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作者:管理员    发布于:2024-03-22 04:37   文字:【】【】【

  天富注册-平台首页随着人类社会的不断发展,传统能源被不断的消耗,同时也带来了严重的环境问题。为了减少环境的污染,保证能源的可持续利用,就必须改变现有的能源结构,重视新能源的开发和利用。从长远发展的角度看,可再生资源是人类未来的主要能源来源,因此,世界上很多国家都开始重视太阳能等新能源的开发利用。在这些可再生资源中,光伏发电的发展速度最快,而太阳能光伏发电已经成为可再生能源领域中继风力发电之后产业化发展最快、最大的产业。世界各国都非常重视太阳能光伏产业的发展,我国拥有丰富的太阳能资源,对太阳能的开采具有很大的优势,因此,太阳能光伏发电成为我国开发新能源的重要内容。本文介绍了光伏发电系统的组成,并对太阳能光伏发电系统的现状及前景进行分析。

  一般的太阳能光伏发电系统主要是由光伏电池组件,交直流逆变器、蓄电池和光伏系统电池控制器组成。首先,通过光伏电池组件将太阳能转换为电能,其次,再利用交直流逆变器将直流电转变成交流电,同时逆变器还可以自动稳定电压,改善光伏发电系统的供电质量。利用蓄电池将电能存储起来,在需要的时候在释放出来。充放电控制器则是可以防止太阳能光伏电源系统的储能蓄电池组过充电和过放电的设备,它是光伏发电系统的核心组成部分。

  作为20世纪80年代世界上增长最快的高新技术产业之一,太阳能光伏发电产业快速发展。截止2004年,世界太阳能光伏发电系统的装机总容量达到了964.9 MW。到了2006年底,这个数据达到了4961.69MW。像单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、带状硅电池、聚光电池以及薄膜电池等太阳能光伏电池已经商品化和实用化。在国际市场上,太阳能光伏电池的价格一般在3.15美元左右,并网后的价格为每瓦6美元,发电成本为每千瓦时0.25美元。光伏电池的发电效率在不断的提高,晶体硅光电池的转换率为15%,而单晶硅电池转化率则达到了23.3%,砷化镓光电池更是达到25%的转化率。同时太阳能光伏电池组件的使用寿命也大大的延长,最多可达30年之久。目前,世界上太阳能光伏发电系统应用最多的国家为美国、日本和欧盟,它们的太阳能发电总量占世界光伏发电量的80%。专家预测,日后的世界太阳能光伏发电系统将会朝高效率、高寿命、低成本和美观实用的方向发展,太阳能光伏发电系统的发电总量也将占13-15%,预测到2100年光伏发电总量将占60%以上。

  我国太阳能光伏发电系统的启用较晚,20世纪90年代以来我国光伏发电快速发展。在这一阶段我国光伏组件的生产能力不断提升,产品生产成本降低,市场不断扩大并出口到国外,装机总容量也逐年增加。截止2006年底,我国光伏发电总量为35MW,占世界总量的3%。到2020年之前,我国太阳能光伏发电技术不断发展和完善,光伏市场也将发生巨大的变化。发电成本也逐渐降低,2010年我国光伏发电的价格约为每千瓦时1.2元人民币,预计到2020年,这个价格将会降低为每千瓦时0.6元人民币。

  随着我国光伏企业的不断发展,近年来受到西方国家的反倾销等政策的打击,一些光伏组件的生产厂商面临着巨大的挑战。在这个背景下,太阳能光伏发电系统的开发应用应该转向国内,中国太阳能资源丰富,尤其是西北等内地地区,光照充足,必须加大财政支持,推进太阳能光伏发电系统在中国的应用,促进光伏产业的健康发展。

  随着太阳能的开发和利用,我国光伏发电系统的应用快速成熟起来。太阳能光伏发电系统不但具有环保的特点,而且科技含量高,发电成本低,是对传统发电模式的重大突破。但是,光伏发电系统的使用率还不高,主要原因是光伏发电系统的组成科技含量高,对材料的使用要求严格,因此必须加快研发太阳能光伏电池的新材料,提高光伏发电的效率,降低发电成本。加大对光伏产业的扶持力度,开发国内市场,将光伏发电系统广泛的应用到国内,提高光伏产业竞争了,不断推进光伏产品的更新和升级,为我国的电力供应开辟新的途径。

  最近这些年,能源危机、环境污染等问题越来越严重,人们不得不去寻找一中新型清洁能源、可再生能源。如风能、太阳能和水能。现在的太阳能发电主要有两种形式,其中光伏发电因其规模可大可小,建设时间短,维护简单,被各国争相研究。但是我国的光伏发电仍处在起步阶段,发展水平远落后于发达国家。近几年随着我国经济快速发展,光伏发电的发展也尤为重要,所以我们必须认清光伏发电的现状以及存在的问题,只有这样才能更好地促进该产业健康发展。

  环境问题在最近几年变得越来越突出,多以绿色发展理念的倡导越来越刻不容缓,全世界已经将低碳经济定位经济发展的方向和导航标,也越来越重视太阳能光伏产业。

  大力发展战略性新兴产业,例如节能环保、新能源等,在我国“十二五”规划纲要里被提出,新能源产业发展的中点也转向太阳能热里利用以及光伏光热发电、生物质能等。太阳能光伏产业发展收到各方面的的重视,目前我国的太阳能光伏产业链已经趋于完整。

  随着我国的太阳能光伏发电的大规模应用以及快速发展,多晶硅大规模产业化生产及应用技术形成了较为成熟,从现有的生产工艺水平看,我国已可实现整个多晶硅生产产业链和系统内部的封闭运行,排放水平已接近零。各国的光伏发电规模不断的快速增长,但是我国光伏发电的增速必将将远高于其他各国的平均水平。

  在光伏发电大国调控措施下,其成本下降迅速,光伏产能普遍过剩,而其市场面临的发展环境较为复杂。在这样情况下,世界及我国光伏发电规模仍会快速增长,且我国光伏发电的增速将远高于世界平均水平。

  目前来看其持续增长不会改变。最近几年各个光伏发电的国家纷纷调整电价补贴政策。这些国家实行这些目的就是为了避免由于其本下降太快而引发市场过热和行业暴利。最近的一次事件:在日本的福岛,其第一核电站核泄漏,这起事件引发了部分国家对核电前景的担忧,但是同时推高了政府对其发展的预期。

  2011年12月18日,在召开的太阳能光伏市场与装备制造论坛上,我国可再生能源学会理事长石定寰讲话,呼吁光伏企业需要在根据市场情况,在适时的调整企业发展战略,预计2011年光伏产品可能出现阶段性产能过剩,在2011年的高速增长之后,2012年可以看作是光伏产业的调整年。

  近日国务院出台《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》提出:2015年太阳能发电装机容量将达到2100万千瓦以上,建立适应太阳能光伏分布式发电的电网运行和管理机制,光伏发电系统在用户侧实现平价上网。2020年太阳能发电装机容量达到5000万千瓦以上,光伏发电系统在发电侧实现平价上网。

  为了扩大内需,各企业纷纷投向国内市场。成本的降低,国家政策的推动,使得国内光伏发电产业,技术不断进步以及规模化不断扩大,而且国家出台特许权招标、光电建筑补贴等多项激励性政策,这使得国内的光伏发电市场预计会出现出现爆发式的增长。

  根据实际数据,我国光伏发电现在占据世界主导地位而且设备制造也不断的快速发展、增长,我国的光伏发电前景一片大好。

  我国进入光伏发电技术领域比较晚,目前并网电站现在都还处于试验性并网状态,并网易产生谐波、三相电流不平衡,输出功率不确定性易造成电网电压波动、闪变,因此需要满足一定的并网技术标准。

  在2005年的《光伏系统并网技术要求》为推荐性国家标准,《光伏发电站接入电力系统技术规定》为指导性国家标准,且已超使用期限。2009年,国家电网公司了《光伏电站接入电网技术规定》(试行),但该标准对光伏电站分类较为粗放,缺少有针对性的细化条款。千瓦级小型屋顶并网光伏发电系统可能是未来我国分布式光伏发电应用的重要发展方向,但该标准并没有对接入220伏居民电压的技术要求作出相应规定。

  国际市场上,国外的设备价格比较高,而且远高于国内。同时特许权招标项目业主为了压缩成本,也倾向于采购低价设备,所以国内市场上以次充好的问题屡见不鲜,没有好的设备,工程的质量就难以保障。随着我国科技的不断发展,现在我国已经具备检测光伏产品和入网的能力,不过在检测认证管理办法上还是有所缺失。没有统一的管理办法,没有出台强制性的办法。

  为了更好的发展我国的光伏发电产业,使其健康协调发展,所以需要电力系统和国家的各方共同努力。

  首先要完善其相关政策法规,光伏发电产业在国家政策的驱动下,其产业的发展有赖于稳定的市场预期和发展前景。特许权招标项目执行招标电价,价格竞争导致中标电价大幅低于实际成本,通过总结,应尽快确定光伏发电上网的分区标杆电价政策,并建立滚动调整机制。而且还应拓宽可再生能源发电的发展资金来源,适当提高可再生能源发电的电价附加水平,确保财政支持到位。

  其次要科学制定规划,规划以后必须严格执行。为了防止无序发展带来的一系列问题,政府能源主管部门应严把规划关,根据国家可再生能源总体规划,科学合理地制定光伏发电发展规划。以中长期规划指导年度规划,以年度规划指导项目核准。规范项目核准程序,避免“一哄而上”。

  最后全力做好光伏并网服务工作电网企业应该以严格的要求和积极的姿态对待光伏发电并网的问题。一方面,要从履行社会责任、服务国家能源战略大局出发,积极推动光伏并网工作;另一方面,要以严格的管理规范行业发展。抓紧研究相关技术标准,填补标准与规定的空白,滚动修订完善现有标准。

  我国资源辽阔,但是人均资源占有的少,而太阳能资源相当丰富,现如今全球进入能源危机,所以发展可持续、可再生能源尤为重要。根据国家政策,必须走可持续发展道路,从我国未来社会经济发展的战略看,太阳能光伏产业必将是我国能源的保证。是我国更好的建设低碳社会,推动经济发展的重要方向。

  早在十九世纪中期,法国科学家贝克雷尔就通过实验发现了“光伏效应”,证实了光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。在1954年,美国科学家首次制作完成了单晶硅太阳电池,从此进入了将太阳光能转换为电能的光伏发电新时代,而作为最基本光电池材料的晶体硅在光伏发电产业中也一直占据着统治地位。进入到20世纪90年代后期,光伏发电产业的发展更加迅速,工作效率和生产规模都有了大幅度提高,与此同时光伏组件的生产成本直线美元以下。在发展中国家的范围内,印度的光伏发电产业一直处于领先地位,有50多家公司从事与光伏发电技术有关的制造业。进入二十一世纪以来,许多发达国家先后出台了包括光伏发电在内的可再生能源计划,对光伏发电和太阳能电池的研究生产在欧、美以及亚洲都开始大规模地进行。目前为止,主要的光伏发电技术和产业规模都集中在美国、日本和欧盟,其光伏发电市场份额占到了全世界光伏发电总量的五分之四左右。为了成为世界光伏发电市场的领头羊,美国和日本先后出台有关太阳能技术和光伏发电的研究开发计划,如百万屋顶计划和日本的新阳光计划。由此可见,在国际大环境和大市场下,光伏发电产业的发展势头是十分迅猛的。

  1959年我国成功研制出首个具有实用价值的太阳能电池,并于1971年成功应用于我国第2颗人造卫星中。1979年我国开始实现单晶硅工厂化,在此之后引进了国外光伏发电产业的先进生产技术和生产水平,初步形成了属于我国的光伏产业。而在进入2000年以后,由于受到国际环境的影响和国际市场的驱动,我国的光伏产业迎来大发展,光伏发电技术和产业日益增多,光伏发电技术渐渐应用于通信、交通、天气、偏远地区等不同领域.太阳能电池的使用率也逐年提高。尽管我国的光伏发电水平从总体上来看同国外比较还有一定距离,但我国的光伏产业发展已初具规模。

  虽然太阳能源和光伏产业属于绿色无污染的能源产业,但利用太阳能的上游产业和硅材料的相关生产和加工会对环境带来很大的污染。例如太阳能薄膜电池制造时会伴随四氯化硅和氯化氢等废气污染物。特别是四氯化硅,如若处理不当,极有可能会变成某些酸性物质,从而对土壤带来污染和破坏。我国将大部分目光放到了光伏产业的优点优势上,对太阳能制造引起的相关消极影响却缺乏有效的重视和监管。

  我国拥有众多光伏发电企业,且产业化产品中出口份额占了很大一部分比例。但中国太阳能光伏发电企业在大部分时间内只重视自身企业的发展和利润,忽略了同类企业之间的团结和协作,往往无法团结对外,这就导致了当我国光伏产业面临国际带来的反倾销危机压力时,无法采取有效的应对方法。造成这种局面很大的原因在于中国太阳能光伏发电产业缺乏统一的组织或者协调机制,去管理光伏企业之间的利益纷争,仅仅只靠少量的光伏产业协会显然无法满足光伏发电产业快速发展的要求。

  尽管光伏发电和太阳能电池的成本已经减少了数十倍,但同传统发电手段相比价格依旧过高,这也成为制约光伏发电发展的重要因素,因此想要大力发展光伏产业,就必须依靠本国政府的大力扶持。但我国政府针对光伏产业的扶持力度仍有所欠缺。在美国,采用太阳能光伏产品的家庭会获得政府一定数额的补助。在法国和印度,使用可再生资源的企业项目都会享受减税免税的优惠,而在我国,此类针对光伏产业的优惠政策和扶持手段仍需出台和完善。

  光伏发电虽然并非近几年的事,但对我国大部分人,尤其是偏远地区人民来说是个新事物,因此不可避免地在推广过程中存在各种问题和困难。很多人缺少对光伏发电的足够认识,或多或少存在着不信任的态度,这也反映了政府和相关部门对光伏发电产业缺乏有效宣传与指导,导致消费者认识不足。

  光伏发电是人类目前研发的新型能源中最可靠、最有代表性的发电工艺,可以预计,在不久的将来光伏发电必定会代替传统发电方式,成为发电方向的主流。欧洲光伏工业协会的最新研究成果表明:到2020年,全球光伏组件产值每年能达到40GW,系统的总装机容量接近195GW,届时光伏发电的产量会占到全球发电量的1%左右[1]。而到2040年时,光伏发电的比例会快速上涨到21%左右。世界能源组织研究结果表明:光伏发电为世界总发电带来的贡献呈飞跃式发展,从2000年的0.01%,到2020年的1%,到2040时比例会达到五分之一左右。

  能源问题和环境问题都是我国迫切需要解决的问题,我国经济的发展方式也急需透过传统的手段,寻找新的解决办法。发展光伏发电产业,积极开展可再生能源利用,是我国未来发展的一个重要方向。在未来发展我国太阳能光伏产业的道路上,我国应采取上网电价均摊方式,通过降低光伏产业成本来促进太阳能发电产业的快速发展,在技术成熟后进而过渡到取消法规,使其真正成为切实具有竞争力的新型发电技术,实现能源的可持续发展。在未来我国光伏发电发展过程中,要建立具有先进水平的部级太阳能光伏研发中心,并根据我国国情建立不同的产业基地,例如在我国西部成立硅材料生产基地,而在东部沿海地带建立太阳能电池产业基地,在加大光伏发电研究的同时还要积极研发应用光伏的系列产品,包括光伏建材、光伏家电、光伏灯具和文具等。在发展光伏发电产业的同时,要加强学习和吸收其他新型发电产业优势,通过开展独立光伏电站、城市并网光伏电站和风光互补电站的建设和示范来大力培育我国光伏发电市场。

  光伏发电是一种利用光生伏打效应,将电能转化为电能直接供人们使用。它的核心是半导体材料,通常我们使用的是晶硅。光伏发电系统通常分为独立系统和并网系统,独立系统是将太阳能电池作为唯一的直接电源为外部供电;而并网系统则是将整个系统接入公共电网,并且要求所转化的电流符合电网要求可以直接使用。

  近年来,随着经济增长和人口的增加,人们对能源的需求量越来越大。石油、煤炭等一次能源经过数百年的开发和使用日渐枯竭,同时由于使用一次能源所造成的环境污染和生态系统的破坏严重的影响了经济的发展并且为人类的生存带来了不小的威胁。太阳能具有资源丰富,分布范围广,可以再生,无污染等特点,可以说是人们心目中最理想的替代能源。光伏发电将太阳能转化为电能直接供人们使用,作为一种新型的零污染、零排放的发电方式在世界的范围内得到逐步的推广应用,成为一种发展趋势。

  在我国,随着城市现代化进程的加快,城市用电快速增长,而光伏发电的应用缓解了城市供电的压力。现在,已有许多在建或建成的项目中应用了光伏发电技术,太阳能光伏发电系统依附在建筑物表面工作,这种光伏发电系统与建筑物的结合,将太阳能这种可再生的清洁能源转化电能,用一种绿色环保的方式向电网直接提供电力。在寸土寸金的城市中节省了空间,而且零排放,零污染,具有非常显著的节能功用,并且创造了巨大的环保效益。光伏发电还具有结构简单,体积小,维护简单,稳定性好,安全的特点,这些优点使得它被人们越来越多应用在建筑上。其中著名的建筑有北京鸟巢,上海世博主题馆,天津新建的生态城等。这些建筑采用并网光伏发电系统,系统所转化的电能可以供应内部用电,多余的可以卖给电力公司,在太阳能供给不足时可以从电网买进市电补充。

  我国的光伏发电产业刚刚起步,还处在初步发展的阶段,我认为,我国的光伏发电行业的发展还存在以下两方面的问题:

  光伏发电作为一种可再生的清洁能源,在一些太阳能相对丰富但是难于输送电力的地区设置光伏发电系统显得尤为重要。但是,这些系统在当前的科学技术的前提下是否能够真正发挥其优势,并且创造经济效益,推动电气节能的进一步的发展,还是一个未知数,没有具体的检测和判断的方法。在相关的规范中也未能设立相关判断标准和选取的方法。在实际操作中,也只是依据需求方的要求来建设需要的光伏发电系统的绿色建筑。没有一个权威的管制机构来制定长远的发展规划。

  光伏发电中最重要的也是最基本的元件就是光伏电池,光伏电池的制造原料是晶硅,晶硅电池发电的稳定性相当好,而且发电功率高,几乎没有光衰效应。但是生产晶硅的消耗较大,其中百分之七十以上都来自于生产多晶硅。我国生产多晶硅还是采用的国外技术的改良方法,这已经是目前所掌握的较为成熟的生产工艺了。但是美国、日本的发达国家掌握着其中最重要的提纯工艺。薄膜电池虽然用硅量较少,但是由于其昂贵的生产设备,我国主要依赖于进口。而与外国合作研制的生产设备,其成本虽然相对来说较低,但是由于技术不够成熟,薄膜电池的稳定性有待提高。

  以目前的技术条件来说,光伏发电系统的造价昂贵,再加上建设时期银行贷款的利息、光伏电池的正常的衰减问题和对整个系统运营维护的费用,其经济效益的优势在与其他的发电方式相比较的情况下并不明显,需要国家在政策上的对其进行扶持。如果没有政府的扶持,那么以目前的情况来说,这个系统在整个可以使用的周期内收回成本的可能性非常低。这时候如果加上前期系统元件的生产消耗和环境效益,那么它的经济效益可能成为负值。

  我国的光伏发电市场潜力巨大,如何保住我国光伏产业在整个行业中的地位,抵制外国产业对我国市场的冲击,对于我国光伏产业的从业人员来说是一个巨大的挑战。技术创新是关键,我们可以在以下几方面中进行创新:

  (1)钻研核心技术,特别是多晶硅的提纯技术,从而打破发达国家对其的垄断状态。

  (3)研发创新技术,改进现有的制造工艺,选用新的电池制造材料。研究新类型的太阳能电池,从而达到降低成本、工艺成熟、可以大规模生产的目的。

  光伏行业的发展,说到底靠的是人才。现代的行业竞争说到底是人才的竞争。引进、培养高端技术人才迫在眉睫。抓紧人才队伍的建设,创建技术平台。可以采取以下几点方法:

  (1)招募具有过硬的专业水准的的人才,严格考察专业知识水平和动手操作的技能,同时也要考察其道德水平的优劣。

  (3)制订一定的奖惩措施,提高从业人员的积极性,鼓励其自主创新,不断进取,提高自身的专业素养,从而促进整个行业的长足的发展。

  太阳能光伏产业作为一种可再生的优质清洁能源,具有很大的发展潜能。在大中城市,由于经济发达、现代化水平较高,在公共建筑上建设并网光伏发电设施,逐渐成为了一种节能环保的标志,并且逐步的应用到居民区和办公区的建筑上,在城市公共设施的用电中提倡使用光伏电源必将成为一种趋势。同时,光伏发电在交通领域,通讯领域和石油、海洋气象领域等方面有着广阔的前景。虽然太阳能光伏发电行业的发展还有诸多问题,但是越来越多的国家开始重视它的发展,并且制定许多相关政策类似扶持该行业的发展,促进其产业扩大产业规模。该行业的技术的创新和进步,使我们相信,在未来光伏产业将能够和常规电力竞争。我国应该将光伏发电产业作为新兴的国家战略产业来发展。

  太阳能是指太阳光的辐射能量,在现代一般用作集热或发电。太阳能是可再生能源,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。自1995年以后,世界太阳能利用进入一个新的发展期,太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合;在加大太阳能研究开发力度的同时,注意将科技成果转化为生产力,加速商业化进程,扩大太阳能利用领域和规模,经济效益逐渐提高。

  当今世界,化石能源日趋紧张,环境污染日益严重,为了顺应节能环保、绿色低碳的能源利用趋势,本文从太阳能发电系统组成入手,分析了太阳能光伏发电的投资费用、运营成本、政策补贴、发展前景等问题,对太阳能发电的前景做出展望。

  太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。各部分的作用为:

  (1)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,其作用是将太阳能转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

  (2)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。

  (3)蓄电池:一般为铅酸电池,一般有12V和24V这两种,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。

  (4)逆变器:在很多场合,都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。

  2013年8月31日,国家发展改革委出台《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》(发改价格[2013]1638号),对光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。

  通知明确,对光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。根据各地太阳能资源条件和建设成本,将全国分为三类资源区,分别执行每千瓦时0.9元、0.95元、1元的电价标准。对分布式光伏发电项目,实行按照发电量进行电价补贴的政策,电价补贴标准为每千瓦时0.42元。 通知指出,分区标杆上网电价政策适用于今年9月1日后备案(核准),以及9月1日前备案(核准)但于2014年1月1日及以后投运的光伏电站项目;电价补贴标准适用于除享受中央财政投资补贴之外的分布式光伏发电项目。标杆上网电价和电价补贴标准的执行期限原则上为20年。国家将根据光伏发电规模、成本等变化,逐步调减电价和补贴标准,以促进科技进步,提高光伏发电市场竞争力。

  根据调查北京市历年气候条件得知,北京的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候,年平均日照2780.2小时,属于比较优质的太阳能发电区域,平均每年为115.84天,平均每天约7小时40分钟。

  2. 对于屋顶放置的分布式光伏发电项目来说,1MW的装机容量大概需要1.2万-1.5万平米的屋顶面积;

  3. 目前太阳能发电的投资成本在8-10元/W左右,本测算中取9元/W;

  4. 对于北京市来说,适用于光伏发电的全年满发小时数为1100-1300小时,鉴于北京市雾霾天气严重,而雾霾对于太阳能发电的影响较大,所以本测算中取1100小时;

  5. 光伏发电项目的后期维护成本很低, 10MW的光伏发电项目,其每年的维护费用约为50万元(包含人工费用)。

  以北京地区为例,根据北京市气候条件及能源公司到京仪集团和中材天华国际光伏工程技术有限公司调研的数据得知,目前北京市分布式太阳能发电相关数据如下表所示:

  由上表计算得出,在比较理想的光照条件下,1MW光伏发电项目经济分析如下:

  下面列举北京某太阳能项目经济分析的实际案例,进一步佐证本文中对太阳能发电经济价值分析的结果。

  项目地址:北京东五环外,可利用屋顶面积约3800平米。项目所在地太阳资源辐射量在120-140千卡/cm2(5020-5840MJ/m2 )之间。鉴于光伏行业现状综合考虑,计算发电量时,太阳能年辐射量取4000-4650MJ/㎡,峰值日照时数取1250h。

  初步估算可安装光伏发电容量350kW,本工程实际安装容量为348.4kW,得出本工程第一年理论发电量为43.55万千瓦时。电池组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减,按系统每年输出衰减0.8%计算,25年累计发电量为783.46万kwh,平均每年发电31.34万kWh/年。

  根据两个太阳能项目的对比结果可知:理论研究得出的数值与实际案例相符。不同项目条件下,太阳能屋顶光伏发电项目的投资回收期一般为6-9年左右,在现有补贴政策下,太阳能发电具有较好的经济收益和投资价值。

  分布式光伏电站工程的建设,符合我国可持续发展能源战略规划,也是发展循环经济模式,建设和谐社会的具体体现。对于促进节能减排、打造低碳城市将产生积极的推动作用,同时对推进太阳能利用及光伏发电产业的发展进程具有非常大的意义。

  自1995年起,太阳能光伏发电进入了一个新的发展阶段,由于技术水平的提高,太阳能项目初投资的关键——太阳能板的造价平均每五年降低一半,由此发展下去,太阳能发电必将迎来发展的黄金期。

  [1] 王亦南.对我国太阳能热发电的一点看法[J].中国能源,2006(8).

  [2] 刘静静,杨帆,金以明.太阳能热发电系统的研究开发现状[J].电力与能源,2012(6).

  [3] 孙德胜,陈雁.太阳能热发电技术最新进展与前景研究[J].电源技术,2010(8).

  [4] 刘爽.太阳能资源利用与太阳能建筑发展.科技成果纵横,2007(6).

  太阳能属于清洁能源和可再生资源。太阳能利用主要包括两大重点:一是,太阳能热利用,即将太阳能转换成热能,如太阳能热水、供暖和制冷等;二是,太阳能光利用,即将太阳能转换成电能,主要是太阳能光伏发电。近年来,国内光伏产业发展得到国家政策的大力支持,有效拉动了国内市场的光伏应用需求,由此带动了光伏产业的大规模发展及应用[1]。光伏产品主要用于三大方面:一是,为无电场合提供电源,以及微波中继电源、通讯电源等,另外还包括一些移动电源和备用电源。二是,太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等。三是,并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。

  云南地处高原,日照时间长、光照充足,大部分地区处于太阳能较丰富区域,对光伏产品的应用有得天独厚的条件,不但在原料、能源、生产设备和技术上占有优势,市场空间也有相当优势。呈贡新区作为昆明重点建设的现代新城,其低碳城市建设的绿色发展理念为光伏产品的应用提供了一个广阔的平台。因此,呈贡新区光伏产品的应用前景研究就成为一个重要课题。

  光伏就是光生伏特的简称,简单来说就是光转变为电的一种现象,即利用光伏效应,使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电。光伏产品就是通过太阳能硅光电池来发电的应用产品,也可以这么说,只要是配备了太阳能电池作为发电系统的产品,都可以统称为光伏产品。

  光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成[2]。太阳能光伏产品的应用领域和范围很广,涉及的领域主要有以下几个:(1)用户太阳能电源,(2)交通领域,(3)通讯/通信领域,(4)石油、海洋、气象领域,(5)家庭灯具电源,(6)光伏电站,(7)太阳能建筑,(8)其他领域,如卫星、航天器、空间太阳能电站等。

  以硅材料的应用开发形成的产业链条称为光伏产业,包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等

  目前全世界共有上百个国家投入普及太阳能光伏产品应用的热潮中,大规模研制太阳能电池,并积极开发使用效率更高的太阳能光伏产品。欧洲占全球光伏发电应用市场份额的80%,其中以德国和意大利最为突出。国外光伏产品应用现状以德国为例。

  德国光伏产品的应用主要为屋顶光伏发电系统,而地面光伏电站和光伏建筑一体化占的份额比较少。德国政府提出的“10万屋顶计划”从根本上反映出德国光伏产品的应用领域主要在屋顶光伏发电系统。但是,在光伏发电成本还不具备与传统能源竞争优势的情况下,光伏发电和光伏产品的应用还需要政府的财政支持。德国政府通过调整光伏发电补贴政策来实现对光伏发电总量的控制。此前,德国宣布在2022年前停止全部17座核电站。按照德国2010年600TWh电力消费、其中23%为核电进行计算,核电全部停止需要大约150GW的新能源装机,其中光伏发电将占据较大的比重。

  屋顶光伏发电系统不占用土地面积,适合在建筑物集中的城市和地区推广应用,可以减少建筑物的用电量从而缓解电网的压力。随着太阳能光伏玻璃幕墙等一系列能与建筑完美结合的光伏产品的不断完善,光伏建筑一体化也拥有了广阔的发展空间[3]。

  中国光伏产业起步较国外晚。目前,中国光伏发电市场处于起步阶段,对光伏产品的应用也处于初步发展阶段。但是,中国的光伏制造业却飞速发展,已成为世界主要的太阳能电池生产国。2010年,中国太阳能电池的产量占全球太阳能电池产量的1/2。因此,中国光伏产品的应用在很大程度上远远滞后于光伏制造业。这也给国人敲了一个警钟,必须转变光伏产业的发展模式,加强光伏产品的应用研究。

  从产业布局上看,中国太阳能电池产业已形成一定的聚集态势,在长三角、珠三角、环渤海、中西部地区已经形成了各具特色的太阳能电池产业集群。然而长久以来,中国光伏产业面临核心技术和光伏产品需求“两头在外”的困境。一方面,中国太阳能行业使用的高纯度硅材料绝大多数依赖进口;另一方面,中国生产的光伏产品大部分出口国外。

  从实际情况来看,中国光伏产品应用市场潜力非常大。一方面,中国国土资源辽阔,年平均太阳辐射强,年日照时数大部分在2000h以上。另一方面,中国人口众多,人均资源占有量相当有限,“雾霾中国”就足已警示国人重视环境保护和对清洁能源及可再生资源的利用。因此,更有必要推广和使用光伏产品。

  化石能源危机的日益临近和环境问题的日益突出,发展可再生能源已近在眉睫。太阳能具有储量的无限性、存在的普遍性、利用的清洁性、开发的经济型等优点而使其可能成为理想的替代能源。在经济发展的同时,节约能源也是社会面临的重要问题。LED作为第四代光源,以其自身的优点,作为节能产品、“绿色光源”正快速进入应用。

  基于硅元素丰富的储量,微电子工业所积累的先进技术和硅材料太阳电池技术的飞速进展,使硅材料太阳电池在光伏产业中占有90以上的市场份额。

  目前全世界光伏工业晶体硅太阳电池所用的硅锭的投炉料,都采用半导体工业的次品硅及其单晶硅的头尾料,半导体硅碎片,经过单晶炉的复拉,生产出太阳能级的单晶硅,这种硅料的纯度大部分仍在6N到7N,以及专门为生产太阳能电池而制备的单晶硅,如中子擅变搀杂直拉硅单晶。单晶硅生长技术主要有直拉法(CZ)和悬浮区熔法。CZ法因使用石英坩埚而不可避免地引人一定量的氧,氧沉淀物是复合中心,从而降低材料少子寿命。悬浮区熔法将区熔提纯和制备单晶结合在一起,能生长出高纯无缺陷单晶。当前世界上直拉单晶硅太阳电池的最高转换效率为24.5、区熔单晶硅转换效率24.7[1、2],目前产业化的单晶硅太阳电池效率在18-19左右。

  多晶硅太阳能电池省去了生产单晶硅这道费用昂贵的工序,节约了硅材料,对原材料要求比较低,易于长成大尺寸方锭,生长时能耗低,硅片成本降低,从而大大降低了太阳电池的生产成本;其缺点是有晶界、位错、空位和杂质等,对多晶硅太阳电池的光电转换效率有一定影响。多晶硅的制备方法主要有浇铸法和电磁铸造法,德国弗赖堡太阳能系统研究院成功的用多晶硅材料制成世界上第一个转换效率超过20%的多晶硅太阳电池[3],目前产业化的多晶硅太阳电池效率在17-18%左右。虽然效率比单晶硅的效率稍低,但由于价格上的优势,多晶硅太阳能电池的产量在1999年就已经超过单晶硅太阳能电池成为硅材料太阳电池主流。

  单晶和多晶体都是块状材料,要做成太阳电池都需切割,采用内圆切割法可将硅单晶锭切成硅片,几乎有近50%的硅材料损耗,成本昂贵。通过采用多线切割工艺,可使损失降低至30%左右,但都会造成材料的浪费。为了避免切割损失,研究了从熔融硅液中直接生长带硅的方法,一些已用于实际生产中。采用无需切片的带状硅作衬底,可使硅材料的利用率从20提高到80以上[4]。带状硅生长方法有定边喂膜生长法、条带生长法、在衬底上的带状生长法、粉末硅片生长法、蹼状生长法等。其中定边喂膜生长法已经实现了工业化,是目前最成熟的带硅技术,大面积(10cm×10cm)太阳电池的效率已经达l4.3%[5]。德国的Fraunhofer太阳能系统研究所采用光学加热技术,直接将硅粉熔制成薄硅带,以此作为硅电池的廉价村底,所得电池的最高效率11.2%。处于世界领先地位。班群等在低纯度SSP衬底上制备的多晶硅薄膜太阳电池未经过其它电池优化工艺,在初期实验的基础上转换效率达到5%~7%(电池面积1cm2)[6]。

  非晶硅薄膜电池材料是硅和氢的一种合金,在可见光的一定领域内,非晶硅的吸收系数要比单晶硅的吸收系数大10倍左右。要获得满意的吸收要求,单晶硅厚度约为100μm。而使用非晶硅仅需0.5~1.0μm厚度,大大降低材料的需求量。同时可采用集成技术在电池制备过程中一次完成组件,省去材料、器件、组件各自单独的制作过程;可采用多层技术,降低对材料品质要求等。非晶硅主要由气相沉积法制备的,气相沉积法可分为辉光放电分解法、溅射法、真空蒸发法、光化学气相沉积法和热丝法等[7],其中等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)已经普遍被应用。

  非晶硅薄膜电池材料由于存在Staebler―Wronski效应使得非晶硅薄膜太阳能电池在太阳光下长时间照射会产生效率的衰减,从而导致整个电池效率的降低,沉积速率低,后续加工困难等使非晶硅薄膜太阳能电池的应用受到了很大的限制。

  多晶硅薄膜是由在衬底上生长的具有不同晶粒取向的很多小晶粒组成,多晶硅薄膜电池是兼具单晶硅和多晶硅体电池的高转换效率和长寿命以及非晶硅薄膜电池的材料制备工艺相对简化等优点的新一代电池。目前多晶硅薄膜的制备方法主要有:低压化学气相淀积、热丝化学气相淀积、固相晶化、激光诱导晶化、金属诱导晶化等。多晶硅薄膜太阳电池在提高太阳电池效率、节约能源和大幅度降低成本方面都具有极其诱人的前景。在国内,研究工作才起步,我国河北保定英利集团生产的太阳能电池多晶硅电池片效率已达15%。

  LED 光源也就是发光二极管(LED)为发光体的光源,属于固态光源。LED的主要优点有:发光效率高;耗电量少,在同等的照明效果下,仅为白炽灯的八分之一;使用寿命长,理论使用寿命可达10万个小时,产品的寿命一般也超过5万个小时;发光亮度高,散发热量少;响应快,呼应时间在微秒级。LED光源主要应用在:景观灯,装饰灯;背光照明;道路照明;室内照明;汽车用灯;便携灯具;投影光源等。

  当前,LED照明存在的主要问题有:光通量有待进一步的提高,当前LED芯片的转换效率都在20-30%左右,有很大的提高空间;LED发出的光和自然光有一定的差距,LED光中有过多蓝光,由于光环效应导致不均匀色空间的产生[8],有一定的光生物安全问题;价格较高,近年来,LED正朝高效率,低成本方向发展,这将有利于其在照明领域的应用。

  改良西门子法是目前生产多晶硅的主要工艺,产量占当今世界总量的 70%~80%。我国企业的核心生产技术水平低,特别是多晶硅生产的核心技术掌握在全球几个大的化工联合企业手里,国内的大部分多晶硅企业的生产成本比国外高10 美元/kg;国外贸易主义的抬头;中国光伏产品的市场主要在国外,国内光伏发电发展缓慢,是造成目前中国多晶硅和光伏产业困境的主要原因[9]。

  我国的企业大多集中在电池片的制造和组装等附加值较低的中间环节,造成太阳能电池产业发展的基础非常不稳。我国在消耗大量的能源资源以及受到严重环境污染后,却把绿色无污染的能源输送给欧美等国家[10]。国产设备虽然占据国内一半以上市场,是因性价比而非性能指标,关键技术与国外厂商尚有一定差距。因此要不断提高设备的性能、稳定性和工艺能力[11]。LED芯片生产设备和技术也与国外先进水平有较大的差距。

  2011年我国光伏电池产量达到20吉瓦,约占全球产量的65%;2012年,光伏电池组件出货量约23吉瓦。现在全球光伏产能是60吉瓦,而整体需求只有30吉瓦,产能严重过剩。产能过剩导致价格快速下降,行业整体毛利率不足10%。同时国内企业扩张太快,负债率过高,多数光伏企业陷入亏损。我国80%以上太阳能电池产品用于出口,国外市场依存度过高,“两头在外”的现状致使我国大部分光伏企业陷入了更大的困窘[12]。

  由于太阳能的特点限制,导致光伏发电的间歇性与不确定性。光伏发电接入电网的技术并未成熟,容易对现有电网造成不上的影响。

  2013年国务院出台《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》,提出2013年至2015年,年均新增光伏发电装机容量1000万kW左右,到2015年总装机容量达到3500万kW以上,并且要着力推进产业结构调整和技术进步。2010年国务院出台《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,将半导体照明列为我国未来发展的战略性新兴产业之一。2012年7月颁布的《半导体照明科技发展“十二五”专项规划》将我国 LED 照明产业的战略定位提升到了一个全新的高度。我国已出台了较多的扶持政策,但各政策之间缺少体系结构,落实起来也存在很多困难,要确保政策的落实,才能更好的促进行业的健康发展[13]。

  光伏产业和LED产业一定要坚持技术创新,特别是多晶硅的生产及拉晶,切片等关键设备的技术水平和LED芯片的关健生产技术。加大对新技术的攻关力度,如正在进行的准单晶技术研究,开发新的太阳能级多晶硅的生产方法,物理法提纯金属硅方法的产业化,大功率LED的封装和散热问题等。国家要制定相应的行业准入和行业标准,以减少行业初始发展过程中的混乱局面,规范行业发展。要加快对行业的整合,迟早淘汰过剩产能和落后产能[13]。可深入研究太阳能LED照明系统,以发挥其在照明与环保两个方面所起的重要作用。充分发展国内市场,同时大力发展国外的新兴市场,完全可以消化目前过剩的产能。

  总之,太阳能光伏LED照明作为前景看好的产业,随着各项技术的发展成熟,成本的不断降低,国家政策的大力扶植,必然会得到健康快速发展。

  [4]梁宗存,许颖,公延宁等.颗粒硅带多晶硅薄膜太阳电池的研制[J].太阳能学报,2002,23(2):45-48.

  [6]班群,沈辉,王晓晶.颗粒硅带为衬底的多晶硅薄膜太阳电池制备工艺[J].太阳能学报,2004(2):95-98.

  [7]张力,薛钰芝.非晶硅太阳电池的研发进展[J].太阳能,2004(2):24-26.

  [8]张跃敏,乔更新.LED照明中蓝光的光生物安全问题[J].中国照明电器,2013(6):1-4.

  [9]张建刚,黄春银,黄海英等.太阳能级多晶硅制备进展[J].无机盐工业,2013(12):6-8.

  [10]高少锋,武蕊.中国太阳能电池的发展现状与趋势[J].天津化工,2012(7):14-16.

  目前我国正处于工业化和城镇化的快速发展阶段,能源需求持续较快增长,常规化石能源的供应存在很大的缺口。而我国很多地区的供电仍主要依靠火电,一次能源的不足导致电力供应不足,出现了严重的电荒现象。尤其在“十二五”期间,经济的快速稳定增长仍需要电力这个先行行业的大力支撑。所以应用一些广泛清洁的可再生能源来发电成为了“十二五”发展的重中之重。在新能源发电之中太阳能光伏发电是一种适合大面积推广使用的发电方式。

  太阳是一个巨大、久远的能量源,每秒辐射到地球上的能量相当于500万吨标准煤,每年相当于130万亿吨煤,可以说太阳能是当今世界上可以开发的最大能源。并且太阳光照射大地时没有地域的限制,可以直接开发和免费使用,不用开采和运输。随着化石燃料(煤、石油和天然气)的不断开采和消耗,能源的供应越来越紧张,太阳能的开发和利用就显得越来越重要和紧迫。

  我国太阳能资源非常丰富,理论储量达每年17000亿吨标准煤,太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。我国地处北半球,南北距离和东西距离都在5000公里以上。在我国广阔的土地上,有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上,日辐射量最高达每平米7千瓦时。年日照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比,与美国相近,比欧洲、日本优越得多,因而有巨大的开发潜能。

  光伏发电在提供大量电力供应的同时,避免占用更多的土地。光伏发电可以安装在任何有光的地方,这意味着在公共、私人和工业建筑的屋顶和墙面上都有广泛的安装潜力。同时在运行中,光伏发电系统还可以降低建筑的受热,增加通风。光伏还可以作为隔声板装在公路两侧。

  光伏发电能够提供很广泛的的就业机会。目前我国光伏技术及产业的就业总人数近万。到2020年将达到10万人左右。按照中国电力专家的研究,2050年,光伏发电行业将达到装机容量10亿KWp,年生产和安装1亿KWp,就业人口将超过500万人。

  我国太阳电池的研究始于1958年,光伏发电产业起步于20世纪70年代。20世纪90年代中后期光伏发电进入稳步发展时期,太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力,21世纪初迎来了快速发展的新阶段。

  我国光伏产业的发展有2次跳跃,第一次是在20世纪80年代末,中国的改革开放正处于蓬勃发展时期,引进的太阳电池生产设备和生产线的投资主要来自中央政府、地方政府、国家工业部委和国家大型企业。第二次光伏产业的大发展在2000年以后,主要是受到国际大环境的影响、国际项目/政府项目的启动和市场的拉动。2002年由国家发改委负责实施的“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程以及2006年实施的送电到村工程均采用了宇翔太阳能光伏发电技术。在这些措施的有力拉动下,中国光伏发电产业迅猛发展的势头日渐明朗。

  十一五(2005-2010)期间,我国太阳能组件产量年增长率超过100%。2010年全国总产量达到10GW,约占全球产量的一半。然而,超过90%的产品都出口到欧洲和美国。产业对海外市场的强烈依赖,促使业内专家呼吁中国政府可以提供更多的激励措施来扩大国内市场。

  2009年我国推出了太阳能屋顶计划和金太阳示范工程,对国内光伏电站投资提供补贴。太阳能屋顶计划是对太阳能建筑进行补贴,标准为20元/Wp。据测算,该补贴标准大约可以覆盖相关企业生产成本的30%-50%,大大降低了太阳能光伏发电成本。金太阳示范工程提出对并网光伏发电项目原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助,偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补助。受太阳能屋顶计划和金太阳示范工程的推动,截至2009年底,全国光伏装机容量已达300兆瓦。

  2009年6月,由中广核能源开发有限责任公司、江苏百世德太阳能高科技有限公司和比利时Enfinity公司组建的联合体以1.0928元/度的价格,竞标成功我国首个光伏发电示范项目――甘肃敦煌10兆瓦并网光伏发电场项目,1.09元/千瓦时电价的落定,标志着该上网电价不仅将成为国内后续并网光伏电站的重要基准参考价,同时亦是国内光伏发电补贴政策的出台。2010年1月,已建成并网的大型光伏电站就有保利协鑫徐州20兆瓦项目、浙江正泰光伏的宁夏10兆瓦项目等。

  2011年8月初,国家发改委了《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》,明确规定今年7月1日前后核准的光伏发电项目的上网电价分别定为1.15元/每千瓦时和1元/每千瓦时。这给光伏行业带来新的契机,但各地光照资源条件存在差异,采用“一刀切”的光伏上网电价,会造成未来一段时间西部地区光伏发电装机容量的增速明显超过东部地区的现象。

  国际能源组织对太阳能产业的发展前景进行预测,认为2010-2020年间太阳能光伏发电发展速度复合增长率达到35%,预计2020年太阳能光伏发电量将达到280TWh以上,占当年总发电量的1%,2040年占总发电量的20%,未来太阳能产业的发展前景光明。

  我国是世界上人均能源消耗比较低的国家,虽然一次能源消费总量居世界第二位,但人均能耗水平很低,1997年商品能源人均消费量1150kgce,仅为世界平均值的55%,是OECD国家的六分之一。当前我国正处于工业化的起飞阶段,随着国民经济的高速增长,能源需求也将有较大的增长。根据中国社科院数量经济研究所进行的长期能源需求预测,到2050年,我国一次能源需求将达3440Mtce~4150Mtce,煤炭占一次能源消费量的比重,将由1990年的76.2%下降到2050年的51.9%,以太阳能、风能等为主要构成的新能源和非水电可再生能源的比重上升到5.5%,新能源发电将占国产能源供应能力的12.8%。我国能源需求总量的增长和能源结构的改善为太阳能光伏发电提供了广阔的发展前景。

  我国地域广大、人口众多,至今尚有7000万人生活在无电地区,这些偏僻边远地区人口密度低,远离大电网,长距离分散输电成本高,是太阳能光伏发电的主要消费市场。随着国家西部大开发战略的实施,我国广大中西部地区和边远地区人民生活水平将会得到明显改善,对能源消费需求也将出现快速增长,这些地区所拥有的丰富的太阳能资源和特殊的地理环境将会有力地牵引太阳能光伏发电市场。

  各种太阳能电池是太阳能光伏发电的基本组件,预计到2010年全世界各种太阳能电池安装销售量可达630MW。太阳能电池的应用在我国具有十分广泛的前景,近几年来,许多重大工程,如在西北光缆干线中,大约一半线路的中继站上使用了太阳能电池;在现在开通的高速公路上的各种显示、信号及通信设施等,也都广泛采用了太阳能电池。我国目前各种太阳能电池需要量8MW,而自己生产的各种光伏电池只有1.5MW,预计到2005年,我国太阳能电池的市场年需求量约为20MW,总销售额可达到15亿元,到2010年预计年市场需要量为200MW。

  根据我国《可再生能源中长期发展规划》,到2015年国内光伏装机要达500万千瓦;到2020年,光伏装机达2000万千瓦,因此我国太阳能光伏市场空间巨大。预计,到2050年,中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%,其中光伏发电装机将占到5%。预计2030年之前,中国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。

  太阳能光伏业是一个有潜力的行业,虽然目前还有很多的障碍,包括成本过高、海外市场的萎靡和缺乏相关的法律法规来监督行业,但是依然是未来的发展趋势。

  [1]中国电力联合会.转变电力发展方式解决能源矛盾.中电新闻网,2012.2.27.

  [2]朱伟钢,林燕梅,周蕾.太阳能光伏发电在中国的应用,现代电力,2007.10.

  [4]葛旭波.关于“十二五”电力发展前景的研究情况,国网能源研究院,2010.5.

  全球气候变暖以及酸雨、光化学烟雾的一系列环境问题使得人类不断探索新的低碳经济,而太阳能作为一种新型的环保清洁能源,以其在分布、技术、安全性的极大优势具有广阔的发展前景和市场。目前,我国太阳能光伏发电产业发展迅速,但光伏企业的发展模式比较落后,技术含量低,同时受到后补贴时代的影响,太阳能光伏产业的投资存在很大的风险,因此,要正确认识光伏产业的投资风险,并提出合理的解决方案,积极发展太阳能光伏产业。

  截至2015年底,我国光伏产业制造总产值超过2000亿元,我国光伏发电装机容量将达到4300万千瓦左右,1―9月,我国光伏相关企业投资807.9亿元,同比增长35.8%。同时,我国光伏产业在自主研发新技术的道路取得很大成就,高效多晶硅电池平均转换率、单晶硅电池平均转换率以及汉能薄膜发电技术达到国际领先水平。但我国太阳能光伏企业的投资存在很多风险,国内市场的狭隘,欧盟补贴政策的淡化,以及电价、补贴政策等影响我国光伏产业的发展。

  目前,世界上90%以上的太阳能光伏电池是由单晶硅或多晶硅为原料生产,而晶硅电池和薄膜电池是光伏产业的主要技术路线,目前我国硅片技术仍存在很大的风险。以多晶产业为例,中国国内在多晶硅原料生产技术比较滞后,国内产量供应不足,对国外的依存度高,改良的西门子法是我国进行多晶硅生产采用的主要技术,工艺简单落后,与发达国家相比耗能高,同时,四氯化硅的高排放和高污染问题也是阻碍多晶硅技术发展的主要问题。

  在2015年国家补贴标准中,分布式光伏电补标准为0.42/千瓦时(含税),一类资源区上网电价0.9/千瓦时,二类资源区上网电价0.95/千瓦时,三类资源区上网电价1.0/千瓦时,中国光伏产业的发展严重依靠政府补贴,但预计2016年光伏发电补贴将有所下调,因此急切需要光伏产业提高生产技术,完善企业管理,同时补贴政策的下调也增加了光伏产业的投资风险。

  2008年全球金融危机,欧盟主要国家为节省开支,调整缩减光伏支持政策,2009年初,西班牙的国内太阳能产业补贴规模缩减为500兆瓦,2010年一月,德国屋顶光伏系统和地面光伏系统上网电价下调15%,等等。欧洲光伏补贴政策的淡出,导致光伏产业的后补贴时代来临。对于长期以出口为向导的中国光伏企业来说,光伏产业的后补贴时代一方面使国内国内中小型光伏企业因为竞争力薄弱而淘汰,另一方面与国外光伏产业的竞争加剧,国际贸易摩擦不可避免。

  PEST即政治(political system)、经济(Economice)、社会(Social)、技术(Technological)的总称,为明确目前企业的状态,分析企业面临的风险,都会采用不同的分析方法,但都会考虑政治、经济、技术、社会的因素。政治、经济、技术、社会等因素是影响太阳能光伏产业发展的主要因素.

  在政治上,以美国为例,美国政府对太阳能的政策支持已经实施了30年,包括能源部的阳光活动计划、洛杉矶的太阳能利用计划等,2015年9月,奥巴马政府提供1.2亿美元以推动美国太阳能的发展,主要是为了降低太阳能系统成本的新设备和技术,推动新的光伏电池和组件性能,用于将为电力、制冷、烹饪提供太阳能发电的项目。2015年12月,太阳能减税优惠法案延长5年。政府提供金融优惠政务,主要包括太阳能项目的贷款和项目的担保,美国能源部推出为12个发电项目提供总额约为130亿元的“贷款担保项目”。在经济方面,2015年,全国光伏市场迅速增长,新增装机容量超过50GW,同比增长16.3%,累计光伏容量超过230GB。传统市场如日本、美国、欧洲的新增装机容量分别达到9GB、8GB、7.5GB,依然保持强劲发展的势头。新兴市场不断涌现,光伏产业在东南亚、拉丁美洲的发展迅速,印度、智利、墨西哥、泰国等装机规模迅速提升。在社会角度上来说,发展新兴清洁能源一直是各国贯彻落实可持续发展道路的重要战略,同时也是各国能源战略的重要方向。太阳能作为一种清洁可再生资源,开发利用可以有效减少石油燃料的燃烧污染,发展前景开阔。

  (1)完善市场控制机制,发挥市场调节作用。通过挖掘国内强大的市场内需,竞争淘汰落后产能,提高行业的整体水平和企业核心竞争力,启动多元化的太阳能发电市场,一方面实现太阳能市场的就地消化,为当地生产生活提供清洁能源,另一方面加快电网建设,解决发电用电供需不平衡问题。

  (2)企业技术与管理。延长光伏产业价值链中附加值较高环节的产业线,实施好对太阳能电池生产的统筹规划,合理制订硅原料提纯生产企业的产业计划。同时要在多晶硅的大规模合成、四氯化硅氢化、高效提纯、低耗电还原等技术方面实现突破,持续加大对先进技术的吸收借鉴和创新,缩小国内与西方发达国家光伏技术上的差距。

  (3)政府政策扶持。太阳能开发和使用成本较高,太阳能光伏产业的发展需要政府的扶持。政府在经济、财政、税收等方面给于支持,积极稳定的推动财政补贴、购电价格、税收优惠等政策,同时加快农村、郊区、山区的政策支持力度和资金支持力度,为当地生活提供清洁能源。丰富太阳能的利用形式,积极推广太阳能温室大棚、太阳能光伏发电厂、光电建筑以及清洁能源循环利用等。

  在能源和环境压力日益增加的背景下,推动分布式电源发展已成为世界各国促进节能减排、应对气候变化的重要措施之一。

  分布式电源作为新能源的重要组成部分,以其独有的,与大电源、大电网有机统一、缺一不可,在一定程度上影响着电网未来的发展方向。

  欧美发达国家以中低层的独立住宅为主发展屋顶光伏。我国光资源富集在西北和华北,其荒漠地区适宜集中式开发,主要包括:建筑屋顶和农牧区户用光伏。我国内陆城市则以高层建筑为主,发展条件不及欧美。

  太阳能资源丰富,具有相当的开发和利用价值,本地多年平均太阳能总辐射为4200~5000MJ/m2,平均日照时数为1666.4~2280.9小时,多年日均水平面太阳辐射量3.67kWH/m2。它对改变地区能源结构、缓解地区用电压力、实现地区可持续发展具有重要意义。因此在内陆城市安装分布式光伏电站前景广阔。

  作为城区内推广分布式光伏发电项目有一定局限性,因为我国内陆城市则以高层建筑为主,在公用建筑屋顶进行光伏发电项目安装需要取得其他业主的同意,面积要求大,推广具有难度,而在工业园区发展分布式光伏项目有以下几个优点

  二是充分利用工业园区内企业现有厂房、办公楼等建筑物闲置瓦面或屋顶安装太阳能电池板,建独立太阳能屋顶光伏发电装置,使有限的资源得以再次利用,无需新增土地,既节约了国土资源又节省了征地费用;

  三是安装分布式光伏电站实现了自发自用,余电上网销售。对工业园区所属企业,不仅节约了电费,还能享受政府补贴,同时,用不完的电还能卖给电网实现创收,对降低企业运营成本具有明显的优势

  四是利用当地丰富的太阳能来发电,从一定程度上缓解了地区用电压力,且不消耗燃料,不污染环境,还能够改善供电质量,调节峰电,保证电力供给。

  从本地区工业园区已建的8个分布式光伏电站来看,尽管本地区属于太阳能资源相对较差的第四类地区,但设备运行情况良好,发电效率达到80%以上,表明分布式光伏发电系统技术成熟,达到了理论设计要求,与同等发电量的火电厂相比较,8个分布式光伏电站每年可节约标准煤712.66吨;减少碳排放总量1017.55吨;减少氮氧化物排放26.65吨;减少二氧化硫排放53.52吨;减少粉尘排放48.42吨;减少灰渣排放202.89吨等,有效地改善了人类生活的自然环境。

  由于8个光伏电站项目都是充分利用工业园区企业现有厂房、办公楼等建筑物闲置瓦面或屋顶安装太阳能电池板,建光伏电站,使有限的资源得以再次利用,无需新增土地,既节约了国土资源又节省了征地费用,而作为关键部件的太阳能电池使用寿命长,寿命一般可达到25年以上。可见工业园区内的光伏电站具有较高的经济性;但是目前太阳能电池、电缆等材料成本相对较高,从一定程度上延长了投资回收期。

  光伏电站投运后管理也很重要,虽然工业园区内建设,后期维护可以较为集中。分布式光伏维护主要在光伏组件的定期保养,由于分布式光伏电站暴露在露天环境中,外面没有任何保护,自然环境因素对分布式光伏电站质量会有较大影响。由此,分布式光伏电站的日常保养很必要,这直接关系到光伏电站使用寿命和发电效率。

  对于设备性能来说,辐射强度和温度是影响组件效率的显著因素,带载率和工作电压是影响逆变器效率的显著因素;而对于系统效率来说,由于其具备季节性,环境温度、灰尘遮蔽是影响效率的显著因素。例如如果不注意清洁光伏板组件,有泥点污点,就容易产生热斑效应。所谓热斑效应,就是光伏板组件的串联电路上有部分被遮蔽,其发电量下降,会消耗其他部分产生的电能,成为一个负载。热斑效应会导致光伏板电池组件损坏甚至烧毁。定期对光伏电站组件进行清洗和检查,能明显提高光伏发电系统的效率

  因此在光伏电站设计运维的整个生命周期中,都要对关键风险进行控制,这样才能降低度电成本,提高投资回报。

  根据我国太阳能资源分布图及其太阳能辐射量五类地区划分来看,同类项目在我国适合在与内陆城市工业园区太阳能资源四类以上地区推广除四川、贵州两省外,其它地区均可大范围推广,前景广阔。

  [1]李春华,刘维亭,姜文刚.户用独立式光伏发电系统研究[A].2011中国电工技术学会学术年会论文集[C].2011.

  [2]徐亮,翟庆志,王宁.光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析[A].纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C].2009

  [3]黄维学,徐璞.聚光型光伏发电系统(CPV)的发展前景分析[A].通信电源新技术论坛2011通信电源学术研讨会论文集[C].2011.

  [4]侯世英,房勇,孙韬,宋星. 混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化[A].重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C].2010.

  [5]王景义.光伏发电系统的计算机辅助设计[A].中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C].2001.

  [6]孟昭渊.独立光伏发电系统储能新方法[A].长三角清洁能源论坛论文专辑[C].2005.

  [7] 辛煜,王智灵,何淼,陈宗海. 光伏发电系统中的直流变换器综述[A].第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C].2011

  [8]黄护林,陈昊.一种新型的风力-太阳能光伏互补分布式发电[A].长三角清洁能源论坛论文专辑[C].2005.

  [9]罗雪莲.中国光伏发电的发展及前景[A]. 贵州省电机工程学会2007年优秀论文集[C].2008

  在英美等发达国家,风险管理的实施分三个层次:由国家制订法规并进行监督;企业内部设置,专人负责,董事会决策;对人民群众进行教育,培养风险意识。已有不少国家以此模式来开展工作,并已取得了较好的效果。从现有情况看,已呈现出以下发展趋势。随着项目管理技术的发展,项目管理形成一套科学的方法体系,风险管理正式列入了项目管理的行列,构成了项目风险管理。

  美国学者汉斯等在《风险管理与保险》中对风险管理进行了定义:风险管理是通过对风险的识别、管理和控制而以最小成本使风险所致损失达到最低程度的管理方法。巴格利尼在指出风险管理的目的是在保持企业财务稳定性的同时,是风险发生造成的成本损失降低到最低。Rerry和Hayes基于建设项目的主要风险源分析了风险因素。Wirbaetal将Tahetal和Cooper与Chapman的研究成果进行了综合,按照HRBS(Hierarchical Risk Breakdown Structure)方法对风险进行分类。Akintoyet和Macleod等先后归纳了工程项目风险管理的主要技术,如概率分析、敏感分析、随机控制等方法,对风险出现的后果和概率及分布进行定量分析。Terry Lyons和Martin Skitmore做了一份关于风险管理技术应用的高级管理调查,调查的研究结果认为项目生命周期的执行和规划阶段风险管理的应用多于项目的概念设计和结束阶段;在项目风险管理中,风险识别和评价尤为重要,风险应对和风险监控次之。

  目前国外对光伏发电项目的研究主要还集中在经济效益分析和产业发展政策研究等内容上,在光伏发电项目风险评价方面缺乏系统的研究。

  John Byrne等基于需求管理的应用前景分析了光伏发电经济效益的多样性,并通过案例验证了需求侧管理系统可以为光伏发电项目使用者提供潜在的效益和功能。Kate DLatham对美国加利福尼亚州的屋顶光伏项目进行了成本-收益分析,论证了应用光伏发电替代非再生能源发电是非常可行的,并通过案例计算得出并网政策是促使州政府推广光伏发电的关键。

  Lemer Ivan提出了光伏发电项目具有较好的市场前景,对美国的光伏产业发展趋势进行了分析,并且预测了到2020年世界光伏产业年收益将达到15亿美元。Jardim等分析了巴西南部地区建筑应用并网光伏系统的潜力,并将六种不同的商业光伏系统与完全屋顶安装的光伏系统进行比较,结果表明了建筑屋顶光伏系统具有优势。Masini等总结了欧洲五国推广光伏建筑一体化的实践经验,分析并设计了促进并网光伏发电项目发展的激励政策,并基于学习曲线研究光伏发电项目在四种不同政策下所表现出的不同宏观发展情景。

  国内在风险评价方面,主要结合不同的研究主体采用不同的评价方法进行综合研究。风险评价应用的研究主体,多集中于风险投资、财务风险管理、工程项目管理领域,评价的方法多集中于层次分析法、模糊综合评价法、灰色系统理论、神经元网络法等。汪忠、黄瑞华梳理了国外风险管理的研究状况,对风险内涵进行了深入解读,从纵向、横向、垂向对国外的风险管理研究进行了立体透视分析,进而从金融风险分析技术和项目管理风险分析技术两个大的方面阐述了风险评价的相关工具。陈建华将视角定位于风险投资项目,结合风险投资特性,阐述对风险的识别并分析了相关风险评估方法,包括客观风险评价法、蒙特卡罗模拟法、故障树分析法、Var方法、风险矩阵法等等,进而结合触发器原理、屏障分析、多层防御体系建立动态风险防范体系。吕海萌关注于高新技术风险投资项目,设计了风险投资项目综合动态评价模型,在对项目进行全面初评的基础上,结合项目的生命周期,利用风险矩阵法和层次分析法进行深层次评估。

  国内外学者对光伏发电项目的评价主要还集中在经济效益的分析上,对外部效益的研究还不全面,且缺乏具有普遍应用价值的评价模型和方法,对光伏发电项目投资可行性准确判断的缺失是制约光伏发电项目规模化化发展的重要原因。

  国内学者对光伏技术发展也进行了相关研究,主要包括:一是从技术路线图的角度分析了特定区域内光伏产业的发展研究,耿亚新等人分析了我国光伏产业发展的技术路线图,李彦峰研究了保定光伏产业的技术路线图,二是从光伏产业的技术应用角度进行分析,张青虎对太阳能光伏发电系统和太阳能光伏照明系统的应用进行了介绍,李剑等从光伏技术应用的现实意义出发,分析了光伏技术与绿色照明在建筑领域的应用优势,张悦等从光伏技术的应用、价值链和成本分析来探讨光伏技术带来的社会效应、长期和外部的经济效应,黄鲁成等在梳理技术评价研究方法的基础上,构建了主客观相结合的组合评价模型来确定太阳能电池产业化过程中的关键技术。

  综上所述,近年来我国在光伏发电项目风险评价方面的研究已取得一定的成绩,但是我国光伏发电项目风险评价起步较晚,还未能有针对性的建立一套适合的风险评价体现,有效科学的发觉和评价风险。因此,将风险识别、评价与境外水电工程项目特点相互整合,构建一套适合我国光伏发电项目风险评价体系,显得尤为必要。

  太阳能光伏产业链包括多晶硅原料生产、硅棒、硅锭生产、太阳能电池制造、组件封装、光伏产品生产和光伏发电系统等环节。在产业链中,太阳能电池是最重要的生产环节,目前,世界上太阳能光伏电池90%以上以单晶硅或多晶硅为原材料生产的。目前我国已经形成完整的光伏产业链,除了硅原料产量比较小外,从硅片—电池—组件—应用都出现了一些龙头企业,并带动了一大批中小企业的发展,光伏产业成为投资的宠儿,很多优秀的企业都开始涉足,原先呈倒金字塔形的产业链结构正回复平衡。

  硅材料是光伏产业的最基础的原料,也是最关键的环节。由于它投资大、耗能高、制造复杂,再加上主要生产商的技术垄断,在光伏产业迅速发展的大背景下,硅材料已成为严重的制约瓶颈,曾被业内称为“得硅者得天下”、“拥硅为王”。硅材料的价格从2004年的每千克24美元飙升到2007年底的460美元,而且常常是有价无市。受需求市场的强劲拉动,除原有厂商加速扩产外,许多新企业也纷纷投资硅材料。截止2009年3月,国内硅材料项目多达50多家,已公告的投资额近60亿元,规划总投资额达300亿元,年产能力在7万吨以上。上市公司如南玻集团、天威保变、川投能源、乐山电力、岷江水电、通威股份、东方电气、特变电工和江西赛维等纷纷介入了硅材料项目。目前乐山新光、洛阳中硅、江苏大全和峨嵋半导体等10余家企业已经投产。

  太阳级硅锭、硅棒、硅片制造是光伏产业链的第二个环节。线切割能力和原料供应是硅片生产的关键。硅片生产的第一步骤根据所用原料的不同而分为铸锭或者拉单晶,之后抛光、切片,铸锭炉(单晶炉)和线切割设备为这一过程的关键设备。过去几年里,由于线切割能力不足,多数企业只能将单晶硅棒出口日本,由中国承担了污染最重、能耗最高的环节,将很大一部分利润拱手让与日本人。近几年来在光伏市场驱动下,太阳级硅锭、硅棒、硅片制造业与时俱进,同样得到了健康、快速发展。到目前为止,中国硅锭、硅棒、硅片生产厂家超过70家,全国单晶硅拉晶炉3100台,总生产能力每年约18000吨,拥有多晶硅铸晶炉360台,合计能力约年产10500吨。

  世界光伏电池最近10年以33%的年均增长率发展,最近5年的年均增长率高达43%以上,去年全球产量达到6.85GW,这是其它企业难以企及的。截至2008年年底,我国从事光伏电池生产的企业达到60余家,年产能力突破3200MWp,其中非晶硅薄膜电池约100MWp。目前,单晶体硅电池的实验室效率已经从20世纪50年代的6%提高目前的24.7%。多晶体硅电池的实验室效率也达到了20.3%。薄膜电池的研究工作获得了很大成功,非晶硅薄膜电池实验室稳定效率达到了13%、碲化镉实验室稳定效率达到16.4%、铜铟硒的实验室效率达到19.5%以上。

  光伏组件是光伏产业链的重要环节。它由光伏电池和金属框架、玻璃盖片、电缆引线还有粘结剂等封装而成。在整个光伏产业链中,由于组件制造投资门槛低、建设周期短、技术最成熟和设备国产化程度高等原因,吸引了大批投资创业者,而成为光伏产业企业最多,扩产最快,产量最大的一个重要环节。据不完全统计,2007年国内从事光伏组件生产企业共计200多家,组件产量达到1717MWp,比上年增长138%,生产规模位列世界第一。在发展前景和投资利润的诱发下,到2008年年底企业个数猛增至400多家,年封装力总计达到2.5GW。发生金融危机以来,光伏组件的价格大幅度回落,已从去年7月份的每瓦27元降到现在的16元,平均下降了36%以上。春节前后约有200多家企业处于停产、半停产状态。随着各国政策加大,光伏市场逐步回暖,目前多数企业已经恢复生产,并发挥出应有的经济效益。

  (1)从产业链整体看,中国太阳能产业集中在中部,两端在外,整个产业规模化程度不高。

  在整个产业链中,组件这一环条的技术含量相对较低,竞争激烈,且盈利能力较低,而且,处于这一链条上的小企业也相对较多。最近两年,中国的光伏投资迅速升温,一大批具有国际主流生产规模的企业和生产线相继建成或者正在建设,在产能规模上中国目前已经成为仅次于日德的世界第三大光伏制造国。但是,光伏产业发展整体上还是处于“两头在外”的状况:首先,多晶硅材料的生产企业数量少,生产量低,近90%需要进口,抬高了中国光伏企业的生产成本,削弱了中国产品在国际市场的竞争优势;其次,95%以上的产品销往国际市场,市场的变化、汇率的变动尤其是人民币升值的压力始终存在,国内市场没有政策的支持而迟迟不能打开,如果再加上关键技术设备的进口,就是“三头在外”,我国光伏产业的整体规模化程度不高。

  多晶硅材料生产属于技术密集、能耗密集和对环境敏感的产业,生产技术主要由美、日、德3国的7家公司所垄断,我国试图引进始终未果。由于缺乏核心制造技术,一直以来中国的高纯多晶硅几乎完全依赖进口来满足半导体和光伏等行业的应用需要,形成了产业链的断裂。近年来,在国家发改委等有关部门的大力支持下,越来越多的企业开始介入光伏产业上游的投资,但目前国内可用于太阳能电池生产的多晶硅无论在质量还是数量上都不能满足需求,且技术相对落后,生产成本较高。硅原材料是生产光伏产品的基础和命脉,如果掌握不了硅原料的提炼技术,那么我国的光伏产业将要受制于人。高品质硅材料、生产节能和清洁生产是多晶硅材料产业发展的永恒课题,是多晶硅材料实现规模化生产的必由之路。

  光伏产业的高速发展和较高的投资回报率,吸引了各行各业越来越多的企业进入光伏产业淘金,缺乏创新和研发能力的企业在未来竞争中的颓势将随着市场的波动而逐步显现。除国家层面的鼓励补贴政策之外,产品技术的提升、质量的控制、成本的管理是产业链上所有企业所共同面临的挑战。这就需要企业真正静下心来,建设特色技术及服务体系,健全质量管理体系,精细化成本管理,克服短期行为,建百年老店、树自身品牌。

  随着光伏产业的扩张,许多企业也看到了这项朝阳产业,纷纷涉足。然而,我国目前企业巨资投入大都是中下游企业,下游企业扩产过快,原料供应不足导致短期产能过剩。中下游企业技术含量低,利润少,市场有限,还被上游企业扼着发展的脉搏,此外,我国光伏产业链各个环节基本处于卖方市场,国际市场多晶硅价格又居高不下,原料价格上涨、供应不稳定是国内企业所必需共同面临的困难。迫于成本压力或为获取高额利润,少数生产企业在生产中的不规范行为导致硅片、电池片、组件质量参差不齐,最终产品质量控制不严且出口国外,制约了我国光伏产业健康发展,成为影响生产总量占据世界第一的中国光伏产品信誉的隐患。如何严格控制产品质量,规范企业管理,有效降低生产成本是每个企业所面临的共同问题。

  [1]杨德仁.太阳电池用多晶硅材料的现状和发展[J].阳光能源,2007,(1):3639.

  [2]蒋荣华,邓良平,冯地直,等.我国硅太阳能电池的新发展[J].新材料产业,2008,(2):3945.

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