光伏发电：24小时精确跟踪太阳

 

浙江长兴县供电局工作人员正在一家企业屋顶检查、调试光伏发电装置 图/CFP

    ■科技热词

    太阳能光伏发电

    太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。大型并网光伏电站，适合在太阳能资源丰富、具有大量荒漠和闲置土地资源、并网条件好的地区建立，这种方式正在成为国内新能源的重要组成部分。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高。

    光伏发电应用技术已达国际先进水平

    2011年12月22日，迄今为止全世界装机规模最大的太阳能全跟踪光伏电站——宁夏天景山30MWp光伏电站一次并网成功，稳定无故障运营至今，截至目前已经发电数百万度。

    该电站全部采用中国恩菲工程技术有限公司（以下简称“中国恩菲”）自主研发的智能联动跟踪系统，与传统光伏电站相比，发电量可提升约25%。据介绍，该系统是通过不断调整支撑光伏组件的回转支架角度，与太阳运行规律保持一致，采用时控技术，可24小时精确地跟踪太阳，大幅提高了光能吸收量和能源利用率。此外，该项目选择8度倾角单轴跟踪方式，使组件与地面空出的距离达3米，提高了土地资源利用率，实现了清洁能源发电与绿色有机农业发展相结合的模式，为光伏农业以及光伏生态大棚等新型新能源利用起到示范作用。

    中国恩菲光伏应用事业部主任孙波在接受科技日报记者采访时说：“技术的不断创新是行业健康发展与企业稳固增效的基石。国家鼓励大型地面光伏系统设计集成技术的研发及应用，加大自主研发力度攻克技术壁障，这为光伏产业的科研创新提供了动力。”

    他同时表示，在光伏发电应用技术领域，国内与国际先进水平不相上下。“特别是系统集成和发电的总体效率方面，我们已经达到80%以上，我认为中国已经具备了大力发展光伏产业的条件，应该通过政策引导扶持，形成良好的市场环境。”

    原创技术体系打破多晶硅领域国外技术封锁、市场垄断

    多晶硅是太阳能产业的基础原材料，从2007、2008年多晶硅市场的价格飙升，再到2009年价格急剧缩水，多晶硅产业可谓经历了“冰火两重天”。受到多晶硅快速发展，以及贸易市场不稳定性的影响，有些人产生了多晶硅高能耗、科技研发停滞的观念，称多晶硅为“疯狂的石头”。

    对此，多晶硅制备技术国家工程实验室主任严大洲说：“多晶硅作为高效能源材料，不能简单归为‘高能耗’，按现在的技术水平，我国西部地区光伏发电的能量回收期已接近一年，也就是说光伏电站一年发出的电量就可以偿还从工业硅到电站安装全产业链的电耗，其余二十多年有效寿命期内提供的都是绿色清洁能源；而且多晶硅生产‘三废’排放极为有限，处理容易，各大公司都已做到达标排放，不存在‘高污染’。”

    而由中国恩菲子公司洛阳中硅高科技有限公司（以下简称“中硅高科”）自主研发的“物料闭路循环、能量综合利用”多晶硅清洁生产原创技术体系，成功打破了美、日、德等国的技术封锁和市场垄断。据严大洲介绍，基于这一技术体系的高效还原、冷氢化、加压提纯和尾气干法回收技术的集成应用，使物耗、能耗大大减少，成本数倍降低，尤其是尾气干法回收从根本上解决了环境污染问题，为产业规模发展提供了良好的技术基础。

    “所谓后发而先至，就目前多晶硅的生产规模和能耗对比，我国已处于世界先进水平。伴随着规模的扩大，成本的降低，多晶硅产业发展为光伏的应用和推广创造了非常好的条件。”严大洲说。

    新兴产业在曲折中前进是必然规律

    对中国光伏行业来说，2011年可谓步履艰辛。增长低于预期、产能相对过剩、价格大战、“双反”调查等事件的接连发生，使得高度依赖欧洲市场需求的国内光伏企业受到不小的冲击。光伏产业正经历着“成长期——整合期”的过渡。

    中国恩菲工程技术有限公司副总经理宗绍兴说：“欧洲各国本身太阳能资源比中国差，但为什么他们还在一直支持光伏产业的发展呢？对多晶硅和光伏产业的质疑，实际都已被欧洲或者德国的应用事实打破了。太阳能光伏作为新兴产业，我们应该理性看待它由弱变强的过渡，它在曲折中前进是必然规律，不能一遇到市场波动就否定了光伏产业本身的价值。”

    从2008年的光伏行业整合来看，我国的光伏制造企业，由最初的几十家迅速攀升至几百家，而在2008年国际金融危机的“寒流”冲击下这一数字一度减至50家左右。那么在2012年乃至未来的2到3年里，企业依靠什么才能冲破种种考验脱颖而出成为我们共同的疑问。

    对此，严大洲表示：“多晶硅是一个集中度非常高的产业，到目前为止，全世界大概有百余家多晶硅的生产企业，但是80%的产量只是在10%里面的企业。所以，国家应该集中力量支持已有很好技术的企业做优做强，允许它进行技术改造，鼓励重点光伏企业推进资源整合和兼并重组从而实现资源的优化配置，而不是‘一刀切’。”

    与此同时，相关扶持政策相继出台。国家能源局连续两次上调光伏“十二五”发电量目标；国家工信部发文表态，将促进BIPV（光伏建筑一体化）技术的发展，支持建立BIPV系统。业内人士表示，这些政策对提振市场信心、促进光伏产业良性竞争起到了显著成效。

    “上网难”很可能阻碍行业发展

    “太阳能之父”马丁·格林曾说：“很多德国企业生产制造了太阳能硅片、电池片和组件的高精设备；不少美国企业在促使硅价格下降方面做出了很大贡献；而中国太阳能公司在生产低成本太阳能电池和组件工艺创新方面的重要作用也有目共睹。”

    基于当前，光伏行业各种形式的贸易和投资保护主义上升，虽然对国内光伏产业造成了一定的影响，但从另一个角度来看，这或许是“让中国从最大的生产国变成最大的应用国”，扩大国内市场需求的一个好时机。

    2011年7月，国家发改委正式发布了光伏发电上网电价；光伏发电的规划装机目标也显现出市场的巨大发展空间，将极大地拉动国内光伏发展。

    从目前国内光伏企业发展来看，“在行业变化过程中，中国企业市场反应能力非常快，不管从装备水平、规模还是控制成本能力，与国外光伏企业相比已经取得了显著的优势。”宗绍兴告诉记者。

    据中国电力企业联合会获悉，去年我国光伏并网装机容量达到2.14吉瓦。而国家能源局统计数据指出，去年我国光伏装机为3吉瓦，这也就意味着，去年全国光伏装机总量中约有0.86吉瓦尚未实现并网，占总量近30%。

    为什么有发电能力而无法并网发电？宗绍兴表示：“现在我们急需解决的是上网难的问题，如果得不到解决，很有可能会阻碍整个行业的发展。一方面这需要增加必要的基础设施投入以创造并网条件，另一方面也需要投资者理性选择厂址，充分利用现有上网条件。”

    孙波对这个观点也表示了赞同：“目前在光伏应用领域，政策应该更有前瞻性、延续性，应该看到未来能源需求的真正依托，实现能源开发的科学发展。”（实习生 徐冰）