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    儲能產業能否助推光伏多元化發展

    2018-05-04   |  來源:煒業通科技

    光伏產業發展至今,經歷了幾十年的風雨歷程,光伏產業也趨于成熟,而作為光伏產業的重頭戲——分布式光伏,依然存在許多發展瓶頸。當然,也不僅僅是光伏,所有分布式能源都面臨這樣一個囧境。如分布式能源對于電網的不友好,也直接導致了電網對分布式能源的不友好,諧波污染、功率配比管理、對于電網的損害以及分布式能源電能質量的參差不齊。都成為分布式能源“公正待遇”的殺手性難題,且截至目前,也沒能夠完全解決。

     

    儲能或是分布式光伏健康發展的救命稻草

    光伏產業對于中國的意義是空前絕后的,中國對于光伏產業的扶持也是空前的,中國戰略性能源在過去的數年,長期受制于歐美各國,而光伏發電是不受空間地域限制,或許隨著技術的革新未來光伏產業能夠幫助中國擺脫困境;目前光伏產業已然成為具有中國特色的標志性產業,其世界性地位無人能夠撼動,中國政府對于光伏產業的扶持有效穩固住了這一絕對性優勢。但是扶持和補貼的根本不在于穩固地位,而是促進產業的良性發展,真正由政策襁褓下的光伏強國,走向光伏產業的世界第一。而這一目標正在實現,光伏補貼退坡就是最好的證明,而中國光伏未來也必將成為世界光伏的佼佼者。而儲能能否成為如火如荼的光伏產業的阻燃劑呢?答案是肯定的。

    儲能對于光伏來說就像水之與青蛙,有水的青蛙才能過的舒心得意。有了儲能,光伏發電能夠有效平衡掉太陽能發電的缺點,如不連續性、功率不穩定性等,電網端對于分布式光伏的調峰調谷,功率匹配都可以借助儲能設施來實現。同時儲能也是未來智能微電網必不可少的組成部分。

    隨著技術的成熟,智能電網可以根據分布式光伏的發電功率特性智能匹配一個合適的介于最小值和最大值之間的并網功率,當功率過剩時光伏發電系統為儲能系統充電,當太陽光線較弱時,光伏電站功率達不到要求時,儲能系統自動補足系統欠失功率,電網或許更愿意接受分布式能源,鑒于目前十個光伏電站十一個想并網,而電網對于分布式能源并網比例要求苛刻(不同地區并網比例不同,整體最低15%左右,最高20%左右),儲能的應用勢必增加這一比例;對于離網系統儲能自然更加必不可少,但是目前離網光伏系統少之又少,很重要的一部分原因是蓄電池成本過大,且使用壽命有效,未來多樣化儲能設施和儲能新技術也勢必降低這一成本,屆時離網光伏發電系統勢必又將進入一番新的天地。

    儲能系統助力光伏應用多元化

    1.氫氣儲能

    有機構預測下個能源時代將是氫能時代——以氫能作為主要能源的時代,氫能是絕對的清潔能源,且地球上氫的獲取來源廣泛,氫能供能的產物是水,是理想的未來能源。

    “在新能源汽車的三分天下市場中,氫燃料電池汽車將來必占其一!”在中國科學院院士衣寶廉曾如是說道,與一般電動汽車相比,氫燃料電池汽車加氫過程僅需幾分鐘,且一次加氫的續航里程可達500公里至700公里,氫氣內燃機或者氫氣燃料電池是氫氣動力車的主要動力技術,雪佛蘭、奔馳、本田、現代等汽車企業均發布了相關的概念車。 自2015年初豐田發售第一款量產型氫燃料電池汽車起,氫氣作為新的能源燃料以一種更貼近人們日常生活的方式走進了公眾的視野。近兩年地方政府、資本和企業競相進入,爭奪氫能汽車市場。而氫能的發展能否助推光伏制氫產業的發展呢?答案是任重而道遠,制氫的途徑很多,熱化學法制氫、光電化學分解法制氫、光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫,同時也可以可直接用氫作為能量的載體,再將氫與二氧化碳反應成為合成天然氣(甲烷)。而光伏發電只是簡簡單單的一種,真正走向產業化道路還有好久要走,而光伏發電自身不受空間地域限制的特性,又極其適合未來氫能源供給站的自產自銷,尤其是偏遠地區,減少了許多運輸成本和運輸的不安全因素,而這一切的基礎是建立在光伏制氫技術有重大突破的基礎上。

    2.光伏儲能新思路

    不久前中國科學家研發了一種“全天候”發電的太陽能電池,傳統太陽能電池并不能把所有的太陽能吸收利用并轉化為電能,只有較少一部分光能被有效利用,然后轉換為電能。“全天候”太陽能電池得轉化效率遠高于傳統太陽能電池。原因在于這種太陽能電池可以將沒有被吸收的可見光與近紅外光的能量儲存在電池片的材料中,太陽下山后再將其以單色可見光的形式釋放出來。單色可見光通過內置的光吸收劑吸收后轉換為電能,達到太陽能電池在有無陽光的存在的條件下都可以發電的設想。優化的全天候太陽能電池太陽光照時的光電轉換效率為10%,在夜晚的光電轉換效率為25%以上。同時,這一類太陽能電池在夜晚的發電時間可以持續數小時。

    引入的這種能量存儲材料,為我們未來發展儲能產業和光伏產業提供了新的思路,隨著技術的發展和成熟,未來或許真的可以克服太陽能發的自身的不足,真正實現不受天氣和環境的影響。同時我們強烈希望有關研究機構奮勇直前,尋找出更加適合于光伏電池表面儲存能量的材料和技術,再加之高效太陽能電池技術,屆時,太陽能電池也許能夠和傳統電池相抗衡的能力了,且其運行場景和適用范圍也將發生翻天覆地的變化。

    3.機械類儲能

    機械類儲能一直是備受世界各國寵愛,早在上個世紀歐美和部分亞洲國家就利用機械類儲能方法對分布式能源進行儲能,機械儲能包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等,鑒于其技術相對較低,是早期儲能設施的首選,缺點就是工程量浩大,能量損失嚴重。

    而筆者認為,機械儲能依然有和光伏發電相輔相成的地方,如抽水儲能,我們可以利用直流電機帶動水泵,避免了復雜光伏系統的電能損失,在野外等特殊場合,太陽能輔助農業蓄水市場前景廣闊,同時隨著光伏系統成本的下降和光伏系統本身的簡化,勢必成為農業生產過程中的香餑餑;壓縮空氣儲能,可以通過建立工業區集中式壓縮空氣站,利用直流壓縮機集中壓縮空氣,能夠大大減少工業用壓縮空氣的使用成本;

    4.化學儲能

    化學類儲能主要包括蓄電池儲能,鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池等,且目前技術也都較成熟,蓄電池的應用場景遍地,對于后期維護有得天獨厚的優勢,目前電池儲能是這個儲能行業發展的重點,未來也必將占得巨大的市場份額,寶馬、特斯拉都電池大廠都樂忠于電池儲能的實施,加之電池技術提升,二次鋰電池回收利用,也將成為大型儲能電站的原材料。

    而筆者認為,傳統電池儲能的發展極利于太陽能發電產品線的豐富,發揮出光伏發電得天獨厚的優勢所在,如野外離網發電系統、便攜式光伏、光伏野外救援系統等等。而實際光伏產業目前的焦點恰恰在另一方面,相信未來戶用光伏發展起來之后,各大廠商應該會樂忠于對光伏產品線的豐富和太陽能電池對于光伏延伸產品的匹配,創造出更加實用的多元化光伏產品。筆者也希望未來化工、提純、電鍍等等電化學工業領域能夠與光伏發電進行深入匹配,減少二次轉換,提高光伏電能的利用效率。

    儲能技術一直備受各國能源、交通、電力、電訊等行業的關注,對發展分布式能源產業意義重大。氣候變化驚恐后,各國大力發展可再生能源,而由于技術原因和規劃不當,棄風、棄光問題嚴重,可再生能源(光伏、風力發電等)的發展受到了嚴重制約。因此,儲能技術的提升和創新就成為了可再生能源健康發展的救命稻草??梢哉f說,儲能技術水平在某種程度上將決定太陽能等能源發展水平。中國提出的儲能產業發展指導意見也勢必將中國儲能提升到一個新的高度。儲能產業的高度提升,也將成為太陽能發電多元化的助推劑。

     

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