目前一块组件的功率已经超过500W。

开车路过公路两旁,可以看到太阳能路灯,每年为市政节约大量的电力,也让更多的道路能够完成照明目标,为夜间驾驶提供安全的环境。近年流行的共享单车,上面都是采用光伏技术为控制器提供能源的。

......

社会发展日新月异,只有积极顺应时代需求的人才能走得更远,守旧或者固执己见的人,终究为时代所抛弃。光伏技术终究会像手机、冰箱一样成为我们日常生活的一部分。

(部分资料来源网络)

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