光伏


来源:   时间:2018-09-28 16:21:31


太阳能光伏效应,简称光伏(PV),又称为光生伏特效应(Photovoltaic),是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。

光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换,即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板,利用光照产生直流电,比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。

光伏技术具备很多优势:比如没有任何机械运转部件;除了日照外,不需其它任何"燃料",在太阳光直射和斜射情况下都可以工作;而且从站址的选择来说,也十分方便灵活,城市中的楼顶、空地都可以被应用。自1958年起,太阳能光伏效应以太阳能电池的形式在空间卫星的供能领域首次得到应用。时至今日,小至自动停车计费器的供能、屋顶太阳能板,大至面积广阔的太阳能发电中心,其在发电领域的应用已经遍及全球。

太阳能是一种快速增长的能源形式,太阳能市场在过去十年中也取得了长足发展。据资料,按年均太阳能系统装机容量计算,全球太阳能市场复合年均增长率达47.4%,从 2003 年的598MW 增长至2007年的2826MW。预测到2012年,年均太阳能系统装机容量可能进一步增至9917MW,而整个太阳能行业的销售额可能从2007年的 172亿美元增长至2012年的395亿美元。这种增长势头在很大程度上要归功于全球快速增加的市场需求、日益提高的上网电价和各种政府鼓励措施。

在世界的一些主要国家中,尤其是德国、意大利、西班牙、美国、法国和韩国,联邦政府、州政府和地方政府机构纷纷以退税、税收抵免和其他激励措施的形式向太阳能产品的最终用户、经销商、系统集成商和制造商提供补贴和经济鼓励,以促进太阳能在并网应用中的使用,降低对其他能源的依赖。然而拥有巨大政治游说能力的传统公共电力企业也可能试图改变所在市场的相关立法,这也可能对太阳能的发展和商业应用造成相对不利的影响。

但总体来说,由于全球许多石油和天然气生产地区政治和经济局势的不稳定性,多国政府都在采取积极措施,以减少对国外能源的依赖。太阳能提供了一种极具吸引力的发电方案,而且不会对国外能源形成严重的依赖性。除此之外,日益突出的环境问题和与矿物燃料发电相关的气候变化风险形成政治动因,促使政府实施旨在减少二氧化碳及其他气体排放量的温室气体减排战略。太阳能及其他可再生能源有助于这些环境问题的解决。

世界各国政府实施了多种激励政策,以促进太阳能及其他可再生能源的开发和应用。许多欧洲国家、一些亚洲国家、澳大利亚、加拿大和美国的多个州省以及一些拉美国家都颁布了可再生能源政策。以客户为中心的财务激励措施包括资本成本退税、强制光伏上网电价和税收抵免。资本成本退税政策提供一笔资金,用于冲抵消费者在太阳能系统中的前期投资。强制光伏上网电价政策要求,公用电力公司依据产生的千瓦时数向用户支付他们通过太阳能系统产生的电力,而价格在一定时期内是有保障的。这些都鼓励了光伏产业的发展。

而在我国,长期困扰我国光伏产业发展的瓶颈问题,即产业链结构中原材料和市场均在海外的问题也得到了政策扶助。上半年由于欧洲各国,尤其是西班牙在太阳能领域的政策发生重大转变,引起全球光伏市场急剧萎缩,进而导致全球光伏企业一季度的经营状况普遍不理想。为了扭转这种境地,我国下决心上马一大批光伏发电项目,解决了"销售市场"的问题,在很大程度上稳定了光伏产业的内需,理性的产量预期逐渐形成。前段时间财政部也制定了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》。《意见》对太阳能产业形成了两大积极信息,一是产业政策的扶持,不仅仅中央财政安排专门资金,对符合条件的光电建筑应用示范工程予以补助,以部分弥补光电应用的初始投入。而且出台相关财税扶持政策的地区将优先获得中央财政支持。二是"太阳能屋顶计划"对于下游需求的刺激等或将形成相对乐观的预期,即拓展了太阳能产业的发展空间,下游需求必将有所改善。太阳能发电是新兴的可再生能源技术,已实现产业化应用的主要是太阳能光伏发电和太阳能光热发电。太阳能光伏发电具有电池组件模块化、安装维护方便、使用方式灵活等特点,是太阳能发电应用最多的技术。太阳能光热发电通过聚光集热系统加热介质,再利用传统蒸汽发电设备发电,近年来产业化示范项目开始增多。

中国政府持续出台支持光伏产业发展的政策,尤其是在受到美国和欧盟的双反挤压之际,相应的扩大了国内的装机市场,保护国内产业的可持续发展。

针对大型光伏发电标杆上网电价,《意见稿》针对四类地区给出了四个不同的上网电价,分别为0.75、0.85、0.95、1元/千瓦时。

我国2012 年新增光伏装机5.04GW,累计建设容量达7.97GW,其中大型光伏电站4.19GW,分布式光伏系统3.78GW。目前我们判断2013 年新增装机可能在8.5GW左右。

中国太阳能光伏建案的备案量随着年底的到来而激增。2015年11、12月间,中国河北、山西、山东等三个华北地区省份新增的光伏备案量达到2GW,共有约120个专案申请,多是分布式或农业光伏专案,且有部分与扶贫政策结合。[2]

光伏发电

近10年来,全球太阳能光伏电池年产量增长约6倍,年均增长50%以上。2010年,全球太阳能光伏电池年产量1600万千瓦,其中我国年产量1000万千瓦。并网光伏电站和与建筑结合的分布式并网光伏发电系统是光伏发电的主要利用方式。2010年,全球光伏发电总装机容量接近4000万千瓦,主要应用市场在德国、西班牙、日本、意大利,其中德国2010年新增装机容量700万千瓦。随着太阳能光伏发电规模、转换效率和工艺水平的提高,全产业链的成本快速下降。太阳能光伏电池组件价格已经从2000 年每瓦4.5美元下降到2010年的1.5美元以下,太阳能光伏发电的经济性明显提高。

光热发电

光热发电也称太阳能热发电,尚未实现大规模发展,但经过较长时间的试验运行,开始进入规模化商业应用。美国、西班牙、德国、法国、阿联酋、印度等国已经建成或在建多座光热电站。到2010年底,全球已实现并网运行的光热电站总装机容量为110万千瓦,在建项目总装机容量约1200万千瓦。

到2007年年底,全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦(100MW),从事太阳能电池生产的企业达到50余家,太阳能电池生产能力达到290万千瓦(2900MW),太阳能电池年产量达到1188MW,超过日本和欧洲,并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链,特别是多晶硅材料生产取得了重大进展,突破了年产千吨大关,冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约,为我国光伏发电的规模化发展奠定了基础。2007年是我国太阳能光伏产业快速发展的一年。受益于太阳能产业的长期利好,整个光伏产业出现了前所未有的投资热潮。太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

根据《可再生能源发展“十二五”规划》,到2015年,我国力争使太阳能发电装机容量达到21GW(百万千瓦)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%。未来十几年,我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。

国家能源局发布《太阳能发电发展“十二五”规划》称,“到2015年底,太阳能发电装机容量达到2100万千瓦(即21GW)以上,年发电量达到250 亿千瓦时。”

根据《规划》,“十二五”时期新增太阳能光伏电站装机容量约1000万千瓦,太阳能光热发电装机容量100万千瓦,分布式光伏发电系统约1000万千瓦,光伏电站投资按平均每千瓦1万元测算,分布式光伏系统按每千瓦1.5万元测算,总投资需求约2500亿元。

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