对光伏电站应用的思考

FUZHAOLI

       一般人都很熟悉电池的应用。如果有人采用毫伏级小容量的电池，通过千万只串、并联的方案去实现一个高电压、大功率输出的网电系统，那是很不科学的。他有可能选用有限的大容量电池，做一部升压交流设施，投入使用，这样做通常被称为逆变，而且在选用电池时，对电池的参数严格地要求一致，因为，串、并联使用的电池组，参数不一致，会使性能严重变差，寿命大为缩短。这是电源技术中的常识。

   把光能转化为电的现象叫光伏现象， 一种能将太阳光转化为电能的电池，叫太阳能电池。为此，人们习惯地把太阳能电池发电称为光伏发电。当然，光伏发电的电池机理和化学能发电的电池机理不完全一样，但是，在电池使用中，串、并联的技术原理是没有太多差别的，主要技术差异在于太阳能电池的单节电压不到0.5V，比普通化学电池还要低很多。太阳能电池输出电流的大小还会受光照不均匀的影响。在同一个地方，也都会因为遮挡、灰尘、温度和自身偏析等等原因而使每个单元发电参数不尽相同。所以，光伏电池的串、并联使用的条件就更加恶劣了。

为了在太空中获得能源，人们不计成本地发展了光伏技术，而且，在上世纪末，太阳能光伏技术取得了较大的进步，使太阳能光伏转化的效率达到百分之十以上。不过，作为在地球上应用还有相当距离。首先是不经济。光伏电力的生产成本较常规电力几乎高两个数量级。近来，能源紧缺的现象越来越明显了，就有人想，能将太空中使用的光伏技术应用在地球表面上。可是这项应用面对的困难太多了，除了上述的电池的串、并联问题之外，地球表面的阳光辐射量也比大气层外差多了。何况地球上的常规电力在百年的发展过程中早已成熟，价廉，又习惯人们使用，要指望光伏电力替代常规网电就如同要人们用手电筒的电池代替普通电灯的市电一样，不实际。尤其是光伏发电的价格太贵，是普通电力的十倍甚至几十倍，热心的光伏技术推广者们，忙了几十年，也没有见到成效，这是必然的结果。暂时的不应用倒也并不排除人们去研究，经常能看到一些外国建造光伏电站的报道。但也能看到国外业内专家对建造光伏逆变电站的反对意见。德国专家在教科书中就明确强调：“光伏并网电站是如此的不经济，建造它只会给研究者带来迷惘。今后这项技术能否应用很难预料。”国内在光电池生产厂商的赞助和鼓励下，先后也建起了光伏电站示范工程，只是为推销光电池做点广告，其发电效果极差，当然是远远达不到实用要求。

所谓光伏并网电站就是把无数个光电池，经过成千上万的串、并联把电力集中起来，再通过专门的送变装置转变为220V/50HZ的交流电和电网并在一起，供用户使用的发电设备。这在专业上被称作为“光伏逆变并网系统”。这种系统乍看起来，有几个优点：一是和市电系统一样方便应用，不需要更换普通的灯具等用电器，直接使用；二是和网电并在一起，没有其他的光伏系统中应用蓄电池的麻烦，有多少电力，用多少电力，没有发电，就使用网电；三是因为并网不好计量，不计电费，就能让人们产生免费用电的错觉，受表面上小利诱惑，而乐于采用。实质上，光伏并网发电问题很大：一是污染电网，再好不过的逆变器也会产生谐波，这对网上电器造成严重危害；其次是高压电并网不光是个安全问题（公共建筑屋顶要严禁建并网电站），也是造成电池组件击穿损坏的主要原因；最根本的问题在于光伏电力昂贵，完全不具备替换网电的经济条件（广东的一个造价280万光伏电站工程项目，招标文件中要求年产能力2。8万度电）。也有人为了计量和鼓励光伏发电，提出要国家电力部门按十倍的销售电价回收光伏电力。为什么要付十倍的电价呢？这就是光伏发电最主要的问题，成本高！光伏电站的建造和运行成本等同于使用光伏电力的能源消耗的成本。换句话说，就是光伏电池每发一度电，所耗能源要十度电以上。另按相关统计，在我国建造的光伏电站五年报废率高达50%以上。有些电站竣工之后就从来没有正常发过电。这里附一份简表供参考可进行调查。

巨大的投资浪费是如何产生的呢？这值得注意！原本处于实验中的技术项目却成为普遍推广的示范表演。这种实验性质的光伏电站在市场上大量出现，甚至写进了招标文件，不得不引起社会的警觉。据了解，是有关人员把光伏电站当成可再生能源的形象工程来做了。太阳能是可再生的，但是，光伏电站每发一度电要耗电十度，成本太高，得不偿失，目前没有实用价值，怎能推广应用，更不能作为示范工程，那是什么示范呢，技术示范就应该细致深入地进行考察，形象工程示范就该坚决反对。想过没有，大量的光伏电站建造出来是给谁看的呢？这已经给国家和社会造成了损失。

为了减少投资损失。希望对已经建立起来没有发生效用的光伏电站，进行一次检查，如不宜使用是否可改造成其他方式的光伏电力系统。为什么要改造而不是拆除呢？其理由有三点：一，建造光伏电站投资巨大，简单拆除等同报废，必然造成巨大损失；二，应用光伏技术建造电站虽然不经济，但已建造，如改为其它类型的光伏系统，能产生效益；三，在技术上，光伏电站存在着改造的可行性。

    用电池做电站目前成本太高，得不偿失，不实用，但并不是说，电池就没有用处。百年来，网电和干电各得其所，相得益彰的发展事实充分说明，各种能源形式都有其适用的方式，没有必要相互迁就或兼并。最近，高效非逆变光伏供电公共照明系统的出现给光伏电站带来改造的契机，这类系统以实用、经济、可靠、新颖的工程实例获得业内专家和用户的一致好评,可以发展。

本文作者：
合肥工业大学人文经济学院
   赵贺春教授 （主要著述：《工业经济学》）
合肥工业大学电气工程学院
  周民康工程师（主要著述：《光伏技术与光伏工程》）
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