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纠正太阳能光伏应用中的错误观点

发布时间:2010-10-20 20:56:53浏览次数:4871次

太阳能光伏应用工程已如雨后春笋，在政策春雨的沐浴下，一个个冒出地面，一年之中，笔者接触了数以百计的工程咨询，也参与了几个重大工程的工程设计，在工作之中，深切地感受到光伏技术应用困难的主要根源，将在于大多数人对该项技术缺乏深入了解。特就几个常见的错误观点列出，与广大光伏应用研究人员和用户们共同探讨。
☆光伏电力是可再生能源吗？
☆逆变并网是否方便应用？
☆光伏供电系统能否额定功率输出？
☆光伏路灯是不是科技产品？
☆光伏应用能不能省下电费？
☆光伏技术应用还有没有实用价值？

一．光伏电力是可再生能源吗？
   太阳能是可再生能源，光伏电力不是可再生能源，这在目前是不容置疑的，在相当长时期内，也难以改变这个现实。
   光伏电力的产生，是要使用设备来完成的，物化在设备制造过程中的能源消耗不能忽略不计，如果，设备生产所消耗的不可再生能源远远大于设备再发生的能量，那么由该设备发生的能量就不能算是可再生能源。事实正是如此，一峰瓦硅电池的生产耗能远大于一峰瓦硅电池在寿命期内所发生的电力。尽管在发电时没有再消耗不可再生能源，但是该电力也不是可再生能源。
   有关资料虽没有给出准确的峰瓦硅电池生产耗能的明细及总和，用最简便的能源价格替换理论来分析也就一目了然了。该理论认为：任何现代产品都可以用必要能源消耗量进行定价，反过来说，也就是认为任何产品都是由物化的能源所构成。数美元一峰瓦的硅电池如果产电不值一美元（是指成本电价），就可以视其为耗能产品，事实上，数美元一峰瓦的硅电池价格也不等于产电的光伏系统单位峰瓦造价。
二．逆变并网是否方便应用？
光伏应用的最普遍形式是逆变并网，原来是因为贮能的问题不能解决，就考虑将剩余光伏电力并网应用。逆变并网使光伏电力与传统市电应用在形式上几乎没有区别，但本质上却是完全不同的。
的确，逆变并网除了给逆变器制造生产增加了一点点麻烦，这个麻烦可以由厂家获利来补偿之外，没有让用户明显感到不适，甚至没有了光伏电力也不会被人察觉，微乎其微的并网电力，犹如在你家的水缸里落下几点雨水。如果不是逆变器谐波对电网造成了污染，你是尝不到那雨露甘甜的。
假如，逆变器存在着谐波严重或与电网不同步等问题，这种情况常见，或者出现孤岛效应，或者是逆变器的故障造成网电的短路……类似事件也并不少见。就不见得不会丝毫不影响电网。所以，虽然雨水香甜，你露天的水缸还是盖上为好。
从技术上讲，逆变损失是十分严重的，由于光伏发电随日照强弱不断变化，而并网逆变器的效率不是在任何功率输出时都能很高，一个能满足光伏发电1000W的并网逆变设备，通常只在2-3百瓦的甚至几十瓦功率下运行，其效率应该不高。光伏电力本来就昂贵，再一次损耗在逆变过程中，光伏系统本来就贵，再增加一部分在逆变设备上，光伏逆变并网电价就不止6倍市电价格，谁舍得用？“国家补贴”的结果只引发电表假转。
三．光伏供电系统能否额定功率输出？
不去逆变并网，直接使用光伏电力，价格上就实惠很多，可是麻烦也不少，怎么用？别说用习惯了稳定可靠网电的市民，不能适应光伏电力变化无常的供电，甚至光伏应用技术的研究设计人员都很难从习惯思维中解脱出来。
使用一个电器，首先的技术概念，就是额定功率。光伏电力能不能带动一个额定功率电器的前提就是光伏系统的输出功率>该电器的额定功率。大得多，造价高，又很贵，不够大，带不动，每天带多久？什么时候用，什么时候不用，太阳虽然按时升落，却不提供额定能量。一峰瓦的电池板绝对是带不动一瓦设备的，这个简单道理有的技术人员都不明白。
经过精确计算和认真设计的光伏系统，一开始也能正常运行，就象事先预料的那样光伏照明亮如白昼。光伏路灯一览无遗，光伏喷泉洋洋洒洒，但是一两年以后，所有系统都不工作了。既不全是质量问题，也不是维护保养不善，而是设计时忽略了光伏系统的供电特征，光伏系统不论电池矩阵和蓄电池系统都会因为本身的特性而逐日衰退，电池板更容易因为清洁不及时，或者热斑效应、连接不良、参数不一致而造成功率严重下降，整个光伏系统的配置就因此失调而功能衰竭，彻底失效。这就是样板工程也大多不长寿的根本原因。
四．光伏路灯是不是科技产品？
光伏路灯的突出优势似乎不用拖电缆，作为独立系统的光伏路灯，恰恰是变化多端的光伏供电系统和额定功率用电系统完全不相协调的搭配。装在路灯杆头上的电池板是很难清洁的，光伏路灯的点亮，完全是依靠已经充满了电的蓄电池供电。如果充满一次可在阴雨天持续亮两星期的光伏路灯，那么在晴朗的季节里，也许能持续一个月的照明，也许每个月取出电池充一次电，或者是用过放电保护，让路灯熄灭，都能让人感到光伏路灯在正常使用，但是随着灯杆的电池板灰尘堆积和自身衰减，一月一次的蓄电池充电，可能就要改为20天一次，直到两年左右更换电池时，光伏供电的比例已经从最初的三分之二降到很低，靠蓄电池供电的光伏路灯，肯定比拖电缆的路灯更昂贵，更麻烦，独立系统的光伏路灯是典型伪科技产品。
象图示这个光伏路灯，电池板功率50WP，蓄电池12V×120AH，灯具功率10W，每晚亮八小时，1440/80=15天，放电深度为65%时，约可工作12天，而电池板初期产生的电能每月仅2-3KWH，经过充放电的损失，可有效使用的电能大概也只有1000WH左右。该计算和上述的分析完全一致。它的工作就总也和上述的情况相同，这个庭院灯可不是一个普通的商品，而是某光伏研究机构成果展示，这个路灯经过两年多实验，证实了这是个不适用的产品。至于大多数的商品类光伏路灯，性能更差。
五．光伏应用能不能省下电费？
即使光伏路灯50%由光伏电力提供，50%的市电电力补充，是不是就能省下电费呢？相比普遍路灯来说，几乎没有任何意义。
1度电经过一次充满蓄电池过程，最多只能发生0.7度电左右的功效，实际过程中，远低于这个数值，加上蓄电池的成本价格早已达不到0.5度电的效用，50%光伏电力的补充，以致于都弥补不了使用蓄电池的损失，不如使用普遍路灯。

对于其它使用蓄电池的逆变光伏电力系统来说，在逆变过程中，又存在相当大变流损失。
这个现实与前面光伏电力是不是可再生能源的讨论十分相似，其实只要光伏电力的价格，从投入到运行不低于市电的售价，就省不下电费。所谓“光伏应用省了电不省钱”的说法，没有道理，光伏应用是既省不了电，又省不了钱。
   换句话说，如果把干电池手电筒用于客厅照明，省下了电费，很多人也是不情愿的，买电池的开支会高出许多，但是，曾经也有不少人宁可拿着手电筒上下楼梯，走过楼道而不肯在楼道上装盏常明灯。这又说明了手电筒在特定的条件下，省下了电费。
所以说，光伏应用能不能省下电费，不是一个简单的问题。
六．光伏技术应用还有没有实用价值？
   能不能省下电费，并不意味着光伏应用的价值的有无。就象手电筒一样，能不能代替其它灯具，并不完全取决于电池的价格。微观经济学中关于相关产品的价格替换理论，对于电力产品来说，几乎就是没有意义的，电池电力，光伏电力和市电电力并不等同桔子、香蕉、梨子的类分，即使类同，也会因为消费者偏好而可以不遵从规则。习惯了市电的电民在选用光伏电力时，自然会是优先考虑逆变并网形式。但是，硬把桔子改成香蕉去迎合喜好香蕉口味的人士，技术上有困难，经济上不合算。
   光伏电力也应该是“天生我才必有用”，关键问题是怎么应用，应用得好，就有价值，应用得不好，就失去了价值。在太空应用，无庸置疑，很有价值，在地面逆变并网应用，就类似改桔子为香蕉，失去了价值；在地面非逆变应用，就存在价值。
   均益安联，用几十个非逆变光伏应用具体工程实例，雄辩地说明光伏应用只要抛弃了逆变并网思维，就肯定能体现出价值！

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