前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的光伏板產業現狀主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞 光伏發電;太陽能電池;前景
中圖分類號:TM914 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2013)022-003-1
隨著全球經濟的迅速發展和人口的不斷增加,以石油、天然氣和煤炭等為主的化石能源正逐步消耗,能源危機成為世界各國共同面臨的課題。與此同時,化石能源造成的環境污染和生態失衡等一系列問題也成為制約社會經濟發展甚至威脅人類生存的嚴重障礙。新能源應用正成為全球的熱點。太陽能資源是最豐富的可再生能源之一,它分布廣泛,可再生,不污染環境,是國際上公認的理想替代能源。
1 太陽能光伏發電技術
1.1 太陽光伏發電技術原理
太陽能電池是太陽能光伏企業的核心設備,光伏發電利用太陽能電池將光能直接轉換成電能。1839年Becquerel發現了光生伏打效應,為太陽能電池的產生奠定了基礎。太陽能電池芯片的PN結被光照射后,高能狀態下的電子吸收了光能,被激發成為自由電子,自由電子在晶體里移動,余下的空穴也圍繞晶體移動,自由電子在N結聚集,空穴在P結聚集,由此PN結間形成電勢差,從而可以作為電源使用。
1.2 太陽能電池
提高太陽能光伏發電技術的關鍵是提高太陽能電池的轉化率。太陽能電池主要分為硅基太陽、化合物半導體電池。
1.2.1 硅基電池
電池和化學電池是目前商業化最成熟的太陽電池。硅基太陽電池分為晶體硅和非晶硅電池,晶體硅可分為多晶硅電池和單晶硅電池,單晶硅光伏電池雖然轉換效率高,穩定性好但是成本也比較高,多晶硅電池雖然轉換率低些,但是以其較高的性價比成為市場上最主要的光伏太陽能電池。晶硅光伏發電技術的發展的方向主要是硅薄膜光伏發電。硅薄膜太陽電池的是指將硅膜放在其他材料比如玻璃等做成的支持襯底上制成的太陽能電池,相對傳統的晶硅太陽能電池而言,生產硅薄太陽能膜電池所需的硅材料少,成本低,能耗小但是生產工藝比較復雜。
1.2.2 化合物半導體電池
半導體硅的價格比較貴,相對而言化合物半導體的成本就比較低了,化合物半導體電池主要有CdTe電池和CIGS電池。這些化合物半導的體能隙寬度可以方便的調節,從而與太陽光譜匹配,將更多的光能轉換為電能。理論上CdTe電池的光電轉換效率可達30%,而且性能穩定,原材料價格低廉。另外,金屬鎘Cd具有毒性,會嚴重的污染環境,根據有關研究結果,生產相同多的電量,CdTe與煤、石油和晶體硅電池相比,排放的鎘等重金屬的量是最低的。
1.3 太陽能光伏發電系統
太陽能光伏發電系統由太陽能光伏電池板、儲電裝備、控制器存和逆變器構成,包含了電能變換系統和發電系統。太陽能通過太陽能光伏電池板被轉換為電能,并通過逆變器轉換后可以提供給負載用戶使用。
1.3.1 獨立光伏發電系統
獨立光伏發電系統是獨立運行的發電系統,不與電網相連,一般建設在遠離電力系統的邊遠地區或者作為野外移動式電源使用。獨立光伏發電系統將白天生產的部分電能存儲在蓄電池里,晚上釋放出來使用,對沒有條件接入電網的居民而言是很好的選擇。但是在實際應用過程中,因為獨立光伏發電系統供電不穩定,通常會建立一個普通電站輔助,這提高了光伏發電的成本,也與利用清潔能源發電的目的背道而馳。
1.3.2 并網光伏發電系統
并網光伏發電系統是指將光伏發電設備與電網連接在一起的發電系統。太陽能光伏發電設備與其他類型的發電站一樣能為公共電網提供有功電能和無功電能。光伏電池在陽光照射下產生的是直流電,需要經過相關設備變換成與公共電網頻率相同的交流電,之后再以電流源、電流源等方式把電能送入電網,所以并網系統不需要蓄電池,系統運行成本低于獨立光伏發電系統。另外,并網光伏發電系統的轉換率比獨立光伏發電系統高很多,所以發電系統的供電比較穩定,是太陽能光伏發電產業的比較合理發展方向。
2 太陽能光伏發電技術發展前景
我國公布的相關規劃提出,2015年的分布式光伏發電要達到一千萬千瓦;英國,日本國家成為光伏產業新興海外市場;股神巴菲特第三次投資光伏電站項目,一系列行動表明光伏產業正在緩慢回升。中國的光伏企業的市場主要是歐美等發達國家,但是隨著我國出臺了一系列光伏補貼政策,國內市場將逐漸被打開,光伏企業有望擺脫生產過剩的現狀。國家已經明確提出鼓勵在中東部地區建設和建筑相結合的分布式光伏發電系統,所以分布式光伏發電和建筑光伏一體化將是我國未來光伏產業的重要發展方向。由此,光伏產業可能從高端市場向下游市場延伸,專業從事諸如太陽能照明或者屋頂太陽能的企業可能得到大力發展,光伏企業需要更加重視相關技術的開發與研究,比如光伏并網電路的拓撲結構、分布式光伏發電系統的能量管理,對系統的顯示和遠程監控等,同時也應該提供安裝維護等增值服務。
雖然晶硅太陽能板仍然是市場的主流,但是很多企業也將目光投向了薄膜太陽能板技術。薄膜太陽能板相對于晶硅太陽能板而言,更能適應高溫潮濕的條件,在我國大多用于下游的建筑幕墻,生產成本低,在制造過程中使用的能源也在晶硅太陽能板的一半以下。全球經濟衰退影響時,薄膜太陽能板市場仍然穩定增長,美國的FirstSolar公司也因此成為全球最大的太陽能板生產商之一。目前,MiaSole公司將CIGS薄膜的光能轉化率提高到17%,改變了以往薄膜太陽能板轉化率低的狀況,對晶硅太陽能板提出了挑戰。
3 結束語
我國幅員遼闊,可利用的太陽能多,太陽能光伏發電技術已經大大提高了轉換率,因此光伏產業的發展前景看好。隨著電價補貼和光伏發電的使用時間增加,未來太陽能發電成本有可能降到和常規電價相近的水平。另一方面我國石油、煤炭、天然氣等不可再生能源不斷減少,太陽能等清潔能源的開發利用是未來能源發展必然的方向。
參考文獻
[1]馬寧.太陽能光伏發電概述及發展前景[J].智能建筑電氣技術,2012(02):25-26.
自2011年下半年起,由于國內產能過剩、歐洲市場需求下降與貿易壁壘等多重因素疊加,用進入“寒冬”來形容我國光伏行業毫不為過。期間最有代表性的事件即是在2013年3月,全球最大太陽能電池板生產商尚德電力宣布其在中國的主要子公司破產。無錫尚德的破產進一步暴露出全球太陽能行業的糟糕境遇。在此之前,西方太陽能行業發生一連串倒閉事件,包括德國的Q-Cells和美國Solyndra的破產事件。一連串企業倒閉尤其是大型企業倒閉,可以理解為行業見底的重要標志。遭受歐美“雙反”(反傾銷和反補貼)與國內產能嚴重過剩雙重考驗的中國光伏產業,是否還能迎來自己的第二個春天引人深思。
我國光伏產業發展現狀
(一)產能高度集中于中游生產環節,關鍵技術設備需進口
一般而言,光伏產業鏈分為上游、中游和下游三大環節。其中,上游包括技術研發、硅材料和其他材料的提煉生產,中游包括硅片、電池片及組件的生產制造,下游則是指光伏系統安裝建設及運營與維護。光伏產業鏈的各個環節對技術、投資與資本規模要求差異較大。資金與技術問題所產生的壁壘,使得硅材料提純與光伏終端應用環節的價值量相對更高,而中游的太陽能電池生產與組件封裝環節因進入門檻較低,導致其競爭激烈,產業價值量也最低。
我國光伏企業則恰恰集中在產業鏈中游低附加值、低利潤回報率的電池和組件制造環節,而在產業鏈上游的多晶硅和產業鏈下游的光伏發電環節,發展還比較滯后。自2007年起,我國的太陽能電池產量便穩居世界第一位,是全球名副其實的光伏電池制造中心,如表1所示。低端產業鏈生產環節的重復建設,對產能擴張的盲目追求,使得產量嚴重過剩,為光伏產業的發展埋下了極大隱患。
表1 近年來我國光伏電池產量增長態勢及與全球產量比較
年份 全球太陽能電池產量(MW) 中國太陽能電池產量(MW) 中國占比(%)
2000 287.00 3.00 1.05
2001 401.00 4.60 1.15
2002 560.00 6.00 1.07
2003 750.00 12.00 1.60
2004 1256.00 50.00 3.98
2005 1815.00 145.00 7.99
2006 2536.00 438.00 17.27
2007 4279.00 1088.00 25.43
2008 7911.00 3238.00 40.93
2009 12464.00 5851.00 46.94
2010 27381.00 7710.60 28.16
2011 37185.00 12983.88 34.92
數據來源:Wind資訊
雖然我國在太陽能電池產能與產量方面位居世界第一,但行業核心技術大多掌握在其他發達國家的手中,產業核心競爭力不強,許多關鍵技術和設備對外依存度很高,如薄膜電池生產線、四氯化硅閉環回收裝置、自動電焊機等設備都主要依賴進口。這種技術設備方面的差距,導致光伏產業發展缺乏穩定的基礎,直接致使我國光伏產品的生產成本偏高,市場競爭力不強。
此外,雖然與使用傳統能源相比,使用太陽能產生的固體廢物少、能源消耗低,作為綠色能源的代表其在應用環節具有無污染、無排放的環境友好型特征,但并非光伏產業鏈的每個環節都是無污染的。光伏電池的生產與制造環節是存在嚴重污染問題的,尤其是太陽能多晶硅的生產和鑄錠、切片所需的能源消耗較大,環境影響也較大。對于我國光伏企業而言,集中于電池制造環節且尚未掌握產業清潔發展技術的現狀,除了帶來低端生產環節的重復建設與產能過剩外,也對生態環境產生了重大影響,有悖于綠色新能源應用的初衷。
(二)原材料高純度多晶硅進口依存度高
多晶硅是光伏產業最主要的原材料。我國多晶硅工業起步于上世紀50年代,但早期發展并不景氣。近年來隨著光伏市場的不斷發展,我國多晶硅產業獲得迅速發展,產量也得到迅速擴張,從2005年到2013年,我國多晶硅產量從41噸迅速增至8.2萬噸,如圖1所示。
圖1 我國2001年至2013年多晶硅產量
(編輯注:去掉縱坐標數據中的“,”)
數據來源:Wind資訊
我國硅礦尤其是優質石英硅礦儲量豐富,可以為多晶硅的生產提供豐富的原材料,但生產高純度多晶硅不僅對技術水平要求高,還需要大量的資金投入,所以存在著較高的技術壁壘和資金門檻。目前,生產多晶硅的主流技術是改良的西門子法,但是該法的核心技術主要集中在美國、德國、日本的幾家大型廠商手中,國內除少數大型企業突破了技術限制外,大部分廠商是從國外引進技術。核心技術的缺乏,直接導致我國大部分廠商所生產的多晶硅產品質量較差,生產成本略高,因此每年仍需從國外進口大量高純度多晶硅(見表2)。原材料的高度進口依存度,使得我國光伏產業發展風險大增,制約著整個行業的健康持續發展。
表2 2010―2013年我國高純度多晶硅進口量與產量(單位:噸)
年份 2010年 2011年 2012年 2013年
進口量 47510 64614 82760 72104
生產量 52203 84801 71000 82000
數據來源:Wind資訊
(三)產品銷售嚴重依賴國外市場
關鍵詞:河北省;光伏農業;現代農業
中圖分類號 F320.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2015)12-13-03
Study on Photovoltaic Agriculture in Hebei Province
Li Tiantian et al.
(College of Economics and Trade, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001,China)
Abstract:Recently there is a serious surplus in photovoltaic industry.It is in urgent need of transformation and upgrading from traditional agriculture to modern agriculture. The combination of photovoltaic power station and agriculture can achieve greater effect. Developing the photovoltaic agriculture is the inevitable choice to realize agricultural industry upgrading and sustainable way. This article introduced the photovoltaic agricultural development of YingLi Green Energy Holding Co.,Ltd in Baoding in recent years and analyzed the current situation of photovoltaic agricultural development in Hebei province, then put forward the corresponding suggestions and measures.
Key words:Hebei province; Photovoltaic agriculture; Modern agriculture
1 光伏農業的涵義
光伏農業是將太陽能發電廣泛應用到現代農業種植、養殖、灌溉、病蟲害防治以及農業機械動力提供等領域的一種新型農業[1]。光伏農業在為農業生產提供便利的同時,也提升了農業科技水平,改善了農民生活水平,推動了農村加快轉型[2]。從目前的情況來說,光伏農業大體上主要有光伏養殖、光伏種植和光伏應用3類。光伏養殖的應用方式主要是太陽能光伏養殖場,它是傳統養殖事業的一種變革和與時俱進,將光伏技術引進,在閑置的養殖場屋頂鋪設光伏電站,為其養殖生產提供綠色能源,節能環保、低碳、無污染。光伏種植的應用方式主要是新型太陽能生態農業大棚(光伏大棚),又稱農光互補。光伏種植是完全通過能源自給,帶動綠色農業發展,實現真正的低碳、綠色和循環農業的現代農業。光伏應用在很多方面:主要有太陽能殺蟲燈,農用太陽能照明燈,光伏節水農業,監控系統,光伏污水凈化系統等。
2 光伏農業在河北現代農業發展中的前景分析
河北省國土面積為18.8萬km2,全省年平均日照時數范圍為2 400~3 077h,全省范圍都屬于日照條件較好的地區,具有利用太陽能、開發光伏產業的有利條件。河北一直以來都是農業大省,農業是國民經濟發展的第一產業與基石。光伏農業是現代農業發展的創新模式,它將光伏電站與農業有機結合,發展光伏農業,可以實現產業升級,塑造低碳、綠色環保型農業[3]。河北省發展光伏農業具有很強的優勢,且前景廣闊。
2.1 光伏技術優勢明顯 實現光伏技術與農業的有效結合,首先要做的是尋找成熟的光伏技術的支撐單位或部門。總部設于河北省保定市的中國英利綠色能源控股有限公司是我國光伏產品生產規模最大和技術最成熟的公司,可以為河北省發展光伏農業提供強有力的技術支撐。如該公司近幾年在河北、廣西、江蘇、廣東、云南等地累計共有10個光伏農業項目,總裝機容量257.6MW,占到了英利所有儲備電站項目的近20%。其中,在河北省保定市曲陽縣建設山地光伏電站,在保定市定州鋪設平地光伏電站等。因此,河北省發展光伏農業具有先天的技術優勢。
2.2 光伏農業資源豐富 河北是我國傳統農業大省,其中主要農作物播種面積為874.92萬hm2[4]。河北省每個地區都有適合種植的作物,適宜耕種的農作物的種類繁多,農業資源很豐富,且產量位居全國前列,如石家莊、唐山、保定、滄州、邯鄲和邢臺等地區的各個縣都是作物高產區。河北省集中生產全國糧油,耕種面積超過600萬hm2,在全國位居第4位。因此,河北省發展光伏農業具有十分豐富的資源。
2.3 項目開發初具雛形 目前河北省大部分光伏農業項目都在籌建當中,部分項目竣工并在整合試驗期,其余項目仍在準備期。英利集團非常重視現代農業開發與發展,積極探索光伏與農業相結合的項目,其旗下的秋收農業有限公司是專門從事光伏農業開發的公司。2009年7月22日,英利“國香養豬場”在河北省定州市落地。2014年英利光伏農業一體化30MW并網發電項目落戶河北安國市,將光伏農業與安國中草藥項目相結合。除此之外,河北省其他光伏農業也處于建設高漲期,初具雛形,如2015年3月12日山東德州皇明太陽能電力工程有限公司在邱縣投資2.9億元建設集光伏發電、大棚種植、休閑觀光與一體新能源光伏大棚。因此,河北省發展光伏農業在項目開發方面已初具規模,為今后光伏農業的快速發展與推廣起到了重要的推動作用。
3 河北省光伏農業發展現狀
目前,河北省光伏農業的發展還處于起步階段,一些項目開發與設備還不是很完善。保定英利綠色能源控股有限公司一直都是光伏產業的領頭羊,本文主要以保定英利綠色能源控股有限公司近幾年在河北省發展光伏農業現狀為例加以闡述。
2009年7月22日,由英利在在河北省定州市建立國香養豬場,這種新型養殖方式既能完成傳統的養殖,又能在房頂發電節約地面面積,提供清潔能源解決豬舍的用電與用水,如使用地源熱泵或加溫和散熱設備為豬提供更舒適的生長環境,剩余電量并入國家電網獲取政府補貼與一定的收益。總計在養殖場閑置屋頂安裝了46 569塊太陽能電池組件,安裝容量為10MW,目前已正式并網發電,年可發電1 200萬kWh,在20a經營期內,該設備累計發電量約2.4億kWh,可節約燃煤約8萬t,減少二氧化碳排放約21萬t,總減排效益達8 715萬元[5],實現了真正意義上的節能減排農業。
2014年英利光伏農業一體化30MW并網發電項目落戶河北安國,將光伏農業與安國中草藥相結合,在農業生產方式上這是一個創新,帶動了當地綠色農業的發展。即使中草藥收益不可觀,每年通過屋頂光伏發電,剩余電量并入國家電網獲取一部分固定收益,并且國家對光伏發電補貼政策,1kWh電可補貼0.4元,促進了安國地區性經濟的可持續發展。
由英利綠色能源控股有限公司投資建設的玻璃屋(光伏溫室大棚示范項目)總裝機容量3MW,年發電量331萬kWh,全年可節約標準煤1 390.4t,可減少二氧化碳排放量3 415t,減少二氧化硫排放28.9t,減少氮氧化合物排放12.7t[6]。棚頂發的電除可為生態農業區棚內作物生長提供通風、采暖、滴灌(如太陽能光伏節水農業的應用)、照明(如太陽能殺蟲燈的使用)、農藥噴灑以及棚內環境各項指標監測等農用需求之外,剩余電量可并入國家電網。實現了真正的綠色環保和低碳循環的農業發展模式[7]。
除此之外,近2a來河北省在支持光伏產業發展方面作了充足準備,從2014年17個備案光伏項目到2015年123個光伏發電項目,以2015年為基期在數量上增長86.18%,2014年只有1個光伏農業項目,項目申報規模為4萬kW,到2015年增長到17個,項目申報規模總數達64萬kW。
4 存在問題
河北省光伏農業發展尚處在起步階段,在各個環節都需要不斷完善,改善漏洞與不足。如政策、技術集成創新、光伏農業發展理論支持、光伏領域與農業領域的如何融合的問題、光伏農業發展的重點領域問題以及光伏農業企業經營模式問題等很多方面有待完善。
4.1 理論界定標準不明確 目前光伏農業存在著界定標準問題,政策法規不健全。雖然國家非常支持光伏+農業的項目,但是光伏農業并沒有嚴格的界定標準,也沒有配套的政策和法規,光伏農業項目在推進過程中只能享受光伏發電站和相應的農業政策,這不利于光伏農業項目的推廣。
4.2 光伏農業板塊模式不成熟 河北省農業開發資源盡管很豐富,但是將光伏與農業相結合是一種全新模式,各個方面都在不斷探索之中,而且受河北省地域面積較為寬廣的影響,農業涉及的內容廣泛,什么時間、什么地點種植什么品種的作物能達到效益最大化是特別重要的問題。因此,如何因地制宜地將農業經濟效益達到最大化,需要從多方面多角度進行不斷地探索和反復實踐。將光伏技術與農業相結合,光伏產業提供的是技術,而農業需要在原有基礎上不斷推陳出新,搞好種植與運營是光伏農業發展過程中的首要任務。
4.3 政府的支持力度不夠 地方政府對于光伏農業項目的認知程度低,沒有與光伏農業相匹配的業務流程,光伏農業項目審批過程不夠順暢;電網并網接入并沒有完全放開,在部分地區存在附加條件,對于規模小的光伏農業項目會降低項目收益,甚至導致項目沒有投資價值,需要電網公司給與技術支持;光伏農業項目中的一些技術問題遇到瓶頸,如不同地區光伏板的透光率大小不相同,計算復雜耗時,延緩了項目的開發進程。
4.4 光伏發電不夠穩定 由于技術的不成熟,在光伏農業起始階段出現了發電質量不過關的問題,并網對電網造成了影響,國家為此付出了額外的成本。由于天氣狀況、日照長度與強度以及不同的光伏板所安裝的位置不一樣、受光不同等因素的影響,光伏發的電量會出現不規律,不穩定的狀況,因此光伏電站輸出功率不穩定,并入電網會對電網造成一定的損害[8]。
5 進一步完善光伏農業發展的對策建議
5.1 完善配套政策法規 國家雖然大力支持發展光伏產業,但是“光伏農業”這一說法還沒有在目前國家的正式文件中提到,現在急需的是理論支持與市場發展的步伐相協調。光伏農業的投資額較大,成本回收周期較長,需要國家配套政策的大力支持才能健康發展。因此,相關部門應進一步完善配套政策法規,將光伏農業正式寫進國家相關光伏政策,制定一套屬于光伏農業的優惠政策與法規,使光伏企業在發展光伏農業同時能夠享受國家相應的優惠政策與補貼。
5.2 解決農業板塊模式 光伏與農業相結合,需要做到光伏技術模塊與農業模塊相協調,平衡處理好兩者之間的關系。河北省依托英利集團在光伏技術方面提供先進技術指導,解決了光伏技術模塊問題,目前主要是加強農業模塊的探索與實踐,在作物品種的選擇問題上要整體規劃,選準品種,穩步推進[9]。不同地區選取作物品種在效益最大化基礎上,還要充分發揮河北省作物獨具的特色。除此之外,在分布式光伏發電地域應充分利用空間,發電板下邊以及板與板的間隙可以種植花生或馬齒菜等,根據當地適宜種植的品種去選擇種植。
5.3 制定相應扶持措施 光伏農業是對傳統農業的變革與創新,邁出歷史的第一步必然會遇到好多阻礙與困難,同時,由于光伏農業前期投資很大,成本收回周期也特別長,并不是一個企業可以單獨負擔的,單憑企業的發展與創新是遠遠不夠的。因此,這就要地方政府出臺一些扶持光伏農業發展的措施,如在資金方面給予大力支持、采取一定的經濟、行政措施加以推動。建議地方政府成立獨立的部門專門負責光伏農業的推廣與實施,同時協調多部門進行配合與協助,在物質、資金、人才和技術等方面給予大力支持。
5.4 穩步提高發電質量 不僅要做到有電剩余,將剩余電量并入國家電網,還需要提高發電質量,推動科技創新,向電網公司尋求技術支持,確保光伏農業項目余電直接穩定地并入國家電網,不產生其他副作用。減少不合格電量對國家電網的傷害,不論天氣、氣溫如何變化,做到電量穩定、可靠,讓老百姓放心用電。
參考文獻
[1]徐少明,吳輝,邱成軍.光伏農業環境檢測與調控關鍵技術[J].江蘇農業科學,2014,42(8):316-319.
[2]劉文科.迅速發展的光伏農業[J].中國農村科技,2014(08):54-55.
[3]河北省統計局.河北農村統計年鑒2014[M].北京:中國統計出版社,2015.
[4]飛.光伏農業或為緩解江西省光伏困局與發展現代農業的雙贏路徑[J].決策咨詢,2013(2):53,56.
[5]北極星太陽能光伏網.河北定州國香建起全國首個光伏屋頂“養豬場”[EB/OL].[2013-03-26]http://.cn/news/20 130326/424979.shtml.
[6]經濟觀察網.世界首座光伏發電五星級酒店花落保定[EB/OL].http://.cn/2011/0427/199958.shtml,[2011-04-27].
[7]阮曉東.光伏農業:綠色新路[J].新經濟導刊,2014(03):30-33.
[8]杜容熠.太陽能光伏發電在農業溫室補光系統中直流電的直接應用[J].現代農業科技,2010(22):234-236,239.
關鍵詞:分布式光伏發電;關鍵技術;發展前景
中圖分類號:TM615 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2014) 04-0000-01
隨著能源短缺與能源需求的矛盾日益突出,能源價格會不斷升高,嚴重阻礙了社會發展的步伐,尋找可再生能源,走可持續發展道路迫在眉睫。太陽能作為一種最常見的可再生能源,不僅分布廣,無污染,而且可再生,被國際上認為是最好的化石能源替代品[1]。
太陽能光伏產業作為可再生能源產業,引起了各國政府的重視和大力支持。很多國家正積極研究光伏發電技術,并出臺分布式光伏發電的財政補貼等政策,以促進光伏產業的快速發展,來應對能源短缺現象[2]。
光伏發電技術是一項優化未來能源構成的高新發電技術,分布式光伏電站的快速發展將加速遠程監控系統的開發和推進相關技術的市場需求。隨著計算機網絡技術和通信技術的快速發展,遠程監控系統將成為一種重要的手段。
一、分布式光伏電站簡介
分布式光伏發電特指采用光伏組件,將太陽能直接轉換為電能的分布式發電系統。是指在用戶現場或靠近用電現場配置較小的光伏發電供電系統,支持現存配電網的經濟運行,或者同時滿足這兩個方面的要求。
二、分布式光伏發電特點
分布式光伏發電是一種新型的、具有廣闊發展前景的發電和能源綜合利用方式,它倡導就近發電,就近使用,就近轉換,就近并網的原則,以滿足特定用戶的需求,可以有效提高同等規模光伏電站的發電量,還可以降低電力在升壓及長途運輸中的損耗。具有以下特點:
一是輸出功率相對較小,一般而言,一個分布式光伏發電項目的容量控制在數千瓦以內但小型光伏系統相比大型的投資收益率并不會降低;
二是污染相對很小,沒有噪聲,也不會對空氣和水產生污染,環保效益突出;
三是可以在一定程度上改善當地的用電狀況,但是分布式光伏發電的能量密度相對較低,并不能從根本上解決用電緊張問題,而且具有間歇性;
此外,還有安全可靠性高,抗災能力強,非常適合于遠離大電網的邊遠農村、牧區、山區供電,不需要遠距離輸送電力,成本低、效率高[3]。
三、分布式光伏電站監控體系結構
分布式光伏發電系統的基本設備包括光伏電池陣列、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網逆變器、交流配電柜等設備,另外還有供電系統監控裝置和環境監測裝置。其運行模式是在有太陽輻射的條件下,分布式光伏發電系統的太陽能電池陣列組件將太陽能轉換輸出的電能,經過直流匯流箱集中送入直流配電柜,由并網逆變器逆變成交流電供給建筑自身負載,多余或不足的電力通過聯接電網來調節。
四、分布式光伏電站監控系統技術
分布式光伏發電倡導盡可能就地消納,通過配電網接入電力系統,配電自動化系統需要對光伏發電進行監控和管理,以保證電網的安全可靠運行。分布式光伏發電一般在農村、牧區、山區,發展中的大、中、小城市或商業區附近建造,通常建在工業廠房、公共建筑以及居民屋頂上。這給分布式光伏電站的監控和管理都帶來了挑戰,我們可以通過遠程監控來解決這一難題。
(一)通訊技術。分布式光伏發電系統的通信方式有多種類型。主要取決于城市中心、市區、郊區、農電等不同的地理位置。通信介質也分多種,包括:光纖、電力線載波、無線等方式。光纖通信具有容量大、傳輸距離遠、抗電磁干擾、無輻射等特點,是市區配電網自動化首選的一種通信方式。隨著光纖通信技術的不斷普及和發展,其性價比也比較適中。無線方式通信實施比較方便,而且布置靈活,但容易受干擾。電力線載波通信方式比較適合農電及遠距離線路,價格也相對便宜。
(二)監測系統的構成。由數據采集系統、數據傳輸系統、數據中心組成。數據采集系統應至少包括環境監測設備,電參數監測設備等。
1.數據采集。數據采集是指從傳感器和其它待測設備等被測單元中采集需要的數據,送到上位機中進行分析、處理的行為。電壓傳感器用于采集光伏陣列的輸出電壓、蓄電池電壓、逆變器輸入電壓、直流負載的輸入電壓。電流傳感器用于采集光伏陣列的輸出電流、蓄電池電流、逆變器輸入電流、直流負載的輸入電流。智能傳感器用于采集逆變器的輸出電壓、電流、功率、功率因數。溫度傳感器和調理板用于采集室外、光伏組件和蓄電池的溫度。輻照儀用于測量水平面的太陽總輻照度和光伏陣列表面的輻照度。
2.數據傳輸系統。電站數據監測系統中監測裝置與數據采集裝置之間、數據采集裝置與數據中心之間的數據傳輸。根據分布式光伏電站、電力部門的不同情況選擇相應的通訊方式進行數據傳輸,并確保數據傳輸的方便和安全。
3.數據中心。通過實現統一的數據定義與命名規范,集中多個光伏電站數據的環境。軟件部分是整個監測系統的核心,從傳感器采集得到的信息量將全部送至該部分進行數據處理和顯示。提供了強大的圖形界面,顯示畫面生動,一目了然。
五、我國分布式光伏電站發展現狀與前景
中國光伏產業的發展曾過度依賴國外市場,尤其是歐洲市場,受歐債危機、歐盟及美國“雙反”等事件的影響,國外市場持續低迷,中國光伏產業的持續發展也因此呼吁國內光伏市場的快速啟動。
目前分布式光伏發電已被廣泛應用在家庭供電、道路照明、景觀照明、交通監控、大型廣告牌、發電站,市場規模逐步擴大,呈現出廣闊的市場前景。2012年12月19日,國務院召開常務會議提出要著力推進分布式光伏發電,鼓勵單位、社區和家庭安裝和使用分布式光伏發電系統。在《關于申報分布式光伏發電規模化應用示范區的通知》文件中,將在每個省建設500MW分布式光伏的規模化應用示范區[4],這是國內啟動的至今最大的光伏項目,這些政策極大鼓舞了國內分布式光伏產業的發展,我國分布式光伏產業迎來了重大的挑戰和機遇。
參考文獻:
[1]陳晨,陳明明.太陽能光伏發電現狀分析及發展方向[J].動力與電氣工程,2013.
[2]王斯珍.我國已成為全球主要太陽能電池生產國[J].四川水利發電.2008(124):14-15.
【關鍵詞】光伏材料;專利分析
前言
光伏產業因其資源豐富、無污染等優勢,有較大的發展潛力,隨著能源危機和環境污染問題的日益加劇,越來越多的國家開始加強對光伏的開發利用。光伏的應用領域非常廣泛,最終可歸結為光伏熱利用和電利用兩方面。當前,美國、日本等國都將光伏列為未來的主要重點開發能源,其研發重點在于太陽能電池,在這一領域發達國家已取得了很大進展。與國際上蓬勃發展的光伏發電相比,我國光伏技術相對落后,多數跨國公司通過申請大量的高質量專利,搶占我國該領域的制高點,對光伏技術領域關鍵技術進行層層部署,意圖壟斷未來的光伏產業市場,針對現狀我國光伏企業應根據各自的實際情況量身定做個人的專利布局,迎接國際市場的挑戰。
1、光伏領域技術國內外現狀
1.1國外現狀
在全球太陽能專利技術領域中,日本、美國、德國等為太陽能技術及應用大國,非常重視太陽能光電利用技術的研發與保護,以日本為例,日本經濟產業省運用各種措施,發展本國的光伏產業,相關資料顯示,日本經濟產業省在1993年開始實施“新陽光工程”,布局建立日本本土的太陽能光伏產業和太陽能市場。通過一系列的政府資助和相關研究、開發、示范,在太陽能電池制造技術和降低成本方面取得了長足進步。
1.2國內現狀
根據國家知識產權局公布的數據顯示,在中國申請的太陽能核心技術專利統計中,外國公司排名明顯靠前,特別是日本公司。一個國家、一個產業知識產權的強弱,主要看它的發明專利,我國光伏發明專利市場主要為國外人占領,而光伏實用新型專利則為我國企業所占據,從而出現技術水平普遍較低、專利保護較弱,處于產業鏈下游的現狀。國內企業技術的投入的周期循環總是慢人一步,使得我們的企業技術常常處于“微笑曲線”的底部。
1.3光伏產業的前景
預計到2030年,全世界可再生能源在總能源結構中將占到30%以上,而太陽能光伏發電在世界總電力供應中的占比也將達到10%以上;到2040年,可再生能源將占總能耗的50%以上,太陽能光伏發電將占總電力的20%以上;到21世紀末,可再生能源在能源結構中將占到80%以上,太陽能發電將占到60%以上。這些數字足以顯示出太陽能光伏產業的發展前景及其在能源領域重要的戰略地位。到2020年,我國力爭使太陽能發電裝機容量達到1.8GW(百萬千瓦),到2050年將達到600GW(百萬千瓦),光伏發電裝機將占到5%。未來十幾年,我國太陽能裝機容量的復合增長率將高達25%以上。
2、國內專利分析
2.1總體趨勢分析
通過整體趨勢可以看出,1987年-2005年屬于技術起步階段,國內光伏材料專利申請量較低,每年申請量都在20件以下。從2006年起,專利數量逐年遞增,增長幅度不斷加大。從分布來看專利主要分布在廣東、江蘇、上海、北京等省市。這些地區集中了較多的與光伏材料相關的大型企業及科研院所,起步基礎高于其他省市,排名前五位的城市除北京外都為南方地區,說明南方地區在接受新的技術上要強于北方地區。整體趨勢表明,隨著國家對環保、節能和可持續性發展能源技術的進一步推廣以及外來技術的引進,該技術領域的專利的增長趨勢還將進一步持續,光伏材料相關技術在日后將進入高速發展期。
同時,日本、韓國等國家也在中國申請了光伏材料方面的專利,一方面可能是與中國企業的技術合作;另一方面也可能是為了占領中國廣大的市場所做的技術鋪墊,這部分專利尤其要引起我們的注意。
2.2申請人分析
通過前10位申請人的綜合比較發現,申請人的專利申請量差距明顯,除李毅外相對活動年期較短,專利平均專利年齡較低,不少申請人為近幾年申請的;其中李毅申報專利較早,活動年期為10年,說明該創益科技公司(李毅)對該領域較為重視投入的精力相對較多、較早,但是專利平均年齡偏低,經檢索后得知該公司雖然申報較早但是專利數量偏低,大部分的專利都是2007年申請的,所以造成平均年齡偏低;多數申請人也是在近3年專注專利申報的,相對平均年齡較低,說明企業都逐漸重視專利保護。
2.3技術領域分析
根據各個IPC號對應的專利數量的多少,進行統計分析,研究發明創造活動最為活躍的技術領域,發現技術分布,通過分析發現,國內在光伏材料技術領域的發展重點方向主要集中在以下幾個方面:
一是H01L31將光能轉化為電能的半導體器件,占總數的63%;二是C01B33光伏產片的材料,占總數的13%;三是C30B29光伏產片的材料占總數的8%。
從IPC申請人構成可以發現,大部分申請人在H01L31領域內都有專利申請,李毅在該領域內申請較為突出,說明東南大學在頻率選擇方面的研究處于領先地位;通過整體來看除李毅外,其他的公司申請專利的技術領域主要為C30B領域即光伏材料的加工與生產,而李毅主要的技術點分布于生產光伏材料的設備上。
透過技術趨勢分析,可以發現我國光伏技術的熱點:
1、太陽能電池表面工藝與材質的構成為近幾年專利申請的熱點,專利數量較為集中;2、光伏材料中的硅片、晶硅的深層次的開發利用正在形成下一個發展趨勢,專利的數量在不斷的集中;3、新興技術晶硅薄膜正在受到大家的重視,但是專利分布的較為分散,還沒有形成領域,這部分技術可能為下步發展的重點。
3、國外專利分析
3.1趨勢分析
從趨勢來看,國外在光伏材料領域的專利申請量雖然存在一定的波動,但整體上處于上升的趨勢,說明光伏材料相關技術在國外還處于發展期,該技術領域的專利申請數量在一定時期內還將處于上升的趨勢,總體來說國外在專利申請增長上較為穩定。
3.2申請人分析
由趨勢可以發現前十位專利申請人都為日本和美國的企業,其研發具有延續性與可持續性,專利申請步步為營,每年都會形成一批專利,其中2003年日本企業KYOCERA CORP申請量突增至55件,2004年日本企業SHARP CORP在申請突然增至73件,經檢索兩家企業申請的主要專利都集中在:將太陽能轉為電能的轉換器件的電壓、電流發生器;說明日本的企業2003-2004年已經感覺到太陽能利用為以后新能源發展的主要方向,都在努力爭取該市場的份額,尤其是針對如何將太陽能轉換為電能的電子材料與設備,而國內還是將生產太陽能板的材料作為發展的重點。
通過對排名前10位的申請人分下可以看出,日本的申請人占據絕大多數,SHARP CORP和KYOCERA CORP從事研發的人員數量較多,研發實力強;日本企業申請的專利平均年限都為5年左右,活動年期為9年左右,說明日本企業早在10年前就關注該領域的發展,在現有技術的基礎上正在在該領域內不斷延伸,而且近期申請量正在不斷增加,以上公司都是該領域強有力的競爭對手,需要對其密切跟蹤、分析。
3.3技術趨勢
國外在光伏材料技術領域的發展重點方向主要集中在以下幾個方面:一是H01L31(對紅外輻射、光、較短波長的電磁輻射,或微粒輻射敏感的,并且專門適用于把這樣的輻射能轉換為電能的,或者專門適用于通過這樣的輻射進行電能控制的半導體器件;專門適用于制造或處理這些半導體器件或其部件的方法或設備;其零部件)占總領域的67%。二是H01M14(電化學電流或者電壓發生器)。三是H01Q1/28(專門適用于制造或處理半導體或固體器件或其部件的方法或設備)。由此可見國外的重點在光伏材料生產設備與光電轉換材料和設備上面。
4、光伏材料專利的現狀
通過分析得知,當前競爭日益加劇,進入規模、成本、質量、技術競爭時期。總體來說光伏專利分布為:上游由國外廠商居多,國內企業處于中下游位置。只在最簡單的環節發展迅速,其它方面都受制于發達國家,整個產業的競爭能力還有待大力提高。
1、在國外太陽能專利技術領域中,日本、美國、德國等太陽能技術大國,非常重視太陽能光電利用技術的研發、專利申請與保護
2009年在全球前十名光伏專利持有公司中,日本公司占據了9位,目前日本已不滿足早期的傳統光伏技術,而是把更多注意力放在新一代光伏技術(如聚光發電技術等)方面,保持技術領先。通過分析發現這些國家的太陽能專利均有一半以上集中在制備太陽能光伏材料的設備中,這表明太陽能光伏應用技術與市場緊密結合,為其贏得了先發優勢,不失為我市企業學習借鑒的對象。
2、2003年之后薄膜電池的各類專利申請均呈現增長趨勢
國內對于薄膜電池的專利申請雖然活躍,情況不容樂觀,以硅基薄膜太陽電池為例,20世紀70年代末我國開始對其展開研究,80年代末,小面積電池效率達到11.2%,大面積電池效率超過8%,均達到國際同期先進水平,但在產業化進程中卻遠遠落后國外,那時國內沒有一條具有自主知識產權的硅基薄膜電池生產線。
3、薄膜電池產業核心技術專利仍然掌握在國外企業手里
最明顯的表現特征是:以美國、日本、德國和韓國為代表的國家對于薄膜電池專利的申請量開始逐年增加,這些國家的太陽能專利一半以上集中在太陽能薄膜電池領域中,而我國專利在相關技術領域只占到三分之一,其中在華專利申請量中,日本又占據優勢,中國薄膜企業則相對落后。一個產業的諸多產業鏈環節出現技術與市場寡斷的局面,這很讓人感到尷尬,同時也制約著國內薄膜電池的發展。
4、相比薄膜電池,晶硅電池的局面顯然要好些,但對于相關核心技術專利不多,國內呈現專利數量多但質量不高的現狀
根據報告,目前晶硅領域的專利申請分三類:一類為太陽電池及其組件制作工藝等技術的專利,其申請數量占一定比例;第二類為光伏系統、并網發電、光伏屋頂等太陽電池主要產業應用領域,占一定量的專利申請;第三類是一系列技術門檻較低、實用性強的太陽能應用產品,如太陽能庭院燈、草坪燈、交通標志、廣告牌燈,此類專利有大量的申請數量。
5、國內本土實用新型專利占實用新型專利申請總量的95%以上,國外實用新型專利僅有幾件
在中國申請的太陽能核心技術專利統計中,外國公司排名靠前,特別是日本的公司,如佳能株式會社、夏普株式會社、三洋電機株式會社等。當前的情況是,我國光伏發明專利市場主要為國外人占領,而光伏實用新型專利則為我國企業所占據,我國企業的技術水平普遍較低、專利保護較弱,處于產業鏈下游。
5、針對光伏材料現狀的兩點建議
技術不是一蹴而就,但需要一個積極的氛圍,比如國家重視,提供必要的研發條件與資金,比如國內大企業間進行技術攀比,甚至先模仿后超越等,這些主動的、進攻的方式在處于落后狀態的情況下都可以倡導。以下提出幾點建議以供參考:
1、根據企業不同需求,采用不同專利策略
第一、國內光伏產業的主力軍上市企業,其具有自主品牌、一定規模、長期發展計劃,這類企業都應重視專利技術與知識產權的獲得和保護,根據自己的核心技術建立起技術專利池,同時加大產學研合作交流,做好技術轉型機遇的準備。
第二,國有企業,具有資金雄厚、產品性能與質量欠佳、各項建設處于起步階段的現狀;國有企業有條件且有必要申請專利,目前此類企業多擁有自己的實驗室與技術中心,同時與國外之間存在合作的專利技術項目。
第三,國內的私營企業,可以通過申請專利來獲得專利技術,進而獲得豐厚的壟斷利潤。部分中小型企業在缺乏研發條件時,根據需求可尋找適合的專利技術發明人,進行專利轉讓、許可、購買等方式。
2、國內太陽能企業應逐步建立專利聯盟
與跨國公司主導的各種國際專利聯盟相比,我國太陽能企業的專利無論在數量上還是質量上都處于起步階段,需要大力倡導與發展。我國太陽能企業實施專利戰略應考慮企業的實力,不同企業由于其技術領域的實力差距在實施專利時也不盡相同。具有較強實力、在技術上處于領先地位的企業可以采用進攻型專利戰略,其方法主要是采取專利技術壟斷,通過專利技術許可、專利申請等方式,以獲取最佳的收益;經濟實力較弱、技術落后的企業,通常采用防御型專利聯盟戰略,即利用對專利技術的二次開發、技術引進等方式開拓自己的市場。
參考文獻
[1]2010-2015年光伏太陽能行業發展前景分析及投資風險預測報告
關鍵詞:太陽能;光伏發電;應用;技術
中圖分類號:S214文獻標識碼: A
1 光伏發電系統的基本特征
光伏發電系統是由光伏電池板、控制器和電能儲存及變換環節構成的發電與電能變換系統。太陽光輻射能量經由光伏電池板直接轉換為電能,并通過電纜、控制器、儲能等環節予以儲存和轉換,提供負載使用。
光伏發電系統按與電力系統關系分類,通常分為獨立光伏發電系統和并網光伏發電系統。
獨立光伏發電系統是不與常規電力系統相連而孤立運行的發電系統,通常建設在遠離電網的邊遠地區或做為野外移動式便攜電源,其建設的主要目的是解決無電問題。由于太陽能發電的特點是白天發電,而負荷用電特性往往是全天的,因此在獨立光伏發電系統中儲能元件必不可少。一般而言,系統在白天把太陽光轉化為電能,通過充電器和蓄電池將電能儲存起來,晚上再通過放電器把儲存在蓄電池里的電能釋放出來適當使用。盡管其供電可靠性受氣象環境、負荷等因素影響很大,供電穩定性也相對較差,但對地處邊遠地區的居民而言,他們往往沒有條件連接公共電網,用電設備也多為低功率級別,獨立光伏發電系統因而成為當地安全、可靠的電力供給方式。
并網光伏發電系統是與電力系統連接在一起的光伏發電系統,像其他類型發電站一樣,可為電力系統提供有功和無功電能。光伏電池所發的直流電能經變換器變換成與電網相同頻率的交流電能,以電壓源或電流源的方式送入電力系統。控制器一般由單片機或數字信號處理芯片作為核心器件構成,用以實現光伏電池最大功率點跟蹤及控制逆變器并網電流的頻率、波形和功率,使向電網轉送的功率與光伏陣列所發的最大功率電能平衡。變換器主要是由電力電子開關器件連接電感或電容構成,以脈寬調制方式形成所需電量形式向電網送電。容量可以視為無窮大的公共電網在這里扮演著儲能環節的角色。因此并網系統不需要額外的蓄電池,降低了系統運行成本,提高了系統運行和供電穩定性。光伏并網系統的電能轉換效率要大大高于獨立系統,成為光伏發電的最合理發展方向。
2 光伏發電技術的現狀分析
2.1 環境污染嚴重
太陽能屬于綠色能源,但是太陽能的上游組件以及硅原料加工卻能產生很嚴重的污染。生產太陽能薄膜電池時,會產生四氯化硅、氯化氫及氫氣等廢氣。尤其是四氯化硅,假如不處理,可能會變成鹽酸等酸性物質從而污染土壤。許多歐洲國家都無力承擔太陽能制造引起的消極影響,因此,中國才會成為世界太陽能電池的制造中心。
2.2 產業化產品長時間出口
中國太陽能的光伏發電業里的眾企業多數自顧自發展、不夠團結,往往不能齊心對外。太陽能光伏發電行業之前并沒著力于各企業間的協作,面臨反傾銷危機的時候,合作很重要。可是,中國太陽能的光伏發電行業缺少一個大家都認可的組織或者協調機制去調和大廠與大廠、大廠與小廠之間的利益糾葛,單憑為數不多的光伏產業協會可以發揮的功用十分微弱。
3 太陽能光伏發電技術的應用
3.1 太陽能電池的功能、種類與結構
太陽能光伏技術是利用電池組件將太陽能直接轉變為電能的技術。通常所說的光伏技術也可以說是太陽能電池技術。太陽能光伏系統主要包括:太陽能電池組件、蓄電池、控制器、逆變器、照明負載等。當照明負載為直流時,則不用逆變器。
太陽能電池根據所用材料的不同,還可分為:硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池,其中硅太陽能電池是目前發展最成熟的,在應用中居主導地位。常用太陽電池按其材料可以分為:晶體硅電池、硫化鎘電池、硫化銻電池、砷化鎵電池、非晶硅電池、硒銦銅電池、疊層串聯電池等。
太陽能電池重量輕,無活動部件,使用安全。單位質量輸出功率大,既可作小型電源,又可組合成大型電站。目前其應用已從航天領域走向各行各業,走向千家萬戶,太陽能汽車、太陽能游艇、太陽能自行車、太陽能飛機都相繼問世。然而對人類最有吸引力的是太空太陽能電站,它的建立無疑將徹底改善世界的能源狀況,人類都期待這一天的到來。
3.2 光伏發電的產品用途及太陽能電池的應用
光伏發電技術可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源可以無處不在。目前,光伏發電產品主要用于三方面:為無電場合提供電源,主要為廣大無電地區居民生活生產提供電力,以及微波中繼電源等,另外,還包括一些移動電源和備用電源;太陽能日用電子產品,如各類太陽能充電器、太陽能路燈和草坪燈等;并網發電,這在發達國家已經大面積推廣實施。我國并網發電還未起步,不過2008年北京“綠色奧運”部分用電由太陽能發電和風力發電提供。
我國太陽能電池應用領域在不斷擴大,已涉及農業、牧業、林業、交通運輸、通訊、氣象、石油管道、文化教育及家庭電源等諸多方面,光伏發電在解決偏僻邊遠無電地區供電及許多特殊場合用電上已起到引人注目的作用。但從總體的應用技術水平和規模上看,與工業發達國家相比還有很大的差距,主要問題是光伏系統造價偏高、系統配套工程裝備沒有產業化、應用示范不夠和公眾對太陽電池應用的巨大潛力缺乏了解,以及系統應用僅限于獨立運行,還沒有并網運行和與建筑業結合。因此,有必要加強太陽能電池應用技術研究和示范,推進產業化,拓寬應用領域和市場。
4 光伏發電技術在我國的發展
我國首次研究太陽能電池是1958――在1971年,第一次成功的將其應用于東方紅二號衛星的發射,1973年以后,太陽能電池逐漸被用于地面工程。20世紀80年代初,我國的光伏工業剛剛起,太陽能電池的年產量基本低于10kW,且價格不便宜。20世紀80年代以來,國家開始關注光伏工業及光伏市場的發展狀――中央和地方政府都在光伏領域有一些資金投入,這讓我國渺小的太陽能電池工業有機會發展同時在眾多應用領域成立了典范,例如微波中繼站、部隊的通信系統及水閘與石油管道的保護系統等等。
目前,我國致力于光伏發電技術的研究開發,相繼進行了晶體硅高效電池、非晶體硅薄膜電池與碲化鎘及銅銦硒薄膜電池的應用系統的主要技術的研究。尤其是“十五”期間,國家利用科技攻關與863計劃大力支持了一系列提高現有裝備的生產能力的工程,使得光伏發電技術得到很大發展,產業水平也相應提高,也使得我國光伏發電制造業水平與國際水平的差距減小。就應用技術而言,國家“十五”期間計劃并實施了屋頂的并網發電技術以及高壓并網發電技術的科技攻關,建設了一系列10~50kW的屋頂系統,替我國2010年及2020年屋頂光伏的并網發電技術以及沙漠電站技術的成批發展奠定了基礎。對于產業化,現在國內光伏發電最常用的產品是晶硅電池和少數的非晶硅電池。到2006年年,我國已經建立了10余個相當規模的、專門的光伏電池生產廠,每年生產的光伏電池組件多于200MW。特別是它可以增強晶體硅光伏電池組件的封裝水平,年生產能力在10MW及以上的光伏電池的封裝技術和它的配套設備已變成商業化的工業設備。
5 結束語
太陽能光伏發電是一種綠色能源,近年來隨著太陽能電池板單晶硅原材料成本的大幅下降,光伏行業被越來越多的人認識。太陽能電池光伏發電在不遠的將來會占據世界能源消費的重要席位,不但要替代部分常規能源,而且將成為世界能源供應的主體。
參考文獻
[1]王晏,甘貴林.太陽能路燈在城市中的應用探討[J].青海科技,2008,(04).
1.1浙江省居民家庭光伏發電基本情況
截止2012年8月底,浙江省已并網發電的光伏發電項目共65個,總容量13.47萬kW,已并網的光伏發電項目從并網起累計發電量達4941萬kWh,上網電量達1225萬kWh。浙江省已并網發電的居民家庭光伏發電項目共12個,總容量97.5kW,分別占全省光伏已并網光伏項目個數的18%和總容量的0.07%。已并網的居民家庭光伏發電項目累計發電量17054kWh,累計上網電量13392kWh。由此可見,浙江省居民家庭光伏項目仍處于起步階段,居民投資家庭光伏的意愿不強。
1.2浙江省光伏發電相關政策情況
浙江省人民政府近期出臺《關于進一步加快光伏應用促進產業健康發展的實施意見》,明確了浙江光伏產業發展的總體思路和主要目標,給出了扶持光伏產業發展的相關政策,提出推行光伏產業發展“百園千項萬戶”計劃,即在百個產業園區推進光伏應用,組織千項兆瓦級光伏發電示范項目,推廣萬戶家庭光伏發電項目。“百園千項萬戶”計劃對推廣浙江居民家庭光伏發電具有重要的意義。按照相關規定,浙江省能源主管部門已將居民家庭光伏發電等容量較小的光伏電站項目備案職能下放至市(縣)級,光伏發電項目的行政審批程序有所簡化,時間周期縮短。在光伏發電項目并網方面,按照《光伏電站項目管理暫行辦法》規定,光伏電站配套電力送出工程應與光伏電站建設協調進行,電網企業負責投資建設項目廠址外配套電力送出工程。國家電網公司也出臺一系列服務光伏項目接入的舉措,按國家規定停止收取系統備用容量費。目前,光伏發電項目并網時間大幅縮短,并網難問題已不再成為制約光伏發電快速發展的主要因素。
1.3浙江省居民光伏發電電價補貼情況
按照國家及浙江省政府相關政策,浙江省分布式光伏發電項目上網電價為0.977元/kWh。但是,針對居民家庭光伏發電項目,浙江省物價部門還未對其上網電價予以明確,各地也均未出臺相關財政補貼政策。以金華蘭溪的鐘曉峰居民光伏項目為例,只能按照燃煤機組脫硫標桿電價進行結算,政府的支持力度顯然遠不及大部分中型光伏發電企業。此外,居民家庭光伏發電電量具體的計量方法和結算價格以及用戶售電給電網公司的合同格式等內容均有待明確,光伏發電電量上網電費的結算方式也未確定,許多居民家庭光伏發電項目由于無法開具發票而致使電網企業無法對其上網電費進行支付。
2浙江省發展居民家庭光伏的必要性
2.1浙江省能源現狀
浙江省正處于工業化、城市化高速發展的時期,能源的剛性需量持續增長。浙江是耗能大省,但能源資源短缺,幾乎沒有煤、油、氣等一次能源,能源對外依存度極高。持續增長的能源需求給浙江的經濟發展和生態環境帶來極大的壓力,因此必須尋求新的能源利用方式來代替化石類能源的消費。
2.2浙江省發展光伏發電的必要性
2013年,浙江省統調電力最高負荷達5463萬kW,同比增長5.6%,全省累計參與錯避峰用戶90.6萬戶次,最大移峰負荷457.6萬kW,累計少供電量6.23億kWh,電力緊缺嚴重。為了應對電源性缺電,發展可再生能源發電勢在必行。在眾多可再生能源中,浙江的水能開發利用率已達95%以上,基本已沒有開發利用的空間;浙江的風能資源也不豐富,可利用的地區基本集中在山區和沿海一帶,且需要電網配備一定的調峰容量;地熱能、生物質能和潮汐能尚不能廣泛開發利用。因此,目前在浙江能夠較為廣泛利用的可再生能源只有太陽能。浙江電網統調負荷率偏低,平均在83%左右,在華東區域處于最低水平。浙江統調負荷最高峰出現在10:00~13:30時間段,這個時段正是光伏發電的高峰時段。因此,光伏發電具有良好的頂峰能力,可以有效緩解浙江負荷高峰時段的缺電現狀。
2.3浙江省發展居民家庭光伏發電的必要性
過去幾年中,浙江省的光伏應用基本屬于廠房屋頂集中式發電項目,一般采用“他建、他發”的合同能源管理模式,主要由項目業主租用電力用戶的廠房建設光伏發電站進行經營管理,存在涉及雙方利益分配和安全責任分解等問題,且項目申報后具體合作事宜談判周期長,不確定因素多,在發展中容易遇到電網接入滯后、光伏投資企業融資困難、企業屋頂產權不穩定等問題。居民家庭光伏發電則基本不存在上述問題。目前,國家提倡的是分布式光伏發電,以自發自用為主,多余電量上網。與規模型廠房屋頂光伏發電相比,居民家庭光伏發電更靠近用戶側,開發更加分散化,更加利于電能消納,可有效節省電力輸送、配置所消耗的資源,有利于提高能源利用效率,對電網的影響和污染也相對較小。因此,推進居民家庭光伏發電應是浙江省光伏產業發展的必行之路。
3浙江省發展居民家庭光伏的可行性
3.1浙江省居民家庭光伏發電效能估算
浙江省年均氣溫適中,屬于國家太陽光照第四類區域,光伏發電的年利用小時數在1000h左右。目前,每平方米光伏板的發電容量為100~150W,以農村居民為例,如一戶居民擁有屋頂面積100m2,則可建造10~15kW光伏發電設備,按年利用1000h計算,年可發電量在1萬~1.5萬kWh。浙江約有鄉鎮居民1000萬戶,如果其中10%的居民投資家庭光伏,容量可達500萬~1000萬kW,頂峰發電能力超過500萬kW。浙江省城鄉居民家庭作坊式工業較為發達,完全有能力就地消納光伏發電電量,可以充分發揮光伏發電建設快速、布局分散、就地消納的特點和頂峰發電、緩解電力緊缺的作用。
3.2浙江省居民家庭光伏發電投資成本及收益分析
按照目前10元/kW左右的投資成本測算,每個居民家庭光伏發電項目的投資一般不超過10萬元,如在農居點建設、舊城改造拆遷等項目初期就統籌規劃則成本將會進一步降低,以浙江居民的經濟能力完全可以承受一次性投資。如果參照普通分布式光伏發電項目的電價補貼,居民家庭光伏發電可以在10a左右收回投資成本。目前光伏發電設備的利用年限是25a,因此投資居民家庭光伏發電具有較好的回報率。
3.3光伏發電技術發展情況
目前,光伏發電技術發展日新月異,光伏發電設備投入運行約2.5a即可收回其生產制造過程中的能耗。國產光伏發電的逆變裝置制造趨于成熟,均已經能夠實現防孤島功能,再加上智能微電網技術的不斷進步,光伏發電對電網帶來的安全隱患及輸出功率不穩、無功平衡困難等污染已經越來越小,大面積多點的分布式光伏發電并入電網在技術上已基本成熟。
4浙江省推進居民家庭光伏發展的政策建議
從根本上說,光伏發電市場仍然是一個政策驅動的市場。在居民家庭光伏市場形成的初期,必須出臺相關政策,充分考慮政策目標群體的利益,爭取居民的支持,鼓勵居民投資光伏發電產業,由消費需求轉變為投資需求,充分利用居民屋頂資源,將大力發展居民家庭光伏發電項目盡快提上日程。
4.1完善居民家庭光伏支持政策和補助政策
投資收益偏低、成本回收期過長是影響居民投資家庭光伏的主要因素。在我國的居民生活電價遠遠低于工商業電價的現狀下,必須推行合理的上網優惠電價和自用電補貼。經測算,如將居民家庭光伏發電電價定在1.3元/kWh(不考慮自用或上網),投資者可在7~8a收回投資成本,因此可以極大地激發居民的投資熱情。此外,財政、稅務主管部門應盡快研究出臺免收居民家庭光伏發電稅費政策和解決居民家庭電費結算過程中如何開具發票的問題,以規范電網企業與用戶間的電能交易。
4.2簡化居民家庭光伏項目的備案管理流程
居民家庭光伏發電項目普遍較小,政府相關部門可考慮在項目申報備案時開辟綠色通道,簡化相關流程,取消環評、能評等項目,為居民家庭光伏發電項目提供便利,加快居民家庭光伏發電項目的建設進度。
4.3加大宣傳,形成合力
針對居民目前對光伏發電認知度和關注度尚且不高的現狀,應加大可再生能源和光伏發電的宣傳,普及光伏發電知識,使廣大居民充分了解家庭光伏發電的優越性和投資回報,提高其投資的積極性和主動性。光伏制造、經營企業應大力開拓居民用戶市場,不斷提高服務水平,構建銷售—安裝—運行維護一體的產銷一條龍服務體系。供電企業應做好光伏項目并網及咨詢服務工作,各方合力,共同推進浙江省居民家庭光伏發電項目應用。
5結論
【關鍵詞】光伏;發電;應用
隨著全球人口的增長、能耗的增加、環境問題的嚴峻和化石能源步入枯竭的形勢,可再生能源的開發利用正在加速發展。太陽能由于其突出的優勢而被定為最具前景的未來能源。
一、 光伏發電的應用的優點
1、保護環境,減少溫室氣體排放
曹妃甸作為河北省和唐山市的“一號工程”,不僅直接關系到唐山、河北的改革發展大局,而且對環渤海地區乃至全國生產力布局的調整都具有巨大帶動作用和深遠影響,是我國對外的重要窗口,城市的形象和環境保護的力度直接關系到我國在國際上的形象和地位,城市環境的狀況,以及可再生能源的開發利用,將是舉世矚目的。根據目前唐山市的能源結構,純煤電的電力系統,燃煤產生大量的CO2、SO2、NOx、煙塵、灰渣等,對環境和生態造成不利的影響。為提高環境質量,創造良好的城市形象和國際影響力,在對煤電進行改造和減排的同時,積極開發利用太陽能等清潔可再生能源是十分必要的。
2、優化能源結構
隨著2000年9月1日開始實施《中華人民共和國大氣污染防治法》,對新建、擴建火電廠的污染物排放標準或總量控制的力度逐步加大,新建和改建火電廠成本將大大增加,必將制約火力發電的建設和發展。因此,積極開發利用可再生能源,替代部分煤電,適當減輕能源對外依靠的壓力,對改善電源結構和走能源可持續發展的道路是十分必要的。
3、推廣太陽能利用、推進光伏產業發展
我國太陽能光伏技術開始于20世紀70年代,開始時主要用于空間技術,而后逐漸擴大到地面并形成了中國的光伏產業。目前,我國已安裝光伏電站約5萬千瓦,主要為邊遠地區居民供電,累計總投資40多億元人民幣。目前國際上對太陽能資源已經十分重視,20世紀70年代以來,世界上許多國家掀起了開發利用太陽能和可再生能源的熱潮。20世紀80年代,美國建成拋物面槽太陽能發電站,俄羅斯、澳大利亞、瑞士也相繼建立了太陽能發電廠,1992年日本太陽能發電系統和電力公司電網聯網,2000年有7萬家庭安裝了太陽能家庭發電設備,預計到2010年日本國內安裝太陽能組件容量將達482GW,到2030年累計安裝太陽電池組件容量將達1000GW屆時,預計日本所有住宅所消耗的電力中的半數將來自太陽能。截止2004年底德國太陽能總裝機達30萬千瓦,日本為28萬千瓦,美國9萬千瓦。
綜上所述,本項目符合我國21世紀可持續發展能源戰略規劃;也是發展循環經濟模式,建設和諧社會的具體體現;同時對推進太陽能利用及光伏電池組件產業的發展進程具有非常大的意義,其社會政治、經濟、環保等效益顯著。
二、 光伏發電的應用的效果
1、節能效益分析
唐山市曹妃甸工業區裝備制造配套工業廠房太陽能光伏發電站工程裝機容量為1618kWp,年平均上網電量約為180.5萬kWh,與相同發電量的火電廠相比,每年可為電網節約標準煤約644.36噸(火電煤耗按2007年全國平均值357g/kWh計算)。由此可見,光伏發電場有明顯的節能效益。從以上分析可知,光伏電場的建設具有明顯的節能和環境效益。
2、環境效益影響及評價
2、1對大氣、水源的影響
太陽能光伏發電是將太陽能轉換為電能,在轉換過程中沒有廢氣排放。與相同容量的燃煤電廠相比,可節約煤炭資源和減少廢氣排放。本工程裝機容量為1.56MW,年平均上網發電量180.5萬kW.h,與相同發電量的火電相比,每年可為電網節約標煤約644.49t(火電煤耗按357g/kW.h計),同時相應每年可減少燃煤所造成的多種有害氣體的排放,其中二氧化硫(SO2)13.1t,氮氧化合物(NOx)5.6t,煙塵103.53t,減排溫室效應性氣體二氧化碳(CO2)1664.7t。此外還可節約用水580.7t,減少相應的水力排灰廢水和溫排水等對水環境的污染。由此可見,風電場有明顯的環境效益和節能效益。
太陽能光伏發電在電能產生過程中不需要水資源,為了使設備發揮應有的效率,在設備運行期內會定期對設備浮土進行水沖洗,這部分水除懸浮物較高外,沒有增加其它污染物。廢水經屋頂落水管道排入工業園區地下管道,最終排入園區邊上的河流內。本工程定期維護的用水沒有污染物質,對河流水體水質不會產生影響。由于本工程新增工作人員的生活設施也布置于工業園內,生活用水經工業園下水道接入當地排水管網并進入污水處理廠處理后排放,對當地的水環境不會產生影響。
2、2噪聲影響
太陽能光伏發電本身沒有機械傳動機構或運動部件,沒有噪聲產生,因此不會居民產生任何影響。
2、3通信和電視信號影響
電站周邊沒有大型單位和通信設施,場地上空無微波類信號傳輸通道。因此,電站設備運行對通信和電視信號不會有電磁影響。
2、4光影響
太陽能光伏發電板是吸收太陽能,并不反射太陽光線,而且電站范圍內無居民居住,不會對周圍居民產生光污染。
2、5景觀與候鳥飛行的影響
太陽能光伏發電場位于建筑物的屋頂,電池板又是連排布置,從遠處觀看設備排列整齊,可以為曹妃甸工業園內增添一道美麗的風景。本太陽能光伏電場沒有占用鳥類遷徙的通道和鳥類中途休息的場所,因此不會對遷徙的鳥類產生影響。
綜上所述,光伏電站環境影響評價分析顯示,光伏電站的建設既不會對周圍環境產生負面影響,又能增添新的旅游景點;既能大量節約常規能源(平均每年節約燃煤644.49噸標準煤),又不污染環境,是一項百利而無一害的基礎建設工程。
3、社會效益影響及評價
隨著我國經濟突飛猛進的發展,能源供應緊張問題日益突出,過度開發化石能源,勢必造成對環境的破壞。目前,我國SO2排放量占世界的15.1%,為世界第一;CO2排放量占世界的13.6%,列世界第二。因煤炭燃燒而排放的SO2、CO2、NOx和煙塵分別占全國相應排放量的87%、71%、67%和60%,因此備受世界關注。所以充分利用可再生能源,是保證我國經濟可持續發展的需要。曹妃甸太陽能光伏電站的建設,就是為了充分利用太陽能,發展太陽能光伏發電產業,帶動相關產業設備制造水平和安裝工藝的提升。同時有利于增加可再生能源的比例,改善唐山市的能源結構,能緩解地區部分電力供需矛盾,改善當地居民用電狀況和生產生活條件,同時可為當地提供一些就業機會,帶動相關產業,促進區域經濟發展。
4、經濟效益(財務)評價
按滿足資本金基準收益率8%的要求測算,平均上網電價為3.8861元/kWh(未含增值稅),平均投資利潤率為3.64%,平均投資利稅率為5.76%,平均資本金利潤率為12.14%,所得稅前的全部投資財務內部收益率為7.99%,全部投資財務凈現值為1767萬元,投資回收期為10.4年,資本金的財務內部收益率為8.0%。
結語:光伏發電的應用是落實科學發展觀、改善能源結構、促進我國新能源開發利用的示范性項目,符合國家的產業政策和優化能源結構、保護環境、減少溫室氣體排放、節約能源的要求。對促進我國太陽能光伏發電技術的開發與利用,推進光伏產業發展具有非常重要的意義。
【參考文獻】
[1] 沈國良,趙旭升. 太陽能光伏發電系統的原理及其發展[J]. 科技創新導報. 2008(01)
[關鍵詞] 電荒 光伏發電 現狀 前景
0.引言
目前我國正處于工業化和城鎮化的快速發展階段,能源需求持續較快增長,常規化石能源的供應存在很大的缺口。而我國很多地區的供電仍主要依靠火電,一次能源的不足導致電力供應不足,出現了嚴重的電荒現象。尤其在“十二五”期間,經濟的快速穩定增長仍需要電力這個先行行業的大力支撐。所以應用一些廣泛清潔的可再生能源來發電成為了“十二五”發展的重中之重。在新能源發電之中太陽能光伏發電是一種適合大面積推廣使用的發電方式。
1.太陽能光伏發電的優點
1.1資源本身的優勢
太陽是一個巨大、久遠的能量源,每秒輻射到地球上的能量相當于500萬噸標準煤,每年相當于130萬億噸煤,可以說太陽能是當今世界上可以開發的最大能源。并且太陽光照射大地時沒有地域的限制,可以直接開發和免費使用,不用開采和運輸。隨著化石燃料(煤、石油和天然氣)的不斷開采和消耗,能源的供應越來越緊張,太陽能的開發和利用就顯得越來越重要和緊迫。
1.2地理優勢
我國太陽能資源非常豐富,理論儲量達每年17000億噸標準煤,太陽能資源開發利用的潛力非常廣闊。我國地處北半球,南北距離和東西距離都在5000公里以上。在我國廣闊的土地上,有著豐富的太陽能資源。大多數地區年平均日輻射量在每平方米4千瓦時以上,日輻射量最高達每平米7千瓦時。年日照時數大于2000小時。與同緯度的其他國家相比,與美國相近,比歐洲、日本優越得多,因而有巨大的開發潛能。
1.3 其他優勢
光伏發電在提供大量電力供應的同時,避免占用更多的土地。光伏發電可以安裝在任何有光的地方,這意味著在公共、私人和工業建筑的屋頂和墻面上都有廣泛的安裝潛力。同時在運行中,光伏發電系統還可以降低建筑的受熱,增加通風。光伏還可以作為隔聲板裝在公路兩側。
光伏發電能夠提供很廣泛的的就業機會。目前我國光伏技術及產業的就業總人數近萬。到2020年將達到10萬人左右。按照中國電力專家的研究,2050年,光伏發電行業將達到裝機容量10億KWp,年生產和安裝1億KWp,就業人口將超過500萬人。
2.我國太陽能光伏發電的發展及應用現狀
我國太陽電池的研究始于1958年,光伏發電產業起步于20世紀70年代。20世紀90年代中后期光伏發電進入穩步發展時期,太陽電池及組件產量逐年穩步增加。經過30多年的努力,21世紀初迎來了快速發展的新階段。
我國光伏產業的發展有2次跳躍,第一次是在20世紀80年代末,中國的改革開放正處于蓬勃發展時期,引進的太陽電池生產設備和生產線的投資主要來自中央政府、地方政府、國家工業部委和國家大型企業。第二次光伏產業的大發展在2000年以后,主要是受到國際大環境的影響、國際項目/政府項目的啟動和市場的拉動。2002年由國家發改委負責實施的“光明工程”先導項目和“送電到鄉”工程以及2006年實施的送電到村工程均采用了宇翔太陽能光伏發電技術。在這些措施的有力拉動下,中國光伏發電產業迅猛發展的勢頭日漸明朗。
十一五(2005-2010)期間,我國太陽能組件產量年增長率超過100%。2010年全國總產量達到10GW,約占全球產量的一半。然而,超過90%的產品都出口到歐洲和美國。產業對海外市場的強烈依賴,促使業內專家呼吁中國政府可以提供更多的激勵措施來擴大國內市場。
2009年我國推出了太陽能屋頂計劃和金太陽示范工程,對國內光伏電站投資提供補貼。太陽能屋頂計劃是對太陽能建筑進行補貼,標準為20元/Wp。據測算,該補貼標準大約可以覆蓋相關企業生產成本的30%-50%,大大降低了太陽能光伏發電成本。金太陽示范工程提出對并網光伏發電項目原則上按光伏發電系統及其配套輸配電工程總投資的50%給予補助,偏遠無電地區的獨立光伏發電系統按總投資的70%給予補助。受太陽能屋頂計劃和金太陽示范工程的推動,截至2009年底,全國光伏裝機容量已達300兆瓦。
2009年6月,由中廣核能源開發有限責任公司、江蘇百世德太陽能高科技有限公司和比利時Enfinity公司組建的聯合體以1.0928元/度的價格,競標成功我國首個光伏發電示范項目――甘肅敦煌10兆瓦并網光伏發電場項目,1.09元/千瓦時電價的落定,標志著該上網電價不僅將成為國內后續并網光伏電站的重要基準參考價,同時亦是國內光伏發電補貼政策的出臺。2010年1月,已建成并網的大型光伏電站就有保利協鑫徐州20兆瓦項目、浙江正泰光伏的寧夏10兆瓦項目等。
2011年8月初,國家發改委了《關于完善太陽能光伏發電上網電價政策的通知》,明確規定今年7月1日前后核準的光伏發電項目的上網電價分別定為1.15元/每千瓦時和1元/每千瓦時。這給光伏行業帶來新的契機,但各地光照資源條件存在差異,采用“一刀切”的光伏上網電價,會造成未來一段時間西部地區光伏發電裝機容量的增速明顯超過東部地區的現象。
3.發展前景
國際能源組織對太陽能產業的發展前景進行預測,認為2010-2020年間太陽能光伏發電發展速度復合增長率達到35%,預計2020年太陽能光伏發電量將達到280TWh以上,占當年總發電量的1%,2040年占總發電量的20%,未來太陽能產業的發展前景光明。
我國是世界上人均能源消耗比較低的國家,雖然一次能源消費總量居世界第二位,但人均能耗水平很低,1997年商品能源人均消費量1150kgce,僅為世界平均值的55%,是OECD國家的六分之一。當前我國正處于工業化的起飛階段,隨著國民經濟的高速增長,能源需求也將有較大的增長。根據中國社科院數量經濟研究所進行的長期能源需求預測,到2050年,我國一次能源需求將達3440Mtce~4150Mtce,煤炭占一次能源消費量的比重,將由1990年的76.2%下降到2050年的51.9%,以太陽能、風能等為主要構成的新能源和非水電可再生能源的比重上升到5.5%,新能源發電將占國產能源供應能力的12.8%。我國能源需求總量的增長和能源結構的改善為太陽能光伏發電提供了廣闊的發展前景。
我國地域廣大、人口眾多,至今尚有7000萬人生活在無電地區,這些偏僻邊遠地區人口密度低,遠離大電網,長距離分散輸電成本高,是太陽能光伏發電的主要消費市場。隨著國家西部大開發戰略的實施,我國廣大中西部地區和邊遠地區人民生活水平將會得到明顯改善,對能源消費需求也將出現快速增長,這些地區所擁有的豐富的太陽能資源和特殊的地理環境將會有力地牽引太陽能光伏發電市場。
各種太陽能電池是太陽能光伏發電的基本組件,預計到2010年全世界各種太陽能電池安裝銷售量可達630MW。太陽能電池的應用在我國具有十分廣泛的前景,近幾年來,許多重大工程,如在西北光纜干線中,大約一半線路的中繼站上使用了太陽能電池;在現在開通的高速公路上的各種顯示、信號及通信設施等,也都廣泛采用了太陽能電池。我國目前各種太陽能電池需要量8MW,而自己生產的各種光伏電池只有1.5MW,預計到2005年,我國太陽能電池的市場年需求量約為20MW,總銷售額可達到15億元,到2010年預計年市場需要量為200MW。
根據我國《可再生能源中長期發展規劃》,到2015年國內光伏裝機要達500萬千瓦;到2020年,光伏裝機達2000萬千瓦,因此我國太陽能光伏市場空間巨大。預計,到2050年,中國可再生能源的電力裝機將占全國電力裝機的25%,其中光伏發電裝機將占到5%。預計2030年之前,中國太陽能裝機容量的復合增長率將高達25%以上。
太陽能光伏業是一個有潛力的行業,雖然目前還有很多的障礙,包括成本過高、海外市場的萎靡和缺乏相關的法律法規來監督行業,但是依然是未來的發展趨勢。
參考文獻:
[1]中國電力聯合會.轉變電力發展方式解決能源矛盾.中電新聞網,2012.2.27.
[2]朱偉鋼,林燕梅,周蕾.太陽能光伏發電在中國的應用,現代電力,2007.10.
[3]太陽能光伏行業發展大事件回顧.光電新聞網,2011.5.25
[4]葛旭波.關于“十二五”電力發展前景的研究情況,國網能源研究院,2010.5.
[5]光伏產業:2010年區域性增長勢頭強勁,中國光電門戶,2010.8.