一、光伏发电有什么优势和劣势呢?
太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此,与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比, 太阳能光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术。
太阳能光伏发电项目建设的必要性和意义
中国的环境现状和发展趋势大规模、无节制地开发利用化石燃料不仅加速了这些宝贵资源的枯竭,而且造成日益严重的环境问题。过度的排放日益引起全球关注,解决这些问题已不再是各国自身的事情,控制和减少排放已经成为全球各国的目标和义务,责任的分担已经成为各国政府讨价还价的政治问题。
随着全球能耗的快速增长,环境将进一步恶化,减排的纷争将更加激烈。
我国目前的能源将近 70%由煤炭供给,这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。大量的煤炭开采、 运输和燃烧,对我国的环境已经造成了极大的破坏。初步估算煤炭发电
造成的污染的经济损失以及由此引致的环境污染治理成本高达 1606 亿元。
大力开发利用可再生能源是保证我国能源供应安全和可持续发展的 必然选择。我们的环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了,再不加大清洁能源和可再生能源的份额,我国的经济和社会发展就将被迫减速。
二、太阳能光伏发电的缺点分析!
太阳能光伏发电还存在一些有待攻克的“弱点”。它的主要缺点有以下几个方面。1.光电转化率很低。我们大家都知道,太阳光电池主要功能在将光能转换成电能,这个现象称之为光伏效应。但是这就使得我们在选取太阳能电池板原材料的时候,产生了众多不便的因素。要求我们必须考虑到材料的光导效应及如何产生内部电场。不仅要吸光效果,还需要看它的光导效果。所以材料的选取对于光伏发电来说是一项很大的约束。必须充足了解太阳光的成分及其能量分布状况,从目前太阳能发展的情况来看,材料的选取仍旧是个待提高的突破点。即使在非常高效的材料下进行光电转换,它的效率仍然很低。据2008中国能源投资论坛中最新报告可知,上海市纳米专项基金的支持下,经过3年多实验与探索,已经研制出一块新型仿生太阳能电池。它的光电转化效率已超过10%,接近11%的世界最高水平。从数据我们能够看出,11%这个极低的水准却是目前世界上无法逾越的高度。因此,太阳能光伏发电的转换效率低,依旧是国家乃至世界研究组一直以来希望妥善解决的问题。2.光伏发电需要很大的面积。也许我们不会太在意这个问题。但是从目前的实际状况来看,以单晶硅或多晶硅为主要原料的太阳能电池板正越来越多地点缀于城市建筑的屋顶、墙壁,成为一座座所谓“清洁无污染”的太阳能电站。然而,在这种被称为“绿色电站”的身后,却“隐藏”着一系列高能耗、高污染的生产过程。即使作为第三代太阳能电池的染料敏化电池来说,虽然它最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。据科学家估算,它的成本仅相当于硅电池板的1/10。但是此类电池的效率随面积放大而降低。这一点又与太阳能发电需要充足的日照和广域的面积相矛盾。3.所需光照要求复杂,选择地日光辐射情况适当。太阳能,一提到这个名字,我们就会把它和万物之灵太阳联系起来,但是太阳能发电所需的必要条件就是光照指数。如果在阳光不太充足的多云天气亦或者是雨天和闷热的天气里,太阳光伏效应转换的效率将会大幅度降低,然而系统还仍需连续供电。4.光伏发电成本太高。在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的,但其成本居高不下,远不能满足大规模推广应用的要求。最新研制的SunPower新的太阳能电池板效率达到22%,尽管其光电转化效率也非常可观,但受原料价格和提纯工艺的限制,发电成本始终高高在上,让很多企业和商家望洋兴叹。晶硅太阳能电池的主要材料是硅片,比如铺设在大面积的太阳能电池幕墙。然而目前,太阳能电池板主要用的硅,其高纯度是99.9999%。它的硅技术被德国、日本、美国等几个公司垄断了,但是国内的研发需要高端材料。可想而知,太阳能电池用的硅都是进口的。它的价值不菲,成本太高。所以太阳能发电系统在未来的领域中仍需要人们不断的探索与完善。
三、太阳能光伏大棚有哪些缺点
光伏大棚不但不额外占用耕地,还使原有土地实现增值,光伏农业大棚着重把农业、生态和旅游业结合起来,利用田园景观、农业生产活动、农业生态环境和生态农业经营模式,以贴近自然的特色旅游项目吸引周边城市游客在周末及节假日作短期停留,以最大限度利用资源,增加旅游收益。
第一类光伏大棚
第一类光伏大棚,光伏组件铺设在封闭式农业大棚顶棚上面,是农业与光伏结合最为紧密的一种形式。
优点
1)节约了土地资源,在很大程度上解决了光伏发电与种植业争地的矛盾。光伏农业大棚发电利用的是农业大棚的棚顶,并不占用土地,也不会改变土地使用性质,因此能够节约土地资源。
2)温室室内空间面积相对较大,可有效利用土地,减少土地的浪费。相对于单栋日光温室,此种形式的温室室内空间相对来说较大,土地的利用率更高,单栋温室之间的间距对土地的浪费在此类温室中得到有效的克服。
3)此类温室根据农业需要可形成大跨度钢结构,里面空间较大,可形成机械化作业,甚至形成观光光伏农业。
4)可提高农业自动化程度,此类温室可配套附属设施:如内遮阳保温系统、加热补温系统、通风降温系统、智能化控制空气增湿系统、滴灌系统等,形成自动化温室农业。
5)可节省人工劳动,因为温室大棚可机械化操作,又主要实行自动化,这样人工劳动相对较少,减少劳动用工成本。
缺点
1)此类光伏大棚的光伏组件布置在农业大棚屋顶上面,光伏发电与植物生长存在争光现象,设计时需同时考虑两方面的需求,此类大棚不适合喜光植物的种植。
2)建造成本非常高,回收期较长,不适合小规模的家庭经营。此类大棚基本采用钢结构大棚设计,此类大棚用钢量大,建造成本相对较高,适合用于较大型农光项目。
3)单一植物区。如果没有隔断墙,温室将成为一个单一种植区,限制了多种植物同时种植的可能。
4)可能产生冷热不均匀区域。温室面积较大,容易出现通风死角,尤其是未采用循环风扇时,这种现象更为明显。
第二类光伏大棚
第二大类光伏大棚,光伏组件不直接铺设在大棚上面,而是单独设光伏支架架设在大棚后面或中间,可以说是附加式光伏大棚,它的特点是农业与光伏结合度不高,但农光互不影响,能完全确保大棚农业和光伏发电各自功效的最好发挥。
优点
1)光伏与农业大棚结构相对独立,光伏组件与农作物相互影响较小,较少存在争光现象。
2)建造安装相对简单,此类型大棚农业大棚和光伏支架可单独各自设计,农业大棚、光伏支架安装和拆卸相对独立、简便。
3)造价较低,用钢量较少,结构简单。此类光伏大棚相对第一大类来说,农业大棚和光伏支架相对结构简单,用钢量相对较少,自动化设备较少应用,相对来说造价成本相对较低。
4)采光性和保温性能好,相对第三大类敞开式大棚,此类大棚为封闭式温室大棚,大棚能具有一定的保温性能,节能效果明显。
缺点
1)安全性及抗灾能力差,此类农业大棚结构相对简单,抗风性能相对较差,安全性能相对较低。
2)大棚内立柱较多,跨度相对较小,不利于农业机械化操作。
3)农业自动化程度较低,此类温室室内面积相对较小,层高较低,不利于机械化运作,也较少运用自动化农业设施。
4)劳动强度相对较大,劳动成本较高。因其机械化及自动化受限,主要由人力进行农业种植,相对用人较多,劳动力成本较高。
第三类光伏大棚
第三大类光伏大棚是敞开式大棚,也可以说是特殊的地面光伏支架,它的特点是利用较高的光伏支架,上铺光伏组件,下面种植农作物,敞开式大棚是一种多方质疑的光伏农业结合型式。
优点
1)仅占用少部分农业用地(支架基础),就可实现光伏发电,相对地面光伏来说,不需要征收大面积土地,下面仍可种植农作物,节约了土地资源。
2)此类大棚建造成本相比以上两大类大棚,成本更低,仅有光伏支架成本,农业部分不需单独建造大棚。相对地面光伏支架来说,支架成本稍有提高。
3)因光伏支架离地相对较高,地面下仍可满足农业机械化的操作要求,减少人工劳动操作,可节省人工成本。
4)大棚建造安装相对简单,此类大棚仅需按地面光伏支架安装方式进行即可,安装方便,施工速度快,施工周期短。
缺点
1)此类光伏大棚的光伏组件布置在农作用上面,光伏支架及组件的阴影对农作物生长有一定的影响,光伏发电与植物生长存在一定的争光现象。
2)大棚为敞开式大棚,农作物种植受当地环境、温度影响较大,种植比较粗放,不能形成精细化、规模化、自动化农业生产。
3)组件清洗及更换成本较高。光伏支架离地面较高,不利于光伏组件的维护和清洗,相比于地面光伏,清洗及更换组件如采用人工比较困难,清洗可采用智能机械人的方式,相对成本较高。