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储能产业能否助推光伏多元化发展

2018-05-04   |  来源:炜业通科技

光伏产业发展至今,经历了几十年的风雨历程,光伏产业也趋于成熟,而作为光伏产业的重头戏——分布式光伏,依然存在许多发展瓶颈。当然,也不仅仅是光伏,所有分布式能源都面临这样一个囧境。如分布式能源对于电网的不友好,也直接导致了电网对分布式能源的不友好,谐波污染、功率配比管理、对于电网的损害以及分布式能源电能质量的参差不齐。都成为分布式能源“公正待遇”的杀手性难题,且截至目前,也没能够完全解决。

 

储能或是分布式光伏健康发展的救命稻草

光伏产业对于中国的意义是空前绝后的,中国对于光伏产业的扶持也是空前的,中国战略性能源在过去的数年,长期受制于欧美各国,而光伏发电是不受空间地域限制,或许随着技术的革新未来光伏产业能够帮助中国摆脱困境;目前光伏产业已然成为具有中国特色的标志性产业,其世界性地位无人能够撼动,中国政府对于光伏产业的扶持有效稳固住了这一绝对性优势。但是扶持和补贴的根本不在于稳固地位,而是促进产业的良性发展,真正由政策襁褓下的光伏强国,走向光伏产业的世界第一。而这一目标正在实现,光伏补贴退坡就是最好的证明,而中国光伏未来也必将成为世界光伏的佼佼者。而储能能否成为如火如荼的光伏产业的阻燃剂呢?答案是肯定的。

储能对于光伏来说就像水之与青蛙,有水的青蛙才能过的舒心得意。有了储能,光伏发电能够有效平衡掉太阳能发电的缺点,如不连续性、功率不稳定性等,电网端对于分布式光伏的调峰调谷,功率匹配都可以借助储能设施来实现。同时储能也是未来智能微电网必不可少的组成部分。

随着技术的成熟,智能电网可以根据分布式光伏的发电功率特性智能匹配一个合适的介于最小值和最大值之间的并网功率,当功率过剩时光伏发电系统为储能系统充电,当太阳光线较弱时,光伏电站功率达不到要求时,储能系统自动补足系统欠失功率,电网或许更愿意接受分布式能源,鉴于目前十个光伏电站十一个想并网,而电网对于分布式能源并网比例要求苛刻(不同地区并网比例不同,整体最低15%左右,最高20%左右),储能的应用势必增加这一比例;对于离网系统储能自然更加必不可少,但是目前离网光伏系统少之又少,很重要的一部分原因是蓄电池成本过大,且使用寿命有效,未来多样化储能设施和储能新技术也势必降低这一成本,届时离网光伏发电系统势必又将进入一番新的天地。

储能系统助力光伏应用多元化

1.氢气储能

有机构预测下个能源时代将是氢能时代——以氢能作为主要能源的时代,氢能是绝对的清洁能源,且地球上氢的获取来源广泛,氢能供能的产物是水,是理想的未来能源。

“在新能源汽车的三分天下市场中,氢燃料电池汽车将来必占其一!”在中国科学院院士衣宝廉曾如是说道,与一般电动汽车相比,氢燃料电池汽车加氢过程仅需几分钟,且一次加氢的续航里程可达500公里至700公里,氢气内燃机或者氢气燃料电池是氢气动力车的主要动力技术,雪佛兰、奔驰、本田、现代等汽车企业均发布了相关的概念车。 自2015年初丰田发售第一款量产型氢燃料电池汽车起,氢气作为新的能源燃料以一种更贴近人们日常生活的方式走进了公众的视野。近两年地方政府、资本和企业竞相进入,争夺氢能汽车市场。而氢能的发展能否助推光伏制氢产业的发展呢?答案是任重而道远,制氢的途径很多,热化学法制氢、光电化学分解法制氢、光催化法制氢、人工光合作用制氢和生物制氢,同时也可以可直接用氢作为能量的载体,再将氢与二氧化碳反应成为合成天然气(甲烷)。而光伏发电只是简简单单的一种,真正走向产业化道路还有好久要走,而光伏发电自身不受空间地域限制的特性,又极其适合未来氢能源供给站的自产自销,尤其是偏远地区,减少了许多运输成本和运输的不安全因素,而这一切的基础是建立在光伏制氢技术有重大突破的基础上。

2.光伏储能新思路

不久前中国科学家研发了一种“全天候”发电的太阳能电池,传统太阳能电池并不能把所有的太阳能吸收利用并转化为电能,只有较少一部分光能被有效利用,然后转换为电能。“全天候”太阳能电池得转化效率远高于传统太阳能电池。原因在于这种太阳能电池可以将没有被吸收的可见光与近红外光的能量储存在电池片的材料中,太阳下山后再将其以单色可见光的形式释放出来。单色可见光通过内置的光吸收剂吸收后转换为电能,达到太阳能电池在有无阳光的存在的条件下都可以发电的设想。优化的全天候太阳能电池太阳光照时的光电转换效率为10%,在夜晚的光电转换效率为25%以上。同时,这一类太阳能电池在夜晚的发电时间可以持续数小时。

引入的这种能量存储材料,为我们未来发展储能产业和光伏产业提供了新的思路,随着技术的发展和成熟,未来或许真的可以克服太阳能发的自身的不足,真正实现不受天气和环境的影响。同时我们强烈希望有关研究机构奋勇直前,寻找出更加适合于光伏电池表面储存能量的材料和技术,再加之高效太阳能电池技术,届时,太阳能电池也许能够和传统电池相抗衡的能力了,且其运行场景和适用范围也将发生翻天覆地的变化。

3.机械类储能

机械类储能一直是备受世界各国宠爱,早在上个世纪欧美和部分亚洲国家就利用机械类储能方法对分布式能源进行储能,机械储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等,鉴于其技术相对较低,是早期储能设施的首选,缺点就是工程量浩大,能量损失严重。

而笔者认为,机械储能依然有和光伏发电相辅相成的地方,如抽水储能,我们可以利用直流电机带动水泵,避免了复杂光伏系统的电能损失,在野外等特殊场合,太阳能辅助农业蓄水市场前景广阔,同时随着光伏系统成本的下降和光伏系统本身的简化,势必成为农业生产过程中的香饽饽;压缩空气储能,可以通过建立工业区集中式压缩空气站,利用直流压缩机集中压缩空气,能够大大减少工业用压缩空气的使用成本;

4.化学储能

化学类储能主要包括蓄电池储能,铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池等,且目前技术也都较成熟,蓄电池的应用场景遍地,对于后期维护有得天独厚的优势,目前电池储能是这个储能行业发展的重点,未来也必将占得巨大的市场份额,宝马、特斯拉都电池大厂都乐忠于电池储能的实施,加之电池技术提升,二次锂电池回收利用,也将成为大型储能电站的原材料。

而笔者认为,传统电池储能的发展极利于太阳能发电产品线的丰富,发挥出光伏发电得天独厚的优势所在,如野外离网发电系统、便携式光伏、光伏野外救援系统等等。而实际光伏产业目前的焦点恰恰在另一方面,相信未来户用光伏发展起来之后,各大厂商应该会乐忠于对光伏产品线的丰富和太阳能电池对于光伏延伸产品的匹配,创造出更加实用的多元化光伏产品。笔者也希望未来化工、提纯、电镀等等电化学工业领域能够与光伏发电进行深入匹配,减少二次转换,提高光伏电能的利用效率。

储能技术一直备受各国能源、交通、电力、电讯等行业的关注,对发展分布式能源产业意义重大。气候变化惊恐后,各国大力发展可再生能源,而由于技术原因和规划不当,弃风、弃光问题严重,可再生能源(光伏、风力发电等)的发展受到了严重制约。因此,储能技术的提升和创新就成为了可再生能源健康发展的救命稻草。可以说说,储能技术水平在某种程度上将决定太阳能等能源发展水平。中国提出的储能产业发展指导意见也势必将中国储能提升到一个新的高度。储能产业的高度提升,也将成为太阳能发电多元化的助推剂。

 

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