太阳能光伏发电原理与应用

1、第一章绪论能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消 费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种 稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下， 大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的 安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济 性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。我们对太阳能的利用大致可以分 为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用（光伏发电）是近些年来发展 最快，也是最具经济潜力的

2、能源开发领域。太阳能电池是光伏发电系统中的关键 部分，包括硅系太阳电池（单晶硅、多晶硅、非晶硅电池）和非硅系太阳能电池 等。在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组 件封装四个环节。光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。光伏发电系 统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统：独立太阳能光伏 发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，典型特征为需要蓄电池来存 储能量，在民用范围内主要用于边远的乡村，如家庭系统、村级太阳能光伏电站; 在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵，在具备风力发电和小 水电的地区还可以组成混合发电系统

3、等。并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发 电连接到国家电网的发电的方式，成为电网的补充。在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全球 太阳能电池产量增长了 17倍。我们预计，2010年全球太阳能电池的年产量有望较 2005年的年产量增长6.3倍，整个行业的销售收入有望增长3.5倍。我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的 应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困 难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列 法律、政策，有力的支持了产业的发展。第二章太阳能及其应用太阳能是人类取之不尽

4、用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的 安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和维护性、资源的充足性及潜在的经济 性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位并且得到广泛的应用。2.1太阳能的含义一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要 以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物 的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。 太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生 能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等 等。2.2太阳能的发展历史据记载，人类利用太阳

5、能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动 力加以利用，只有300多年的历史。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程 师所罗门德考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是 一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。真正将太阳能作为“近期 急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近来的事。20世纪70年代以 来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。2.3我国太阳能资源我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4 kWh/ 皿以上，西藏最高达7kWh/m2.4太阳能的应用就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太

6、阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。2.4.1太阳能集热器太阳能集热器(solar collector)在太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热 工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式 可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。一个好的太阳能集热器应该能用20 30年。2.4.2太阳能热水系统早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热 水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此 外，可能还有辅助的能源装置（如电热器等）以供应无日照时使用，另外尚可能 有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接

7、到负载的管 路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种：自然循环式和自然循环式。2.4.3太阳能暖房太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统，及室内暖 房风扇系统所组成，其过程乃太阳辐射热传导，经收集器内的工作流体将热能储 存，再供热至房间。至辅助热源则可装置在储热装置内、直接装设在房间内或装 设于储存装置及房间之间等不同设计。2.5太阳能发电即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。2.5.1太阳能离网发电系统太阳能离网发电系统包括1、太阳能控制器 对所发的电能进行调节和控制， 一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄 电池组

8、储存，当所发的电不能满足负载需要时，太阳能控制器又把蓄电池的电能 送往负载。2、太阳能蓄电池 组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用 电。3、太阳能逆变器负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。2.5.2太阳能并网发电系统太阳能并网发电系统是将光伏阵列产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通 过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。2.5.3 Si太阳电池硅太阳电池是最常用的卫星电源，由于空间技术的发展，各种飞行器对功率 的需求越来越大。其中，以发展背表面场（BSF）、背表面反射器（BSR）、双层 减反射膜技术为第一代高效硅太阳电池，这种类型的电池典型效率最高可以做到 15%左右，目前在轨

9、的许多卫星应用的是这种类型的电池。2.5.4太阳能路灯太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不 用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到 人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即可 用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济 不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解 决这些地区人们的家用照明问题。2.6太阳能的利弊2.6.1优点普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地 或海洋，无论高山 或 岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。无害

10、性：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染 越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。巨大性：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属 现今世界上可以开发的最大能源。长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而 地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。 2.6.2缺点分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的 限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度 既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能

11、的大规模应用增加了难度。效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的， 技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来 说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进 一步发展，主要受到经济性的制约。第三章 太阳能光伏发电系统原理光伏发电系统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。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装 保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发 电系统装置。3.1光电效应概述光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量

12、转换成电能。 这类光致电变的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect)。3.2光生伏打效应概述及应用3.2.1光生伏打效应是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象，是当物体受光照时，物体内的 电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。3.2.2光生伏打效应应用光生伏打效应主要是应用在半导体的PN结上，把辐射能转换成电能。大量研 究集中在太阳能的转换效率上。理论预期的效率为24%。由于半导体PN结器件在 阳光下的光电转换效率最高，所以通常把这类光伏器件称为太阳能电池，也称光 电池或太阳电池。3.3太阳能电池及其太阳能组件3.3.1太阳能电池的工作原理太阳光照在半导

13、体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下， 空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光 电效应太阳能电池的工作原理。3.3.2太阳能电池的生产流程通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350450um的高质量硅片上制成的，这种 硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。如图1图1太阳能电池的生产流程3.3.3太阳能电池的制造技术晶体硅太阳能电池的制造工艺流程如图2。提高太阳能电池的转换效率和降低 成本是太阳能电池技术发展的主流。图2：晶体阵太阳能电池的制诰工芬荒程具体的制造工艺技术说明如下：切片：采用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。清洗：用常规的硅片清洗方法清

14、洗，然后用酸(或碱)溶液将硅片表面 切割损伤层除去30 50um。制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。磷扩散：采用涂布源(或液态源，或固态氮化磷片状源)进行扩散，制 成PN+结，结深一般为0.3 0.5um。周边刻蚀：扩散时在硅片周边表面形成的扩散层，会使电池上下电极短 路，用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。去除背面PN+结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结。制作上下电极：用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作 下电极，然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。制作减反射膜：为了减少入反射损失，要在硅片表面上覆盖一层减反射 膜。制作减反射膜

15、的材料有MgF2，SiO2，A12O3，SiO，Si3N4，TiO2， Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法，溅射法、印刷法、PECVD 法或喷涂法等。烧结：将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。测试分档：按规定参数规范，测试分类。3.3.4太阳电池组装工艺简介组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工 艺，多好的电池也生产不出好的电池组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命 得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户 满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。在这里只简单的介绍一下工艺的 作用，给大家一个感性的认识.电池测试：由于电池

16、片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同， 所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进 行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分 类。以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。正面焊接：是将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡 的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的 热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。焊带的长度约为电池边长的2倍。 多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连背面串接：背面焊接是将36片电池串接在一起形成一个组件串，我们目前采 用的工艺是手动的，电池的定

17、位主要靠一个膜具板，上面有36个放置电池片的凹 槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用 不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊 接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次将36片串接在一起并在组件 串的正负极焊接出引线。层压敷设：背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA、 玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。玻璃事先涂一层试剂（primer） 以增加玻璃和EVA的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调 整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上：钢化玻璃、EVA、 电池片、

18、EVA、玻璃纤维、背板）。组件层压：将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出， 然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压 工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。我们使用 快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。固化温度为150C。（电池板原料： 玻璃，EVA，电池片、铝合金壳、包锡铜片、不锈钢支架、蓄电池等）如图3组成部分图3太阳能电池板修边：层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕 应将其切除。装框：类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进 一步的密封电池组件，延长电池的使

19、用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂 填充。各边框间用角键连接。焊接接线盒：在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电 池间的连接。高压测试：高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组 件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。组件测试：测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确 定组件的质量等级。目前主要就是模拟太阳光的测试Standard test condition （STC）, 一般一块电池板所需的测试时间在7-8秒左右。3.3.5太阳能电池阵列设计步骤计算负载24h消耗容量PP=H/VV负载额定电源选定每天日照时数

20、T（H）计算太阳能阵列工作电流IP=P（1+Q）/TQ按阴雨期富余系数，Q=0.211.00确定蓄电池浮充电压VF镉镍（GN）和铅酸（CS）蓄电池的单体浮充电压分别为1.41.6V和2.2V。太阳能电池温度补偿电压VTVT=2.1/430（T-25）VF计算太阳能电池阵列工作电压VPVP=VF+VD+VT其中VD=0.50.7约等于VF太阳电池阵列输出功率WP 平板式太阳能电板。WP=IPXUP根据VP、WP在硅电池平板组合系列表格，确定标准规格的串联块数和并联组数。3.4太阳能光伏发电系统3.4.1太阳能光伏发电系统工作原理光伏发电系统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

21、一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装 保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发 电系统装置。光伏发电系统的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;光伏系 统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发 电供电及建设同期短的优点。3.4.2太阳能光伏发电系统的组成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。 如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器（图5,6所示）。各部分的作 用为：（一）太阳能电池板 太阳能电池板（图4所示）是太阳能发电系统中的核心部 分，也是太阳能发电系统

22、中价值最高的部分。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。（二）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。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器 的可选项。（三）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。（四）逆变器 在很多场合，都需要提供AC220

23、V、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。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器， 如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。图5太阳能电池发电系统的组成原理太阳能专用蓄电池冰箱电视图6太阳能电池发电系统的组成原理3.4.3太阳能光伏发电系统的设计需要考虑如下因素 问题1、太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？问题2、系统的负载功率多大？问题3、系统的输出电压是多少，直

24、流还是交流？ 问题4、系统每天需要工作多少小时？问题5、如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天 问题6、负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？ 问题7、系统需求的数量？3.4.4太阳能光伏发电系统的发电方式太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光一热一电转换方式，另一 种是光- -电直接转换方式。（1）光一热一电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳 能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是 光一热转换过程；后一个过程是热一电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能 热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比

25、普通火电站贵510 倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资2025亿美元，平均1kW的投资为2000 2500美元。因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上 很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。（2）光一电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成 电能，光一电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特 效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光 照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许 多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵（图7） 了。太阳能

26、电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大 优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用； 与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大 中小并举，大到百万千瓦的中型电站小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它 电源无法比拟的太阳能光伏发电方式有两种方式，一种是光一热一电转换方式， 另一种是光一电直接转换方式。图7太阳能电池方阵3.4.5太阳能光伏发电系统对逆变电源的要求采用交流电力输出的光伏发电系统，由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆 变器（电源）四部分组成（并网发电系统一般可省去蓄电池），而逆变电源是关键 部件。光伏发

27、电系统对逆变电源要求较高：（1）要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地 利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变电源的效率。（2）要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电 站无人值守和维护，这就要求逆变电源具有合理的电路结构，严格的元器件筛选， 并要求逆变电源具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保 护，过热，过载保护等。（3）要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和 日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有钳位作用，但由于蓄电池的 电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压

28、的 变化范围很大，如12V蓄电池，其端电压可在10V16V之间变化，这就 要求逆变电源必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出 电压的稳定。（4）在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正 弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐 波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备， 这些设备对电网品质有较高的外，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为 避免铎公共电网的电力污染，也要求逆变电源输出正弦波电流。第四章太阳能光伏发电系统的应用上世纪60年代，科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术一一通信卫星供

29、 电，上世纪末，在人类不断自我反省的过程中，对于光伏发电这种如此清洁和直 接的能源形式已愈加亲切，不仅在空间应用，在众多领域中也大显身手。如：太 阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌 溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、 城镇中路标、高速公路路标等。在世纪之交前后期间，欧美等先进国家光伏发电 并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建 筑系统的结合已经形成产业化趋势。4.1各国家太阳能光伏并网发电实施情况4.1.1欧美主要国家太阳能光伏并网发电实施情况日本：1996年宣布可再生能源发展目标，到201

30、0年可再生能源占一次能源 供应量的3.1%，其中光伏发电4820 MW。具体措施包括：建筑光伏一体化发电系 统工程示范，光伏住宅集中并网示范（200座3KW光伏住宅集中在一个地区进行并 网运行），光伏住宅推广计划（1994 2002安装8万套）、地方新能源促进计划 和企业新能源资助计划等。德国：1998年提出“10万光伏屋顶计划”，计划6年 安装300 500MW光伏系统。美国：1997年宣布“百万屋顶计划”，计划到2010 年在100万座屋顶上安装光伏发电和光热系统。西班牙：2001年制定了新的“电 力法”来鼓励光伏并网发电。4.1.2我国太阳能光伏发电应用应用现状：2007年，中国光伏电池

31、产量达到1000 MW,成为仅次于日本的全 球第二大光伏制造基地，但国内光伏系统安装量仅约20 MW，光伏系统的累积装机 容量达100 MW，相当于世界当年安装量的0.5%和世界累计安装量的0.8%。其中： 农村电气化（包括道路照明）累计装机容量41MW，通讯和工业应用30MW，光伏产 品（路灯、草坪灯、城市景观、LED照明、交通信号等）22.7MW，并网光伏发电 6.3MW。目前，我省已建成和在建、拟建的光伏并网项目包括省委大院10KW光伏 照明系统工程、镇江、丹阳的2个4KW的光伏并网系统、无锡国家工业设计园300KW 光伏并网电站工程、无锡机场800KW屋顶光伏并网系统工程、尚德光伏研发

32、中心 大楼1000KW光伏建筑一体化（BIPV）光伏并网电站、无锡五星花园小区屋顶300KW 光伏并网系统、苏州国检屋顶光伏电站等，目前这些项目尚未取得国家太阳能光 伏电站上网电价的批复。4.2我国太阳能光伏发电应用的操作难点1、光伏并网的审批和操作程序复杂。2、缺少明确的光伏发电上网电价。3、缺少可再生能源电力附加的具体使用办法。4、没有具体可行的财税和金融扶持政策。5、电力公司在发展可再生能源电力中的角色和责权利不清晰。6、没有可执行的光伏并网技术标准。7、各地区、行业、企业和个人使用可再生能源电力积极性不高。第五章 太阳能发电产业发展现状及趋势能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济

33、社会的不断发展，能源消 费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种 稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下， 大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。5.1国外太阳能发电产业发展现状及趋势全球太阳能发电产业发展现状及趋势在化石能源日益稀缺的背景下，各国均 大力发展太阳能利用，其中日本、欧洲国家（德国）和美国等经济发达、能源消耗 大的国家起步较早，在技术和应用上都处于领先地位。由于太阳能发电成本较传 统能源高，因此需要政府给予政策扶持。从20世纪90年代末开始，欧美、日本 等国家纷纷实行“阳光计划”，在太阳能

34、发电的价格、税收、发展基金等方面给 予较大优惠。同时，在政府资助下，欧洲一些高水平的研究机构也加大了太阳能 利用的研究。欧美、日本等国家还制定了长期的能源发展战略，对太阳能的发展进行了长 期规划。1997年6月美国提出“百万太阳能屋顶计划”，计划到2010年将在100 万个屋顶或建筑物其他可能的部位安装太阳能系统，包括太阳能光伏发电系统、 太阳能热水系统和太阳能空气集热系统。欧洲也于1997年左右也宣布了百万屋顶 计划，其中，在太阳能利用领域领先的德国联合政府在欧洲百万屋顶的框架下于 1998年10月提出了计划一一在6年内安装10万套太阳能屋顶系统，总容量在 300-500MV，每个屋顶约3-

35、5KW。日本政府的计划目标是，到2010年安装500MW屋 顶光伏发电系统。在各国政府的扶持下，世界太阳能电池产量快速增长，1995-2005年间，全 球太阳能电池产量增长了 17倍。2005年，全球太阳能电池年产量达到了 1650兆 瓦，累计装机发电容量超过5GW，其中，日本太阳能电池产量达到762兆瓦，增长 率为27%；欧洲产量增加48%，达到了 464兆瓦；美国增加12%，达到了 156兆瓦； 世界其他地区增加96%，达到了 274兆瓦。我们预计，2010年全球太阳能电池的 年产量有望达到10400兆瓦，较2005年的年产量增长6.3倍；整个行业的销售收 入有望在2005-2010年间，

36、从130亿美元提高至450亿美元，在未来5年内增长 3.5倍。同时，受益于规模经济、生产效率和工艺水平的提高，整个产业链的成本 都有望下降，行业利润率有望保持在较高水平上。5.2我国太阳能发电产业发展现状及趋势我国太阳能资源非常丰富，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时 以上，理论储量达每年1.7万亿吨标准煤，太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。 从全国太阳年辐射总量的分布来看，青藏高原和西北地区、华北地区、东北大部 以及云南、广东、海南等部分低纬度地带均为太阳能资源丰富或较丰富的地区。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔。第一，我国有荒漠面积100余 万平方公里，主要分布在光照资源丰富

37、的西北地区，如果利用荒漠安装并网太阳 能发电系统则可以提供非常可观的电量。第二，太阳电池组件不仅可以作为能源 设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，具有良好的经济 效益。第三，迄今我国边远地区仍有较多居民尚未用电，如果单纯依靠架设电网 供电，则成本高，建设周期长，不经济。太阳能发电无需架设输电线路，且建设 周期短，可以有效解决边远地区用电的难题。我国政府对太阳能产业也给予了充分的扶持。2006年1月，中华人民共和 国可再生能源法正式实施，此法在资源调查与发展规划、产业指导与技术支持、 推广与应用、价格管理与费用分摊、经济激励与监督措施、法律责任等方面做出 了规定。随后，国家又陆续出台了可再生能源发展专项资金管理暂行办法、 可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法等支持可再生能源发展的实施细 则，使国家在可再生能源领域方面的扶持政策日趋明朗化。这一系列法律、政策 无疑有力的支持了我国太阳能发电产