光伏电解水制氢是将太阳能发电和电解水制氢组合成系统的技术,并且有着40年的发展历史,被看作是最有前景的制氢方法之一。
光伏发电制氢主要利用光伏发电系统所发直流电直接供应制氢站制氢。光伏直流发电系统相比传统电站减少了逆变和升压的过程,主要设备设施包括光伏组件、汇流箱、支架、基础、接地装置等,光伏组件可根据制氢站输入电压和电流要求进行串、并连配置,从而提高系统效率。
电解水制氢目前技术成熟、设备简单,运行和管理较为方便,制取氢气纯度较高,无污染。
然而,高昂的耗电成本是大多数企业刻意回避水电解制氢的重要原因,但是随着大规模光伏技术的不断进步,以及逐渐低廉的电价,现如今多数地区维持在0.29元/千瓦时左右。
并且,根据网络上的不完全统计显示,截至目前,全国处于筹备或建设中的“绿氢”项目已达30个。其中,超过20个项目选择“光伏+氢”这一技术路线。
随着一批批项目的落地,光伏装机规模的持续扩张以及发电成本的进一步下降,预计未来光伏制氢将进一步下降,进入发展正循环。
据统计,到2025年,光伏系统度电成本将下降至0.22元/千瓦时,在光资源充沛的区域,光伏制氢电力成本有望达到0.15元/千瓦时,带动制氢成本持续降低,扩大产业发展空间。
并且目前,部分企业已经宣布可以实现全离网光伏制氢,实现燃料电池用氢气发电并网、光、储、网多模式混合制氢系统,综合能量管理策略实现,提升制氢设备利用率、碱性电解槽低功率运行数据收集,探究弱功率下,碱液电解槽的适配性能、智能监控系统,实现光伏制氢系统无人值守等。
相信不久光伏制氢的用电成本就会被限制在用户可接受的范围内,使光伏制氢成本低于传统天然气/煤制氢。而大规模的光伏制氢必将成为了商用制氢的首选。
太阳能制氢,实现了可再生能源生产清洁能源,并可以有效地消纳光伏发电,实现两种重要新能源之间的有效结合应用。
随着光伏发电和电解水制氢技术的不断发展,成本的逐渐降低,太阳能制氢将能逐渐满足商业化的要求,多数专家认为太阳能制氢或会成为我国能源安全和能源结构调整的又一生力军。
盘点:太阳能发电的13个常见问题解答
Q1:太阳能发电是否有辐射或污染?
A1:电力专家表示:“目前从运转看,太阳能发电是没有辐射和污染的。可是会有电池和噪音问题。电子设备在运转时会有噪音,但在可控规划内。电池相似手机、相机电池等有小剂量的辐射,但不会是大问题。太阳能电池板回收是否有辐射,主要看其资料。如果是晶硅太阳能电池收回没有太多污染源。”
Q2:冬天会不会电力缺乏?
A2:太阳能系统的发电量确实受温度的影响,直接影响发电量的因素是辐照强度和日照时长及太阳能电池组件的工作温度。冬季不免辐照强度会变弱,日照时长会减短,一般发电量较夏天会减少,这是正常的现象。分布式太阳能系统与国家电网相连,只要电网有电,家庭负载就不会呈现电力缺乏和断电的状况。
Q3:分布式太阳能发电系统运用规划及装置方法?
A3:分布式太阳能发电系统可装置在任何有阳光普及的地方:路面、建筑物的顶部、侧立面、阳台等。在学校、医院、商场、别墅、居民、厂房、企事业房顶、车棚、公交站牌顶部运用最为广泛。装置方法有混凝土、彩钢板以及瓦片式三种类型。
Q4:分布式太阳能发电补助资金通过什么方法发放给业主?
A4:太阳能发电项目可由电力用户自建,也可选合同能源管理方法。合同能源管理企业应与电力用户根据国家关于合同能源管理等规则,签定能源效劳协议。用户自建太阳能系统的自用太阳能电量不做买卖,关于项目业主装置在其他电力用户屋面上的自用太阳能电量,由项目业主与电力用户依照合同能源管理协议进行结算。对多余太阳能上网电量,由电网企业担任计量、计算、太阳能系统悉数发电量均可得到国家电量定额补助。电网企业根据太阳能电量的计量数据依照国家规则的度电补助规范依照结算周期转拨国家补助资金。
Q5:装置后如果接连阴雨天或雾霾,太阳能发电系统还会工作吗?会不会电力缺乏或断电?
A5:太阳能电池组件在一般阴天也可以发电的,可是因为接连阴雨或许雾霾气候,太阳光辐照度较低,太阳能系统的工作电压达不到逆变器的启动电压,那么系统就不会工作。并网分布式太阳能发电系统与配电网是并联运转的,当太阳能系统不能满足负载需求或因为阴天而不工作时,电网的电将主动弥补过来,不存在电力缺乏与断电问题。
Q6:分布式太阳能会不会影响电能质量?
A6:电能质量即电力系统中电能的质量,衡量电能质量的主要目标有电压,频率和波形。系统的主要交直流变换部件为逆变器,逆变器通过电能质量测验合格后才能投产运用;太阳能发电系统输出电能,过国家电网检验合格后,并入电网。所以分布式太阳能系统不会对电能质量形成影响。
Q7:分布式太阳能并网系统的发电量监控和电表的计量数据是一样的吗?误差有多大?
A7:分布式太阳能并网系统的发电量监控数据和电表的计量数据不一定是一样的。如果在同一个并网点选用相同的电量计量设备,精度也完全相同;那么得出的数据应该是一样的。但太阳能并网系统运用的监控设备往往是系统建设单位自己选用的设备,而电表计量设备往往是电力部门装置的设备,因而设备不同,得到的数据可能会有一些差距。误差有多少要根据具体状况而定。而电费和补助费用的结算是根据电力部门装置的计量设备。
Q8:怎么预计分布式太阳能并网系统的发电量?
A8:要预算太阳能发电系统的发电量,需知道系统装置当地的有效日照时间、系统功率、装置容量。例如1KW的太阳能并网系统,装置地点为北京,日均有效日照时间为4小时,太阳能并网系统功率称为80%,所以该系统日发电量计算公式=组件装置容量×有用日照小时数×系统功率=1000×4×0.8=3200wh,约为3.2度电。
Q9:用户如何取得国家的电费补助?
A9:电网企业负责指导和配合项目单位开展分布式光伏发电项目的并网运行调试和验收,与项目单位签订购售电合同。电网企业对企业分布式光伏项目的全部发电量和上网电量分别计量。对分布式光伏发电项目按电量给予补贴。电网企业应按照国家规定的上网电价与项目单位结算上网电量电费,并按国家规定的按电量补贴的政策,对项目全部发电量按月向项目单位转付国家补贴资金。
Q10:工商业用户装置太阳能发电系统有什么优点?
A10:工商业用户装置太阳能发电系统的优点有:工商业用电量大,电价高,自发自用份额大,成本收回期短,收益率高;另外太阳能系统有节能减排的社会效益,可以帮工业用户完结节能减排目标,尤其在展开低碳买卖的试点城市。
Q11:太阳能发电系统有噪音损害么?
A11:太阳能发电系统是将太阳能转化为电能,不会发生噪音影响,逆变器的噪音目标不高于65分贝,也不会有噪音影响。
Q12:太阳能组件上的房子阴影、树叶乃至鸟粪的遮挡会对发电系统造成影响吗?
A12:太阳能组件上的房子上的阴影、树叶及鸟粪的遮挡会对发电系统造成比较大的影响。每个组件所用太阳电池的特性基本共同,不会在电功能不好或被遮挡的电池上发生所谓热斑效应。一串联支路中被遮盖的太阳电池组件,将被当做负载耗费其他有光照的太阳电池组件所发生的能量,被遮盖的太阳电池组件此时会发热,这就是热斑现象,这种现象严峻的状况下会损坏太阳电池组件。为了避免串联支路的热斑,需求在太阳能组件上加装旁路二极管,为了避免并联回路的热斑,则需求在没一路太阳能组串上装置直流稳妥,即便没有热斑效应发生,太阳电池的遮盖也会影响到发电量。
Q13:哪些状况可能呈现存案失利或许失效?
A13:地级市或县级能源主管部门在受理项目存案请求之日起10个作业日内完结存案审阅并将审阅定见奉告项目单位。当请求项意图累积规划超出该区域年度辅导规划时,当地能源主管应发布通知,中止受理项目存案请求。分布式太阳能发电项目存案有用期内,如果无特别原因未建成投产,项目存案文件主动失效。