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篇1

【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電；冷熱電聯(lián)供；余熱回收；最大功率跟蹤

Household Photovoltaic Cchp System

WU Tong LIN Pai-yu CHEN Kai FENG Bao-gang ZHENG Xin-ming

（School of Electrical Power， South China University of Technology， Guangzhou Guangdong 510640， China）

【Abstract】The research studied and designed a system of household photovoltaic CCHP using the solar energy as the main resource. It includes： 1） In the energy side， we studied and applied MPPT（Maximum Power Point Tracking） maximum power tracking photovoltaic to improve the utilization of solar energy； 2）the intermittent solar-based and non-controllable， in accordance with certain rules of charging and discharging， we designed a charge controller， real-time high-efficiency battery charging； 3）simulation using semiconductor refrigeration for cooling and heating； 4）on the load side of the system for real-time intelligent detection， mainly in detecting the temperature and level of the water in the water tank under the photovoltaic panels. Hot and cold water supply tank water temperature， water level， realization of waste heat recovery system to control the water system， to achieve energy cascade utilization； 5） set up an experimental model， experiment and achieve a good result.

【Key words】Photovoltaic； Waste heat recovery； Energy cascade utilization； MPPT； CCHP

0 引言

能源短缺、環(huán)境極度惡化已成為影響世界各國發(fā)展的重要因素。科學(xué)家預(yù)測，到2030年左右，全世界的化石燃料將消耗殆盡；我國目前建筑耗能約占全國能源消耗量的27%，[2]建筑節(jié)能在整個節(jié)能工作中占有重要地位。因而尋找、發(fā)展新能源以及提高能源的利用效率已經(jīng)成為世界各國發(fā)展的關(guān)鍵問題。

建筑冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)（BCHP）是一種建立在能源的梯級利用概念基礎(chǔ)之上，將制冷、供熱（采暖和供熱水）及發(fā)電過程一體化的多連產(chǎn)總能系統(tǒng)。對于傳統(tǒng)的獨(dú)立能量供應(yīng)系統(tǒng)來說，能源的利用效率一般不超過50%，而BCHP對能源的利用效率則可達(dá)80%；若現(xiàn)有建筑的8%使用BCHP的、新建建筑的50%使用BCHP的話，到2020年，CO2的排放量將減少20%[1]。可見，冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在大幅度提高能源使用效率及降低碳和污染空氣的排放物方面具有很大的潛力。美國、日本、英國等的建筑冷熱電聯(lián)供技術(shù)已相當(dāng)成熟，冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)廣泛用于學(xué)校、超市、大型寫字樓等的采暖、制冷、生活熱水供應(yīng)和部分電力供應(yīng)。然而，這些系統(tǒng)的一次能源絕大部分為天然氣，屬于傳統(tǒng)能源。若將光伏發(fā)電技術(shù)與冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)合二為一，形成以太陽能為主要能源的獨(dú)立建筑冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，則可以有效減少化石燃料的使用、溫室氣體的排放和能源的消耗。因此，本課題提出以太陽能為主要能源，研究戶用光伏冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)介紹

圖1 戶用光伏冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概圖

本系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)的主要硬件組成是光伏電池板、Buck降壓電路、半導(dǎo)體制冷器、加熱器、冷熱水箱、LED電燈、直流水泵、蓄電池、余熱回收裝置以及單片機(jī)自動控制器。電力供應(yīng)端，由具有MPPT最大功率點(diǎn)跟蹤功能的充電控制器實(shí)現(xiàn)太陽能電池板向蓄電池最大效率充電；蓄電池通過二級降壓Buck電路對各個負(fù)載供電 ；冷熱聯(lián)供主要通過水循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)在光伏電池板下設(shè)計(jì)有水箱，不僅可以有效利用光伏電池板的余熱，而且可以為光伏電池版降溫從而使電池板工作在最適宜溫度環(huán)境下。采用半導(dǎo)體制冷器，應(yīng)用“熱電效應(yīng)”，實(shí)現(xiàn)冷熱水聯(lián)供。系統(tǒng)基于單片機(jī)設(shè)計(jì)了溫度測控系統(tǒng)，分別測量熱水箱水溫以及光伏電池板集熱水箱溫度，當(dāng)熱水箱水溫低于設(shè)定值時，加熱器自動啟動加熱，當(dāng)電池板集熱器溫度高于設(shè)定值時，水泵啟動實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制水循環(huán)。系統(tǒng)能量流及控制流如圖2所示。

圖2 戶用光伏冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)原理概圖

2 關(guān)鍵技術(shù)以及解決方案

系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)在于：

（1）太陽能的高效利用：隨著光照強(qiáng)度、溫度以及負(fù)載特性的變化，光伏電池的輸出功率隨之變化，輸出功率不穩(wěn)定。研究最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT），以獲取光伏電池的最大功率輸出，從而最大限度的利用太陽能。

（2）由于太陽能的不穩(wěn)定性、間斷性和不可控性，系統(tǒng)配入蓄電池作為儲能元件，如何給給蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)充電，亦是本課題的另一重點(diǎn)

（3）冷熱聯(lián)供：本課題采用半導(dǎo)體制冷器實(shí)現(xiàn)冷熱聯(lián)供。應(yīng)用其冷端對水制冷，并收集其熱端熱量，用于水的加熱。

（4）余熱利用。通過基于單片機(jī)的自動水循環(huán)系統(tǒng)以及光伏電池板集熱器、半導(dǎo)體制冷器散熱裝置，以水為介質(zhì)充分吸收系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱，達(dá)到能源梯級利用的目的。

基于上述分析，具體設(shè)計(jì)如下：

2.1 光伏電池的最大功率跟蹤

光伏電池與其負(fù)載有一個最佳的匹配點(diǎn)，當(dāng)二者匹配時，光伏電池將工作在最大功率點(diǎn)上，既能夠輸出的最大功率。光伏電池隨著外界環(huán)境的改變，其輸出的特性發(fā)生改變，如果光伏電池沒有工作在與之匹配的工作點(diǎn)上，將會造成能量的損失。解決這一問題的途徑就是最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）。它是能夠?qū)崟r檢測光伏陣的輸出功率，采用一定的算法預(yù)測當(dāng)前工況下陣列可能的最大功率輸出，通過改變當(dāng)前的阻抗情況來使太陽能電池板輸出工作在最大功率點(diǎn)上。

本系統(tǒng)采用擾動觀察法實(shí)現(xiàn)了MPPT控制。[3]擾動觀察法（P&O，Perturbation and observation） 擾動觀測法通過選定一定的D初值以及適當(dāng)?shù)恼伎毡日{(diào)整值 D達(dá)到逐步逼近最大功率點(diǎn)的目的。檢測當(dāng)前時刻的電壓、電流值Un、In，計(jì)算此時的輸出功率Pn=Un*In，先通過增加PWM占空比來增加一個電壓擾動值，再次檢測電壓、電流值Un+1、In+1。計(jì)算Pn+1=Un+1*In+1，然后與前一功率值Pn進(jìn)行比較。本方法中占空比的變化與功率值變化的關(guān)系為：①D增加時，P增加，則應(yīng)讓D進(jìn)一步增加 D；②D增加時，P減小，則應(yīng)讓D減小 D；③D減小時，P增加，則應(yīng)讓D進(jìn)一步減小 D；④D減小時，P減小，則應(yīng)讓D增加 D。算法流程圖如圖3所示：

圖3 擾動觀測法算法流程

2.2 基于TL494的Buck電路設(shè)計(jì)

圖4 基于TL494的Buck電路原理圖

在本課題中，光伏電池板輸出電壓等級為24v，而冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)各負(fù)載的電壓等級均為12v及以下，電壓等級不合；另外各個負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)根據(jù)具體需求而定，并不一定時刻工作在額定電壓下。故必須設(shè)計(jì)Buck（降壓可調(diào)電路）電路來實(shí)現(xiàn)光伏電池板與冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的連接。

我們設(shè)計(jì)的基于TL494芯片PWM調(diào)制式的Buck電路原理圖如圖4所示：

1腳為反饋電壓輸入端，通過5.1K電阻接入電壓輸出端，反饋電壓由R10和R11調(diào)節(jié)；

3 腳所接的0.1u 電容及47K、1.0M 電阻是斜率補(bǔ)償為了增加電路的穩(wěn)定性。震蕩頻率由C2和R2決定，fosc=2.34×10^2Hz；

8腳輸出PWM波通過R1和R3加于MOS管GS兩端，從而控制MOS的通斷。

C1和C5均為濾波電容；

TL494是一個固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路，內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過外部的一個電阻和一個電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，其振蕩頻率如下：

fosc=1.1/（CT*RT ）

整個電路的原理是：開關(guān)元件MOS由TL494芯片的輸出脈沖控制，假設(shè)在t=時，驅(qū)動MOS導(dǎo)通，電源E向負(fù)載供電，二極管截止，電容C5處于充電狀態(tài)，電感L處于儲能狀態(tài)，負(fù)載電流I0成指數(shù)上升。當(dāng)t=t1時，控制MOS關(guān)斷，由于電感電流IL無法瞬時變化，故電感將釋放儲能，使負(fù)載電流緩慢下降，二極管起到續(xù)流作用，電容處于放電狀態(tài)，負(fù)載電流緩慢下降。至一個周期T結(jié)束，再驅(qū)動MOS導(dǎo)通，重復(fù)上述過程，當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時，

U0=ton/（ton+toff）E=αE

式中，ton是導(dǎo)通時間，toff是斷開時間，α為導(dǎo)通占空比。

2.3 余熱回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

本課題所設(shè)計(jì)的余熱回收系統(tǒng)主要由光伏電池板集熱器，半導(dǎo)體制冷器散熱裝置，水箱，直流水泵組成，整個系統(tǒng)以水作為冷卻介質(zhì)，利用直流水泵通過水循環(huán)系統(tǒng)將冷水箱的水注入光伏電池板和半導(dǎo)體制冷器的散熱裝置中，將光伏電池板和半導(dǎo)體制冷器所排放的多余熱量通過水收集，最后流回?zé)崴淅锛右岳谩?/p>

光伏電池板集熱器采用以水為介質(zhì)的封閉強(qiáng)制循環(huán)冷卻方式，在光伏電池板背面加裝集熱管、通道等結(jié)構(gòu)，通過直流水泵把水箱中的水透過連接閥門泵入封閉管道中，太陽能電池板中的熱量經(jīng)集熱管傳導(dǎo)到水中，多余熱量得到充分利用。結(jié)構(gòu)如圖5[4]所示：

圖5 太陽能電池板集熱器

半導(dǎo)體制冷器散熱裝置采用水冷散熱系統(tǒng)進(jìn)行余熱回收，如圖6所示，[5]在半導(dǎo)體的熱端安裝吸熱片、肋片和通道等結(jié)構(gòu)，然后利用直流水泵將冷水箱的水泵入通道中，最后再流回?zé)崴渲校褂酂岢浞掷谩Ｖ岳盟鳛樯峤橘|(zhì)，是因?yàn)樵摻橘|(zhì)容易獲得可循環(huán)利用且對環(huán)境無污染。可以通過增加水道數(shù)量的方式 提高散熱能力，是一種較為實(shí)用的散熱方式。

圖6 水冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.4 基于51單片機(jī)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)智能控制電路設(shè)計(jì)

控制思想：冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中，各個負(fù)載需要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)測狀態(tài)改變自身工作狀態(tài)，以滿足用戶需求并使系統(tǒng)的工作效率最大化。本課題以水溫作為系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測對象，設(shè)定上下限溫度TH和TL，當(dāng)水箱中的熱水區(qū)的水溫低于下限溫度TL時，通過繼電器啟動加熱棒電路，加熱水箱中的水，以滿足用戶需求，當(dāng)高于設(shè)定溫度TH時，斷開加熱棒回路。另一方面，以相同原理設(shè)計(jì)另一個電路，區(qū)別在于：當(dāng)光伏板下的的水溫高于上限溫度TH時，通過繼電器啟動直流水泵，將水箱冷水區(qū)中的水泵入到水循環(huán)系統(tǒng)中，余熱回收系統(tǒng)開始工作，系統(tǒng)的多余熱量被回收，當(dāng)水溫下降到TL以下時，斷開直流水泵。

本課題所研究的基于51單片機(jī)的冷熱電聯(lián)供智能控制電路硬件組成部分為：主控電路、液晶顯示電路、溫度采集電路、報警電路，繼電器控制電路。

采用STC89C52RC單片機(jī)做為本課題的單片機(jī)使用，它是由ATMEL公司生產(chǎn)的高性能、低功耗的CMOS 8位單片機(jī)。STC89C52RC單片機(jī)具有以下幾個性能特點(diǎn)：4 k字節(jié)的閃存片內(nèi)程序存儲器，128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，32個外部輸入和輸出口，2個全雙工串行通信口，看門狗電路，5個中斷源，2個16位可編程定時計(jì)數(shù)器，片內(nèi)震蕩和時鐘電路且全靜態(tài)工作并由低功耗的閑置和掉電模式。

系統(tǒng)流程圖如圖7所示：

根據(jù)上述的原理以及參數(shù)，我們制作了基于TL494芯片的Buck電路，基于51單片機(jī)的智能控制電路，并購買其他相應(yīng)器件搭建整個系統(tǒng)，如圖8所示。系統(tǒng)搭建完成后，我們先后對光伏電池板輸出電壓、MPPT充電控制器輸出功率、Buck電路驅(qū)動波形以及輸出電壓，分別進(jìn)行了測量與分析。

圖9 電池板輸入電壓

從測試結(jié)果可以看出，光伏電池在正常工作時的輸出電壓為20.4-21.0V，經(jīng)MPPT調(diào)整后為20.4-21.6V，蓄電池處于充電狀態(tài)，光伏電池端電流值為5.28A。輸出功率接近額定輸出功率，

考慮天氣以及日照因素等造成誤差，MPPT控制器的工作情況良好。

圖10 Buck電路驅(qū)動波形

圖10所示的Buck電路驅(qū)動波形是通過測量TL494芯片的8腳輸出波形而得的，Buck電路兩端的輸出電壓大小為9.2-10.4v。另外輸出電壓可以通過Buck電路上的兩個可調(diào)電阻之比來調(diào)節(jié)，滿足設(shè)計(jì)要求。

實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)論結(jié)論：

1）在負(fù)載總功率不變且陽光充足氣溫31℃左（下轉(zhuǎn)第288頁）（上接第274頁）右的環(huán)境條件下，通過溫度傳感器測量到的加入余熱回收裝置后的光伏電池板以及半導(dǎo)體制冷器熱端的溫度分別在40℃～53℃和35℃～38.5℃之間，沒有加入余熱回收裝置的光伏電池板和半導(dǎo) 體制冷器熱端溫度在45℃～50℃和38℃～42℃之間，比較試驗(yàn)表明系統(tǒng)發(fā)出的多余熱量得到了一定程度的利用。

2）在不同的日照條件下，光伏電池板的輸出功率變化較大，但在MPPT控制器的作用下，始終控制在最大功率點(diǎn)上。當(dāng)光伏電池板輸出功率不足時，由蓄電池進(jìn)行供電，當(dāng)光伏電池板輸出功率過量時，對蓄電池進(jìn)行充電。

3）整個系統(tǒng)還有待優(yōu)化，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備不夠精確，測量儀器也有所誤差，無法對系統(tǒng)各個部分的性能進(jìn)行完整的測試分析，半導(dǎo)體制冷器的余熱回收效果不明顯。

【參考文獻(xiàn)】

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篇2

關(guān)鍵詞:多晶硅 化工節(jié)能 生產(chǎn)技術(shù)

目前多晶硅生產(chǎn)面臨著降低能耗,減少污染,提高質(zhì)量,擴(kuò)大產(chǎn)量四大難題。目前我國太陽能硅材料行業(yè)絕大部分依賴進(jìn)口,因此必須提高技術(shù)改變受制于人的局面。

太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括晶體硅原料生產(chǎn)、硅棒與硅片生產(chǎn)、太陽能電池制造、組件封裝、光伏產(chǎn)品生產(chǎn)和光伏發(fā)電系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。其中硅原料是最重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié),在業(yè)界曾有“擁硅者為王”的說法。目前,世界上太陽能光伏電池90%以上以是單晶硅或多晶硅為原材料生產(chǎn)的。目前擺在多晶硅生產(chǎn)中有四個主要的問題需要解決:降低能耗、減少污染、提高質(zhì)量、擴(kuò)大產(chǎn)量。我國太陽能硅材料行業(yè)目前絕大部分依賴進(jìn)口,因此必須提高技術(shù)改變受制于人的局面。

一、技術(shù)尚有欠缺我國太陽能硅料主要依賴進(jìn)口

在全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈中,高純度硅料不僅要求硅的純度高達(dá)7～9.9,而且其中的硼、磷等雜質(zhì)限制在幾十個ppt(萬億分之一),它是光伏企業(yè)生產(chǎn)太陽能電池所需的核心原料。因此,高純度硅料的合成、精制、提純、生產(chǎn)也就成為光伏產(chǎn)業(yè)集群中最上游的產(chǎn)業(yè)。目前,盡管中國的硅原料礦藏儲量占世界總儲量的25%,但是國內(nèi)太陽能電池生產(chǎn)企業(yè)(如尚德、天威英利等)所需原材料絕大部分需要從國外進(jìn)口。這是因?yàn)橛糜谔柲茈姵厣a(chǎn)的硅料主要是通過不同的提煉方式從硅原料中提煉而成的單晶硅和多晶硅。在中國,現(xiàn)有的高純度硅原料生產(chǎn)技術(shù)與西方發(fā)達(dá)國家相比,在產(chǎn)量和能耗等方面尚有不足之處。如此一來,這不僅大大增加企業(yè)的生產(chǎn)成本,更成為制約當(dāng)前我國光伏產(chǎn)業(yè)向上游環(huán)節(jié)發(fā)展難以逾越的“瓶頸”,使我們國家用很低的價格賣出高能耗、高污染的粗原料的同時,用極高的價格購回高純硅料。

據(jù)了解,雖然我國硅料工業(yè)起步較早(20世紀(jì)50年代),但由于生產(chǎn)規(guī)模小、工藝技術(shù)落后、環(huán)境污染嚴(yán)重、消耗大、成本高,絕大部分企業(yè)因虧損而相繼停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。到2004年我國只剩下峨眉半導(dǎo)體材料廠和洛陽單晶硅有限公司兩家生產(chǎn)企業(yè),其生產(chǎn)能力僅為100噸/年,且能滿足太陽能電池生產(chǎn)需要的硅料實(shí)際產(chǎn)量只有80噸。專家預(yù)計(jì),2010年我國用于太陽能電池生產(chǎn)的硅料需求量將達(dá)到4365噸,2015年為1.62萬噸。若不以自主知識產(chǎn)權(quán)改變國內(nèi)多晶硅的生產(chǎn)現(xiàn)狀,我國硅料工業(yè)受制于國際市場的狀況將無法改變,這將危及我國光伏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

二、精餾節(jié)能技術(shù)降低能耗,減少污染

現(xiàn)代化工過程對節(jié)能工作非常重視,國外投入大量人力物力進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的開發(fā),節(jié)能新技術(shù)、新工藝、新措施、新方法不斷問世。我國的多晶硅生產(chǎn),在采用化工上已經(jīng)成熟的先進(jìn)技術(shù)后,將不再是“高能耗、高污染”產(chǎn)業(yè),而是“綠色的陽光事業(yè)”。對多晶硅精餾過程進(jìn)行研究,在運(yùn)用精餾節(jié)能技術(shù)對其進(jìn)行分析后,可以從以下幾個方面來實(shí)現(xiàn)節(jié)能:

第一,實(shí)行多效精餾,使能量得到充分利用。多效精餾是將原料分成大致相等的N股進(jìn)料,分別送入壓力依次遞增的N個精餾塔中,N個塔的操作溫度也依次遞增。壓力和溫度較高塔的塔頂蒸汽向較低塔的塔釜再沸器供熱,同時自身也被冷凝,以此類推,這樣就節(jié)省了低壓塔再沸器的能耗和高壓塔冷凝器的水耗。在這個系統(tǒng)中,只需向第一個最高壓力塔供熱,系統(tǒng)即可進(jìn)行工作,所需能量約為單塔能耗的1/N,如將三個塔串在一起采用三效精餾技術(shù),其能耗僅用原來的1/3,節(jié)能幅度達(dá)到67%,節(jié)能效果非常明顯。

第二,提高分離效率,降低回流比,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。分離過程中,分離效率的提高可以在很大程度上降低能耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少排放、提高回收率、提高企業(yè)效益。在多晶硅精餾過程中,采用高效導(dǎo)向篩板、新型填料等新型分離設(shè)備,可以提高其分離效率,降低精餾塔的操作回流比,由于精餾塔的能耗與回流比呈線性關(guān)系,這樣就成比例地降低了能耗。提高分離效率也是提高多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量和降低四氯化硅排放的最有效方法。

第三,全面優(yōu)化流程,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。將多晶硅生產(chǎn)各股物料進(jìn)行全面的物料平衡和能量平衡,考察其能耗的合理性,采用熱集成技術(shù),將流程優(yōu)化,最大限度地節(jié)能降耗。通過貫穿生產(chǎn)線的節(jié)能和清潔生產(chǎn),并在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)閉環(huán)清潔生產(chǎn),達(dá)到降低能耗和Si(硅)、H2(氫氣)、Cl2(氯氣)等原料消耗,降低成本的目的,使產(chǎn)品具有國際競爭能力,質(zhì)量符合目前和未來超大規(guī)模集成電路和太陽能電池的要求。

尾氣、副產(chǎn)物、余熱的回收綜合利用可以降低多晶硅項(xiàng)目對環(huán)境的污染,從而進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能減排的目的。國外多晶硅企業(yè)的建廠,大多是與化工企業(yè)結(jié)合,在“化工集團(tuán)傘下”經(jīng)營,容易實(shí)現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)部的“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”,廢物可以做到“零排放”。例如德國瓦克公司就實(shí)現(xiàn)了多晶硅的全封閉循環(huán)生產(chǎn),硅材料生產(chǎn)年銷售額在30億歐元以上,其中有10億歐元就是對多晶硅副產(chǎn)物進(jìn)行深加工的有機(jī)硅產(chǎn)品所得。除了把四氯化硅氫化成三氯氫硅回收利用外,還可以利用四氯化硅、氯化氫等制成目前市場上需求的氣相白炭黑、硅酸乙酯、有機(jī)硅產(chǎn)品、人造石英等材料。

三、提高光電轉(zhuǎn)換效率,降低生產(chǎn)成本

提高光伏材料的轉(zhuǎn)換效率和降低太陽電池的制造成本是光伏工業(yè)一直追求的兩個目標(biāo)。多晶硅硅片是太陽能光伏電池的核心部分,硅片的質(zhì)量對于太陽能的光電轉(zhuǎn)化率起著至關(guān)重要的作用。一般情況下,普通太陽能光伏電池的光電轉(zhuǎn)化率為10%～14%,而高純度硅片的太陽能光伏電池轉(zhuǎn)化率可達(dá)16%,甚至更高,因此,對于太陽能電池的生產(chǎn)過程來說,多晶硅的生產(chǎn)更加至關(guān)重要。

四、多晶硅材料是整個光伏發(fā)電成本中最高的部分

在大多數(shù)國內(nèi)光伏企業(yè)中,硅材料的成本占到了太陽能電池總生產(chǎn)成本的56.2%以上,約占并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)成本的30%。

篇3

也成為全世界都正在面臨的巨大問題。調(diào)整能源動力的結(jié)構(gòu)是減少破壞的一個重要方面，太

陽能取之不盡，清潔無污染。把太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于民用建筑技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，并在華夏大

地并蓬勃發(fā)展。下面介紹本人親身參與建設(shè)的屋面光伏發(fā)電項(xiàng)目，從立項(xiàng)、建設(shè)到竣工投運(yùn)

的全過程。

關(guān)鍵詞：環(huán)保、太陽能、光伏、發(fā)電、利用

中圖分類號：X324文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著社會發(fā)展工業(yè)化進(jìn)步，對環(huán)境破壞已經(jīng)是我國和全世界都

正在面臨的巨大問題，太陽能取之不盡用之不竭，清潔無污染。利用

太陽能是我們這代人自小一直想要實(shí)現(xiàn)的夢想，最直觀能在電視里看

到航天器伸出的雙翼就是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在航天工業(yè)中的應(yīng)用。

現(xiàn)在將太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于民用建筑技術(shù)已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)，扎根于華

夏大地并蓬勃的發(fā)展著。

其實(shí)早在1839年，法國科學(xué)家貝克雷爾就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)

體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏打

效應(yīng)”，簡稱“光伏效應(yīng)”。這就是太陽能發(fā)電的理論基礎(chǔ)。

1954年，美國科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成

了實(shí)用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏

發(fā)電技術(shù)。

單晶硅太陽能電池

1960年硅太陽電池首次實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。1978年美國建成第一

個100kWp（峰值功率）太陽地面光伏電站。實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)，形成

了太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的雛形。1990年德國提出“2000個光伏屋頂計(jì)劃”，

每個家庭的屋頂裝3~5kWp光伏電池。1997年美國提出“克林頓總

統(tǒng)百萬太陽能屋頂計(jì)劃”，在2010年以前為100萬戶，每戶安裝

3~5kWp。1997年日本“新陽光計(jì)劃”提出到2010年生產(chǎn)43億Wp

光伏電池。1997年歐洲聯(lián)盟計(jì)劃到2010年生產(chǎn)37億Wp光伏電池。

20世紀(jì)90年代后，德國、日本老牌的工業(yè)強(qiáng)國光伏發(fā)電工業(yè)快

速發(fā)展。中國這次可沒有落后，中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)70年

代起步，90年代中期進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展時期。中國太陽能資源非常豐富，

理論儲量達(dá)每年17000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。太陽能資源開發(fā)利用的潛力非

常廣闊。經(jīng)過30多年的努力，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，2007年，中

國光伏電池產(chǎn)量首次超過德國和日本，居世界第一位。

本人介紹一下親身參與，由國家財(cái)政部、科技部、工信部、國家

能源局聯(lián)合發(fā)起的，“2010年金太陽示范工程中新天津生態(tài)城動漫產(chǎn)

業(yè)園屋面光伏發(fā)電項(xiàng)目”，本人任該項(xiàng)目建設(shè)單位工程師代表。地理

位置位于北緯39°03’，東經(jīng)117°43’。根據(jù)本地氣象部門資料

顯示所在區(qū)域日照充足，年太陽能總輻射值為5260MJ/m2，屬于國

家II類太陽能資源豐富地區(qū)，比較適合建設(shè)光伏電站。

該項(xiàng)目是中新天津生態(tài)城于2010年獲批成為國家首批金太陽集

中應(yīng)用示范區(qū)重要組成部分。

項(xiàng)目規(guī)模：占地面積約6074，裝機(jī)容量502.9KW。

項(xiàng)目投資：項(xiàng)目投資1576萬元。

資金來源：企業(yè)自籌及政府財(cái)政補(bǔ)貼。

計(jì)劃工期：2011年7月至2012年8月。

并網(wǎng)方式是第一步要確定重點(diǎn)，是由光伏發(fā)電站的生產(chǎn)性質(zhì)決定

的。光伏電站可分為自發(fā)自用電站和地方電站兩大類，還有一些大學(xué)

實(shí)驗(yàn)室科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停枪I(yè)生產(chǎn)性質(zhì)的就不做贅述了。自發(fā)自用電

站因其規(guī)模小，可在低壓0.4KV級并網(wǎng)使用，無需本地電力部門進(jìn)

行生產(chǎn)調(diào)度控制，這樣就可以節(jié)約一大筆監(jiān)控和保護(hù)設(shè)備的投資，有

利于早日回收成本，實(shí)現(xiàn)贏利。而地方電站因生產(chǎn)規(guī)模大，需升壓至

本地電力行業(yè)規(guī)定的電壓伏級（10KV或35KV）的接入點(diǎn)，由本地

區(qū)電力部門進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度控制，則還需要添置大量昂貴的升壓設(shè)備、

監(jiān)控和保護(hù)設(shè)備。

該項(xiàng)目定性為自發(fā)自用光伏電站，采用建筑內(nèi)低壓0.4KV母線

作為接入點(diǎn)，產(chǎn)生電能直接被建筑物所利用。項(xiàng)目規(guī)模規(guī)劃裝機(jī)容量

為502.9kWp，安裝地為中新天津生態(tài)城動漫產(chǎn)業(yè)園動漫大廈、創(chuàng)展

大廈、創(chuàng)智大廈、創(chuàng)研大廈屋頂。

關(guān)于設(shè)備選型是第二部工作重點(diǎn)。目前市場上成熟的太陽能電池

產(chǎn)品主要是單晶硅、多晶硅、非晶硅銅銦硒和碲化鎘薄膜三種類型。

銅銦硒和碲化鎘薄膜電池由于含有重金屬，在使用壽命結(jié)束后必須進(jìn)

行回收，否則將造成對環(huán)境嚴(yán)重的污染。單晶硅電池由于制造過程中

能耗較高，在市場中所占比例逐漸下降；多晶硅電池比非晶硅轉(zhuǎn)換效

率高且性能穩(wěn)定，但是價格稍貴。因此，本工程擬全部采用生產(chǎn)耗能

低、節(jié)省硅原料的高效多晶硅電池組件。擬采用235Wp規(guī)格太陽能光

伏組件2140塊，建筑物變配電間內(nèi)安裝100kW光伏并網(wǎng)逆變器5臺，

采用3*50+2*25mm2電力電纜接入低壓母線。

安裝容量及安裝面積等見表1-1:

表1-1光伏電站分布表

序號安裝地點(diǎn)安裝形式占地面積m2

安裝容量

kWp

1動漫大廈建筑物屋面固定

傾角安裝

2270188

2創(chuàng)智大廈建筑物屋面固定

傾角安裝

1249103.4

3創(chuàng)展大廈建筑物屋面固定1306108.1

傾角安裝

4創(chuàng)研大廈建筑物屋面固定

傾角安裝

1249103.4

預(yù)計(jì)系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行小時數(shù)約1600小時，年均上網(wǎng)電量為59萬度。

實(shí)施過程中垂直運(yùn)輸是比較困難的，屋面防水施工完成后插入屋

頂光伏組件安裝更合理，避免了與屋面防水施工交叉作業(yè)還更有利于

成品的保護(hù)。但也由于插入工作時機(jī)較晚，此時垂直運(yùn)輸?shù)乃趸蛲?/p>

掛電梯都已拆除，大量的備料工作需要人力搬運(yùn)，造成施工效率極低。

安裝施工過程相對簡單，匯流、逆變及調(diào)相輸出等環(huán)節(jié)都采用成套計(jì)

量保護(hù)控制設(shè)備，通過各種電力電纜、信號電纜聯(lián)接一體。

接下來，就是投運(yùn)階段了，全面檢查整個系統(tǒng)的連接情況，輕松

快捷的按下合閘的電鈕，在陽光充足的室外條件下，光伏組件采集的

太陽能經(jīng)過匯流、逆變調(diào)相設(shè)備，把清潔無污染的電能源源不斷的送

入了建筑物內(nèi)的用電設(shè)備，電梯、水泵和燈。

現(xiàn)在這個項(xiàng)目的動漫主樓部分的188kwp自2013年5月14日投

運(yùn)以來，已經(jīng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)了6個多月，理論上應(yīng)發(fā)電11.02萬度，實(shí)際

發(fā)電量為10.07萬度，與理論值存在一些差距，也屬于合理范疇，而

且普遍高于津京地區(qū)的平均水平了。總之，太陽能開發(fā)利用，從兒時

的夢想，真的在自己手中實(shí)現(xiàn)了，這種幸福感、自豪感真是難以言表。

建設(shè)大規(guī)模光伏發(fā)電項(xiàng)目對于電力能源行業(yè)，還是存在一些難點(diǎn)

的。比如三次諧波會影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量及安全，電力調(diào)度部門會對

光伏發(fā)電進(jìn)行首先強(qiáng)行制切除，造成發(fā)電企業(yè)更大的經(jīng)濟(jì)利益損失。

因此這種小規(guī)模的家庭式的屋頂光伏更適合現(xiàn)階段的發(fā)展需要，它的

好處像，節(jié)省家庭電費(fèi)開支，減少火電廠煤的消耗，降低CO2的排

放，減少PM2.5粉塵的污染，好減少了煤燃燒時的伴生氣體SO2、

NO2、NO有毒有害氣體的排放，這還是形成酸雨的主要元素。如果

每個家庭都建設(shè)屋頂光伏，就可以節(jié)省大筆治理環(huán)境污染和次生災(zāi)害

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關(guān)鍵詞：太陽能；光伏-光熱集熱器

Abstract: solar photovoltaic (pv) - solar-thermal technology combining photovoltaic and solar thermal utilization, reduce the operating temperature of the photovoltaic panels on one hand, to improve the efficiency; A certain temperature heat recycling on the other hand, comprehensive improve the solar-thermal conversion efficiency. With separate photovoltaic cells compared to normal solar collector, solar easier to achieve building integrated photovoltaic (pv) - solar-thermal technology, combined with a heat pump technologies such as the system can also realize the cooling, heating, heating water, etc, are potential comprehensive utilization of solar energy technology. Photovoltaic solar - thermal collector performance research were introduced in this paper the theoretical and experimental results, and its energy-saving design and application situation, summarize the technology development trend and problems to be solved recently, in order to further implement the engineering application of the technique and to provide the reference for popularization.

Key words: solar energy; Photovoltaic solar-thermal collectors

中圖分類號：TK513文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

1．前言

能源是影響各國經(jīng)濟(jì)和民生發(fā)展的主要因素。隨著能源消耗的日益增加，世界日耗油量已達(dá)9×107桶[1]。至2025年，該數(shù)字預(yù)計(jì)將增至12.3×107桶[2]。眾所周知，大量礦物燃料的消耗是造成環(huán)境污染的主要因素。礦物燃料的短缺和環(huán)境污染的日益惡化等問題都促使人們更加關(guān)注可再生能源的開發(fā)和利用，尤其太陽能相關(guān)技術(shù)的研發(fā)備受關(guān)注。太陽能的利用技術(shù)從能量轉(zhuǎn)換方式可分為兩大類：太陽能光熱利用和太陽能光伏利用技術(shù)。從目前的研究不難看出：兩種利用技術(shù)的轉(zhuǎn)化效率并不理想，尤其太陽能光伏發(fā)電效率相對較低。太陽能光熱和光伏技術(shù)的結(jié)合，即太陽能光伏-光熱技術(shù)，可以一定程度上提高太陽能綜合利用效率。

目前，太陽熱能的利用占一次能源的0.5%，而太陽光伏能源僅有0.04%[3]。因此，太陽光熱利用和太陽光伏利用技術(shù)均具有廣泛發(fā)展空間。相比于較理想的太陽能光熱轉(zhuǎn)換效率，太陽能光伏利用的發(fā)電效率普遍較低，通常在15~20%內(nèi)。為克服這點(diǎn)，研究者提出了太陽能光伏-光熱技術(shù)，即集太陽能電池與太陽能集熱器功能于一體，采用層壓或膠粘技術(shù)將太陽能電池（或組件）與太陽能集熱器結(jié)合起來組成太陽能光伏/光熱集熱器（photovoltaic-thermal collector，即PVT集熱器）。PVT集熱器一方面通過冷卻太陽能光伏板使光伏效率提高，一方面得到一定溫度的熱量，并由氣體或液體回收利用。因此，雙功能的PVT集熱器與獨(dú)立的太陽熱能或太陽光伏系統(tǒng)相比，具有較高的綜合轉(zhuǎn)換效率，其市場潛力有望高于兩種單獨(dú)利用的系統(tǒng)。本文主要介紹PVT集熱器性能研究的理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，簡述該項(xiàng)技術(shù)新近發(fā)展趨勢及亟待解決的問題。

2. PVT集熱器的性能研究

有關(guān)PVT技術(shù)的理論及實(shí)驗(yàn)研究始于20世紀(jì)70年代中期。Wolf和Florschuetz等人[4]提出了PVT集熱器的主要概念。PVT集熱器按冷卻流體不同分為PVT液體（水、制冷劑）集熱器和PVT空氣集熱器，按介質(zhì)流動方式分為自然循環(huán)和強(qiáng)迫循環(huán)；按有無蓋板又分為蓋板和無蓋板；按結(jié)構(gòu)形式不同分為平板型和聚光型P，按與建筑結(jié)合形式的不同分為獨(dú)立式和建筑一體化式。1979年， Florschuetz最早采用修正過的Hottel-Whillier模型對PVT集熱器進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析。隨后，Raghuraman和Mbewe等人分別針對平板型、聚光型PVT集熱器展開相關(guān)研究。在80年代后期，針對各類PVT集熱器的性能模擬及實(shí)驗(yàn)研究成為熱點(diǎn)。研究表明：太陽能熱利用介質(zhì)的冷卻效果使光伏電池效率明顯改善，且液體冷卻效果好于空氣冷卻。平板型PVT液體集熱器系統(tǒng)的理論熱效率通常在45-70%，而空氣型在優(yōu)化情況下可達(dá)55%。

選擇合理的工作溫度對設(shè)計(jì)高效的PVT集熱器至關(guān)重要。工作溫度對不同類型光伏電池的PVT集熱器性能影響不同。應(yīng)選用價格相對較低，發(fā)電效率相對較高，并且受工作溫度影響較小的光伏電池。一般來說，隨著工作溫度的升高，光伏電池的發(fā)電效率呈線性降低趨勢。由于較低的溫度系數(shù)及其價格優(yōu)勢，在一定工作溫度范圍內(nèi)，薄膜光伏電池更適用于PVT集熱器。但是由于晶體硅太陽能電池的發(fā)電效率普遍高于薄膜電池，所以目前的PVT集熱器大多采用晶體硅太陽能電池。然而隨著高效薄膜光伏電池的出現(xiàn)，加之較低的溫度系數(shù)，該類型的電池對PVT集熱器將更具吸引力。除了工作溫度，集熱器部件的光學(xué)性能、冷卻介質(zhì)的質(zhì)量流量、集熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)等都是影響PVT集熱器性能的重要因素[5]。因此，為保障PVT集熱器綜合工作性能，應(yīng)根據(jù)工作溫度區(qū)間選擇適合的光伏電池類型，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)各主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，同時保證合理的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，包括熱電輸出比例、太陽能百分比等參數(shù)。

3. PVT 集熱器節(jié)能設(shè)計(jì)及應(yīng)用

太陽能在建筑上的應(yīng)用最為有效的方法之一是采用太陽能建筑一體化。現(xiàn)階段，太陽能建筑一體化主要有兩種體現(xiàn)形式：一是光熱建筑一體化，在建筑上安裝太陽能熱水器、采暖器等，將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能再加以利用。二是光伏建筑一體化，即將太陽能光伏產(chǎn)品集成到建筑上，充分利用建筑外表面，安裝多種光伏發(fā)電產(chǎn)品，所產(chǎn)生的電能或供自身使用或并網(wǎng)輸送。“十二五”規(guī)劃中指明：太陽能建筑一體化將成為必然趨勢，相比于太陽能熱利用一體化、太陽能光伏建筑一體化，PVT建筑一體化(即BIPVT)更容易實(shí)現(xiàn)。一方面，PVT集熱器的安裝容易實(shí)現(xiàn)建筑立面統(tǒng)一化，相比于分別安裝光伏板和集熱器的情況，更符合審美要求；一方面，BIPVT可實(shí)現(xiàn)多功能：即在滿足用戶冷、熱負(fù)荷需求的同時，可明顯降低建筑冷負(fù)荷。Anderson等人[17]將BIPVT應(yīng)用于一新建建筑，研究中采用修正過的Hottel-Whillier模型對所建系統(tǒng)進(jìn)行模擬，并通過實(shí)驗(yàn)測量驗(yàn)證其所建模型。研究發(fā)現(xiàn)：對系統(tǒng)熱電轉(zhuǎn)換效率有顯著影響的主要設(shè)計(jì)參數(shù)包括：翅片效率，光伏板與其支撐結(jié)構(gòu)間的導(dǎo)熱性以及層壓方法。他們還指出BIPVT若采用價格較低的材料制成，比如彩涂鋼板，對其綜合效率影響不大。此外，他們發(fā)現(xiàn)用PVT取代屋頂材料，比直接在屋頂安裝的方式更經(jīng)濟(jì)，并且可以利用BIPVT后方建筑閣樓內(nèi)空氣的低速自然對流換熱替代專設(shè)的隔熱層。這種方法在一定程度上降低了BIPVT系統(tǒng)的成本，這對于該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用非常重要。Davidsson等人研發(fā)了多功能PVT太陽能窗，如圖所示。為降低系統(tǒng)的發(fā)電成本，設(shè)計(jì)中采用了傾動式的反射器將太陽輻射聚集到太陽能電池板，該反射器同時可有效控制進(jìn)入建筑內(nèi)的輻射總量，同時可明顯降低建筑通過窗戶的熱損失。研究結(jié)果表明：與垂直安裝的平板光伏模塊相比，單位面積光伏板年均產(chǎn)電高出35%。

太陽能PVT窗

綜上所述，PVT 集熱器技術(shù)，尤其是BIPVT技術(shù)，是一種具有前景的太陽能利用技術(shù)。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的工程應(yīng)用及推廣，亟待解決的關(guān)鍵問題有兩方面：一方面提高其綜合轉(zhuǎn)換效率；另一方面降低其成本。提高PVT 集熱器的效率，從設(shè)計(jì)角度考慮，一方面需要保證其對太陽光譜的吸收性，即在提高太陽電池吸收率的同時, 還應(yīng)盡量增加PVT集熱器對太陽光譜長波輻射的吸收；另一方面是改善PVT 集熱器部件的傳熱問題[5]。原材料選擇方面，則趨向于采用溫度系數(shù)低、價格便宜且高效的薄膜光伏電池。從應(yīng)用角度考慮，需要根據(jù)不同用途選擇適合的集熱器形式。

4.結(jié)論與展望

隨著我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的不斷加快，人們對居住環(huán)境要求的不斷提高，能源短缺、環(huán)境污染等問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。中國的能源消耗仍以煤炭為主，約占總耗量的69.5%，全球平均消耗僅為28.6%。眾所周知，煤炭消耗過程中釋放的二氧化碳遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他能源。因此，相比于其他國家，中國的節(jié)能與環(huán)境之間具有更直接的關(guān)聯(lián)。

建筑能耗是各行業(yè)中的耗能大戶，在我國已接近總能耗的30%，其中供熱通風(fēng)空調(diào)的能耗已達(dá)建筑能耗的65%，因此減少這類系統(tǒng)能耗對建筑節(jié)能至關(guān)重要。許多專業(yè)人士及政策制定者都在這方面做出了很大努力，其中，PVT 集熱器的合理應(yīng)用將成為行之有效的技術(shù)措施。如上所述，PVT技術(shù)仍是相對較新的技術(shù)，目前多數(shù)研究仍處于理論分析和實(shí)驗(yàn)階段，實(shí)際工程應(yīng)用中仍存在許多亟待解決的問題。為進(jìn)一步推進(jìn)該技術(shù)應(yīng)用及產(chǎn)品商業(yè)化，一方面應(yīng)提高系統(tǒng)綜合轉(zhuǎn)換效率，降低系統(tǒng)成本，另一方面，從應(yīng)用角度出發(fā)，根據(jù)不同的用戶需求選擇合適的PVT集熱器，對于PVT 集熱器復(fù)合利用技術(shù)其研究重點(diǎn)有以下幾方面：PVT集熱器與建筑一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化問題； PVT復(fù)合系統(tǒng)的合理配置，運(yùn)行模式和控制策略優(yōu)化問題；PVT技術(shù)與其他可再生能源綜合利用等問題。因此，PVT技術(shù)有待進(jìn)一步深入研究，使其成為人們普遍接受的實(shí)用技術(shù)，充分發(fā)揮其節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的作用，為“十二五”規(guī)劃節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供動力。

參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞：太陽能光伏行業(yè)；建議

去年下半年以來，受歐盟光伏政策補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)下調(diào)、美國“雙反”調(diào)查影響，我國光伏行業(yè)發(fā)展遇到一些困難。為積極應(yīng)對光伏產(chǎn)業(yè)面臨的嚴(yán)峻復(fù)雜局面，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展，3月份，我們以問卷方式對全省太陽能光伏企業(yè)進(jìn)行調(diào)查，了解重點(diǎn)光伏企業(yè)現(xiàn)狀，征求意見建議，共發(fā)放143份調(diào)查問卷，回收有效問卷112份，占總發(fā)放問卷的78%，主要涉及晶硅材料制造、光伏電池片、電池組件、終端光伏產(chǎn)品和光伏配套產(chǎn)品等領(lǐng)域。從調(diào)查情況看，我省太陽能光伏產(chǎn)業(yè)保持了平穩(wěn)較快發(fā)展態(tài)勢，但也存在一些發(fā)展隱憂，應(yīng)當(dāng)引起充分重視，及時采取切實(shí)有效的政策措施，積極加以應(yīng)對。

1、光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1　太陽能光伏發(fā)電的基本概念。太陽能光伏發(fā)電是指利用太陽能光照射晶體材料后產(chǎn)生電子躍遷這一現(xiàn)象進(jìn)行發(fā)電，是一種方便、清潔、安全的可再生能源。目前，普遍使用的光伏元件由硅材料制成，利用太陽光照射時硅元件內(nèi)的點(diǎn)和分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生的電動勢能和電流的效應(yīng)發(fā)電。通常情況下，我們將基于硅材料應(yīng)用開發(fā)所形成的太陽電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈稱之為光伏產(chǎn)業(yè)。光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈主要包括晶體硅原料生產(chǎn)-硅片切割-電池片制造-系統(tǒng)封裝與應(yīng)用四個主要環(huán)節(jié)。

1.2　太陽能資源概況。我省總體屬于太陽能利用條件較好地區(qū)，太陽能資源理論總儲量居全國第17位，具有較大可開發(fā)利用價值和節(jié)約常規(guī)能源潛力。全省三分之二以上的面積年日照時數(shù)在2200小時以上，太陽能可開發(fā)利用總量年折合標(biāo)準(zhǔn)煤超過1000萬噸，其中，技術(shù)上可開發(fā)的光伏裝機(jī)容量超過2000萬千瓦，較為豐富的太陽能資源為光伏發(fā)電提供了廣闊前景。

1.3　產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。“十一五”以來，省委、省政府高度重視太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將其擺上突出位置，不斷加大措施，狠抓政策落實(shí)，各項(xiàng)工作取得積極成效，全省太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，有力地促進(jìn)了能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，為推動經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。一是政策體系不斷完善。省政府先后出臺了《關(guān)于加快我省新能源和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》、《關(guān)于促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》和《關(guān)于扶持光伏發(fā)電加快發(fā)展的意見》等一系列政策文件，為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造了良好政策環(huán)境。 2011年，全省規(guī)模以上光伏及相關(guān)企業(yè)達(dá)到200多家，實(shí)現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入371億元，光伏電池及組件產(chǎn)量672兆瓦，同比分別增長19.7%和20%；太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)3.7萬千瓦，同比增長94.7%。二是技術(shù)創(chuàng)新能力逐步增強(qiáng)。堅(jiān)持將政策引導(dǎo)與市場相結(jié)合，通過引進(jìn)外資和自主投資，光伏電池組件制造能力快速提升，技術(shù)創(chuàng)新不斷加快。在硅材料、晶硅電池、薄膜電池、光伏電池組件、光伏發(fā)電系統(tǒng)、光伏逆變器、太陽能燈具、城市照明及景觀應(yīng)用等領(lǐng)域新上了一批項(xiàng)目，形成了以東營光伏、孚日光伏、力諾光伏、威海中玻光電等骨干企業(yè)為主體的企業(yè)集群。三是薄膜光伏電池實(shí)現(xiàn)突破。擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的第五代太陽能光伏薄膜電池組件，大中型薄膜電池玻璃廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代大型建筑裝飾領(lǐng)域，進(jìn)一步拓寬了太陽能光電建筑一體化應(yīng)用領(lǐng)域。目前，薄膜電池產(chǎn)能已超過150兆瓦，產(chǎn)量和技術(shù)水平位居全國前列，薄膜光伏發(fā)電最高光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)10%左右。預(yù)計(jì)到2015年,全省薄膜電池年產(chǎn)能將達(dá)到2000兆瓦。四是建成了一批光伏發(fā)電項(xiàng)目。目前，在建太陽能光伏電站54個，建設(shè)規(guī)模147.4兆瓦，建成太陽能光伏發(fā)電站43個，發(fā)電能力100.6 兆瓦，同比增長110%。先后有20個項(xiàng)目被列為國家太陽能光電建筑應(yīng)用示范，裝機(jī)容量30兆瓦。青島、煙臺、威海、德州等四市和沂水、即墨、兗州、墾利、巨野等五縣先后列入國家可再生能源建筑應(yīng)用示范市，一批太陽能光電建筑投入使用。五是骨干企業(yè)保持較快增長態(tài)勢。2011年，東營光伏公司電池組件產(chǎn)量220兆瓦，增長39.5%,主營業(yè)務(wù)收

入30.22億元，增長58.49%；埃孚光伏電池組件產(chǎn)量50.88兆瓦，增長128%，主營業(yè)務(wù)收入5.17億元，增長50.02%；商河晟朗、禹城漢能建設(shè)的光伏電池生產(chǎn)線, 新增產(chǎn)能 500 兆瓦。今年1季度，全省光伏行業(yè)實(shí)現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入101億元，光伏電池及組件產(chǎn)量達(dá)到197兆瓦，同比分別增長16.7%和19.8%,光伏發(fā)電并網(wǎng)容量超過10萬千瓦。其中力諾光伏公司產(chǎn)、銷量分別增長10.07%、35.32%。

2、主要困難和問題

2.1　重點(diǎn)光伏企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營逐漸出現(xiàn)下滑拐點(diǎn)。去年10月份，美國對我國輸美光伏產(chǎn)品展開“雙反”調(diào)查。受此影響，部分重點(diǎn)企業(yè)從12月份開始出口訂單減少，后續(xù)負(fù)面影響正逐步顯現(xiàn)。今年1季度，被調(diào)查光伏企業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量和銷售量增幅明顯回落，銷售收入和利稅嚴(yán)重下滑。光伏電池產(chǎn)量同比增長17.25%，增幅比上年回落4.1個百分點(diǎn)；光伏電池銷售量增長24.9%，增幅比去年回落5.1個百分點(diǎn)；主營業(yè)務(wù)收入下降了48.5%，利潤和稅收分別下降了61.3%和31.7%，個別企業(yè)出現(xiàn)虧損。同時，土地、資金、勞動力等生產(chǎn)要素供給不足，銀行等金融機(jī)構(gòu)嚴(yán)控貸款規(guī)模，光伏企業(yè)融資難度加大。

2.2　光伏產(chǎn)品產(chǎn)能擴(kuò)大與市場需求不足的矛盾更加突出。隨著一批中小型光伏企業(yè)發(fā)展壯大，光伏產(chǎn)品產(chǎn)能迅速增長。我省光伏電池片及組件產(chǎn)能由2010年的不足600兆瓦，增長到目前的1000兆瓦。由于太陽能光伏發(fā)電社會認(rèn)同度低、發(fā)電成本高、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)滯后等原因，國內(nèi)市場發(fā)育不成熟，部分企業(yè)市場開拓力度不夠，導(dǎo)致市場需求不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。此外，針對光伏產(chǎn)品出口的貿(mào)易壁壘增多，受歐盟經(jīng)濟(jì)蕭條、部分國家降低光伏電價補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)影響，歐州光伏市場需求逐步降低。繼美國“雙反”調(diào)查后，印度也提出對我國光伏產(chǎn)品進(jìn)行“雙反”調(diào)查，部分歐洲國家目前正在醞釀通過“雙反”調(diào)查保護(hù)國內(nèi)企業(yè)，給我省光伏產(chǎn)品出口歐美等傳統(tǒng)市場帶來嚴(yán)重影響，也不利于開拓東南亞、非洲等新興市場。 新能力不強(qiáng)。光伏電池的制造，是一項(xiàng)比較復(fù)雜的高新技術(shù)，對原材料、技術(shù)要求很高，涉及多門學(xué)科的綜合技術(shù)。我省太陽能光伏產(chǎn)業(yè)起步較晚，對關(guān)鍵技術(shù)、工藝的研究基礎(chǔ)比較薄弱。我省雖然已經(jīng)有一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，但多數(shù)企業(yè)仍停留在對光伏電池的制造和使用上，布局松散、規(guī)模較小、且缺乏統(tǒng)一規(guī)劃與引導(dǎo)。光伏企業(yè)相對集中于整個產(chǎn)業(yè)鏈條的下游，與一些先進(jìn)省份相比尚有差距。沒有形成一整套完善的產(chǎn)業(yè)鏈和配套的技術(shù)服務(wù)體系，企業(yè)、研究院所各自為戰(zhàn)，聯(lián)合發(fā)展意識不強(qiáng)，技術(shù)發(fā)展層次、人才能力培養(yǎng)相對滯后，不能滿足快速增長的光伏產(chǎn)業(yè)對高層次人才的需求，制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備沒有獲得應(yīng)有發(fā)展。同時，光伏發(fā)電系統(tǒng)的配套技術(shù)還不成熟，抵御市場風(fēng)險的能力較差。

2.4　促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完善。89%的被調(diào)查企業(yè)認(rèn)為，盡管國家和我省出臺了扶持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財(cái)稅、價格等優(yōu)惠政策，但光伏上網(wǎng)電價標(biāo)準(zhǔn)仍然較低，比歐盟國家低一倍多，光伏電站利潤率較低，影響了企業(yè)持續(xù)加大研發(fā)投入、擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模的積極性。71%的企業(yè)認(rèn)為，我省應(yīng)加大對整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)展的支持力度，目前的財(cái)政獎勵政策，投入較少，而且主要集中在示范項(xiàng)目建設(shè)等終端應(yīng)用環(huán)節(jié)，針對關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)、實(shí)驗(yàn)室保障平臺建設(shè)、人才隊(duì)伍建設(shè)等方面的鏈條式綜合扶持力度不夠，在企業(yè)利潤空間較小的情況下，僅靠企業(yè)自我造血投入進(jìn)行基礎(chǔ)研發(fā)能力建設(shè)，很難與歐美等光伏產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國相抗衡，導(dǎo)致光伏企業(yè)核心競爭力不強(qiáng)。67%的企業(yè)認(rèn)為，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證體系不健全、行業(yè)準(zhǔn)入門檻較低，是造成產(chǎn)品質(zhì)量低下，光伏市場無序競爭的重要因素，亟需加強(qiáng)光伏產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和認(rèn)證工作。由于我國的標(biāo)準(zhǔn)制定、產(chǎn)品認(rèn)證和檢測實(shí)驗(yàn)?zāi)芰β浜笥趪H水平，國內(nèi)光伏市場的標(biāo)準(zhǔn)要求不如國外嚴(yán)格和規(guī)范，使國外低水平光伏產(chǎn)品進(jìn)入中國市場，而目前我省光伏產(chǎn)品銷售主要依靠國際市場，產(chǎn)品進(jìn)入歐美市場須經(jīng)過嚴(yán)格檢測并取得認(rèn)證資格，一定程度上影響了產(chǎn)品的國際競爭力。

3、政策建議

近年來，隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展和對溫室氣體排放的嚴(yán)格要求，可再生能源獲得了越來越多的重視。從歐美等國的實(shí)踐來看，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)都是在政府實(shí)施了“強(qiáng)制回購”和“電價補(bǔ)貼”等政策措施后才得以迅速發(fā)展，德國、法國、西班牙、意大利等國的電價補(bǔ)貼均持續(xù)20年以上。借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)，制定行之有效的鼓勵措

施，是推動光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的必要條件。

3.1　加大市場開拓力度。堅(jiān)持國內(nèi)和國外兩個市場一起抓，更多地關(guān)注國內(nèi)市場。抓住國家援疆、援藏機(jī)遇，組織光伏企業(yè)抱團(tuán)開拓西部市場。穩(wěn)定歐洲傳統(tǒng)市場，大力開拓南非等新興市場。建議各級財(cái)政安排專項(xiàng)資金，引導(dǎo)光伏企業(yè)積極參加國內(nèi)外太陽能展會，展示技術(shù)產(chǎn)品，提高市場影響力。開展“山東太陽能品牌創(chuàng)建活動”，提高企業(yè)營銷創(chuàng)新和品牌培育能力。指導(dǎo)企業(yè)做好“雙反”風(fēng)險防范化解工作，積極在國外尋找代工，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)地銷，避開關(guān)稅等貿(mào)易壁壘。

3.2　加大科技攻關(guān)力度。我省光伏電池生產(chǎn)中核心技術(shù)、設(shè)備和主要原材料依賴進(jìn)口，不掌握核心技術(shù)和先進(jìn)工藝將付出巨大的代價。應(yīng)充分發(fā)揮各類專項(xiàng)資金引導(dǎo)作用，鼓勵企業(yè)與大專院校、科研單位開展產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，支持企業(yè)在太陽能光伏生產(chǎn)技術(shù)、管理模式、運(yùn)營方式、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等方面開展自主創(chuàng)新活動，爭取在高效晶硅以及非晶硅薄膜電池研發(fā)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)突破。依托省太陽能行業(yè)協(xié)會，打造行業(yè)創(chuàng)新服務(wù)平臺，建立行業(yè)專家團(tuán)隊(duì)，為企業(yè)提供咨詢、診斷、評估、輔導(dǎo)、營銷策劃等一體化服務(wù)。

3.3　擴(kuò)大光伏產(chǎn)品應(yīng)用。我省日照條件好，但土地資源相對緊張，實(shí)施建筑光電一體化和建設(shè)屋頂電站能有效緩解這一矛盾。新建企業(yè)達(dá)到一定條件的，在廠房規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工階段，應(yīng)利用車間屋頂同步安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。同時，鼓勵既有企業(yè)車間屋頂安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，電網(wǎng)企業(yè)按照固定電價全額收購光伏電站的上網(wǎng)電量。據(jù)測算，1.5萬平方米的車間屋頂可建設(shè)1000千瓦的太陽能光伏電站，我省每年新建廠房面積超過300萬平方米，如同步建設(shè)光伏電站，年發(fā)電量可達(dá)150萬千瓦時。鼓勵企業(yè)通過自籌資金、廠房租賃、合同能源管理運(yùn)營和政府直接投資等多種形式建設(shè)屋頂電站。

3.4　加大政策支持力度。完善財(cái)稅、價格等政策，推動實(shí)施光伏研發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目。對利用重大創(chuàng)新技術(shù)建設(shè)的示范電站，提高電價補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)。拓寬太陽能光伏企業(yè)融資渠道，鼓勵各類金融、擔(dān)保機(jī)構(gòu)和風(fēng)險投資公司加大對太陽能光伏產(chǎn)業(yè)投入，建立多元化投融資長效機(jī)制。加強(qiáng)與世界銀行、亞洲銀行等國際組織的合作，引進(jìn)資金、技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，推動太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)積極為光伏電站并網(wǎng)發(fā)電創(chuàng)造條件，搞好電網(wǎng)規(guī)劃和輸電系統(tǒng)建設(shè)，增強(qiáng)電網(wǎng)輸配能力，保障光伏電站穩(wěn)定充足供電。

3.5　大力發(fā)展薄膜光伏電池產(chǎn)品。太陽能光伏發(fā)電主要依靠晶硅電池和薄膜電池兩類產(chǎn)品，晶硅電池所使用的半成品材料在生產(chǎn)過程中能耗高、污染重，技術(shù)要求復(fù)雜，江蘇、河北等省在晶硅太陽能電池制造方面已經(jīng)形成了較大優(yōu)勢，我省優(yōu)勢不大。而我省在薄膜電池研發(fā)方面居于全國領(lǐng)先水平，產(chǎn)能保持全國前列，應(yīng)用前景廣闊，并且具有強(qiáng)大的發(fā)展后勁，這是我省太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢所在。“十二五”期間，建議整合節(jié)能和新能源方面的各類政策，重點(diǎn)發(fā)展薄膜電池技術(shù)產(chǎn)品，鞏固優(yōu)勢地位，增強(qiáng)國際競爭力，將我省打造成世界一流的太陽能光伏薄膜電池研發(fā)生產(chǎn)基地。

3.6　進(jìn)一步加強(qiáng)行業(yè)自律。落實(shí)好山東省太陽能行業(yè)自律公約，探索建立光伏行業(yè)聯(lián)盟，開展行業(yè)自律活動，積極參與國家和地方行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，提高市場準(zhǔn)入門檻、規(guī)范行業(yè)發(fā)展，嚴(yán)控行業(yè)盲目擴(kuò)大產(chǎn)能和低水平重復(fù)建設(shè)。加快推行光伏產(chǎn)品認(rèn)證工作，鼓勵光伏企業(yè)積極參與國內(nèi)外各類產(chǎn)品認(rèn)證，提升產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大市場影響力。強(qiáng)化企業(yè)質(zhì)量誠信體系建設(shè)，抵制無序惡性競爭。

3.7　切實(shí)加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)不是局域性的單一產(chǎn)業(yè)，各級主管部門應(yīng)從戰(zhàn)略和全局高度，統(tǒng)籌考慮發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重要作用，認(rèn)真貫徹落實(shí)相關(guān)法律法規(guī)，積極探索解決制約光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新思路、新方向。加強(qiáng)太陽能光伏人才隊(duì)伍建設(shè)。強(qiáng)化中介機(jī)構(gòu)作用，鼓勵發(fā)展太陽能光伏工程建設(shè)、技術(shù)咨詢、信息服務(wù)、人才培訓(xùn)等為主的中介服務(wù)。充分發(fā)揮省太陽能協(xié)會作用，加強(qiáng)行業(yè)指導(dǎo)和服務(wù)，推進(jìn)企業(yè)間資源共享，加強(qiáng)技術(shù)交流，推動光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

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篇6

近幾年來，我國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了高速發(fā)展期。特別是在2007年，我國光伏產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長，使得我國一躍成為全球第一大生產(chǎn)國；而且，高純多晶硅技術(shù)以及其他許多關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)裝備的研發(fā)和國產(chǎn)化工作也取得令人鼓舞的進(jìn)展。

但是，2007年以來，我國光伏產(chǎn)業(yè)也集中爆發(fā)了一系列相互關(guān)聯(lián)、引起高度關(guān)注甚至激烈爭議的問題，主要包括：不協(xié)調(diào)的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)、絕大部分產(chǎn)品出口國外的市場格局、生產(chǎn)過程導(dǎo)致的國內(nèi)高能耗和四氯化硅環(huán)境污染、全球技術(shù)和市場競爭加劇下的產(chǎn)業(yè)風(fēng)險和可持續(xù)發(fā)展能力、光伏發(fā)電的商業(yè)化前景和時間表等。這些都是當(dāng)前廣受熱議的焦點(diǎn)問題，也是推動我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展和太陽能利用的重大問題。

二、國內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)的最新進(jìn)展和發(fā)展趨勢

(一)我國光伏產(chǎn)業(yè)的最新進(jìn)展

近幾年來，我國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了爆發(fā)式增長，已基本形成了涵蓋多晶硅材料、鑄錠、拉單晶、電池片、封裝、平衡部件、系統(tǒng)集成、光伏應(yīng)用產(chǎn)品和專用設(shè)備制造的較完整產(chǎn)業(yè)鏈。產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的專用設(shè)備和專用材料的國產(chǎn)化加快，許多設(shè)備完全實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化并有部分出口。截止到2007年底，全國太陽能電池和組件的生產(chǎn)能力分別達(dá)到2.9GWp和3.8GWp，當(dāng)年產(chǎn)量分別比2006年增長148％和138％，達(dá)到1.1GWp和1.7GWp，均占世界總產(chǎn)量的27％以上，使我國成為全球第一大太陽能電池和組件生產(chǎn)國。2007年我國光伏產(chǎn)業(yè)的銷售收入也增加到1000億元，從業(yè)人員達(dá)到8萬人以上。

特別是多年持續(xù)嚴(yán)重制約我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高純多晶硅制造技術(shù)，在這兩年內(nèi)實(shí)現(xiàn)了重大技術(shù)突破。在科技部和國家發(fā)展改革委等有關(guān)部門支持下，2007年新光硅業(yè)、洛陽中硅、江蘇中能等3個企業(yè)分別建成了千噸級高純硅生產(chǎn)線，使得全年高純硅產(chǎn)量大幅增加到1130噸。2008年，隨著江蘇中能二期和重慶大全的各自1500噸多晶硅工程的建成投產(chǎn)，預(yù)計(jì)國內(nèi)超純多晶硅的全年產(chǎn)量將超過4000噸。而且，重慶大全和江蘇中能公司實(shí)現(xiàn)了還原尾氣回收利用技術(shù)和多晶硅還原爐制造技術(shù)的重大突破；據(jù)介紹，綜合能耗已降到150-180kWh/kg(使得成本降低到約50美元／kg)，顯著低于其他國內(nèi)同類企業(yè)的250-300kWh/kg，主要物料的綜合回收率也超過98％。最近，江蘇中能等一些國內(nèi)企業(yè)還在積極準(zhǔn)備開發(fā)引進(jìn)流化床法、硅烷法等新型高純硅生產(chǎn)技術(shù)，可望使高純多晶硅生產(chǎn)的綜合電耗降至2050kWh/kg，成本降至15-25美元／kg。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國至少有33家高純硅生產(chǎn)企業(yè)的一期工程產(chǎn)能總計(jì)約為4.4萬噸(規(guī)劃總產(chǎn)能高達(dá)8.8萬噸)，如果這些項(xiàng)目能順利建成投產(chǎn)，預(yù)計(jì)我國2010年的多晶硅產(chǎn)量將超過3萬噸，將從根本上緩解高純硅材料的供需緊張的矛盾。

隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展壯大，不少地方和企業(yè)近年來積極建設(shè)MWp級并網(wǎng)光伏系統(tǒng)(主要是建筑屋頂光伏系統(tǒng))。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2008年5月，全國已建和在建11個MWp級并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，大部分預(yù)計(jì)在2009年建成。一些光伏設(shè)備制造企業(yè)還積極探尋建設(shè)更大規(guī)模光伏發(fā)電站的機(jī)會；江蘇等省份還提出制定“萬個太陽能屋頂計(jì)劃”。我國第十屆中國太陽能光伏會議的《常州宣言》提出了非常積極的目標(biāo)，力爭在2015年前使光伏發(fā)電成本下降到1.5元／kWh，在10年內(nèi)使光伏發(fā)電量占到全國總發(fā)電量的1％，這意味著大約500億kWh的年發(fā)電量和超過4000萬kW的裝機(jī)量。

(二)國際光伏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展和發(fā)展前景

在國際上，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到了許多國家的持續(xù)政策扶持，光伏發(fā)電的成本也隨著太陽能電池技術(shù)進(jìn)步、硅原料和組件供需形勢逐步緩解而快速下降，使光伏發(fā)電成為增長速度最快、初步實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展的可再生能源發(fā)電技術(shù)。

日本2008年恢復(fù)了中斷兩年的居民屋頂并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的投資補(bǔ)貼政策。美國目前30多個州都實(shí)施屋頂并網(wǎng)光伏發(fā)電凈電量計(jì)量法政策；美國聯(lián)邦政府2008年又延長了光伏投資稅減免政策。德國繼續(xù)對光伏發(fā)電實(shí)行為期20年的固定電價，2008年平均上網(wǎng)電價為45.7歐分，kWh。

國內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)界已開始描繪以居民銷售電價和峰谷電價為臨界點(diǎn)的并網(wǎng)光伏發(fā)電商業(yè)化時間表。德意志銀行預(yù)計(jì)多晶硅太陽能電池技術(shù)的發(fā)電成本最低可降到$0.1/kWh以下(約合0.7元人民幣，kWh)，樂觀估計(jì)大約在2015-2016年左右可降到$0.15/kWh(約合1元人民幣／kWh)，使得光伏發(fā)電將于2010-2013年期間首先在日本、德國、西班牙等實(shí)行較高平均零售電價的國家開始商業(yè)化發(fā)展。

在扶持政策和發(fā)展前景激勵下，2002年以來，全球光伏發(fā)電裝機(jī)年均增長率超過40％。2007年全球新增裝機(jī)量同比增長62％，當(dāng)年統(tǒng)計(jì)安裝量為2.83GWp，累計(jì)總裝機(jī)容量大約為12GWp。據(jù)有關(guān)預(yù)測或展望，未來數(shù)年全球光伏市場將以大約60％的速度增長，2020年累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到200GWp，絕大部分為并網(wǎng)光伏發(fā)電。

值得注意的是，2007年以來愈演愈烈的金融危機(jī)乃至可能的經(jīng)濟(jì)危機(jī)，預(yù)計(jì)會減弱全球光伏發(fā)電市場增長速度，并影響光伏設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展。主要原因包括：一是全球金融危機(jī)普遍增加融資難度，而資金密集型的光伏產(chǎn)業(yè)也不能獨(dú)善其身；二是國際能源價格(以油價為代表)的大幅回落將扭轉(zhuǎn)各國銷售電價持續(xù)增長的趨勢，從而延遲光伏發(fā)電實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)平價(gridparity)的時間點(diǎn)；三是各國在金融危機(jī)和財(cái)政能力影響下，其今后的光伏產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼政策將存在一定的不確定性。

三、我國推動光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場應(yīng)用的障礙和挑戰(zhàn)

雖然我國光伏產(chǎn)業(yè)近年來實(shí)現(xiàn)了長足進(jìn)步，但也存在不容忽視的技術(shù)、環(huán)境和市場風(fēng)險；近期推動國內(nèi)光伏市場應(yīng)用也面臨成本高、上網(wǎng)難、缺乏經(jīng)驗(yàn)等障礙。

(一)國內(nèi)光伏技術(shù)仍存在總體水平不高、內(nèi)在競爭力不強(qiáng)和短期環(huán)境風(fēng)險

由于我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史短、基礎(chǔ)研究工作薄弱，目前我國光伏技術(shù)總體水平仍然不高，太陽能電池及組件的效率和質(zhì)量水平仍然普遍低于世界先進(jìn)水平，在新型高效的太陽能電池和高純硅生產(chǎn)技術(shù)的研究開發(fā)方面也落后于歐美日發(fā)達(dá)國家，許多裝備主要依賴國外引進(jìn)。因此，目前我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)仍主要依靠市場驅(qū)動而非技術(shù)驅(qū)動，缺乏強(qiáng)大的內(nèi)在競爭力。特別是目前國內(nèi)大多數(shù)高純多晶硅企業(yè)仍面臨物料閉路循環(huán)和廢液廢氣污染物回收處理等方面的技術(shù)瓶頸，存在四氯化硅副產(chǎn)品的環(huán)境污染風(fēng)險，成為我國高純硅行業(yè)發(fā)展的重大制約因素。

(二)產(chǎn)業(yè)和市場發(fā)展不平衡，不利于產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和節(jié)能減排

過去幾年內(nèi)，我國光伏產(chǎn)業(yè)界抓住歐美國家光伏市場的快速增長的機(jī)遇，利用國內(nèi)人力和資源成本較低的比較優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了迅速起步與發(fā)展壯大。但業(yè)界普遍預(yù)測，由于近年全球光伏產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能迅速擴(kuò)張以及金融危機(jī)影響，未來兩年內(nèi)世界光伏組件和高純硅材料市場將呈現(xiàn)供過于求的趨勢，使光伏產(chǎn)業(yè)面臨大規(guī)模洗牌。

最近我國光伏企業(yè)已普遍停止擴(kuò)產(chǎn)、削減產(chǎn)量。在這個洗牌過程中，利潤率最高的環(huán)節(jié)也將逐漸轉(zhuǎn)向下游的光伏發(fā)電運(yùn)營業(yè)，使得出售光伏電力比出售光伏組件和系統(tǒng)具有更長遠(yuǎn)穩(wěn)定的回報，這也是傳統(tǒng)光伏產(chǎn)業(yè)界(光伏設(shè)備制造業(yè))日益重視、極力呼吁啟動國內(nèi)光伏市場的根本原因。但是，我國光伏市場的發(fā)展卻滯后于國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)和國際光伏市場，2007年我國新增光伏發(fā)電裝機(jī)量為20MWp，僅為當(dāng)年國內(nèi)太陽能電池產(chǎn)量的2％和全球總新增裝機(jī)量的0.71％，其中并網(wǎng)光伏發(fā)電裝機(jī)僅為2MWp。因此，目前這種產(chǎn)業(yè)和市場格局意味著我國光伏產(chǎn)業(yè)面臨日益突出的市場風(fēng)險。而廣受爭論的光伏產(chǎn)業(yè)的高能耗問題，其實(shí)質(zhì)問題也在于產(chǎn)業(yè)和市場發(fā)展不平衡，即取決于國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)和國內(nèi)外市場的選擇。相關(guān)研究已達(dá)成基本一致的結(jié)論，目前多晶硅太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)過程所耗能量的回收期只有兩到三年。但是，如果在國內(nèi)生產(chǎn)高純硅料及硅棒／錠和硅片(占光伏系統(tǒng)生產(chǎn)總能耗的70％-80％)、在國外應(yīng)用光伏發(fā)電系統(tǒng)，則光伏產(chǎn)業(yè)對我國而言即是高能耗的出口加工業(yè)。

(三)光伏產(chǎn)業(yè)在近中期仍缺乏足夠經(jīng)濟(jì)競爭力，有賴于政府政策扶持

并網(wǎng)光伏發(fā)電的初投資目前大約為5-6萬元／kW，預(yù)期上網(wǎng)電價3-5元／kWh，離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的投資和供電成本更高，需依賴優(yōu)惠的價格和財(cái)稅政策扶持。最近數(shù)十年全球光伏市場的重心隨著各國光伏市場政策的變化而先后從美國(1996年以前)轉(zhuǎn)移到日本(1996-2002年)和歐盟(2002年以來)，即充分反映了全球光伏市場的需求主要是由扶持政策推動的。目前我國還未制定比較系統(tǒng)完善的光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)激勵政策，全國已建成的100多個并網(wǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目中只有2個項(xiàng)目在2008年6月經(jīng)國家發(fā)展改革委準(zhǔn)予享受4元／kWh的優(yōu)惠上網(wǎng)電價，有待于加快制定必要適度的財(cái)政補(bǔ)貼和優(yōu)惠上網(wǎng)電價扶持政策。

(四)有待于制定落實(shí)光伏發(fā)電上網(wǎng)的具體政策措施

由于光伏發(fā)電系統(tǒng)增加了不可調(diào)度的電力裝機(jī)，目前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也沒有關(guān)于無功補(bǔ)償以及電網(wǎng)調(diào)度等問題的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)程，使得電力部門不愿接受光伏發(fā)電上網(wǎng)。我國已建成的光伏并網(wǎng)發(fā)電示范項(xiàng)目都處于試驗(yàn)性并網(wǎng)狀態(tài)，不允許光伏電力通過電力變壓器向高壓電網(wǎng)(10kV)反送電，只允許在低壓側(cè)(380V/220V)自發(fā)自用。因此，目前我國還缺乏真正的光伏發(fā)電上網(wǎng)項(xiàng)目和充分的經(jīng)驗(yàn)。

四、關(guān)于我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路的探討

為應(yīng)對根據(jù)我國光伏產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，切實(shí)建立符合國情的產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路和政策措施，我國需要正確處理產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和市場的關(guān)系，解決以下三個主要問題。

(一)如何增強(qiáng)國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和持續(xù)發(fā)展能力

產(chǎn)業(yè)發(fā)展從根本上取決于技術(shù)驅(qū)動(競爭力增強(qiáng))和市場拉動。雖然不少業(yè)內(nèi)人士呼吁立即啟動國內(nèi)規(guī)模化并網(wǎng)光伏發(fā)電市場以支撐我國光伏產(chǎn)業(yè)，但目前的高成本使得大規(guī)模發(fā)展光伏發(fā)電目前仍難以承受。而且，如果我國在當(dāng)前啟動大規(guī)模光伏市場和補(bǔ)貼，必將立刻扭轉(zhuǎn)光伏市場的回落趨勢，推高光伏發(fā)電成本。另一方面，國際光伏市場仍保持增長態(tài)勢，仍為國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)提供了必要的支撐。鑒于此，近期仍要努力通過技術(shù)進(jìn)步、健全產(chǎn)業(yè)鏈、鞏固開拓國際市場、建設(shè)國內(nèi)示范項(xiàng)目來進(jìn)一步降低成本、增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展能力。在產(chǎn)業(yè)鏈中，太陽能電池和組件制造業(yè)符合我國的人力資源優(yōu)勢和擴(kuò)大就業(yè)政策導(dǎo)向，仍是應(yīng)首要鼓勵發(fā)展的環(huán)節(jié)。自主化生產(chǎn)高純硅是中國光伏產(chǎn)業(yè)降低價格的必由條件，但必須重點(diǎn)支持清潔高效、低成本的高純硅生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

(二)近中期國內(nèi)光伏市場應(yīng)確立的主要發(fā)展方向

由于歐、美、日等國家早已實(shí)現(xiàn)電力普遍化服務(wù)，其太陽能光伏的推廣應(yīng)用在上世紀(jì)90年代就瞄準(zhǔn)了并網(wǎng)光伏系統(tǒng)(主要是屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng))，并于近年來加快大規(guī)模應(yīng)用，包括大規(guī)模地面并網(wǎng)光伏電站。而我國目前還有大約100萬無電戶需要在2020年以前采用光伏和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)解決用電問題，潛在市場容量為200-1000MWp(1GWp)，應(yīng)成為近中期首要考慮、予以扶持的光伏市場。雖然某些企業(yè)認(rèn)為必須依靠并網(wǎng)光伏發(fā)電而非離網(wǎng)發(fā)電來支撐光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但其實(shí)質(zhì)問題在于只有并網(wǎng)光伏發(fā)電才能使得光伏企業(yè)進(jìn)入下游市場并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定售電收入，故而光伏企業(yè)十分熱衷于并網(wǎng)光伏發(fā)電。不過，從政府的公共服務(wù)責(zé)任和有限財(cái)政資源來看，我國近期光伏發(fā)電的首要方向仍然是面向無電區(qū)的電力建設(shè)，同時可根據(jù)相關(guān)科技攻關(guān)和前期產(chǎn)業(yè)化工作要求建設(shè)一批并網(wǎng)光伏系統(tǒng)／電站，為啟動大規(guī)模并網(wǎng)光伏發(fā)電市場做好技術(shù)性準(zhǔn)備。

(三)我國應(yīng)制定光伏產(chǎn)業(yè)和國內(nèi)市場應(yīng)用扶持政策

按照前述的光伏產(chǎn)業(yè)政策目標(biāo)和國內(nèi)市場應(yīng)用方向的相關(guān)思路，我國在當(dāng)前和近期仍要堅(jiān)持并加強(qiáng)相關(guān)科技、財(cái)稅、外貿(mào)優(yōu)惠扶持政策，以進(jìn)一步提高核心技術(shù)能力、完善產(chǎn)業(yè)鏈條、擴(kuò)大中游電池組件產(chǎn)業(yè)能力及國際市場份額。另外，根據(jù)國內(nèi)無電區(qū)電力建設(shè)和并網(wǎng)光伏發(fā)電示范項(xiàng)目建設(shè)的需求，予以必要適度的財(cái)政補(bǔ)貼和優(yōu)惠上網(wǎng)電價支持。鑒于我國還沒有并網(wǎng)光伏發(fā)電的充分經(jīng)驗(yàn)和可靠成本評估，也缺乏相近電價的支撐，而且地區(qū)差別較大，故而難以立即制定頒布統(tǒng)一的固定電價，而需要通過招標(biāo)等途徑探索相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，積累必要數(shù)據(jù)。

五、結(jié)論和建議

我國的光伏產(chǎn)業(yè)通過持續(xù)開展技術(shù)研發(fā)和市場化運(yùn)作，迅速建立了基本完整的產(chǎn)業(yè)鏈，使我國一躍成為世界太陽能電池和組件生產(chǎn)大國，為我國加快開發(fā)利用太陽能資源初步奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但是，光伏發(fā)電價格仍然高昂，我國光伏產(chǎn)業(yè)仍未完全擺脫“低水平擴(kuò)張的出口依賴型產(chǎn)業(yè)”特征。為此，我國在近期宜制定實(shí)施以“提高技術(shù)和產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展能力、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和增加就業(yè)、提供國內(nèi)電力普遍服務(wù)”為中心目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和政策，近期應(yīng)抓緊開展如下工作。

(一)大力加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，扶持“技術(shù)推動型”的光伏設(shè)備制造業(yè)

要重點(diǎn)研發(fā)清潔高效、低成本、新型的高純硅和太陽能電池生產(chǎn)技術(shù)，近期重點(diǎn)支持企業(yè)逐步完善改良西門子法，開展流化床法、硅烷法、冶金法等新興高純硅生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作。應(yīng)支持技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)擴(kuò)大產(chǎn)能，建立國家光伏技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品檢測中心。要加強(qiáng)相關(guān)科技、財(cái)稅、外貿(mào)優(yōu)惠等扶持政策，鼓勵支持發(fā)展符合我國的人力資源優(yōu)勢和擴(kuò)大就業(yè)政策導(dǎo)向的太陽能電池和組件制造業(yè)，鞏固和擴(kuò)大國際市場份額。

(二)穩(wěn)步開拓“離網(wǎng)和并網(wǎng)并行，不同階段各有側(cè)重”的國內(nèi)光伏應(yīng)用市場

在近期(估計(jì)2015年前)，應(yīng)在難以延伸電網(wǎng)或建設(shè)水電站的無電地區(qū)加快建設(shè)光伏電站和推廣戶用光伏系統(tǒng)，另外根據(jù)技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目示范工作需要建設(shè)一批集中并網(wǎng)的大型建筑屋頂光伏系統(tǒng)、分散并網(wǎng)的居民屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)及新型太陽能建筑一體化光伏系統(tǒng)。在中期(估計(jì)2015年左右)，隨著無電區(qū)電力建設(shè)接近尾聲和光伏發(fā)電成本趨近銷售電價，首先擴(kuò)大建筑屋頂和建筑一體化并網(wǎng)光伏市場，并穩(wěn)步建設(shè)地面并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。在長期(預(yù)計(jì)2020年以后)，隨著光伏發(fā)電成本接近常規(guī)發(fā)電成本，全面擴(kuò)大各類并網(wǎng)光伏市場。

為此，近期應(yīng)研究制定用戶側(cè)低壓端光伏系統(tǒng)的發(fā)電上網(wǎng)和電量監(jiān)控技術(shù)規(guī)程，制定頒布針對工商業(yè)和居民的“凈用電量計(jì)費(fèi)”管理辦法，制定實(shí)施投資補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠政策；制定大型地面并網(wǎng)光伏電站示范項(xiàng)目的實(shí)施投資經(jīng)營主體和上網(wǎng)電價的招標(biāo)辦法等。在中期(2015年左右)，隨著經(jīng)驗(yàn)和成本數(shù)據(jù)的積累再引入建立“控制總量規(guī)模的固定電價制度”，為在2020年后全面實(shí)施固定電價制度做準(zhǔn)備。

篇7

關(guān)鍵詞：太陽能；發(fā)電；光伏電池

中圖分類號：TK511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）05-0132-02

1 光伏太陽能發(fā)電基本原理

太陽能電池，也稱光伏電池是光伏太陽能發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器，其基本的工作原理是：太陽能光子能量被太陽能電池吸收后，太陽能電池中的半導(dǎo)體會有空穴―電子對產(chǎn)生，也就是光生載流子，空穴帶正電，電子帶負(fù)電，兩者的電性是相反的，在光伏電池半導(dǎo)體N-P節(jié)的靜電場作用下，光生載流子空穴和光生載流子分別被太陽能電池的負(fù)極和正極所收集，空穴、電子的定向運(yùn)動產(chǎn)生電流，也就有了電能，借助一定的裝置，這些電能就能夠被使用。

2 太陽能光伏建筑一體化系統(tǒng)

太陽能光伏建筑一體集成技術(shù)就是將光伏組件取代建筑原來的結(jié)構(gòu)，或者在建筑的外表結(jié)構(gòu)鋪設(shè)光伏組件，通過這些位于建筑外面的光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，進(jìn)而為建筑提供高效清潔的能源，減少傳統(tǒng)建筑的能源供給。根據(jù)光伏組件分布的位置，太陽能光伏建筑一體集成系統(tǒng)主要分為：太陽能光伏屋頂一體集成系統(tǒng)、太陽能光伏遮陽板一體集成系統(tǒng)、太陽能光伏幕墻一體集成系統(tǒng)等等，目前應(yīng)用最為廣泛的是太陽能光伏屋頂一體集成系統(tǒng)，太陽能光伏幕墻一體集成系統(tǒng)和太陽能光伏遮陽板一體集成系統(tǒng)當(dāng)前發(fā)展也非常的迅速。

太陽能光伏建筑一體集成系統(tǒng)的發(fā)電方式一般是使用聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)，太陽能光伏幕墻或者太陽能光伏屋頂產(chǎn)生的直流電不是被直接使用，而是借助逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，交流電被送到公共電網(wǎng)，用戶要用電時再到電網(wǎng)購買。和獨(dú)立的太陽能光伏系統(tǒng)相比，聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)具有運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用少、前期投資小優(yōu)點(diǎn)，此外聯(lián)網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)不需要蓄電池，減少了由于使用蓄電池而給環(huán)境帶來的污染。聯(lián)網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)真正做到了隨發(fā)隨用，大大縮短了投資回收期，最大程度使用電能。聯(lián)網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)需要得到地方電網(wǎng)企業(yè)的協(xié)助配合，對逆變控制器和電網(wǎng)質(zhì)量都有非常高的要求，因此如果需要采用聯(lián)網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)，就必須先對政策、經(jīng)濟(jì)以及技術(shù)進(jìn)行詳盡的可行性分析。聯(lián)網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)主要是由太陽能電池方陣、控制器和聯(lián)網(wǎng)逆變器組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1 太陽能電池方陣

太陽能電池方陣可以將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，是聯(lián)網(wǎng)太陽能光伏的主要部件。依據(jù)聯(lián)網(wǎng)逆變器對輸入電壓的要求，構(gòu)成太陽電池方陣的晶體硅太陽能組件通過并聯(lián)、串聯(lián)固定在支架上，為了便于安裝，太陽能光伏電池方陣一般都是固定在屋頂?shù)闹Ъ苌希绻谛陆ńㄖ⒆≌瑫r就考慮安裝聯(lián)網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)，可以提前預(yù)埋好螺栓，提交設(shè)置好安裝角度和安裝朝向，在實(shí)際安裝時就會方便很多。

光伏與建筑的結(jié)合，主要設(shè)計(jì)兩個方面的結(jié)合，一個是光伏系統(tǒng)與建筑的結(jié)合，另一個方面是光伏組件與建筑的結(jié)合：（1）光伏系統(tǒng)與建筑的結(jié)合，光伏系統(tǒng)與建筑的結(jié)合是光伏與建筑結(jié)合的初級目標(biāo)，是將建筑屋頂?shù)默F(xiàn)成的平板式太陽能光伏組件的輸出經(jīng)控制器、逆變器連到電網(wǎng)，電網(wǎng)與光伏系統(tǒng)并聯(lián)向用戶供電，不足電力時向電網(wǎng)取用，多余電力時反饋給電力電網(wǎng)。（2）光伏組件與建筑的結(jié)合，光伏組件與建筑的結(jié)合是光伏與建筑結(jié)合的進(jìn)一步目標(biāo)，就是要將建筑材料與光伏器件集成化。在沒有和光伏組件相結(jié)合前，一般都會使用瓷板、馬賽克、涂料以及玻璃等材料作榻ㄖ的外墻，主要起到裝飾和保護(hù)的作用。如果與光伏結(jié)合，可以將光伏組件做成向陽外墻、屋頂、窗戶以及遮陽板等，這樣一方面可以起到傳統(tǒng)意義上的保護(hù)和裝飾作用，另一方面又可以發(fā)電，一物多用、一舉兩得，降低光伏系統(tǒng)造價，減少發(fā)電成本。一物多用的光伏組件器件必須具有傳統(tǒng)建筑材料所具有的電氣絕緣、隔熱保溫、防水防潮、防火阻燃、抗風(fēng)耐寒等特點(diǎn)，具有一定的剛度與強(qiáng)度且不易破碎，此外還要美觀大方、長壽命、安全可靠以及便于施工等特點(diǎn)。如果是用光伏組件做成窗戶，還需要能透光。在政府大力資助下，德國、美國以及日本等發(fā)達(dá)國家經(jīng)過多年的科研攻關(guān)，目前已經(jīng)研制成功很多建筑材料與光伏器件結(jié)合集成的產(chǎn)品，有的處于示范試驗(yàn)階段，有的已經(jīng)在工程上成功應(yīng)用，這類新研制的產(chǎn)品有：半透明和透明光伏組件；雙層玻璃超大尺寸光伏幕墻，隔音隔熱外墻光伏構(gòu)件，無邊框大尺寸雙層玻璃層面光伏構(gòu)件，不同形狀、不同顏色、不同排列的光伏電池構(gòu)件，柔性墻體和屋面光伏構(gòu)件等。

2.2 太陽能光伏聯(lián)網(wǎng)逆變器

2.2.1 聯(lián)網(wǎng)逆變器的主要功能

太陽能光伏聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和核心部件之一是聯(lián)網(wǎng)逆變器，和獨(dú)立的逆變器相比，太陽能光伏聯(lián)網(wǎng)逆變器一方面可以將太陽能光伏電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為電力電網(wǎng)上的交流電，另一方面還可以對交流電的電壓、頻率、相位、電流、無功和有功、電能品質(zhì)以及同步等實(shí)施控制，其具體的功能有：

（1）跟蹤控制最大功率點(diǎn)。太陽能光伏電池組輸出電壓和電流會跟隨太陽照度和太陽能光伏電池表面溫度變化，通過跟蹤這一變化，并實(shí)施控制，確保電池方陣處于最大功率輸出，最大程度上利用光能。

（2）自動啟動和關(guān)停。在白天日照時，根據(jù)日照條件，挖掘太陽能光伏電池組的轉(zhuǎn)換潛能，實(shí)現(xiàn)太陽能光伏聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的自動啟動和關(guān)停。

（3）謹(jǐn)防獨(dú)立運(yùn)行。如果光伏系統(tǒng)所在地出現(xiàn)突然停電，逆變器輸出電力和負(fù)荷電力又相同，此時逆變器輸出電壓不會有什么變化，很難探測到停電，此時太陽能光伏系統(tǒng)還是有可能繼續(xù)向當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)供電，出現(xiàn)光伏系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，這種情況對于電網(wǎng)的檢修人員來說，是非常危險的。為了避免出現(xiàn)事故，聯(lián)網(wǎng)逆變器必須有防止獨(dú)立運(yùn)行的功能。

（4）電壓自動穩(wěn)定。當(dāng)有電能剩余時，太陽能光伏系統(tǒng)向當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)逆流供電，此時很容易導(dǎo)致太陽能光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接處的電壓突然上升，進(jìn)而超過商用電網(wǎng)對電壓的要求，因此逆變器必須有電壓自動穩(wěn)定的功能，以便保證當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的正常運(yùn)行。

（5）自我修復(fù)功能。當(dāng)逆變器或者所在電網(wǎng)發(fā)生故障時，逆變器要能夠及時發(fā)現(xiàn)，并實(shí)施自我修復(fù)，修復(fù)不了的，要實(shí)施自動關(guān)停。

2.2.2 光伏聯(lián)網(wǎng)中逆變器的組成

聯(lián)網(wǎng)保護(hù)器和逆變器是聯(lián)網(wǎng)逆變器的兩個主要組成部分，具體如圖2所示。逆變器主要由三個部分組成，第一個部分是逆變部分，其功能是將直流轉(zhuǎn)換為交流，這主要是通過大功率晶體管的高速關(guān)閉導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)；第二部分是電子控制部分，該部分實(shí)現(xiàn)對逆變的控制，主要由電子回路構(gòu)成；第三部分是保護(hù)部分，當(dāng)逆變器出現(xiàn)故障時，該部分起到安全保護(hù)的作用，主要也是由電子回路構(gòu)成。

聯(lián)網(wǎng)保護(hù)器有些是單獨(dú)設(shè)置，但一般都是裝在逆變器中，是一種安全裝置，當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)欠壓、電網(wǎng)電壓頻率變化大以及電網(wǎng)停電等情況時，聯(lián)網(wǎng)保護(hù)器可以及時監(jiān)測，并及時關(guān)停逆變器，盡快將電網(wǎng)與光伏系統(tǒng)斷開，確保安全。

參考文獻(xiàn)

[1]劉彤.太陽能在建筑節(jié)能技術(shù)中的廣泛應(yīng)用[J].林產(chǎn)工業(yè)，2015（03）.

篇8

周民一已經(jīng)是第七次參加高交會了。他還清楚地記得，由他創(chuàng)立的均益安聯(lián)公司首次參加高交會時，產(chǎn)品就獲得了第八屆中國高交會的自主知識產(chǎn)權(quán)證書，第十二屆還獲得了中國高交會的優(yōu)秀產(chǎn)品獎。作為致力于太陽能光伏系統(tǒng)工程方案的公司，均益安聯(lián)總經(jīng)理張麗英告訴本刊記者，參加高交會一方面是尋找合作意向，但更重要的是向社會各界推廣PV-LED概念。

從七年前的一個來自合肥工業(yè)大學(xué)的只具雛形的研發(fā)型創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，到現(xiàn)在平均每年30%以上增長的高新技術(shù)企業(yè)，張麗英說，這不僅得益于自主創(chuàng)新的技術(shù)，也得益于高交會的平臺。

PV-LED首創(chuàng)

早在2005年，均益安聯(lián)就在尋求太陽能光伏特殊場合的小規(guī)模應(yīng)用，同時利用微電網(wǎng)微循環(huán)的概念，克服光伏集中并網(wǎng)的技術(shù)難點(diǎn)。由此，均益安聯(lián)率先在全國提出的PV-LED概念，將太陽能光伏和綠色新光源LED相結(jié)合，創(chuàng)造出“高效非逆變”技術(shù)。

“高效非逆變”技術(shù)是利用太陽能光伏的直流特點(diǎn)，同直流LED相結(jié)合，采用“三元供電，二元用電”智能控制技術(shù)，用于24小時需要照明的地下車庫和樓道等場所，替換傳統(tǒng)照明。

PV-LED除了具有發(fā)電的功能外，還具有儲備光能的作用。太陽的溫度對著早中晚的溫差變化，并不穩(wěn)定，需要將白天積攢下來的太陽能用于晚上的照明。通過智能分配以及其他的一些智能模式的安排，綜合理論節(jié)電率達(dá)90%。

雖然系統(tǒng)工程的造價是傳統(tǒng)照明工程價格的2.5倍到3倍，可以通過EMC合同能源管理方式，用節(jié)約電費(fèi)回收投資的模式，通過3年左右回收成本，后續(xù)的成本節(jié)約量十分可觀。

此外，在蓄電池的材料上均益安聯(lián)也進(jìn)行了創(chuàng)新，使用納米硅蓄電池，是傳統(tǒng)電池使用壽命的2倍到3倍。

張麗英介紹，太陽能應(yīng)用在國內(nèi)一直存在推廣難題，這是因?yàn)樗嬖诩夹g(shù)與經(jīng)濟(jì)上的雙重瓶頸。我國“十二五”太陽能發(fā)展規(guī)劃中提出要滿足新能源的需求，這就需要克服經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的瓶頸，而PV-LED則恰好克服了這兩點(diǎn)困難，為太陽能光伏的推廣應(yīng)用鋪平了道路。

結(jié)緣深圳

從國務(wù)院機(jī)關(guān)事務(wù)局PV-LED改造工程到國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部新建的PV-LED工程等國家級光伏應(yīng)用示范項(xiàng)目，再到2011年的歡樂海岸太陽能光伏停車場，均益安聯(lián)一次次刷新了全國最大的PV-LED地下車庫項(xiàng)目規(guī)模的記錄。

張麗英表示，新能源、新光源、新技術(shù)、新材料、新模式的“五新”是均益安聯(lián)解決方案的最大特點(diǎn)。正是這“五新”為公司帶來了源源不斷的重量級客戶。目前，已有60萬平米的樣板工程建成，正在進(jìn)行的有20多萬平米，總工程量達(dá)80多萬平米。

篇9

1)太陽能電池產(chǎn)量世界第一．多晶硅材料基本自給，太陽能電池和組件80%～90%出口，約70%產(chǎn)品到歐洲市場，其次是美國市場．2004年中國光伏產(chǎn)業(yè)的太陽電池產(chǎn)量還僅占世界產(chǎn)量的1%，2004年后飛速發(fā)展，連續(xù)5年的年增長率超過100%，2007年～2009年連續(xù)3年的太陽能電池產(chǎn)量居世界第一，見圖4．2010年產(chǎn)量4011MWp，占世界總產(chǎn)量的37.6%，目前國內(nèi)已經(jīng)有海外上市的光伏公司12家，國內(nèi)上市的光伏公司13家，行業(yè)年產(chǎn)值超過2000億元，就業(yè)人數(shù)20萬．可是，近來美國金融危機(jī)和歐債危機(jī)致使了貿(mào)易保護(hù)主義重新抬頭，對我國光伏產(chǎn)品發(fā)動“雙反”調(diào)查，美國于2012年10月終裁擬課以重稅，歐盟正啟動反傾銷調(diào)查，打壓中國光伏企業(yè)．為此，中國的光伏企業(yè)只好將目光轉(zhuǎn)向內(nèi)銷，這也促使了國內(nèi)光伏發(fā)電的加快發(fā)展．

2)核心技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)．主要表現(xiàn)為多晶硅規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)取得突破，已經(jīng)不再依賴進(jìn)口，基本可以自給．中國晶體硅太陽能電池的生產(chǎn)已占有技術(shù)和成本的絕對優(yōu)勢，2009年的產(chǎn)量占全世界產(chǎn)量的40%，主要光伏生產(chǎn)設(shè)備的國產(chǎn)化率不斷提升，薄膜電池等新型技術(shù)水平也不斷提高．

3)多晶硅生產(chǎn)技術(shù)有重大突破．千t級多晶硅規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)取得重大突破，初步實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用和環(huán)境無污染、節(jié)能減排生產(chǎn)．在三氯氫硅合成提純技術(shù)及裝置、還原爐制造技術(shù)、自動電控技術(shù)及裝置、尾氣干法回收、四氧化硅氧化技術(shù)等方面有了較大提升，打破了國際上對其生產(chǎn)技術(shù)的壟斷．還原爐由9對棒發(fā)展到12、18和24對棒，生產(chǎn)工藝由常壓生產(chǎn)到加壓生產(chǎn)，個別企業(yè)還實(shí)現(xiàn)了四氯化硅冷氫化閉環(huán)生產(chǎn)，使綜合能耗和成本大為降低，徹底解決了四氯化硅的排放和污染問題．

4)晶體硅電池質(zhì)量與成本世界領(lǐng)先．中國企業(yè)已在產(chǎn)品質(zhì)量和成本上成為世界領(lǐng)先．無錫尚德的冥王星(Pluto)技術(shù)將單晶硅太陽能電池的有效面積轉(zhuǎn)化率提高到18.8%，多晶硅17.2%，多晶硅電池的全光照面積轉(zhuǎn)化率已達(dá)到16.53%，世界第一．冥王星電池組件比傳統(tǒng)技術(shù)能多輸出約12%的電能．南京中電的趙建華博士至今保持著單晶硅太陽能電池實(shí)驗(yàn)室效率的世界紀(jì)錄(25%)，他所開發(fā)的發(fā)射結(jié)鈍化技術(shù)使批量生產(chǎn)的電池效率均超過18%．保利英利，常州天合、蘇州阿特斯、河北晶澳、江蘇林洋等國際化公司也都握有各自的專利技術(shù)，電池的轉(zhuǎn)換效率均達(dá)到世界一流水平，平均每瓦光伏電池的高純硅材料的用量從世界平均水平的9g/W下降到6g/W，大大降低了制造成本．

5)光伏設(shè)備制造業(yè)已成規(guī)模，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了強(qiáng)大支撐．在晶硅太陽能電池生產(chǎn)線的十幾種主要設(shè)備中，6種以上國產(chǎn)設(shè)備已在國內(nèi)生產(chǎn)線中占據(jù)主導(dǎo)．其中單晶爐、擴(kuò)散爐等離子刻蝕機(jī)、清洗劑設(shè)備，組件層壓機(jī)、太陽模擬儀等已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平，性價比優(yōu)勢十分明顯，多晶硅鑄錠爐多線切割機(jī)等設(shè)備制造技術(shù)取得了重大進(jìn)步，打破國外壟斷．

6)多晶硅材料依賴進(jìn)口有所改善．2004年前后，國際上太陽能電池需求爆炸式增長，造成全球多晶硅緊缺．中國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了多晶硅材料受控于人的艱難處境，連續(xù)多年多晶硅材料依賴進(jìn)口．2007年我國多晶硅的產(chǎn)量僅有1100t，需求11000t，90%依賴進(jìn)口，2008年我國多晶硅的產(chǎn)量4500t，需求20000t，仍有80%以上依賴進(jìn)口．由于市場緊缺，多晶硅材料價格暴漲，最高達(dá)到400美元/kg(成本只有30～40美元/kg)，多晶硅材料的短缺和行業(yè)暴利，極大地激發(fā)了我國多晶硅產(chǎn)業(yè)的投資熱潮，根據(jù)PhoroInternation-al的統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)2009年在建的多晶硅廠有48家．

國內(nèi)外光伏發(fā)電近況

1光伏發(fā)電發(fā)展迅猛

近十幾年來隨著產(chǎn)業(yè)政策和市場的推動，世界光伏產(chǎn)業(yè)百花齊放，技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模擴(kuò)大，太陽能發(fā)電成本越來越低，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，全球光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅猛發(fā)展，競爭愈烈，向規(guī)模化與多元化格局發(fā)展．雖經(jīng)過了2008年世界金融危機(jī)，但2009年世界光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)7900MWp，同比增長27%，2010年達(dá)12200MWp，同比增長65%．

2光伏電平價上網(wǎng)趨勢日增

近來，有些國家和地區(qū)已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)光電平價上網(wǎng)，而且平價上網(wǎng)將在全球形成蔓延之勢．在意大利，光伏系統(tǒng)全生命周期光伏發(fā)電成本為0．24歐元/kWh．而2009年意大利的民用零售平均電價為0．26歐元/kWh．意大利事實(shí)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了上網(wǎng)平價，美國部分地區(qū)、日本、西班牙等國上網(wǎng)電價亦已臨價．

3全球光伏市場簡況

當(dāng)前，全球光伏市場主要還是歐洲．2009年，全球光伏裝機(jī)容量達(dá)到7.9GW，其中歐洲占80%，北美占7.0%，亞洲占9.8%，其他占3.1%．歐洲的70%來自德國，所以德國仍然是目前光伏市場的主體，尤其在2010年，僅德國的裝機(jī)容量就達(dá)到了7GW以上．據(jù)歐洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(EPIA)的統(tǒng)計(jì)報告顯示:2011年全球安裝量突破27．7GW，同比2010年增長70%，創(chuàng)歷史新高．意大利和德國成為全球安裝量最大的國家，占全球市場的60%．歐洲仍繼續(xù)統(tǒng)領(lǐng)全球光伏市場，占全球市場的75%，同比2010年下降5%．2011年全球累計(jì)安裝量達(dá)67.4GW，較2010年底的39.7GW增長70%．2011年新裝量:中2GW;美1.6GW;日1GW;澳700MW;印300MW．2011年發(fā)電量約80億kWh，足以滿足20萬家庭需求．并網(wǎng)光伏發(fā)電發(fā)展最快，占光伏應(yīng)用市場的80%，并逐步發(fā)揮著替代常規(guī)能源的作用，受到關(guān)注．

4我國光伏發(fā)電近況

2009年裝機(jī)容量約160MWp，截至2009年底，累計(jì)裝機(jī)容量約300MWp(圖5)，光伏市場發(fā)展十分緩慢．盡管2009年裝機(jī)容量超出此前的累計(jì)安裝量，但與產(chǎn)量相比，只是當(dāng)年產(chǎn)量的4%．因此開拓市場仍然是我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)中存在的重大問題．近幾年，國家在積極地進(jìn)行推廣建設(shè)，特別自2012年上半年，美國對我國光伏產(chǎn)品發(fā)動“雙反”調(diào)查以來，中國光伏界在忐忑不安中等待調(diào)查結(jié)果．美國“雙反”尚未終裁，歐盟效仿美國再次發(fā)難，把中國光伏產(chǎn)業(yè)企業(yè)推向?yàn)?zāi)難的邊緣．全聯(lián)新能源商會的《2011—2012中國新能源產(chǎn)業(yè)年度報告》最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)稱，2011年我國光伏安裝量達(dá)到2．89GW，首次突破GW級，成為世界第三大光伏安裝國，我國只用5年時間，就成為光伏產(chǎn)業(yè)制造大國，根據(jù)目前發(fā)展?fàn)顩r，完全可能在未來5～10年內(nèi)成為光伏應(yīng)用大國．Solarpraxis公司對我國大規(guī)模光伏設(shè)施的項(xiàng)目開發(fā)、融資、建設(shè)運(yùn)營和監(jiān)測表明，在2011年中國2.89GW光伏裝機(jī)容量投運(yùn)后，預(yù)計(jì)2012年仍要安裝4～5GW．

對我國光伏發(fā)電平價上網(wǎng)的預(yù)測

1太陽電池組件成本下降

2009年以來，中國太陽能電池的成本持續(xù)下降，國際競爭力逐漸增強(qiáng)．太陽能電池的成本主要取決于工廠的初始投資、生產(chǎn)規(guī)模、材料成本、人工、稅收和管理等多種因素．隨著多晶硅材料價格的下降，太陽能電池的組件價格隨之降低，根據(jù)PacificEpoch2009年12月公布的調(diào)查結(jié)果，中國市場上光伏用多晶硅材料的價格從2008年10月份的365．8美元/kg，下降到2009年12月份的51.9美元/kg;晶體硅太陽能電池組件的售價也由2008年10月份的3.55美元/Wp(人民幣25元/Wp)下降到2009年12月份的1．78美元/Wp(人民幣12元/Wp)．金融危機(jī)來臨，多晶硅材料的價格直線下降，2009年底已經(jīng)降到50～60美元/kg，太陽能電池的成本隨之大幅度下降，中國2009年底太陽能電池的成本僅1.2～1.4美元/Wp(人民幣7～10元/Wp)，大約比歐美太陽電池的平均價格低30%．中國的太陽能電池組件之所以可以做到如此低廉的價格，除了中國光伏企業(yè)在非硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)努力降低成本外，還得益于生產(chǎn)設(shè)備的國產(chǎn)化．過去從國外引進(jìn)1條25MW的太陽能電池生產(chǎn)線大約需要人民幣5000～6000萬元，而一條國產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)線卻只需要2000～3000萬元，比進(jìn)口生產(chǎn)線低了50%以上．關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備也是如此，例如1臺8英寸的單晶爐，進(jìn)口設(shè)備需要人民幣80萬元，國產(chǎn)設(shè)備的價格僅是進(jìn)口價格的50%;1臺270kg的多晶硅鑄錠爐進(jìn)口價格大約130萬美元，而國產(chǎn)設(shè)備只需要人民幣130萬元．

2光伏發(fā)電“平價上網(wǎng)”預(yù)測

按照中國光伏產(chǎn)業(yè)目前的發(fā)展趨勢，隨著技術(shù)進(jìn)一步提升和裝備的全面國產(chǎn)化，到2015年初投資有望達(dá)到1．0萬元/kW，發(fā)電成本小于0．6元/kWh，首先在發(fā)電側(cè)達(dá)到平價上網(wǎng)是完全有可能實(shí)現(xiàn)的．經(jīng)過努力，2020年初投資達(dá)到0．7萬元/kW，發(fā)電成本達(dá)到0．4元/kWh，在配電側(cè)達(dá)到平價上網(wǎng)也是有可能的．

國際上對光伏發(fā)電成本下降的預(yù)測

美國太陽能先導(dǎo)計(jì)劃(SAI，2006年公布)對于光伏發(fā)電達(dá)到“平價上網(wǎng)”的預(yù)測最為激進(jìn)，認(rèn)為到2015年光伏電價將低于10美分/kWh(相當(dāng)于人民幣0.7元/kWh)．美國光伏電價預(yù)測見圖6．圖6中的Residential:一家一戶的光伏系統(tǒng)，或者指居民用電，SAI預(yù)測2015年在這一市場的光伏電價將下降到8～10美分/kWh;Commercial:公共、商業(yè)和工業(yè)建筑用光伏，或者指商業(yè)用電，SAI預(yù)測2015年在這一市場的光伏電價將下降到6～8美分/kWh;Utility:公共電力規(guī)模的光伏，或者指上網(wǎng)電價，SAI預(yù)測2015年在這一市場的光伏電價將下降到5～7美分kWh．德意志銀行經(jīng)過細(xì)致的成本測算，預(yù)計(jì)光伏發(fā)電到2015年，即可達(dá)到15美分/kWh，相當(dāng)于人民幣1元/kWh．日本政府(NEDO)2004年在“PVRoadmap2030”中預(yù)測:光伏電價2020年達(dá)到14日元/kWh，2030達(dá)到7日元/kWh．2009年日本政府(NEDO)了新的光伏發(fā)展線路圖，重新調(diào)整了預(yù)測:2017年達(dá)到14日元/kWh，2025達(dá)到7日元/kWh，將2004年的預(yù)測提前了3～5年．

太陽能光伏發(fā)電的快速增長將使大型項(xiàng)目的投資成本朝著3美元/W發(fā)展．在技術(shù)政策和制造過程等多方突破后，將于2017年達(dá)到美國能源部的Sunshot目標(biāo):1美元/W．美第一太陽能公司的制造成本，從2004年的2.94美元/W，降至2011年的75美分/W，該公司還使薄膜和玻璃太陽能電池效率從2009年的10%提高到2011年的11.2%．該公司的路線圖要求到2014年成本降低至64美分/W．美GE公司認(rèn)為，由于創(chuàng)新，在3～5年內(nèi)太陽能發(fā)電將比化石燃料和核發(fā)電更廉價．如果太陽能發(fā)電售價能達(dá)到15分/kWh，將會有更多的人使用太陽能發(fā)電．據(jù)美技術(shù)推進(jìn)協(xié)會(IEEE)預(yù)測，光伏發(fā)電成本在10年內(nèi)可望低于化石燃料發(fā)電，前提是太陽能行業(yè)能使光伏電池效率提升，并實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)性．EPIA于2011年9月6日公布的主要?dú)W洲電力市場分析顯示，光伏發(fā)電至少于2013年可使某些細(xì)分市場達(dá)到競爭力程度，所有市場將于2020年達(dá)到競爭程度．

國內(nèi)外光伏發(fā)展目標(biāo)

1國際上對于光伏發(fā)展目標(biāo)的展望

2009年12月，歐洲光伏工業(yè)協(xié)會EPIA公布了“Setfor2020”，對光伏發(fā)電的目標(biāo)分3種情況，對2020年歐洲的光伏累計(jì)裝機(jī)進(jìn)行了分析和預(yù)測:基本發(fā)展模式，100GW;加速發(fā)展模式，200GW;理想發(fā)展模式，400GW．分別占?xì)W洲電力總需求的4%、6%和12%．2010年10月，EPIA“日照充足國家的光伏潛力”研究報告，認(rèn)為全球74%的國家日照充足(148個國家)，包括印度、中國、中東、非洲、澳大利亞等．這些國家的光伏市場到目前為止尚未開發(fā)，具有很大的發(fā)展?jié)摿ΓA(yù)計(jì)到2030年理想發(fā)展模式下，光伏在這些國家的裝機(jī)將達(dá)到1100GW，占這些國家供電需求的12%，屆時光伏發(fā)電的平準(zhǔn)價格(LCOE)將達(dá)到4～8歐分/kWh，能夠同所有常規(guī)電力相競爭，包括火力發(fā)電．最近歐盟還通過了一項(xiàng)建筑能耗特性導(dǎo)則(ener-gyperformanceofbuildingdirective)，要求到2020年所有新建建筑基本達(dá)到零能耗．這項(xiàng)導(dǎo)則2012年在歐盟成員國中推行，光伏將發(fā)揮主要作用．歐洲建筑總占地22000km2，40%的屋頂和15%的南立面，可以安裝1500GW光伏系統(tǒng)，年發(fā)電量高達(dá)14000億kWh，占2020年整個歐洲電力需求的40%．今后10年建筑集成光伏(BIPV)和建筑附加光伏(BAPV)將成為歐洲光伏市場的主流．美國太陽能工業(yè)協(xié)會(SEIA)在哥本哈根會議上宣布:美國到2020年光伏將提供全部電力需求的10%，太陽能利用提供的熱水、采暖和制冷將替代電力需求的3%，太陽能熱發(fā)電將提供電力需求的2%．光伏到2020年將提供67．6萬個工作崗位，每年減排3．8億t二氧化碳．按照1MWh光伏電力減排1t二氧化碳，則2020年美國的光伏累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到300GW．2010年7月，美國參議院批準(zhǔn)了千萬屋頂計(jì)劃(10millionsolarroofs)，該項(xiàng)目計(jì)劃10年內(nèi)在美國全國推廣40GW太陽能發(fā)電系統(tǒng)，使美國成為世界最大的太陽能發(fā)電市場．日本2008年6月9日，福田康夫首相發(fā)表了電視演說，計(jì)劃在2030年以前在目前的基礎(chǔ)上再增加40倍太陽能電池裝機(jī)量．執(zhí)行部門又進(jìn)一步細(xì)化為在2020年達(dá)到累計(jì)裝機(jī)容量為2005年(1．4GW)的20倍即28GW，2030年為40倍，即56GW．印度2009年公布“SolarPowerPlan”，計(jì)劃到2020年，光伏發(fā)電在印度的累計(jì)裝機(jī)要達(dá)到20GW．

2我國的光伏發(fā)展目標(biāo)

按照集中開發(fā)與分布式利用相結(jié)合的原則，積極推進(jìn)太陽能的多元化利用，鼓勵在太陽能資源優(yōu)良，無其它經(jīng)濟(jì)利用價值土地多的地區(qū)建設(shè)大型光伏電站，同時支持建設(shè)以“自發(fā)自用”為主的分布式光伏發(fā)電，積極支持利用光伏發(fā)電解決偏遠(yuǎn)地區(qū)用電和缺電的問題，開展太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)化示范．到2015年，太陽能年利用量相當(dāng)于替代化石燃料5000萬t標(biāo)準(zhǔn)煤．太陽能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到2100萬kW，其中光伏電站裝機(jī)1000萬kW，熱發(fā)電裝機(jī)100萬kW，并網(wǎng)和離網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝容量1000萬kW，太陽能熱利用累計(jì)集熱面積達(dá)4億m2．到2020年，太陽能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到5000萬kW，太陽能熱利用累計(jì)集熱面積達(dá)到8億m2．太陽能發(fā)電建設(shè)布局如表3所示．

結(jié)語

1)發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)是解決能源短缺，緩解供需矛盾，減少環(huán)境污染，應(yīng)對全球氣候惡化，減少溫室氣體排放和人類社會可持續(xù)發(fā)展最有效途徑之一．

2)全球都在積極發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)，據(jù)預(yù)測到2040年太陽能發(fā)電中的光伏發(fā)電將達(dá)到全球發(fā)電量的25%．根據(jù)國際能源看(IEA)的預(yù)測太陽能將在不到20年內(nèi)占世界能源需求的5%，比2012年增加49倍．

3)近十幾年來，全球光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，市場增長率在50%左右．經(jīng)過2008年金融危機(jī)的洗禮，光伏產(chǎn)業(yè)前景愈顯重要．2009年世界超過10GWp，中國大陸超過4GW，從2007年起已躍居太陽能電池世界第一生產(chǎn)大國．

篇10

那么，這神奇的瓦片為什么具備發(fā)電功能呢？原來，這并不是普通的瓦片，這些瓦片是以陶土為主要原料，與多種特殊材料形成特定配方制作出的高性能陶瓷瓦片，與普通的瓦片相比，具有高效隔熱，防水性強(qiáng)，重量輕，壽命長的特點(diǎn)。而通過封裝工藝與自主研發(fā)的晶硅太陽能模組（太陽能電池）結(jié)合，就在保持原有建筑風(fēng)格的基礎(chǔ)上，具備了太陽能電池組件的發(fā)電功能，形成了眼前這些會發(fā)電的“高科技瓦片”。每塊瓦片的正中間都填充著一塊方方正正的太陽能電池。這些瓦片既是良好的建筑材料，同時又是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的發(fā)電器材，它們有一個很酷的名字，叫“光伏陶瓷瓦”。

據(jù)了解，這些光伏陶瓷瓦的使用壽命是50年，發(fā)電壽命是25年。每平方米的光伏陶瓷瓦，一年可以發(fā)電72度，以每戶屋頂鋪設(shè)12m2計(jì)算，就能發(fā)電864度，如果遇到高溫天氣，一戶人家每個月大約可以發(fā)電120度至150度不等。

再來計(jì)算一下成本。按照最大眾的光伏陶瓷瓦，以50m2的面積來計(jì)算，成本是45000元，每年可發(fā)電4500度，每度電費(fèi)按第一階梯電價算是0.538元，每發(fā)一度電政府補(bǔ)貼0，6元，也就是說，光伏瓦發(fā)電每年可收入4500×（0.538+0.6）=5121元，8年多時間就可以收回成本。這就像一個家庭銀行，投資回收期不超過10年，剩下15年的發(fā)電壽命還可以免費(fèi)用電。