|
出自：《中国环保产业》第5期 NO.5 2003 总第58期
摘要：介绍了我国太阳能资源情况和光伏发电技术现状，以及我国光伏发电市场的展望。
关键词：太阳能资源；光伏发电；光电市场
中图分类号：X382
文类标识码：
文章编号：1005-5377（2003）05-0020-02
The Status and Prospect of Photronic Generating in China
20世纪70年代后，由于两次石油危机对能源产生的影响，使利用太阳光照射产生电能的光伏发电在世界范围内受到高度重视，发展很快。目前，全世界太阳能电池的生产厂已不下几百家，已有120万套光伏系统在运转。2001年全世界太阳能电池的产量达到350MW，累计安装已超过1600MW。预计到2030年光伏发电在世界的总发电量中将占到5%～20%。我国地域辽阔，有许多边远省份和经济不发达地区。据统计，目前尚有约 700万户、2800万人口还没有用上电，60%的有电县严重缺电。这些地区农牧民居住分散，远离电网，而且用电水平很低（人均年用电仅为120kWh），在10年甚至 20年内都不可能靠常规电力解决用电问题。光伏发电则是解决分散农牧民用电的理想途径，潜力巨大。
光伏发电具有许多优点：安全可靠、无噪声、无污染，能量随处可得，不受地域局限，无需消耗燃料，无机械转动部件，故障率低，维护简便，可无人值守；建站周期短，规模大小随意，无需架设输电线路，可以方便地与建筑物相结合，是常规发电和其他发电方式所不及的。
一、我国太阳能资源状况
根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区：一类地区为太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680～8400MJ/m2。这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地，尤以西藏西部最为丰富，最高达8400 MJ/m2；二类地区为太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850～6680 MJ/m2，包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地；三类地区为太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5000～5850 MJ/m2，主要包括山东、河南东南部、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地；四类地区是太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量4200～5000 MJ/m2，包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕南、苏北、皖南以及黑龙江、台湾东北部等地；五类地区主要包括四川、贵州两省，是太阳能资源最少的地区，年太阳辐射总量仅有3350～4200 MJ/m2。
我国是太阳能资源相当丰富的国家，总面积的2/3以上属于一、二、三类地区，年平均日辐射量在4kWh/m2·d以上，与同纬度的其它国家相比，和美国类似，比欧洲、日本优越得多，具有利用太阳能的良好条件。
二、我国光伏发电的进展
我国于1958年开始研究太阳电池，于1971年成功地首次应用于我国发射的东方红二号卫星上，1973年开始将太阳电池用于地面。我国的光伏工业在20世纪80年代以前尚处于雏形，太阳电池的年产量一直徘徊在10kW以下，价格也很昂贵。80年代以后，国家开始对光伏工业和光伏市场的发展给以支持，中央和地方政府在光伏领域投入了一定资金，使得我国十分弱小的太阳电池工业得到了巩固并在许多应用领域开始示范，如微波中断站、部队通信系统、水闸和石油管道的阴极保护系统、农村载波电话系统、小型户用系统和村庄供电系统以及并网发电系统等。同时，先后从国外引进了多条太阳电池生产线，到2001年，我国太阳电池的生产能力已经达到6.5MW/a，售价也由“七五”初期80元/W下降到目前的40元/W左右，这对于光伏市场的开拓起到了积极的推动作用。2001年我国太阳电池的生产实际产量达到4.5MW，累计用量已超过20MW。
我国对于太阳电池的研究主要集中在实用型的单晶硅、高效单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓太阳电池，空间用的硅太阳电池及其系统，铜甸锡及磷化镉化合物薄膜太阳电池和聚光太阳电池及系统。对于一些太阳电池用的材料也进行了研究和国产化。
在生产方面，目前我国太阳电池的主要产品是单晶硅及非晶硅太阳电池，多晶硅太阳电池只有少量的中试生产。我国商品化生产的单晶硅、多晶硅和非晶硅电池的效率分别为11%～14%、10%～12%和4%～6%，与发达国家相比，要低1～2个百分点。太阳电池组件的寿命能保用20年。
三、我国光伏发电市场的开发
我国当前最大的光电市场仍然是通信领域，包括微波中断站、卫星通信地面站、卫星电视接收差转系统、程控电话交换机、部队通讯台站等，目前的市场占有率在50%左右。通过“九五”期间的努力，以及各种各样国内、国际合作项目的示范和推动，使偏僻边远地区供电的光伏发电应用领域得到了进一步扩大。包括独立光伏电站和户用光伏电源系统在内，其市场占有率已由以前的约20%上升到30%以上。“九五”期间建成各种规模的县、乡、村级光伏电站400余座，装机总容量600kW左右，推广应用家用光伏电源系统约15万套，并在约80所农村学校建立了总功率100kW左右的光伏发电系统。
值得一提的是，由国家电力公司组织实施的西藏无水能资源无电县光伏电站建设工作和国家用电3部委组织实施的西藏阿里光电计划。前者开始于1989年，经过10年努力，于1999年全部完成，共建成安多等7座县级光伏电站，总装机（峰值）容量达425kW。西藏阿坦克光电计划2001年开始执行，3年内完成，计划在阿里地区兴建38座乡级光伏电站和推广1.1万套户用光伏照明系统。
目前，国家计委组织实施的旨在利用光伏发电和小型风力发电解决边远无电地区约2300万人民生活用电的光明工程，正在我国西部全面展开，在内蒙、甘肃和西藏三省区的先导项目已经顺利完成。今后几年内国家计委还将投入20亿元人民币，利用可再生能源（主要是光伏）解决西北地区无电乡村的供电问题。有一些国际援助项目也正在与中国的“光明工程”结合实施，如荷兰Shell太阳能公司在新疆开展的光伏项目，以及德国政府在云南和新疆进行的光伏发电项目等。
并网光伏发电技术是当今世界光伏发电的趋势，是光伏技术步入大规模发电，成为电力工业组成部分之一的重大技术步骤，在国际光伏产品市场上已占到总额的18%。“九五”期间，在国家科技部的安排下，我国已成功建造了一个5kW的光伏并网示范系统，取得了有意的经验。“十五”期间，我国还将在光伏并网发电方面进一步扩大示范，并在鼓励政策和技术安全标准方面开展更深入的工作，为今后的大面积推广做准备。
小型风/光互补电源系统在“九五”期间开始了较大规模的推广应用。在内蒙古已经推广了上万套户用风、光互补电源系统。"全球环境基金/世界银行可再生能源发展项?quot;已经启动，计划在今后几年中推广23万套光伏户用电源系统，合计10kW太阳电池。联合国开发计划署（UNDP）支持的可再生能源村落发电项目，计划采用可再生能源解决沿海岛屿和边远地区村落供电问题。
在系统工程方面，由于受到技术、经济等多种因素的制约，许多具有市场潜力的应用领域，如大型（＞100kW）光伏或风-光-柴互补电站系统、光伏海水淡化系统、太阳能水泵滴灌工程、太阳能电动车、光伏制氢系统以及较大规模的光伏并网发电等，都还没有真正开展。
|
