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逆变并网光伏系统应用的非理性现象

jhlu3  发表于 2009/7/13 23:34:09      1377 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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逆变并网光伏系统曾列入我国科委九五科技攻关计划项目。为此,有些企业和单位为争取到该项目的研究经费,率先立项,并纷纷发表论文表示取得了一定的进展。但事实上,研制样品的过程中问题就不断产生。2005年,作为全国第八届光伏会议上的样板工程——东南亚最大的光伏逆变并网系统——深圳园博园光伏电站上,就没有一台逆变并网装置是国产的,说明了当时国内的技术水平未被认可。那么,洋设备的运行情况又如何呢?目前,参观人员也只能无奈地承认“并不理想”。
     逆变并网技术究竟有什么困难?该领域的工程师或许会说,现代电力电子技术完全可以解决。大功率逆变电源技术, 同频同相跟踪控制,光伏矩阵最大功率点跟踪技术,孤岛问题等等似乎都有各种巧妙的方式能给予解决。而且,成熟的现代开关电源技术在UPS(不间断电源),高频焊机之类大功率应用已无太多开发课题时,想方设法搞个新鲜项目,以利用新型控制芯片高速度、高性能发展,以适应新型功率器件的大功率趋向,就能在电子技术应用方向取得新成就。所以,搞逆变并网光伏应用是一条易于拾阶而上的花径,引人入胜。
     如果是自己命题,自己做文章,作者经常免不了夸张或强调文章的立意。光伏应用只是一种新能源形式,虽然太阳能是可再生的,但是搞并网系统的始作俑者将光伏电力说成是可再生能源就是为夸张课题立意在偷换概念,至少目前的光伏电力不是可再生能源。由于光伏电力以并网的方式提供给用户价格是网电的10倍,它的价值构成也几乎全是能耗,也就是说用10度电换一度电的能源如何再生。因此说逆变并网光伏系统的可再生能源利用前提是虚构的。
     人们善于用虚构神话去描绘某种意图。但逆变并网光伏系统不是神话,也不是科幻,它客观存在,它对我们的现实有什么揭露?这就要去深入研究了。这应该比起研究并网逆变器更有意义。提供给深圳园博园电站并网逆变设备的德国,在光伏系统研究方面领先世界。德国斯图加特大学的《太阳能的光伏利用》教材里明明白白地写到:“光伏并网系统……它是如此地不经济,其(存在的)原因是研究者本身得到高额的补助,却导致了不断地去制造巨大损失。这是研究者为获得经费在掩盖经济真相,以欺世盗名。其后再就是对发展光伏技术毫无贡献。”我们在引进装备的时候,何不也引进这些观点,就可以避免一些巨大损失。
     电价昂贵,产生造假的普遍存在
     逆变并网虽说是不经济的,却的确是技术可行的。那么,只要抛开经济属性,只强调它的技术属性,并夸张它的形象作用和远景意义,在当前就也会得到相关机构某种程度的重视。不光可以获得科研费用,甚至于还能真正建造出一些样板工程。这一想法,不无道理。事实证明,用逆变并网技术在中国建造的工程并不见得少于任何一个发达国家。甚至还可以肯定地说,中国是世界上报废逆变并网电站最多的国家。因为中国境内建造的逆变并网电站全是政府投资。况且政府投资的失误,也很少会见诸报端。
     问题是,在中国建造昂贵的逆变并网电站是不符合中国经济现实的。投资在没有实际效益的项目上,对于有决定权又不懂技术的决策者来说存在一定的责任风险,规避这种风险的最好办法就是造假。这方面的造假是普遍的,几乎所有的逆变并网电站,从可行性分析开始就造假。以电站发电后开始核算能源的产出量,再核算成等量的煤,再计算出减少排放的二氧化碳。而不是实事求是地从电站建造,以至于从电池板的生产就开始计算能耗。建造后的造假则是完全不计量。连园博园光伏电站这样大型系统都不计量,还有哪个系统是计量的呢?不计量电站是否在正常工作就无人知晓了。
     造假岂止是回避了经济上的不合算和能源的不节约,造假的另一个根本原因恰恰却还不完全是因光伏电价昂贵而有意实行的。起初,也确实是意识到光伏电价与网电是没有市场竞争力的。除此,光伏电力并网的经济前提被否定的同时,还有意义花费精力去将杯水车薪的光伏电力变流成完全适合网电的并网技术要求,并且能逾越一系列电力并网的法律法规严格条款,真正把一杯水而不是一点汽油浇在车薪上吗?因为,存在很多技术缺陷的光伏电力,很可能会给网电造成污染,给网电电器造成损害,例如,逆变电站就必须要高于网电压才能并到网上,有的电站招标书中就明确要求用修正正弦波并网,这样会给网电造成很多麻烦。为了避免麻烦,较好的办法就是电站不发电,不发电的光伏电站就少麻烦。不发电的电站是什么电站呢?假电站!这样的假电站在中国很普遍。实事求是地说,你所能看到的逆变并网光伏电站,全是假的。包括那些隆重剪彩,又广泛报导的电站,有不少已承认无效,甚至有的材料都被人移走。合肥东部有一个新建小区用安徽省首家把并网光伏电站装上屋顶的宣传作为售楼第一亮点。然而,这个电站是杜绝采访和调研的,做形象工程若不是造假,何惧来人观赏。
形同虚设,掩盖应用的真正效果
     光伏电站并不等于城市雕塑。光伏电站作为高新科技及新能源概念的形象代表,给市民的心理带来了很大的期望。那些遗留在道路两边,上带着小块电池板的“光伏路灯”,就曾经因为不实用而严重地伤害了老百姓的这种感情。这一类伪科技产品,要比普通的伪劣商品更可恶,因为,用科技外衣做包装,直接侵害了群众的科学思维,遗害深远。
     光伏电站暂时之所以未被人唾弃,是因为它形同虚设。并网把它无用的实质隐蔽了。谁能知道,网上的电力有多少是核电站提供的,又有多少是水电站或煤电站提供的,更不会知道还有光伏电站的“杯水”。只要电池板不被台风从屋顶上吹下来砸伤路人,就不会有人关心电站的效益。形同虚设是其职责,只要投资的东西还在,投资就合理了,就不能说是完全虚设。“形”是它的价值体现,“虚设”是它无害存在的理由。不是有一些频谱仪、保健品、五行针、磁疗杯、八卦散之类,形似而神虚的商品吗?然而,国家投资大笔钱建形同虚设的光伏电站和个人消费买些不痛不痒的补品,是应该有区别的。要是把电池板当成城市雕塑,虽说掩盖的仅仅是光伏应用的真正效果,而提倡的则是科技领域的浮夸风。这些结果其根源是光伏逆变并网系统根本没有评估制度和技术标准。作为研究课题所提出的设计任务,大多是针对系统中的部件而制定的一系列单项参数,例如逆变器额定功率时的逆变效率,或者是并网的波形参数等。但是,当某个部件应用在光伏系统中的时候,这些参数并不能代表系统的运行状况。光伏系统是一个随时在变化功率的系统,光伏矩阵的发电功率在不断变化,幅度很大;以网电为基础的系统负载也不一个恒电阻。即使假定在某个时刻,诸参数是一个静态的、确定的值,也没有任何一个逆变并网系统给出了系统的瞬时指标。这一切并不是疏忽,而是不必要。系统最理想的情况是不在工作,光伏应用最乐观的情况是不出问题:没有给电网造成危害,没有给投资指出错误,没有向决策人和设计者、建造者问责。只要电池板在起到形象作用,光伏系统的应用效果就依然在继续。城市逆变光伏并网电站,因为并网使用不实用的隐蔽特性,形同虚设就是难免的。要说这种电站与城市雕塑有何不同,那就在于造价的巨大差别。深圳园博园电站造价近亿元!
四、规模生产鼓动市场的非理性采购
     光伏工业是伴随着半导体技术的发展而步入规模经济的现代产业。光电池的生产在技术和装备方面得到了这一领域的支撑,加速了生产的规模效应。近几年,光伏技术也深入到各应用领域,尤其是小功率应用几乎达到了普及的程度。近几年,光电池的发展呈现出多方向的趋势。非晶,多晶和单晶硅光电池齐头并进。但是,在大功率电站应用方向还是以单晶硅光电池较为合适。因为大功率的电池矩阵存在着相应的离散及连接损失,造成效率严重下降,单晶硅的一致性和衰减比其他类型的光电池好得多。不过,除了在太空应用时,优质的电池板可以功率较大,而在地面上使用,大功率电站在电池矩阵的技术层面就已经不经济了。
     以电池板生产厂家的角度看待这个问题,必然是不同的。可以发现,鼓吹建造大型电站的声音来源,几乎都是发自电池板厂家。有规模经济的支持,呼声就会很响。电池板厂家不惜斥重金资助建造具有影响力的样板工程,这样的示范最有希望拉动光伏领域的高消费。如果是电子表、计算机乃至便携手机充电器、草坪灯等使用光电池,那就是数以万计,也消费不了多少电池板的产量。建造大型电站就完全不同了,动辄兆瓦级。所以鼓吹国外建造了多大的光伏电站就会成为一种产业谋略,似乎中国在功率上比不上外国的数量级,就落后了,而不是去分析在使用的效率上和国际水平进行定量对比。这种思维,只符合电池板厂家的利益,而不符合科学。
     规模经济对市场的消费导向作用不可忽视。《太阳能的光伏利用》的作者莱纳教授把盲目建造光伏并网电站的责任完全归咎于研究人员是片面的,所以他也承认自己遭到了同行们反对。他作为电子技术领域的专家,对经济社会的批判视野受到专业的局限,研究人员只能在技术层面上说可行,而对于大额投资决策是毫无发言权的,绝对比不上电池板生产企业的老板说话有份量。这些人能掏钱给你搞研究,而用不着你下结论,研究结果他说了算,你的研究充其量就是个走过场,或者是建个样板工程做摆设。尽管电池板的生产又耗能,又污染环境,但是电池板企业的代表人物却个个是可再生能源领域年度会议的最大拥蹙和赞助商,甚至挤进“拯救地球人物”的排名,有的干脆就是会议的组织单位和专业委员会的理事,还能被“选”上某项评选活动的评委。这一切的目的只有一个,就是把一个并非合理的市场催熟,鼓动政府率先启动非理性的市场采购。
     中国已经有数以万计的并网光伏电站在运行了。应该对此做深入细致的调研和统计。花一个电站的建造费用,就能搞清这数以万计的电站实际情况,为今后的政府采购做点预习班的作业。要杜绝政绩工程、形象工程所造成的非理性采购现象,发展成一阵“疯”效应。特别是对于借光伏概念上市的股份公司更要加强监管,防止在“金马股份”(以光伏水泵项目上市,半年ST)现象之后,又出现其他类似现象。
五.方向不明导致投资效益降低
     光伏技术是一项能源技术,也与电子技术材料、技术密切相关。光伏应用和其他能源技术拥有类似的规律,也有其特定的适应领域。网电是当前十分普遍的电力应用形式,干电池也是一种应用范围很广的能源形式,要是仅仅由于网电的普遍应用就力图把干电池也逆变并网应用,就违反了这两种能源的应用规律。人们之所以把光伏电力并网,是把光伏电力误认为是无代价的可再生能源了,这显然是谬误。
     这一误解导致了光伏应用迷失了主要方向。导致了围绕光伏技术应用所做的努力都收效甚微,最突出的例子就在逆变并网系统的研究和建造中给出,致使所有在这方面投资的效益降到极低,乃至最终产生负的经济效益和社会效益。很显然,不发电的电站是负效益的,其社会效益的负面作用往往不容易被人察觉,但其危害性不可低估。说光伏并网系统的建造是伪科学的样板和官僚主义的示范也不过分。
    任何技术都有其特定的应用领域和发展方向,光伏技术不例外。光伏系统采用直流供电非逆变就能降低造价而提高效率;不并网怎会给网电造成影响。光伏电力,输出不稳定,不适合在常规额定功率电器的应用。光伏能源目前绝不是可再生能源。如何利用这一能源技术,必须在这些各项事实基础上,认真地去思考,给予适当的定位。

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