“3060”碳達(dá)峰碳中和大背景下，未來(lái)國(guó)家將逐步加大企業(yè)碳控制強(qiáng)度和碳減排力度，其要求和標(biāo)準(zhǔn)會(huì)越來(lái)越高，也許會(huì)形成“以碳定產(chǎn)”強(qiáng)力政策機(jī)制。而分布式光伏發(fā)電是我國(guó)重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，大力推進(jìn)光伏發(fā)電應(yīng)用對(duì)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、改善生態(tài)環(huán)境、轉(zhuǎn)變城鄉(xiāng)用能方式有重大戰(zhàn)略意義，是促進(jìn)穩(wěn)增長(zhǎng)調(diào)結(jié)構(gòu)促改革惠民生的重要舉措。采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的模式能夠改善用電結(jié)構(gòu)、促進(jìn)民生發(fā)展，我們鼓勵(lì)并支持分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式，支持通過(guò)先進(jìn)的用電優(yōu)化控制手段實(shí)現(xiàn)“全部自發(fā)自用”。

?

?

光伏發(fā)電的時(shí)代背景

?

在人類(lèi)發(fā)展的前

5000

年，對(duì)能源的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有最近的三百年來(lái)得迫切。

十八世紀(jì)，

英國(guó)率先開(kāi)始的工業(yè)革命，

大大推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，

以機(jī)

器生產(chǎn)為標(biāo)志的生產(chǎn)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)手工業(yè)生產(chǎn)，

人類(lèi)進(jìn)入了現(xiàn)代文明時(shí)代，

對(duì)

此，人類(lèi)急切的需求更多的能源以促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展。

?

然而，

自然界的一次能源儲(chǔ)量有限，

能源危機(jī)迫在眉睫，

根據(jù)對(duì)石油儲(chǔ)量的

綜合估算可支配的傳統(tǒng)能源從全球來(lái)看，

已探明的石油儲(chǔ)量只能用到

?

20-40?

年，

天然氣也只能延續(xù)

?

50-60?

年左右，即使是儲(chǔ)量最豐富的煤炭最多也只能夠維持

二三百年。

就連近代才發(fā)展起來(lái)的核能發(fā)電的原料鈾的儲(chǔ)量也是有限的，

而且還

存在安全和污染的難題，

同樣不能解決世電力的長(zhǎng)期穩(wěn)定供應(yīng)問(wèn)題。

因此，

如不

盡早設(shè)法解決常規(guī)能源的替代能源，人類(lèi)遲早將面臨燃料枯竭的危險(xiǎn)局面。

?

同時(shí)，

化石能源在開(kāi)采、

運(yùn)輸和使用過(guò)程中都會(huì)對(duì)空氣和人類(lèi)生存環(huán)境造成

嚴(yán)重的污染。

根據(jù)相關(guān)資料顯示，

目前，

人類(lèi)使用化學(xué)燃料己經(jīng)為人類(lèi)生存環(huán)境

帶來(lái)了嚴(yán)重的后果，

由于大量使用化石能源，

全世界每年產(chǎn)生約

1

億噸溫室效應(yīng)

氣體，

已經(jīng)造成極為嚴(yán)重的大氣污染，

同時(shí)使得地球表面氣溫逐年升高，

近二千

年來(lái)，全球二氧化碳排放量迅速增長(zhǎng)，如果不加以控制，溫室效應(yīng)將使南、北兩

極的冰山融化，

這可能會(huì)使海平面上升幾米，

四分之一的人類(lèi)生活空間將由此受

到極大威脅。此外，由于環(huán)境惡化造成的“黑洞”己經(jīng)使人類(lèi)即將面臨太陽(yáng)紫外

線的直接照射。

?

光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)

?

太陽(yáng)能作為一種新型的綠色可再生能源，

與其他新能源相比利用最大，

是最

理想的可再生能源。

特別是近幾十年來(lái)，

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，

太陽(yáng)能及其

相關(guān)產(chǎn)業(yè)成為世界發(fā)展最快的行業(yè)之一。因?yàn)樗哂幸韵碌奶攸c(diǎn)：

?

①

?

儲(chǔ)量巨大：太陽(yáng)能是取之不盡的可再生能源，可利用量巨大。太陽(yáng)放射

的總輻射能量約是

?

3.75x

10

23

kW

，是極其巨大的。其中到達(dá)地球的能量高達(dá)

1.73x

10

14

kw

，

穿過(guò)大氣層到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射能大約為

?

8.1x

10

13

kW

。

在到

達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射能中，到達(dá)地球陸地表面的輻射能大約為

?

1.7x

10

13

k

W

，

相當(dāng)于目前全世界一年內(nèi)消耗的各種能源所產(chǎn)生的總能量的三萬(wàn)五千多倍。

太陽(yáng)

的壽命至少尚有

?

40?

億年，

相對(duì)于人類(lèi)歷史來(lái)說(shuō)，

太陽(yáng)可源源不斷供給地球能源

的時(shí)間可以說(shuō)是無(wú)限的。

?

②

?

取之不盡，不需要開(kāi)采和運(yùn)輸。

?

③

?

清潔無(wú)污染，無(wú)任何物質(zhì)的排放，既不會(huì)留下污染物，也不會(huì)向大氣中

排放廢氣。

?

④清潔、

安全、

無(wú)噪聲。

太陽(yáng)能發(fā)電本身不向外界排放廢物，

沒(méi)有機(jī)械噪聲，

是一種理想的能源

;?

⑤可靠性高，

壽命長(zhǎng)，

并且應(yīng)用范圍廣。

晶體硅太陽(yáng)能電池的壽命可以長(zhǎng)達(dá)

20-35

年，在光伏系統(tǒng)中，只要設(shè)計(jì)合理、選型適當(dāng)，蓄電池的壽命可以達(dá)到

10

多年。

太陽(yáng)能幾乎無(wú)處不在，

太陽(yáng)能電池在中國(guó)大部分范圍內(nèi)都能作為獨(dú)立的電

源。

?

由此可見(jiàn)，

在能源危機(jī)即將爆發(fā)，

環(huán)境逐漸惡化的今天，

太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的

研究具有很大的必要性。

同時(shí)，

太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)也具有重要的研究?jī)r(jià)值和廣闊的

應(yīng)用前景。

?

新能源是二十一世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具決定力的五大技術(shù)領(lǐng)域之一。

太陽(yáng)

能是一種清潔、

高效和永不衰竭的新能源。

在新世紀(jì)中，

各國(guó)政府都將太陽(yáng)能資

源利用作為國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。據(jù)資料顯示，到

2010

年，全世界

光伏產(chǎn)業(yè)將累計(jì)達(dá)到

14-15GW

，這表明世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著巨大的發(fā)展空間。

總之，

從能源利用的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，

光伏發(fā)電最終將以替代能源的角色進(jìn)入

電力市場(chǎng)。預(yù)計(jì)到

2030

年，光伏發(fā)電在世界的總發(fā)電量中將占到

5%-20%

。

?

國(guó)外光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

?

技術(shù)方面，

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，

澳大利亞新南威爾士人研制的單品硅光伏電

池效率己達(dá)

23.7%

，多品硅電池效率突破

19.8%

。同時(shí)，研究人員正在探索用切

薄硅片、擴(kuò)大平面面積或者使用聚光的方法，力爭(zhēng)把硅片的成本降低到

0.8

美元

/WP

。據(jù)預(yù)測(cè)，在今后

15-20

年間利用這幾種方法有望把硅片的成本降低到

0.5

美元

/WP

，這樣，光伏系統(tǒng)的價(jià)格可以降低到接近

3

美元

/WP

。薄膜電池是在廉

價(jià)襯底上采用低溫設(shè)備技術(shù)沉積半導(dǎo)體薄膜的光伏器件，

材料與器件設(shè)備同時(shí)完

成，工藝技術(shù)簡(jiǎn)單，便于大面積連續(xù)化生產(chǎn)

;

設(shè)備能耗低，縮短了回收期。太陽(yáng)

能電池實(shí)現(xiàn)薄膜化，

大大節(jié)省了昂貴的半導(dǎo)體材料，

具有大幅度降低成本的潛力，

是當(dāng)前國(guó)際上研究開(kāi)發(fā)的主要方向。

除了光伏電池以外，

當(dāng)前國(guó)際上最新的研發(fā)

熱點(diǎn)主要集中在低成本、

高效率、

高穩(wěn)定性的光伏逆變器件和光伏建筑集成應(yīng)用

系統(tǒng)等方面，

專(zhuān)用逆變?cè)O(shè)備和相關(guān)系統(tǒng)的最佳配置涉及到多項(xiàng)技術(shù)。

美國(guó)、

德國(guó)、

荷蘭、

日本、

澳大利亞等國(guó)家在光伏屋頂計(jì)劃的激勵(lì)下，

許多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)成

功地推出了多種不同的高性能逆變器。

?

產(chǎn)業(yè)化方面，

光伏發(fā)電發(fā)展的初期主要是依靠各國(guó)政府在政策及資金方面的

大力支持，

現(xiàn)在己逐步商業(yè)化，

進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。

光伏發(fā)電的市場(chǎng)前景

吸引了一批國(guó)際知名企業(yè)或企業(yè)財(cái)團(tuán)介入光伏電池制造業(yè)。這些大公司的介入，

使產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程大大加快。

預(yù)計(jì)今后

10

年，

光伏組件的生產(chǎn)將以每年增長(zhǎng)

20%-30%

甚至更高的遞增速度發(fā)展，

到

2010

年將可能達(dá)到

4600MW/

年的生產(chǎn)量，

總裝機(jī)

容量將可能達(dá)到

?

1SGW

。國(guó)際光伏產(chǎn)業(yè)在過(guò)去

10

年中的平均年增長(zhǎng)率為

20%

，

1998

年世界太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)量為

155MW

，

2000

年增長(zhǎng)到

288MW

，

2002

年

達(dá)到

54OMW

。

截止到

2006

年底，

世界光伏發(fā)電累計(jì)總裝機(jī)容量達(dá)到了

1300MW

。

目前全球太陽(yáng)能光伏電池產(chǎn)業(yè)的銷(xiāo)售收入超過(guò)

20

億美元。預(yù)計(jì)到

2050

年左右，

太陽(yáng)能光伏發(fā)電將達(dá)到世界總發(fā)電量

10%-20%

，

成為人類(lèi)的基本能源之一。

同時(shí)，

世界光伏市場(chǎng)發(fā)生了很大變化，

開(kāi)始由主要為邊遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)和通信設(shè)備、

氣象臺(tái)

站、

航標(biāo)等特殊應(yīng)用領(lǐng)域解決供電問(wèn)題，

逐步向并網(wǎng)發(fā)電和與建筑相結(jié)合的常規(guī)

供電方向及商業(yè)化應(yīng)用方向發(fā)展。從上世紀(jì)

70

年代起，許多國(guó)家掀起了太陽(yáng)能

光伏發(fā)電熱潮，美國(guó)、日本、歐盟、印度等國(guó)家紛紛制定雄心勃勃的中長(zhǎng)期發(fā)展

規(guī)劃推動(dòng)光伏技術(shù)和光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，

推動(dòng)這一新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前，

世界

光伏產(chǎn)業(yè)正以

?

31.2%

的平均年增長(zhǎng)率高速發(fā)展，

是全球增長(zhǎng)率最高的產(chǎn)業(yè)，

己成

為當(dāng)今世界最受關(guān)注、

增長(zhǎng)幅度最快的能源產(chǎn)業(yè)之一。

自上個(gè)世紀(jì)

90

年代以來(lái)，

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家掀起了發(fā)展

“屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)”

的研發(fā)高潮，

屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)

不單獨(dú)占地，

將太陽(yáng)電池安裝在現(xiàn)成的屋頂上，

非常適應(yīng)太陽(yáng)能能量密度較低的

特點(diǎn)，

而且其靈活性和經(jīng)濟(jì)性都大大優(yōu)于大型光伏并網(wǎng)發(fā)電，

有利于普及，

有利

于戰(zhàn)備和能源安全，所以受到了各國(guó)的重視。

1993

年，德國(guó)首先開(kāi)始實(shí)施由政

府補(bǔ)貼支持的

“

2000

個(gè)光伏屋項(xiàng)計(jì)劃”

，

同時(shí)制定了

“可再生能源電力供應(yīng)法”

，

極大地刺激了光伏發(fā)電市場(chǎng)。

日本在光伏發(fā)電與建筑相結(jié)合的市場(chǎng)方面己經(jīng)做出

了十幾年的努力，預(yù)計(jì)到

2010

年光伏屋頂發(fā)電系統(tǒng)總?cè)萘窟_(dá)到

7600MW

。日本

光伏屋頂發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)是

:

太陽(yáng)電池組件和房屋建筑材料形成一體，如“太陽(yáng)

電池瓦”和“太陽(yáng)電池玻璃幕墻”等，這樣太陽(yáng)電池就可以很容易地被安裝在建

筑物上，也很容易被建筑公司所接受。

1997

年

6

月，美國(guó)前總統(tǒng)克林頓宣布實(shí)

施

“百萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”

，

計(jì)劃到

2010

年安裝

100

萬(wàn)套太陽(yáng)能屋頂。

許多其

他發(fā)達(dá)國(guó)家也都有類(lèi)似的光伏屋項(xiàng)發(fā)電項(xiàng)目或計(jì)劃，如荷蘭、瑞士、芬蘭、奧地

利、英國(guó)、加拿大等。屬于發(fā)展中國(guó)家的印度也在

1997

年

12

月宣布到

2020

年

將建成，

50

萬(wàn)套太陽(yáng)能屋頂發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，雖然現(xiàn)在還

沒(méi)有

IEC(

國(guó)際電工委員會(huì)

)

標(biāo)準(zhǔn)，

但各國(guó)都頒布了相應(yīng)的試行標(biāo)準(zhǔn)，

如美國(guó)

SANDIA

國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)等。

?

?

?

?

?

?

國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

?

技術(shù)方面，

經(jīng)過(guò)十多年的努力，

我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)有了很大的發(fā)展，

光伏電

池技術(shù)不斷進(jìn)步，

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有差距，

但差距在不斷縮小。

光伏電池轉(zhuǎn)換效

率不斷提高，目前單晶硅電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)

20%

，

批量生產(chǎn)效率為

14%

，多晶硅

實(shí)驗(yàn)室效率為

12%

。在

2000

年之后，多晶硅產(chǎn)品逐步走出實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始形成規(guī)

模生產(chǎn)，其效率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距在不斷縮小。

?

產(chǎn)業(yè)化方面，

2000

年以后，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期，但整體發(fā)展水

平仍然落后于國(guó)際先進(jìn)水平，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)有一定的難度。

2003

年國(guó)內(nèi)光伏電

池的生產(chǎn)能力約

20MW

，

但光伏組件的封裝能力約

50MW

，

遠(yuǎn)大于光伏電池的生

產(chǎn)能力。雖然到

2002

年底，我國(guó)己有近

20MW

的光伏電池生產(chǎn)能力，但實(shí)際生

產(chǎn)量?jī)H為

4MW

左右，

占世界光伏電池實(shí)際生產(chǎn)量的

1%

左右。

在

2002-2003

年國(guó)

家實(shí)施的總裝機(jī)容量

20MW

的“光明工程”項(xiàng)目中，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的光伏電池的應(yīng)

用量不足

10%

，

錯(cuò)過(guò)了這一市場(chǎng)時(shí)機(jī)。

近期內(nèi)我國(guó)光伏發(fā)電市場(chǎng)仍將是為無(wú)電地

區(qū)供電為主，有一定的市場(chǎng)潛力，但也有局限性。

2001

年及以前，我國(guó)光伏產(chǎn)

品的年銷(xiāo)售量均保持在

3-4MW

，

其中單品硅產(chǎn)品占

80%

，

非單品硅產(chǎn)品占

20%

。

2005

年，光明工程項(xiàng)目使市場(chǎng)年銷(xiāo)售量猛增到

20MW

，光伏系統(tǒng)保有量達(dá)到

40MW

左右。從市場(chǎng)份額上石，光伏發(fā)電在

2000

年前的主要應(yīng)用領(lǐng)域是

:

通訊行

業(yè)占

40%

一

50%

，農(nóng)村電氣化行業(yè)

(

主要包括戶(hù)用光伏系統(tǒng)和鄉(xiāng)村級(jí)光伏發(fā)電

)

占

40%

左右，其它領(lǐng)域占

10%

左右。但

2007

年當(dāng)年農(nóng)村電氣化領(lǐng)域的市場(chǎng)份額占

到

85%

以上。目前，國(guó)內(nèi)光電池硅片的生產(chǎn)能力己達(dá)

4.5M

瓦，在西藏

7

個(gè)無(wú)水

無(wú)電縣中已全部建成了光伏發(fā)電，其中功率最大的

100KW

。綜上所述，我國(guó)的

光伏市場(chǎng)和光伏企業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，

如果把我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展放到國(guó)際光伏

發(fā)展的大環(huán)境中考慮，

世界光伏產(chǎn)業(yè)每年以

31%

的速度發(fā)展，

而我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)

每年只有

15%

的增長(zhǎng)率，

光伏企業(yè)的發(fā)展靠市場(chǎng)，

光伏市場(chǎng)的發(fā)展靠政策。光伏

發(fā)電成本高，

無(wú)法與常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng)，

所以更需要政府制定強(qiáng)有力的法規(guī)和政策支

持以驅(qū)動(dòng)我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化發(fā)展。

然而，

我國(guó)的光伏企業(yè)雖然弱小，

但經(jīng)過(guò)

努力已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，

當(dāng)前，

對(duì)光伏企業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。

另外，

我國(guó)的太陽(yáng)能資源非常豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)，太陽(yáng)能年輻照總量大于

502

萬(wàn)千焦

/

平方

米，年日照時(shí)數(shù)在

2200

小時(shí)以上的地區(qū)約占國(guó)土面積的

2/3

以上。

?

隨著電力電子元器件的發(fā)展、

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用以及先進(jìn)的控制方法

的提出，

電力電子能量變換發(fā)生了巨大的變化。

首先，

元器件正向著低導(dǎo)通損耗、

快速化、

智能化、

封裝合理化等幾個(gè)方向發(fā)展。

低導(dǎo)通損耗將有助于并網(wǎng)型逆變

器系統(tǒng)提高效率

;

減少發(fā)熱

;

快速化將減小開(kāi)關(guān)應(yīng)力

;

智能化將有助于提高系統(tǒng)可

靠性

;

封裝的改進(jìn)將減少寄生參數(shù)、有效散熱、保持高機(jī)械強(qiáng)度。其次，數(shù)字信

號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用有助于減少并網(wǎng)逆變器輸出的直流成分

;

提高開(kāi)關(guān)頻率

;

減小濾

波器體積

;

改善輸出波形

;

改善

THD;

快速響應(yīng)電網(wǎng)瞬態(tài)變化。最后，先進(jìn)的控制方

法將有助于改善輸出波形質(zhì)量，從而減小濾波環(huán)節(jié)的體積

;

提高系統(tǒng)

光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)選擇奔一光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)選擇放心

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