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.世界光伏发电应用总体状况
自从实用性的硅太阳电池问世以来,世界上很快就开始太阳能光伏发电的应用。发展初期,因太阳电池价格昂贵,光伏发电主要限于在空间为卫星供电。随着太阳电池技术提高,价格下降,光伏发电逐渐在地面得到应用,规模也日益扩大。据报道,1998年,全世界太阳电池组件生产量达到157.8MW,是1992年58。2MW的近3倍。近几年国际上光伏发电加速发展,美国计划到2010年安装1000~3000MW太阳能电池,而日本计划到2010年安装7600MW太阳电池。
光伏发电不消耗燃料,不受地域限制,规模大小随意,可以独立发电或并网发电,无噪声、无污染,建设周期短,不用架设输电线路,安全可靠,维护简便,可以无人值守,具有其它发电方式无可比拟的优点。它是大规模利用太阳能的重要技术基础。
从1958年美国发射的卫星上首次使用太阳电池开始,至今全世界发射的4000余颗卫星,90%以上采用光伏发电系统供电。所用太阳电池,大部分为硅单晶电池,近来开始采用砷化锭和磷化钢电池。太阳电池方阵组装方式有体装式和帆板式两种,功卒小至数瓦,大至上千瓦、几十千瓦。空间光伏发电用的太阳电池要求,转换效率高,重量轻,耐辐照性能好,温度系数小等,今后发展重点是薄膜太阳电池。〕
在卫星上成功地实现光伏发电后,人们自然会提出建造空间电站的设想,利用空间太阳辐射强、不受昼夜、气候、季节影响的有利条件,在空间将太阳能转换为电能,再用微波或激光传输到地面。70年代,美国提出建造一座500万kW空间电站的计划,但经过深入的分析论证,到1981年得出结论,认为近期内研制空间电站为时过早,经济上得不偿失,以致后来改变了计划。
光伏发电用于地面之后,因价格贵而首先在一些特殊领域获得应用,如海上导航,牧区电围栏,微波通讯,管道阴极保护等。随着价格的下降,光伏发电逐渐扩大应用领域,目前主要用于以下四个方面:
消费性产品,如非晶硅太阳电池供电的计算器,太阳能钟表,太阳能照明灯具,太阳能收音机、电视机等,这类产品约占世界光伏产品销售量的14%;远离电网居民供电系统,包括家庭分散供电和独立光伏电站集中供电,其占世界光伏产品销售量的35%;离网工业供电系统,其占世界光伏产品销售量的33%;并网光伏发电系统,其占世界光伏产品销售量的18%。
随着光伏发电规模的扩大,井网发电系统将快速发展。80年代,一些工业发达国家建设的并网光伏电站规模从100kw到1MW不等,现在正计划建设10MW并网光伏电站。此外,美国、德国、日本等国计划建设的“太阳屋顶”,都采用并网光伏发电系统。
光伏发电在发展中国家也得到了一些应用,但应用重点是小型系统,主要解决无电或严重缺电地区家庭用电的需要。
自2005年以来,我国光伏产业出现了前所未有的投资热潮,投资较热的除了硅棒和硅片加工外,更多的涉及硅料生产,2010年以后存在产能过剩的隐忧,这些潜在的多晶硅产能将达到14万吨,但是目前预测的全球2010年多晶硅需求约8万吨。目前有10多个省市、20多家企业在酝酿上马或申报多晶硅项目,设计产能已经超过6万吨。几年来,我国光伏产业一直以年均300%的速度增长,2007年中国太阳能发电量达到1.1GW,占全球太阳能发电总量的27.5%,首次跃居全球第一。2008年全球光伏市场新增容量5559W,累计装机容量为14721MW。2011年中国光伏市场新增容量70MW,累计装机容量为210MW。
太阳能资源取之不尽、用之不竭、而且对环境污染小,太阳能发电未来将成为解决人类能源问题和环境问题的主要方式之一。由于中国、日本和美国对清洁能源的需求上升,预计2013年全球太阳能发电量将从2009年的60亿瓦提升到150亿瓦,增长87%。到2020年世界上光伏发电占总发电量的2%,2030年占到10%,2050年占到50%。到2020年中国太阳能发电装机容量可能达到100亿-200亿瓦。
中国太阳能市场尽管在过去的几年红红火火,但是仍然没有改变其畸形的产业机构。即“两头在外”的产业结构。硅料在国外,市场在国外。美日等海外国家掌握了硅料的生产技术,垄断了全球的多晶硅料供应,获得了太阳能产业最丰厚的利润,同时又是全球太阳能光伏市场的最大需求方,美日欧占据了全球90%的市场。我国光伏发电装机容量有限,截止到2011年上半年,国内太阳能电池的装机容量为210MW,相比于中国光伏电池的出口来说,微乎其微。在过去的几年内,中国迅速成为全球最大太阳能光伏产业硅棒、硅片和电池的加工制造中心。中国以低的劳动和资源成本,换回微薄的制造利润。
现阶段国家没有补贴政策,再加上国家电网的垄断,所以太阳能产业在我国现阶段的发展不是很理想。像国外,如德国,国家对太阳能发电是有补贴政策的。发展的前景很好,市民家自发电,用不完可以卖给政府。
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