光伏发电发展前景范文

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中图分类号：TK514文献标识码：A文章编号：1009-9166（2008）10-0052-01

一、家用太阳能光伏发电系统的组成

家用太阳能光伏发电系统主要由光伏电池组件，光伏系统电池控制器，蓄电池和交直流逆变器构成，其中的核心元件是光伏电池组件。其中，光伏电池组件：将太阳的光能直接转化为电能。交直流逆变器：用于将直流电转换为交流电的装置。此外，逆变器还具有自动稳压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。蓄电池：用于存储从光伏电池转换来的电力，按照需要随时释放出来使用。充放电控制器：具有自动防止太阳能光伏电源系统的储能蓄电池组过充电和过放电的设备，它是光伏发电系统的核心部件之一。

二、光伏发电的优点

进入70年代后，由于二次石油危机的影响，在客观上使人们认识到：现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。从而使许多国家，尤其是工业发达国家，重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持。光伏发电的优点充分体现在以下几个方面[2]：1.太阳能资源取之不尽，用之不竭。照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。另外，根据太阳产生的核能计算，太阳要照耀地球600多亿年。2.绿色环保。光伏发电本身不需要燃料，没有二氧化碳的排放，不污染空气，不产生噪声。3.应用范围广。只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统。4.使用寿命长、维护简单、可靠性高。晶 体硅太阳能电池寿命长达20-35年；由于无机械转动部件，操作、维护简单，可靠性高，加之现在均采用自动控制技术，基本不用人工操作。5.太阳能电池组件结构简单，体积小且轻，便于运输和安装，光伏发电系统建设周期短。6.系统组合容易。若干太阳能电池组件和蓄电池单体组合成为系统的太阳能电池方阵和蓄电池组；逆变器、控制器也可以集成。所以光伏发电系统可大可小，极易组合、扩容[2]。

三、太阳能资源在我国的分布情况

我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ，全国各地太阳年辐射总量达335-837kJ／cm2・a，中值为586kJ／cm2・a。从全国太阳年辐射总量的分布来看，、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如被人们称为“日光城”的拉萨市，1961年至1970年的平均值，年平均日照时间为3005.7h，相对日照为68%，年平均晴天为108.5天，阴天为98.8天，年平均云量为4.8，太阳总辐射为816kJ／cm2・a，比全国其它省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小，其中尤以四川盆地为最，那里雨多、雾多，晴天较少。例如素有“雾都”之称的成都市，年平均日照时数仅为1152.2h，相对日照为26%，年平均晴天为24.7天，阴天达244.6天，年平均云量高达8.4。其它地区的太阳年辐射总量居中。

我国太阳能资源分布的主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°-35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部；由于南方多数地区云雾雨多，在北纬30°-40°地区，太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬

度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增长。

四、家用太阳能光伏发电的现状及发展前景

目前，家用太阳能光伏发电系统现阶段主要是用于无电、缺电的人口通电。中国的西部地区，包括、贵州、甘肃、内蒙古、青海、新疆和四川，中国的大部分有人居住海岛离海岸线约15-100Km，主要分布在浙江、福建和广东省，还有一部分分布在山东和辽宁，其余的则在海南、中国台湾和广西。目前，有些岛屿使用柴油发电，但由于很高的运输费用，电价很高，且供应时间很短。一些地方则仍然使用蜡烛和煤油灯来照明，有些则用电池，无电、缺电在很大程度上制约了当地经济发展。另一方面，中国这些西部省份和沿海岛屿有着极丰富的太阳能资源，它们中大部分完全可以利用既环保又经济的可再生能源来解决其用电问题。

至2005年底，已有大约75万套家用太阳能光伏发电系统进入用户家庭。在这些用户之中，大多数都是牧区的牧民家庭，这些家庭的通电水平还比较低，一般只能满足基本的照明需要。除此以外，还有林区和农区的农户和养蜂户以及无电的公路道班、学校、商店等小单位以在使用家用太阳能光伏发电系统，还有一些缺电地区的城镇居民，也成为家用太阳能光伏发电系统的用户。如果这些家用太阳能光伏发电系统的保有量按80%计，加上国家光明工程和送电到乡工程的光伏电站，中国目前至少有100万户家庭主要依靠光伏发电系统解决基本的生活照明用电。

到2005年底，中国的光伏发电市场累计安装量达到70MW，其中约43%为农村电力建设方面的应用，而全国大约还有300万无电户，估计其中至少还有150万户需要在今后的十年内采用光伏或风光互补发电系统来解决。由于居住条件的限制，他们中的大多数只能采用分散的供电方式，即采用家用太阳能光伏发电系统。而许多已经用上光伏系统的用户也将升级换代，提高用电水平。因此，中国的光伏市场潜力仍然很大。

在人口稠密的都市中，光伏发电系统也正起着越来越重要的作用。2006年，《上海市10万个太阳能屋顶计划》可行性调研完成初稿。根据计划，未来上海10万个屋顶有望安装太阳能发电系统，每年至少发电4.3亿度。对于处在电荒中的上海，这当然是好消息。“中国缺能，我们不能辜负头顶的大好阳光。”这是《上海市10万个太阳能屋顶计划》的主持者，上海交通大学太阳能研究所所长崔容强教授的呼吁。面对迫在眉睫的能源危机，太阳能因其清洁、高效和永不衰竭的特点受到了世界各国能源专家的青睐，并被业内人士称为“黄金电”。没有油田煤矿的上海拥有两亿平方米的屋顶，每天只要有阳光，每个屋顶将会是一个小型的绿色发电厂；把上海的大小屋顶、建筑立面联合起来，可建成一座巨型“发电厂”。以上海现有两亿平方米平屋顶的1.5%，即十万个屋顶(约300万平方米)，为其安装“太阳能并网屋顶光伏发电系统”，每年至少能发电4.3亿度，这将很大缓解上海的用电紧张。

光是一种清洁、可再生能源，并且太阳能资源在我国广泛分布。由于我国是一个能源消耗大国，并且人口分布极不合理，因此发展太阳能光伏发电系统对于我国的可持续发展、保持能源供给的独立性和安全性，以及分散人口地区居民用电具有重要意义。对能源的需求，对新技术的追求以及人们不断提高的物质文化的需要，都将促使太阳能光伏技术成为21世纪的关键技术，而家用太阳能光伏发电系统也必会走进千家万户。

作者单位：华北电力大学能源与动力工程学院

参考文献：

[1]冯垛生,宋金莲.太阳能发电原理与应用[M].北京:人民邮电出版社

[2]刘宏,吴达成,杨志刚,翟永辉.家用太阳能光伏电源系统[M].北京:化学工业出版社2007

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中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

1引言

光伏发电是一种利用光生伏打效应，将电能转化为电能直接供人们使用。它的核心是半导体材料，通常我们使用的是晶硅。光伏发电系统通常分为独立系统和并网系统，独立系统是将太阳能电池作为唯一的直接电源为外部供电；而并网系统则是将整个系统接入公共电网，并且要求所转化的电流符合电网要求可以直接使用。

近年来，随着经济增长和人口的增加，人们对能源的需求量越来越大。石油、煤炭等一次能源经过数百年的开发和使用日渐枯竭，同时由于使用一次能源所造成的环境污染和生态系统的破坏严重的影响了经济的发展并且为人类的生存带来了不小的威胁。太阳能具有资源丰富，分布范围广，可以再生，无污染等特点，可以说是人们心目中最理想的替代能源。光伏发电将太阳能转化为电能直接供人们使用，作为一种新型的零污染、零排放的发电方式在世界的范围内得到逐步的推广应用，成为一种发展趋势。

2光伏发电行业的现状分析

在我国，随着城市现代化进程的加快，城市用电快速增长，而光伏发电的应用缓解了城市供电的压力。现在，已有许多在建或建成的项目中应用了光伏发电技术，太阳能光伏发电系统依附在建筑物表面工作，这种光伏发电系统与建筑物的结合，将太阳能这种可再生的清洁能源转化电能，用一种绿色环保的方式向电网直接提供电力。在寸土寸金的城市中节省了空间，而且零排放，零污染，具有非常显著的节能功用，并且创造了巨大的环保效益。光伏发电还具有结构简单，体积小，维护简单，稳定性好，安全的特点，这些优点使得它被人们越来越多应用在建筑上。其中著名的建筑有北京鸟巢，上海世博主题馆，天津新建的生态城等。这些建筑采用并网光伏发电系统，系统所转化的电能可以供应内部用电，多余的可以卖给电力公司，在太阳能供给不足时可以从电网买进市电补充。

我国的光伏发电产业刚刚起步，还处在初步发展的阶段，我认为，我国的光伏发电行业的发展还存在以下两方面的问题：

2.1还未形成管制光伏发电行业发展的权威机构

光伏发电作为一种可再生的清洁能源，在一些太阳能相对丰富但是难于输送电力的地区设置光伏发电系统显得尤为重要。但是，这些系统在当前的科学技术的前提下是否能够真正发挥其优势，并且创造经济效益，推动电气节能的进一步的发展，还是一个未知数，没有具体的检测和判断的方法。在相关的规范中也未能设立相关判断标准和选取的方法。在实际操作中，也只是依据需求方的要求来建设需要的光伏发电系统的绿色建筑。没有一个权威的管制机构来制定长远的发展规划。

2.2行业所掌握的核心技术不够先进

光伏发电中最重要的也是最基本的元件就是光伏电池，光伏电池的制造原料是晶硅，晶硅电池发电的稳定性相当好，而且发电功率高，几乎没有光衰效应。但是生产晶硅的消耗较大，其中百分之七十以上都来自于生产多晶硅。我国生产多晶硅还是采用的国外技术的改良方法，这已经是目前所掌握的较为成熟的生产工艺了。但是美国、日本的发达国家掌握着其中最重要的提纯工艺。薄膜电池虽然用硅量较少，但是由于其昂贵的生产设备，我国主要依赖于进口。而与外国合作研制的生产设备，其成本虽然相对来说较低，但是由于技术不够成熟，薄膜电池的稳定性有待提高。

3改革创新，完善行业的管理

3.1政府应该加大政策扶持的力度，投入资金

以目前的技术条件来说，光伏发电系统的造价昂贵，再加上建设时期银行贷款的利息、光伏电池的正常的衰减问题和对整个系统运营维护的费用，其经济效益的优势在与其他的发电方式相比较的情况下并不明显，需要国家在政策上的对其进行扶持。如果没有政府的扶持，那么以目前的情况来说，这个系统在整个可以使用的周期内收回成本的可能性非常低。这时候如果加上前期系统元件的生产消耗和环境效益，那么它的经济效益可能成为负值。

3.2研发新技术，降低成本是我国光伏发电产业发展的关键

我国的光伏发电市场潜力巨大，如何保住我国光伏产业在整个行业中的地位，抵制外国产业对我国市场的冲击，对于我国光伏产业的从业人员来说是一个巨大的挑战。技术创新是关键，我们可以在以下几方面中进行创新：

（1）钻研核心技术，特别是多晶硅的提纯技术，从而打破发达国家对其的垄断状态。

（2）提高电池的效率，降低成本，确保现有的工艺精益求精。

（3）研发创新技术，改进现有的制造工艺，选用新的电池制造材料。研究新类型的太阳能电池，从而达到降低成本、工艺成熟、可以大规模生产的目的。

3.3积极引进技术型人才

光伏行业的发展，说到底靠的是人才。现代的行业竞争说到底是人才的竞争。引进、培养高端技术人才迫在眉睫。抓紧人才队伍的建设，创建技术平台。可以采取以下几点方法：

（1）招募具有过硬的专业水准的的人才，严格考察专业知识水平和动手操作的技能，同时也要考察其道德水平的优劣。

（2）对内部人员组织进行以提高其工作能力的专业培训。

（3）制订一定的奖惩措施，提高从业人员的积极性，鼓励其自主创新，不断进取，提高自身的专业素养，从而促进整个行业的长足的发展。

4总结

太阳能光伏产业作为一种可再生的优质清洁能源，具有很大的发展潜能。在大中城市，由于经济发达、现代化水平较高，在公共建筑上建设并网光伏发电设施，逐渐成为了一种节能环保的标志，并且逐步的应用到居民区和办公区的建筑上，在城市公共设施的用电中提倡使用光伏电源必将成为一种趋势。同时，光伏发电在交通领域，通讯领域和石油、海洋气象领域等方面有着广阔的前景。虽然太阳能光伏发电行业的发展还有诸多问题，但是越来越多的国家开始重视它的发展，并且制定许多相关政策类似扶持该行业的发展，促进其产业扩大产业规模。该行业的技术的创新和进步，使我们相信，在未来光伏产业将能够和常规电力竞争。我国应该将光伏发电产业作为新兴的国家战略产业来发展。

参考文献

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随着人类社会的不断发展，传统能源被不断的消耗，同时也带来了严重的环境问题。为了减少环境的污染，保证能源的可持续利用，就必须改变现有的能源结构，重视新能源的开发和利用。从长远发展的角度看，可再生资源是人类未来的主要能源来源，因此，世界上很多国家都开始重视太阳能等新能源的开发利用。在这些可再生资源中，光伏发电的发展速度最快，而太阳能光伏发电已经成为可再生能源领域中继风力发电之后产业化发展最快、最大的产业。世界各国都非常重视太阳能光伏产业的发展，我国拥有丰富的太阳能资源，对太阳能的开采具有很大的优势，因此，太阳能光伏发电成为我国开发新能源的重要内容。本文介绍了光伏发电系统的组成，并对太阳能光伏发电系统的现状及前景进行分析。

1 光伏发电系统的组成

一般的太阳能光伏发电系统主要是由光伏电池组件，交直流逆变器、蓄电池和光伏系统电池控制器组成。首先，通过光伏电池组件将太阳能转换为电能，其次，再利用交直流逆变器将直流电转变成交流电，同时逆变器还可以自动稳定电压，改善光伏发电系统的供电质量。利用蓄电池将电能存储起来，在需要的时候在释放出来。充放电控制器则是可以防止太阳能光伏电源系统的储能蓄电池组过充电和过放电的设备，它是光伏发电系统的核心组成部分。

2 太阳能光伏发电系统的现状及发展前景

2.1 国外的太阳能光伏发电的现状和发展趋势

作为20世纪80年代世界上增长最快的高新技术产业之一，太阳能光伏发电产业快速发展。截止2004年，世界太阳能光伏发电系统的装机总容量达到了964.9 MW。到了2006年底，这个数据达到了4961.69MW。像单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、带状硅电池、聚光电池以及薄膜电池等太阳能光伏电池已经商品化和实用化。在国际市场上，太阳能光伏电池的价格一般在3.15美元左右，并网后的价格为每瓦6美元，发电成本为每千瓦时0.25美元。光伏电池的发电效率在不断的提高，晶体硅光电池的转换率为15%，而单晶硅电池转化率则达到了23.3%，砷化镓光电池更是达到25%的转化率。同时太阳能光伏电池组件的使用寿命也大大的延长，最多可达30年之久。目前，世界上太阳能光伏发电系统应用最多的国家为美国、日本和欧盟，它们的太阳能发电总量占世界光伏发电量的80%。专家预测，日后的世界太阳能光伏发电系统将会朝高效率、高寿命、低成本和美观实用的方向发展，太阳能光伏发电系统的发电总量也将占13-15%，预测到2100年光伏发电总量将占60%以上。

2.2 国内太阳能光伏发电系统现状和发展趋势。

我国太阳能光伏发电系统的启用较晚，20世纪90年代以来我国光伏发电快速发展。在这一阶段我国光伏组件的生产能力不断提升，产品生产成本降低，市场不断扩大并出口到国外，装机总容量也逐年增加。截止2006年底，我国光伏发电总量为35MW，占世界总量的3%。到2020年之前，我国太阳能光伏发电技术不断发展和完善，光伏市场也将发生巨大的变化。发电成本也逐渐降低，2010年我国光伏发电的价格约为每千瓦时1.2元人民币，预计到2020年，这个价格将会降低为每千瓦时0.6元人民币。

随着我国光伏企业的不断发展，近年来受到西方国家的反倾销等政策的打击，一些光伏组件的生产厂商面临着巨大的挑战。在这个背景下，太阳能光伏发电系统的开发应用应该转向国内，中国太阳能资源丰富，尤其是西北等内地地区，光照充足，必须加大财政支持，推进太阳能光伏发电系统在中国的应用，促进光伏产业的健康发展。

3 结语

随着太阳能的开发和利用，我国光伏发电系统的应用快速成熟起来。太阳能光伏发电系统不但具有环保的特点，而且科技含量高，发电成本低，是对传统发电模式的重大突破。但是，光伏发电系统的使用率还不高，主要原因是光伏发电系统的组成科技含量高，对材料的使用要求严格，因此必须加快研发太阳能光伏电池的新材料，提高光伏发电的效率，降低发电成本。加大对光伏产业的扶持力度，开发国内市场，将光伏发电系统广泛的应用到国内，提高光伏产业竞争了，不断推进光伏产品的更新和升级，为我国的电力供应开辟新的途径。

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中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0128-01

最近这些年，能源危机、环境污染等问题越来越严重，人们不得不去寻找一中新型清洁能源、可再生能源。如风能、太阳能和水能。现在的太阳能发电主要有两种形式，其中光伏发电因其规模可大可小，建设时间短，维护简单，被各国争相研究。但是我国的光伏发电仍处在起步阶段，发展水平远落后于发达国家。近几年随着我国经济快速发展，光伏发电的发展也尤为重要，所以我们必须认清光伏发电的现状以及存在的问题，只有这样才能更好地促进该产业健康发展。

1 目前光伏发电的大趋势

环境问题在最近几年变得越来越突出，多以绿色发展理念的倡导越来越刻不容缓，全世界已经将低碳经济定位经济发展的方向和导航标，也越来越重视太阳能光伏产业。

大力发展战略性新兴产业，例如节能环保、新能源等，在我国“十二五”规划纲要里被提出，新能源产业发展的中点也转向太阳能热里利用以及光伏光热发电、生物质能等。太阳能光伏产业发展收到各方面的的重视，目前我国的太阳能光伏产业链已经趋于完整。

随着我国的太阳能光伏发电的大规模应用以及快速发展，多晶硅大规模产业化生产及应用技术形成了较为成熟，从现有的生产工艺水平看，我国已可实现整个多晶硅生产产业链和系统内部的封闭运行，排放水平已接近零。各国的光伏发电规模不断的快速增长，但是我国光伏发电的增速必将将远高于其他各国的平均水平。

在光伏发电大国调控措施下，其成本下降迅速，光伏产能普遍过剩，而其市场面临的发展环境较为复杂。在这样情况下，世界及我国光伏发电规模仍会快速增长，且我国光伏发电的增速将远高于世界平均水平。

目前来看其持续增长不会改变。最近几年各个光伏发电的国家纷纷调整电价补贴政策。这些国家实行这些目的就是为了避免由于其本下降太快而引发市场过热和行业暴利。最近的一次事件：在日本的福岛，其第一核电站核泄漏，这起事件引发了部分国家对核电前景的担忧，但是同时推高了政府对其发展的预期。

2011年12月18日，在召开的太阳能光伏市场与装备制造论坛上，我国可再生能源学会理事长石定寰讲话，呼吁光伏企业需要在根据市场情况，在适时的调整企业发展战略，预计2011年光伏产品可能出现阶段性产能过剩，在2011年的高速增长之后，2012年可以看作是光伏产业的调整年。

2 我国光伏发电的前景

近日国务院出台《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》提出：2015年太阳能发电装机容量将达到2100万千瓦以上，建立适应太阳能光伏分布式发电的电网运行和管理机制，光伏发电系统在用户侧实现平价上网。2020年太阳能发电装机容量达到5000万千瓦以上，光伏发电系统在发电侧实现平价上网。

为了扩大内需，各企业纷纷投向国内市场。成本的降低，国家政策的推动，使得国内光伏发电产业，技术不断进步以及规模化不断扩大，而且国家出台特许权招标、光电建筑补贴等多项激励性政策，这使得国内的光伏发电市场预计会出现出现爆发式的增长。

根据实际数据，我国光伏发电现在占据世界主导地位而且设备制造也不断的快速发展、增长，我国的光伏发电前景一片大好。

3 发展存在的主要问题

目前，制约光伏发电规模化发展的主要有以下两点。

（1）我国的技术标准不太完善。

我国进入光伏发电技术领域比较晚，目前并网电站现在都还处于试验性并网状态，并网易产生谐波、三相电流不平衡，输出功率不确定性易造成电网电压波动、闪变，因此需要满足一定的并网技术标准。

在2005年的《光伏系统并网技术要求》为推荐性国家标准，《光伏发电站接入电力系统技术规定》为指导性国家标准，且已超使用期限。2009年，国家电网公司了《光伏电站接入电网技术规定》（试行），但该标准对光伏电站分类较为粗放，缺少有针对性的细化条款。千瓦级小型屋顶并网光伏发电系统可能是未来我国分布式光伏发电应用的重要发展方向，但该标准并没有对接入220伏居民电压的技术要求作出相应规定。

（2）我国的管理办法不太统一。

国际市场上，国外的设备价格比较高，而且远高于国内。同时特许权招标项目业主为了压缩成本，也倾向于采购低价设备，所以国内市场上以次充好的问题屡见不鲜，没有好的设备，工程的质量就难以保障。随着我国科技的不断发展，现在我国已经具备检测光伏产品和入网的能力，不过在检测认证管理办法上还是有所缺失。没有统一的管理办法，没有出台强制性的办法。

4 光伏发电之我见

为了更好的发展我国的光伏发电产业，使其健康协调发展，所以需要电力系统和国家的各方共同努力。

首先要完善其相关政策法规，光伏发电产业在国家政策的驱动下，其产业的发展有赖于稳定的市场预期和发展前景。特许权招标项目执行招标电价，价格竞争导致中标电价大幅低于实际成本，通过总结，应尽快确定光伏发电上网的分区标杆电价政策，并建立滚动调整机制。而且还应拓宽可再生能源发电的发展资金来源，适当提高可再生能源发电的电价附加水平，确保财政支持到位。

其次要科学制定规划，规划以后必须严格执行。为了防止无序发展带来的一系列问题，政府能源主管部门应严把规划关，根据国家可再生能源总体规划，科学合理地制定光伏发电发展规划。以中长期规划指导年度规划，以年度规划指导项目核准。规范项目核准程序，避免“一哄而上”。

最后全力做好光伏并网服务工作电网企业应该以严格的要求和积极的姿态对待光伏发电并网的问题。一方面，要从履行社会责任、服务国家能源战略大局出发，积极推动光伏并网工作；另一方面，要以严格的管理规范行业发展。抓紧研究相关技术标准，填补标准与规定的空白，滚动修订完善现有标准。

5 结语

我国资源辽阔，但是人均资源占有的少，而太阳能资源相当丰富，现如今全球进入能源危机，所以发展可持续、可再生能源尤为重要。根据国家政策，必须走可持续发展道路，从我国未来社会经济发展的战略看，太阳能光伏产业必将是我国能源的保证。是我国更好的建设低碳社会，推动经济发展的重要方向。

参考文献

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太阳能是地球能源的基本来源，因此，如何更好地利用太阳光发电，是人类一直面临的一个棘手的问题。太阳能是一项清洁性、安全性的能源，资源的来源广泛且充足，而且其具有很长的寿命，也不像其他能源那样，需要经常维护。基于这些其他能源不具备的特点，光伏能源被视为21世纪最有利用价值的能源。自上个世纪50年代，太阳能的应用已经从太阳能电池发展到如今太阳能光伏集成建筑等多个不同的领域。纵观全世界的光伏产业，也历经了半个世纪的发展，进入到21世纪之后，我国的光伏产业也渐渐地步入了高速的发展时期。因此，本文将以市场分析为基础，由四个方面来深入探讨技术经济：技术、企业产业、国家。

一、光伏产业的优点

光伏产业是一项绿色又环保的能源，因此被看作是一项战略性的朝阳性产业，各国给予光伏发电的很高的重视程度，并给予大力的扶持，原因如下：

1.《京都议定书》给予各国以压力，迫使各国政府落实积极开发各项清洁型能源，包含太阳能在内，这样有利于减少温室气体的排放。

2.中东是全球的石油主产区，因此，中东地区的政治趋势一直处于一种紧张的状态。为了保证稳定的能源供应，各国政府不得不大力开发国内能源，其中包含太阳能在内。

3.像石油、煤炭这些矿物能源在渐渐枯竭，各国政府不得不积极开发包含太阳能在内的可再生能源，这样才能使能源长期供应。基于以上几个原因，在上世纪末的最后十年，全国光伏发电产业以每年百分之二十的速度高速增长。在新千年以后的三十年中，全球光伏发电产业以每年百分之三十的速度高速增长。光伏能源是可再生能源中一项独具潜力的能源，它的重要性和战略性日益凸显，世界各国积极出台相关政策和法律鼓励光伏产业。自1999年来，世界各国尤其是美、日、德这些西方发达国家逐步推出了大型国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划，这在一定程度上推动了世界光伏产业的发展，世界光伏产业是比IT产业发展还快的产业。作为一项可再生清洁能源，在21世纪前半期，光伏发电将发展成最重要的基础能源。

二、光伏发电成本分析

（一）光伏发电成本和影响因素

光伏发电的成本，直接决定了其能否大规模的快速发展，和其在能源供应中的地位。光伏发电的成本主要受两方面因素的影响：光伏发电总成本以及总发电量。光伏发电成本主要是受初始投资的影响，诸如运行维护费、税收等因素则对系统的发电成本影响较小。1.初始投资。光伏电站的初始投资主要包含光伏组件、电缆、配电设备、并网逆变器等成本，在这其中，光伏组件投资的成本就占初始投资的一半以上。2.发电量。光伏发电系统的发电量受两个因素影响：太阳能资源、太阳发电的效率，与此同时，也受运行方式、线路耗损等因素的影响。因此，在中国与建筑结合在一起的光伏发电系统大多安装在东部沿海地区。3.单位电量成本。（也称度电成本）

（二）多种类型的光伏发电系统度电的成本分析

中国光伏发电市场的起步并不早，主要开展了投资补贴、特许权招标等项目，一些技术的经济分析并不能恰当地反映出成本所在，本文主要结合一些典型的运电站数据来分析。

1.聚光光伏电站的单位投资成本是比晶硅光伏要高的，聚光光伏电站度电成本比薄膜光伏电站要低，但仍然比大规模地面晶硅光伏电站要高一些。

2.薄膜光伏电站的单位成本比晶硅光伏电站的成本要低，但它的效率也低，而度电成本比晶硅光伏电站高。

（三）光伏发电系统度电成本的变化趋势

光伏系统的成本包含太阳电池组件、功率控制、组阵系统平衡、间接费用这四个部分。在这其中，组阵系统平衡涵盖了支撑组件的框架和支架、电线、基础土建和土地的使用费等。功率控制分为两个方面，逆变器和电器控制系统。简介费用包含涵盖了工程建设的管理费、工程设计费、建设期中的利息、意外的费用、运费等等。目前，制约光伏发电规模化发展的一大因素就是成本过高。随着电池效率的提高、组件成本的下降以及寿命的延长，光伏发电的成本和平价上网的水平相近，因此，光伏发电非常具有发电的竞争力。一些国际机构对未来光伏发电的系统度电成本做出了预测：现如今，中国并网光伏的发电单位的初始投资成本大约为15/W，光伏发电装机的容量是3GW。按照中国发电产业现有的发展趋势来看，在技术提升和装备国产化的大前提下，每年的投资成本会有百分之十的下降。按照《可再生能源“十二五”规划》的要求，到2015年年底，中国太阳能光伏发电的装机容量已经达到14GW。预计到2020年年底，太阳能光伏发电的装机容量会达到40GW，到2030年年底，装机容量会达到200GW。根据测算结果来看，2015年中国光伏发电的单位投资成本也大概是11元/W，2020年将会下降至10元/W，2030年会出现大幅下降，降至4元/W。太阳电池成本的下降，不仅仅是依靠技术进步，规模化的生产也在一定程度上降低了成本，使得成本有二分之一到三分之一的下降幅度。而系统平衡需要的构建成本也有了明显的下降。目前微电网的发电技术仍处于深入研究的阶段，虽然成本还是很高，但伴随着技术的不断革新和进步，成本也会逐步降低，未来光伏发电技术的前景是巨大的。2020年前，全球光伏发电的市场还是主要集中于欧盟地区，占到的比例约为百分之四十，2010~2020年，光伏发电在法国、德国、西班牙、意大利等国的地位逐步提升。2020年之后，光伏发电的新兴市场主要是中国、美国、巴西等国，光伏发电技术是重要的可再生能源发电技术。

三、光伏发电发展前景分析

1.多种光伏电池技术争相发展，第一代晶硅电池具有高校、低廉、使用广泛的主要用途，为市场主导。第二代薄膜电池成本低、耗能少，发展前景良好。第三代新型太阳能电池效率高但价格昂贵，目前仍处于探索阶段。

2.光伏微电网发电技术的发展方向是高成本和低稳定性光伏微电网是用光伏发电当作最主要的电源，它可以和其他的储能装置配合，直接在用户负荷周围供电，典型的微电网是可以脱离主网运行的，也可接到主网上运行，这样可以减少配电投资，大大减少了太阳能间歇性对用户带来的影响，这比较适合成本较高的边远山区和对供电有高可靠性的用户使用。

四、发展光伏产业的建议

综上所述，发展我国的光伏产业已经变得刻不容缓了。我国光伏产业的健康稳步发展，是与国家产业政策的宏观调控分不开的，国家各项政策的颁布和落实，将在很大程度上推动我国光伏产业的发展。

1.政府要做好带头作用，设立光伏产业发展的专项经费，更要在资金、电价、税收等方面制定相应的优惠政策，大力扶持。

2.技术上既要自主研发，又要学会技术引进，也可以和国内研究共同公关，建立健全一套创新的技术体系。

3.要以政府作为主导，多元化投资，建立一套完整的产业链，多方参与、共担风险，以更高的水平进行光伏技术师范建设项目。

4.努力培养国内的光伏市场，制定一套具体的分摊上网电价的实施细则，。5.对光伏产业的发展做出合理的规划。对行业标准的制定要加速，提升光伏产业在未来产业中的竞争力。

五、总结

总而言之，太阳能光伏发电是绿色、环保的可再生能源，光伏发电技术的发展前景非常可观，在2030~2050年间，光顾能源和常规能源在价格上会有真正的竞争力出现，因此，这必将成为我国多能互补能源中非常重要的组成部分。我国的光伏产业需要在市场的规范、设备国产化、提高技术支持、产业链的发展等方面继续努力。只有这样，中国的太阳能光伏产业才能跻身世界前列。

作者:杜娟 单位:黄河水电光伏产业技术有限公司

参考文献：

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中图分类号：TM615；TM721.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0135-01

随着人类的发展，自然资源的不断开发与利用，资源短缺的现象越来越严重。因此，如何合理利用可再生资源成为人类共同面临的主要问题。太阳能发电的使用为电力系统注入了新的活力。大规模光伏发电在电力系统中的地位越来越重要。

一、 大规模光伏发电的现状和发展前景

（一）大规模光伏发电的现状

光伏发电是一种将光能转化为电能的一种技术，它的产生原理是利用半导体界面的光生伏特效应原理。光伏发电由太阳能电池组件、控制器和逆变器组成。 太阳能是一种分布广泛的可再生资源。在我国太阳能资源的分布很广，尤其是我国的西北地区。伴随着光伏组件的成本越来越低和技术的不断创新，将太阳能转化为电能成为电力系统中越来越重要的一部分。大规模的光伏发电是今后不可限量的可再生资源。

当前我国太阳能光伏发电主要应用于独立光伏发电系统中，比如农村电气化和通信、工业供电、建筑集成系统和荒漠光伏电站中都有应用。独立光伏发电系统的供电电源是利用光伏组件方阵，成立小型电网为居住在一个区域的居民进行供电的系统。其供电半径不超过一千米，以确保处于最后位置的用户的供电电压正常运行。此系统通常应用在偏远山区和沿海的村落中，帮助他们解决供电困难。除了独立光伏发电系统还有并网光伏系统，它是将太阳能电池组合通过电力变换器与电网并联发电。

太阳能光伏发电不仅仅在独立光伏系统、并网光伏系统以及大规模光伏电站领域中有运用，太阳能光伏发电的应用还在不断地延伸和发展，比如石油、交通、野外监测、城市应用、军事领域、通讯事业等方面。

但是，在太阳能光伏发电的应用上，我国光伏发电还存在很多不足。首先，对于光伏发电的原材料需要国外进口，而制作太阳能电池却用于出口。因此，光伏发电的成本很高。其次，由于国外市场限制进口太阳能电池，影响到我国的伏电产业的经济利益，不利于伏电产业的发展，再加上国内光伏产业的不断增加更影响其产业的发展。第三，对偏远地区的独立光伏电站的维护没有得到及时地处理，成为光伏发电的效能得不到发挥。最后，虽然有《可再生能源法》的保障，但是其实施的效果却不明显，有待提高。

综上所述，太阳能光伏发电虽然存在一定的问题，但是，其发展前景确是光明的，大规模的光伏发电在许多领域都会得到有效的利用。同时，可以解决可再生资源的开发与运用。

二、 大规模光伏发电对电力系统的影响

（一）大规模光伏发电对有功频率特性的影响

光伏发电的特性决定了大规模光伏进入系统时，会使系统的状态发生改变，因而影响系统的正常运行。光伏波动对系统的有功频率具有很大的影响，进而使频率的质量超越限制的风险增大。光伏的进入也会影响系统备用优化策略，同时多种类型电源的有功频率和调频参数也要及时适应。而且，光伏电源是不旋转的静止元件，因为要替换常用的电源，系统相同效果旋转动惯量下降，使系统应对功率缺额和功率波动的能力降低了，特殊的功率状况功率会发生极大的变化，造成许多运行方面的问题。

（二）大规模光伏发电对无功电压的影响

大规模光伏发电主要在沙漠地区，这样的地区负荷水平偏低，电网的短路容量小，大规模光伏发电要通过高压输电网进行长距离送到，其波动的有功频率穿过附近区域电网和输电通道，对电网无功电压有影响，对途径的主线电压会产生影响。而且，光伏电源无功电压的控制能力不高，产生电压质量和稳定性的危险。大规模光伏进去既定的电网，改变了电网的原本构架，单一电源演变成两个甚至两个以上的电源模式，使整个电网的控制增加了难度。

（三）大规模光伏发电对功角稳定性的影响

光伏电源由于是静态元件，其自身不参加功角振荡，因此，它的稳定性不会有波动。但因为它拥有随机波动等特点，大规模光伏进入电网，影响了电网既定的传输速度和潮流的分布，缩减了系统的等效惯量。由于光伏具有动态的控制功能，大规模光伏进入，电网功角稳定性受到很大的影响，光伏进入对功角稳定性具有双面的影响，既能改进功角稳定性也能对功角稳定性造成危害。光伏并网还能造成脱网的风险，影响系统的稳定性。青海光伏基地是我国第一个大规模的光伏基地，它的大规模进入影响了整体布局，影响了功角的稳定性。因为光伏发电系统具有独立控制的特征，因此可以利用光伏发电系统来控制电网功角振荡的方法。

（四）大规模光伏发电对小扰动稳定性的影响

光伏电池虽然没有动力学稳定问题，却有电气运行不稳定问题，因此大规模光伏进入对电网的稳定性有影响。小扰动分析法可以分析出电网运行的不稳定性部分，其不稳定部分多出现在与最大功率接近的地方。不稳定功率的发生使直流侧电压升高，影响电源的稳定运行。

（五）大规模光伏发电对电能质量的影响

伴随着大规模光伏的进入，电子的应用系统加入了大量非线性负载，造成电力系统污染，使电能质量受到影响。在太阳光剧烈变化和输出功率低下的状况下，会产生很大的谐波，也会产生电流谐波叠加等问题。国内外许多大型光伏电站的运行经验说明了多台并网逆变器的电流谐波很有可能超出标准。面对这个问题，可以对多台逆变器电流谐波问题进行建模，分析出电网阻抗耦合效应在大型光伏电站逆变器并联系统中的存在，是影响并网电流谐波含量超标的关键，滤波电容是光伏电站长距离输入电网，造成谐波不稳的可能因素。光伏波动会影响电压变动的诸多问题。对光伏进入电网后的电能质量问题，提出了控制谐波的有效途径：比如增加谐波补偿器、无源固定频次滤波器、有源滤波器和混合滤波器等。

（六）大规模光伏发电对配电系统保护的影响

光伏电源接入配电网后会对配电网故障有影响，继电保护和自动装置会受到不同程度的影响。首先，多电源的复杂结构会影响故障的电流的各个方面。第二，以变压器连接方式为依据，逆变器形成接地回路影响着电流和电压，会对继电保护的动作特性产生影响。第三，对敏感的并网光伏变换器添加了一定的保护，低电压超越、输出直流分量超出标准和输出谐波超出标准等。第四，非同期合闸是 PV系统反孤岛保护功能时间无法配合自动重合闸等装置引起的。为预防非同期合闸的发生，对有逆变器接入的线路，逆变器反孤岛保护最大动作时间要大于三相一次重合闸起动时间。

高密度光伏发电系统是数条或者一条低压配电线路接入相同主线而发电。光照变化受到光伏发电功率的影响，导致配电网部分电压发生波动。当一些与高密度光伏发电系统相同主线的馈电线路发生短路时，可能会导致上下级熔断器无法配合，严重地会使流过某些负荷支路上的短路功率超过断路器的遮断容量。

结语

随着人类资源的不断开发，资源出现匮乏的状态，因此，可再生资源的开发成为全人类共同面临的难题。以太阳能为主要形式的大规模光伏发电的应用，对电力系统有许多方面的影响，大规模光伏发电的发展前景也是可观的。

参考文献

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[2] 胡学浩，周孝信，白晓民等.极大规模光伏发电在我国的发展前景展望[J].科技导报，2004（11）.

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中图分类号：TE08 文献标识码： A

一、光伏行业发展的有利和不利因素

（一）有利因素

1.国家政策大力扶持

近年来国家各部委陆续推出了《分布式光伏发电项目管理暂行办法》、《关于分布式光伏发电实行按照电量补贴政策等有关问题的通知》、《关于光伏发电增值税政策的通知》等多项有利政策，并批准了“金太阳”、“光电建筑应用示范项目”、等多个分布式光伏示范项目，以大力支持国内光伏产业的建设。这对于指导行业发展方向、引导市场资源倾斜、提升行业关注水平起到了重要作用。

2.国内对清洁能源的需求快速增长

随着国内工业化、城镇化程度的不断提高，国民生产对能源需求也随之不断增长，伴随而来的环境问题也越来越严峻。如何解决经济快速发展与环境污染之间的矛盾已成为政府工作的头等大事。具有清洁、安全和可靠等特点的太阳能给以上问题的解决带来了希望，且近年来太阳能发电成本逐年降低，给太阳能发电的普及提供了有利的市场条件。未来低价的太阳能发电将会成为电力来源中的主流，太阳能行业必将迎来巨大的发展机遇。

（二）对行业发展的不利因素

1.宏观经济波动对光伏行业的影响

2012年以来，我国光伏行业主要面临的宏观经济波动风险：“欧债”危机升级及美国经济复苏放缓可能恶化外部宏观市场需求；国内经济增长速度放缓导致内需下降；国内光伏行业主要原材料多晶硅的价格一直为欧美多晶硅供应商掌控，价格的上涨将可能对整个行业造成冲击。此外，行业供需结构不平衡、人民币汇率继续上升、整体技术水平落后等问题也将会对光伏行业的整体发展前景造成不利影响。

2.转型升级时间紧迫，行业结构亟待优化

目前，我国光伏行业急需以技术创新为主导，加强设计业发展，发挥现有优势，向产业链高端延伸，实现生产和贸易的转型升级。市场转型升级的宏观趋势将在短期内对行业中的初创期、中小规模企业带来较大的转型成本与技术压力。

二、分布式光伏发展的现状

工业化带来的生态问题、能源问题和环境压力日趋严峻，大力发展新能源迫在眉睫。近年来，随着国内支持政策的发展、应用市场的扩大、地方补贴对分布式光伏的刺激，光伏市场被逐渐打开。

2009年7月21日，中国财政部、科技部、国家能源局联合了《关于实施金太阳示范工程的通知》（以下简称“金太阳”），决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式，加快国内光伏发电的产业化和规模化发展，这被看做是中国支持光伏产业的首部政策。

不过在推出“金太阳”之时，中国光伏市场还未形成，成本尚未摸清，政策采取的是按装机容量进行补贴，这个方案简单易操作，但是弊端在于这种事前补贴方式，项目通过评审后就给补贴，“骗补、先建后拆、报大建小”的现象难以监管，而且电站建设“采用次级组件，质量缩水，难以管控”的问题也难以监控。

光伏产业经过几年迅猛发展之后，恶性竞争不断产生，当大家清醒之后才发现光伏的发展现状存在很多的问题。首先，国家上层的政策制定得很好，但是到下面执行和落实就会遇到很多问题，需要时间慢慢改善，很难一步到位。很多地区根本没有落实国家政策，优惠的政策没有分享给用户。2013年8月30日国家发改委下发的《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》明确了对光伏电站发电实行上网电价制，按不同光照资源地区，上网电价划分为0.9元/千瓦时、0.95元/千瓦时和1元/千瓦时，分布式光伏发电项目实行按电量补贴，补贴标准为0.42元/千瓦时。尽管国家明确了补贴标准，但是下到地方部门落实上还存在很多问题。目前国内用户安装分布式光伏电站仍面临“并网难、审批难、结算难”的问题。整个并网申请流程时间过长，手续复杂。相关文件制定的是45个工作日并网，可是实际流程一般会超过60天。

其次，光伏下游产业发展瓶颈还体现在国内公众对太阳能发电的认可程度上。欧美国家公众对可再生能源的认可度比较高，因为，其有很长的发展过程，而我国真正鼓励公众投资分布式太阳能电站从2013年才真正开始。光伏太阳能的电池板需要很大的空间面积进行安装，目前大多数的楼房小区不支持安装或者不具备安装条件。别墅区的住户不愿意投资这笔钱进行安装，他们觉得国家电网的电用着更省事省空间。农村的住户空间倒是没有问题，但是资金有问题，一套太阳能发电设备少则几千元，多则几万元，大部分住户很难一下子拿出这么多钱。

再次，目前太阳能电池板吸收太阳光转化为电能的效率还比较低，主要有3种商品化的硅光伏电池：单晶硅光伏电池、多晶硅光伏电池和非晶硅光伏电池。单晶硅光伏电池所使用的单晶硅材料与半导体行业所使用的材料有相同的品质，单晶硅光伏电池的成本比较贵，光电转换效率为13%～15%。多晶硅光伏电池的制造成本比单晶硅光伏电池低，光电转换效率比单晶硅太阳能电池要低，一般为10%～12%。非晶硅光伏电池属于薄膜电池，造价低廉，光电转换率比较低，一般为5%～8%。最后，太阳能电池对环境造成污染严重。太阳能电池生产过程的污染问题没有得到很好解决，特别是数量众多的部分中型及小型企业生产过程的污染问题严重。生产厂家繁多、规模小，污染较严重、品质参差不齐，一些不具备环保条件的作坊式工厂一哄而上，约四分之一的企业未经环保审批擅自选址建设，污染防治设施不配套，生产没有在严格的环保措施和工业安全卫生条件下进行，对操作者和生态环境造成了危害。生产许可证制度没有严把清洁生产、环保设施达标这一关口。虽然我国自2005年实行了生产许可证制度，但由于在审批和执行中存在一些问题，并没有真正促使生产企业实现清洁生产，许多不达标厂家都转为合法化，造成了严重的环境问题。

三、分布式光伏市场潜力及发展趋势

据中国可再生能源学会光伏专委会“中国光伏发展路线图（2020/2030/2050）”研究推算，2020年我国建筑总面积将达到700亿m2，其中可利用的南墙和屋面面积为300亿m2，按照可利用面积的20%用于安装光伏系统计算，则届时可安装光伏的建筑面积约为60亿m2。

根据每20m2安装1kW光伏系统进行计算，2020年建筑光伏最大装机容量可高达3亿kW（300GW），由于80%的屋面面积位于我国中东部地区，因此建筑光伏的主要建设区域在中东部省份。按照中东部地区年平均等效年日照小时数1300h计，2020年建筑光伏年发电量约为3亿kW×1300h=3900亿kWh，约相当于5个三峡电站的全年发电量（按照三峡电站2013年全年发电量828.27亿kWh电估算）。

分布式光伏发电量易于消纳，盈利模式看好。我国目前建成的太阳能光伏发电项目主要位于西北地区，这些地区具有地域优势，宽阔的地理空间便于大型地面太阳能发电站的建设；但另一方面，西部地区电网容量不足，并且地广人稀、不能大量消纳光伏电量，造成一定程度的“弃光”现象，形成光伏发电阶段性产能过剩。相比于西部地区的光伏电站发展，分布式太阳能发电项目主要位于中东部地区，该地区用电量大，光伏发电高峰时段与用电高峰重合，无论自发自用还是余电上网都可全部消纳，不存在产能消纳问题；而且分布式太阳能发电项目可以建在屋顶、厂房等闲置空间，不占用土地。因此，分布式光伏发电项目在商业盈利模式上具有优势，国内光伏项目向分布式转移是合理布局的必然选择。

从国外太阳能发电项目建设经验来看，分布式光伏发电项目已成为光伏项目的主体。以德国为例，其太阳能发电占全部能源的5%，分布式光伏发电项目占全部光伏项目的70%；欧盟、澳大利亚、日本等地区和国家，合理使用工业厂房、居民住宅等空间资源，大力发展分布式太阳能发电，使得分布式太阳能光伏发电逐步成为光伏项目的主体。

结束语

分布式光伏产业是前景广阔的可持续发展行业。首先，它是绿色环保行业，将太阳能合理利用，不破坏生态环境；另外，它使用方便，无噪声，适于工商业和家庭使用。但现在的分布式光伏发展仍存在部分问题，因此我们不能盲目的进行开发，我们需要进行合理的规划与分析，对分布式光伏进行稳中有序的发展。

参考文献：

[1]谢知寒.杭州地区分布式光伏电源接入方式及其保护与控制研究[D].华北电力大学，2013.

篇8

分布式光伏发电，是指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。

分布式光伏优势:

篇9

前言

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生绿色能源，不产生任何的环境污染。我国76%的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀；与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠（图1）。进入21世纪，中国光伏行业逐渐发展起来，中国具有如无锡尚德、江西LDK、常州天合、天威英丽、浙江昱辉等一批世界级光伏企业以及世界最大的太阳能光伏制造基地，但是由于成本较高，中国95%的太阳能产品只能出口到发达国家。近年来，在国家大力倡导发展新型能源的大背景下，大阳能光电研发是近些年来发展最快、最具潜力的研究领域，随着成本问题将逐步解决，加之国家政策支持，中国太阳能市场将变得很大。

图1 能源消费组成展望图

1、光伏发电的基本原理以及优势

光伏发电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。在阳光照射下，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”，而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就可形成大面积的太阳电池组件，再配合功率控制器和逆变器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电作为新型能源与常用的火力发电系统相比，具有以下优势：

a）无枯竭危险。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80×104kW，如果把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012kW·h，相当于目前世界上能耗的40倍；

b）安全环保，无噪声，无公害。由于光伏电路是利用光能和电能之间的转化，故其无污染物的排放；

c）采集太阳能的地点的地理位置要求不高，不受资源分布地域的限制。太阳能电池板只要能接受光照就能产生电能，所以可以安装在屋顶或者是始终能接受到光照的墙壁，充分利用空间资源；

d）可靠稳定寿命长，安装维护简便，适用范围广，就算一般家庭也可以利用太阳能发电。

2太阳能光伏产业应用现状

1）在各国政府对再生资源的重视和大力支持下太阳能光伏产业得到了快速的发展，2011年，全球光伏新增装机容量约为27.5GW，较上年的18.1GW相比，涨幅高达52%，全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中，有将近20GW的系统安装于欧洲，但增速相对放缓，其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%，分别为7.6GW和7.5GW。2011年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%，其装机量分别为2.2GW，1.1GW和350MW。此外，在日趋成熟的北美市场，去年新增安装量约2.1GW，增幅高达84%。

图2 光伏产业的发展

其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家，2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍，2011年电池产量达到20GW，约占全球的65%。截至2011年底，中国共有电池企业约115家，总产能为36.5GW左右。其中产能1GW以上的企业共14家，占总产能的53%；在100MW和1GW之间的企业共63家，占总产能的43%；剩余的38家产能皆在100MW以内，仅占全国总产能的4%。规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。国内前十家组件生产商的出货量占到电池总产量的60%。

2）太阳能光伏电池材料主要有晶体硅材料，主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池三种。单晶硅电池技术成熟，光电转换效率高，单晶硅电池的光电总转换效率可以达到20%～24%，是目前普遍使用的光伏发电材料。但其生产成本较高，技术要求高；多晶硅电池成本相对较低，技术也成熟，但光电转换效率相对较低，多晶硅光电池的转换效率最高才达18.6%，与单晶硅相比多晶硅的转换效率少多了；而薄膜电池是一种可粘接的薄膜，有以下优势：①生产成本低，所以可以大批量生产；②发光效率更好地利用太阳能，但目前其在技术稳定性和规模生产上均存在一定的困难。随着技术的进步，目前CdTe、CIS等薄膜光伏电池已逐步进入市场，但现在只占市场的9.3%，随着薄膜光伏电池技术不断进步，薄膜光伏电池的市场份额将快速增长相对而言有更大的发展空间，未来薄膜电池会有更好的发展前景。

表1 市场份额分析

在2000年以前中国的电力供应不是很紧张，2001年以后，在中国经济高速发展下，电力需求以每年超过20%的速度在增长，2003年在全国出现电力供远远少于求的严重现象，电力供应的紧张情况在以后的一段时间内很难缓解。可再生能源得到了中国政府的重视，在中国政府大力支持下已形成了完整的太阳能光伏产业链。截至2010年底，我国光伏发电装机规模达到60万千瓦，光伏新增并网容量为21.16万千瓦，累计并网容量为24万千瓦，较上年的2.5万千瓦，增长了960%。从产业布局上来看，国内的长三角、环渤海、珠三角及中西部地区业已形成各具特色的区域产业集群，并涌现出了无锡尚德、江西赛维、浙江昱辉等一批知名企业。2011年中国多晶硅产量达到7.8万吨，占全球比重约33%；国内产能结构中，成本低于35美元/千克的企业不足十家，约9.5万吨，其他40余家中小企业总产能近5万吨。

篇10

光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。它的主要部件是光伏组件、逆变器。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行，受到各国企业组织的青睐，具有广阔的发展前景。

*国家扶持

自2011年12月26日财政部《关于组织实施2012年度太阳能光电建筑应用示范的通知》后，分布式光伏发电得到重视；2012年各个部门前后了三条关于光伏发电的发展规划，一条通知和一条工作意见； 2013年 6月14日召开的国务院常务会议上，提出了促进光伏发展的“国六条”，要求充分认识促进光伏产业健康发展的重要性，并积极开拓光伏应用市场。

据相关专业统计：2012年全球光伏发电累计装机达到97GW，2012年全球新增装机30GW，中国新增装机占全球总量的16%以上，随着国家对清洁能源产业的大力扶持，我国光伏发电系统产业将迎来发展高峰期。

*节能同时还能带来收益

光伏车棚应运而生，将光伏组件和车棚顶结合在一起，比在车棚顶部再加装光伏组件节省了成本，不但能实现传统车棚的所有功能，还能发电给业主带来收益。一般采用钢结构支架，简单、大方、时尚、美观，且为清洁环保的新能源，有效缓解社会的环境和能源压力。

尤其分布式光伏并网系统，指采用光伏组件将太阳能直接转换为电能的用户侧并网发电系统。此系统位于用户附近，所发电能就地利用，以10千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点（380V）总装机容量不超过6兆瓦的发电项目，220V用户侧单个并网点总装机容量不超过8千瓦。

分布式光伏发电系统可安装在任何有阳光照射的地方，包括地面、建筑物的顶部、侧立面、阳台等，其中在学校、医院、商场、别墅、民居、厂房、企事业单位屋顶，车棚、公交站牌顶部应用最为广泛；混凝土、彩钢板以及瓦片式屋顶均可安装。

光伏车棚的种类

篇11

[3]毛亮.我国发展太阳能光伏发电的必要性及技术分析[J].科技传播，2011（10）：66.

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[7]李碧君，方勇杰，杨卫东，等.光伏并网面临的问题与对策[J].电网与清洁能源，2010（4）：52～59.

篇12

中图分类号：D80 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―371―01

引言

近年来频频出现常规能源危机严重影响了国家的经济发展和居民的日常生活，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。为了摆脱能源短缺的困扰，开发太阳能资源，寻求经济发展新动力成为各国能源发展的主要课题。为了达到对清洁能源及电网可持续发展的要求，世界各国纷纷将目光聚焦在太阳能发电上。太阳能取之不尽、用之不竭，能缓解能源危机和减少环境污染，是理想的可再生能源。随着近年来光伏发电效率的不断提高和太阳能板造价的降低，太阳能光伏发电的应用前景空前广阔。而光伏并网发电作为太阳能发电的主要形式之一，也受到越来越多的关注。

我国地处北半球，有着广阔的土地，大多数地区年平均日辐射量在4kwh/m 以上，青藏高原日辐射量最高达7kwh/m。对太阳能这种可再生能源的开发和利用主要表现在太阳能光伏发电上，在我国西部发展光伏产业有着有利因素：光伏电站适合西部特殊的居住环境，特别是青藏高原有着得天独厚的地理环境优势。国家能源政策的支持，国家将开发利用新能源和可再生能源放到国家能源建设开发战略的优先地位，这为发展光伏产业提供了巨大的政策支持。

1 光伏技术概述

太阳能光伏技术是将太阳能转化为电力的技术，其核心是可释放电子的半导体物质。最常用的半导体材料是硅，地壳中硅储量丰富。太阳能光伏电池有两层半导体，一层为正极，一层为负极，阳光照射在半导体上时，两极交界处便产生电流。太阳能光伏系统中最重要的是电池，是收集阳光的基本单位。大量的电池合成在 起构成光伏组件，有时还用逆变器对电流进行转换，以适合不同电器的使用要求或与电网相匹配。太阳能光伏电池主要划分为：晶体硅电池（包括单晶硅、多晶硅、带状硅）、非晶硅电池、非硅光伏电池。此外，薄膜电池可大大节约原材料使用，成为太阳能电池的发展方向，但是其技术要求非常高，而非晶硅薄膜电池作为目前技术最成熟的薄膜电池…，成为目前薄膜电池中最富增长潜力的品种。

2 光伏产业现状与分析

近些年，太阳能光伏产业形成了爆炸性增长，全球太阳能电池产量增加，而中国太阳能电池产量更是猛增，成为全球名列前茅的太阳能电池生产国。在国际市场和国内政策的推动下，中国的光伏产业正迎来了发展高峰期，太阳能电池和组件产量位居世界前列。

3 产能与市场分析

在世界光伏市场的拉动下，我国光伏产业得到了迅猛发展，我国太阳能电池产量己位居世界前列。

3.1光伏发电之所以能在有些国家迅速进入千家万户，主要得益于这些国家政府行之有效的引导与激励措施。我国对太阳能发电项目有一定的鼓励措施，在对太阳能发电项目，上网电价方面都有优惠政策和鼓励措施。

3.2在全球能源紧张的状况下，新能源产业的发展是大势所趋，目前出现的产能过剩现象丰要受限于各国对太阳能光伏产品的推厂力度。

4 光伏产业发展前景分析

光伏首先是一个能源行业，而能源是无限量的行业，在全球能源紧张的状况下，新能源产业的发展势不可挡。新材料和新技术的进步是未来光伏产业最主要的发展动力。技术的进步将促使上游产品供给的稳定和价格的下调，使大规模生产和应用具备必要的条件；光能转换率的不断提高则意味着新型太阳能电池相对于传统能源将具有更强的竞争力。随着多晶硅供应瓶颈的解决及化合物薄膜电池技术的不断发展，光伏发电成本不断降低是必然的趋势。

5 光伏并网系统

5.1光伏并网系统简介

典型的光伏并网系统结构包括：光伏阵列、DC-DC变换器、逆变器和集成的继电保护装置。变换器将光伏电池所发电能逆变成正弦电流并入电网中。通过DC—DC升压斩波变换器，可以在变换器和逆变器之间建立直流环，升压斩波器根据电网电压的大小来提升光伏阵列的电压以达到一个合适的水平，同时DC—DC变换器也作为最大功率点跟踪器。控制器控制光伏电池最大功率点跟踪、控制逆变器并网电流的波形和功率，使向电网转送的功率与光伏阵列所发的最大功率电能相互平衡。

5.2光伏并网系统的优缺点

光伏并网发电的优势有：能源效益。特别是夏季，光伏电能在用电高峰时段创造的价值可达平时的3～4倍。

光伏并网发电的不足有：光伏发电成本高。如果没有相关政策支持，光伏发电难以推广普及。光伏发电受地理位置、日照强度、光伏电池特性等因素的制约。

6 光伏并网策略

传统配电网络的设计往往是为了满足“单点供电，多点用电”的运行模式。光伏发电等分布式发电系统的加入，使得电网中的供电源变得多而分散。对电网而言，分布式发电功率越大，其对电网的影响也逐渐增大。对于光伏发电系统的并网要求，国际上已经有了很多的标准。我国的标准主要分散在一些国家标准里，也正在制订一些专用的标准。

6.1 网点选择

根据光伏并网的容量不同，选择相应的入网点：

容量几兆至几十上百兆的光伏并网系统一般都是大型光伏电站，和普通发电站不同，光伏电站占地面积大，且需要有充足的日照时间，因此，一般选择在光照充足、土地面积充足的郊区。

6.2光伏并网效率

光伏并网的效率主要与两个方面有关：一是光电转换效率，二是将电能按电网电能质量要求传输到电网的效率。光伏器件的输出功率是其所受日照强度、器件内部结温的非线性函数。

6.3并网控制方案

电网必须将光伏发电站当作真正的“发电站”来对待，这就对光伏电站提出了更高的要求，不单是被动地满足电能质量要求，而是主动地对电站进行调度和管理。

一般来说，电网对光伏发电输入容量的控制模式有：

（1）正常运行。光伏并网系统传输尽可能多的电能，此时光伏电池工作效率最高，发出的电能不通过蓄电池，直接经过逆变器输送给电网。

（2）受限运行。光伏发电站按照电网设置的预期输入功率运行，从而达到削峰、主动负荷控制等目的。由于此时系统操作员可能会持续更改分配入网电量，光伏发电系统中电力波动不可避免。

（3）均衡运行。该模式用于缓解光伏电源的电力波动，即减轻与电网在公共耦合点的电压和谐波不平衡，使其向电网传输更多高质量电能。

7 结语

我国是太阳能资源相当丰富的国家，在大力发展智能电网的背景下，光伏并网发电得到了前所未有的关注。而且随着光伏器件价格的不断下降和国家对光伏产业的政策扶持，光伏发电必将会成为能源结构中的重要组成因素。我们还要对电量预测技术。保证光伏电站和水电、火电等电站的配合发电，最大程度地减小由于光伏电站发电量波动对电网的影响。

参考文献：

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随着社会经济的发展，全球的能源也在日益的短缺中，故此我国也更加注重再生能源的开发。因此，太阳能光伏建筑一体化也应运而生，它不仅是一种新能源的利用方式，更是直接把太阳能对建筑的辐射能直接转化为电能的发电方式，不仅可以满足该建筑的用电需求，还是节约能源的好办法。以下本篇来就来研究太阳能光伏建筑一体化的设计方法。

1.太阳能光伏建筑一体化原理和发展前景

1.1光伏建筑一体化的设计原理

太阳能光伏建筑一体化其实就是一个发电系统，其原理也就是将光伏电池（太阳能电池）安装在建筑物中或是与建筑物相结合的方式，从而会产生光电效应，此时就可以直接将太阳能的可再生辐射能源直接转化成电能，电能再经过配套的逆变控制器转换，从而使这种发电方式产生的电能可以直接满足该建筑的用电量。当然，如果用电量富余的情况下，还可以将其送给市政电网中，以此来满足对于可再生电能的开发和利用。

1.2光伏建筑一体化系统的发展前景

光伏建筑一体化系统不仅能提高经济效益，还能实现低碳、环保、绿色、可持续发展的社会理念，对于部分电量短缺的地区也是很有益处的，还可以提高我国的电力水平。在建筑物的使用光伏发电的一体化系统，设置光伏阵列来产生电力，不仅可以满足建筑的用电需求，还可以增加建筑的经济效益，带来更好的经济收益。在我国开展光伏建筑一体化的发电项目，不仅清洁环保，而且低成本高效益，作为一种新的发电能源，不仅可以改善我国目前的用电状态，还能减少我国的资源浪费，使得再生的太阳能发电得到充分的使用，增强我国的电力开发水平。

2.太阳能光伏建筑一体化的设计需求

2.1光伏建筑一体化的设计步骤

在研究太阳能光伏建筑一体化的开发中，应该遵循一定的设计步骤，不仅包括对当地资源的可行性研究，还应该对太阳能光伏组件和电池的容量进行科学的判断和研究计算，保证光伏建筑一体化在设计阶段的完整性。其设计步骤如下图所示：

1 确定太阳能电池安装的可行性

2 计算太阳能电池的安装面积

3 计算所需太阳能电池的容量

4 计算用户的用电量

5 系统设计完成

2.2 太阳能光伏建筑一体化建设中要点

在光伏建筑的一体化设计中，应该注重与周边建筑环境的协调，要在保持建筑环境的基础上进行设计操作；对于建筑的光伏发电设计中，还应该不影响建筑的结构，而且还要在工程造价允许的范围之内设置太阳能电池板；而且，在实际的施工当中，如果太阳能电池的发电容量小就应该结合逆变器和控制器，使得电量资源得到充分的应用。

2.3设置光伏一体化的建筑位置

在太阳能光伏建筑一体化的建设中，对于地点的选择也有依据，应该根据实际的情况去决定可以铺设太阳能电池的数量，并且还要确定好太阳能电池板的安装位置。并且还要在不影响建筑美观的情况下，结合建筑内用电的实际状况，计算出最佳的太阳能电池板数量，以确保一体化的光伏建筑可以满足人们的用电需求。

3.光伏建筑中太阳能光伏方阵的设计需求

3.1系统中的光伏组件技术

太阳能光伏方阵中的设计中，应该考虑到天气的因素，尽可能的加大光伏方阵的面积，并且还要提高光伏方阵的使用寿命。光伏组件的选择，应该选取寿命在大于20年的组件，并且工作环境中应该经受住45度的温度，光伏组件应该以相同颜色，且无外表损伤的方式放置，组件中电池的排列也应该整齐无斑，还应做好防冰雹、防沙尘等措施。

3.2如何确定太阳能光伏方阵的最佳倾角

在太阳能光伏建筑一体化的设计中，应该考虑到光伏方阵角度对光伏系统的影响，太阳辐射的多少直接影响发电量，故此可以设置相对的倾角来提高光伏建筑的发电率。由于我国是在北半球，故此可以选择30度的倾角来进行太阳能光伏方阵的安装，提高一体化光伏建筑的发电量。

3.3太阳能光伏电路的设计

一体化的太阳能光伏建筑发电系统，就是利用太阳的辐射来进行发电的，因此在设计光伏电路的时候，需要考虑到太阳照射的因素，因此可以设计一个等效电路来实现对太阳能量的连接和转换。具体的电路设计如下：

3.4太阳能光伏建筑中电池组件的大小

在太阳能光伏建筑一体化设计中，应该考虑到电池组件的大小，并参照电池组件的技术要求来制定设和系统需求的电池组件规格，并将其安装在太阳能的光伏组件中。只有将电池组件的大小设置成功，才可以提高太阳能光伏建筑的发电量，提高我国对再生能源的利用率。

4.设计光伏建筑一体化中的附属设施

在光伏建筑一体化的设计中，还应该对交流配线系统和直流配线系统的运行进行监控和检测，还有确保系统的防雷、以及接地系统的安全，因此对于系统中的附属设施也应该有明确的设计目标才行。

4.1设计交、直流配电系统

太阳能光伏建筑一体化设计中，交流配电系统的安全也关系到整个系统的正常运行，因此可以设置漏电保护、电隔离等装置，方便对交流配电系统的故障维护。在光伏建筑一体化中对于直流配电系统的设计，使用不同线径的电缆，用串联和并联的方式分别满足电网对电压的需求和负载对发电功率的需求，建设外部环境对系统的影响，从而提高光伏建筑一体化发电系统的运行安全。

4.2辅助配套设施的设计需求

光伏建筑一体化建设中，对于辅助的配套设施，应该对其进行设计和选型，不仅要满足系统的使用需求，还应该有体积小、使用简便、寿命长，并具有防雷电、冰霜等一系列恶劣气象条件，以此来提高用电的安全，并确保光伏建筑一体化系统的安全运行。

5.设计光伏建筑一体化中逆变控制器

在太阳能光伏建筑一体化中，逆变控制器就是负责逆变、保护与控制的功能，可以将直流电转化为交流电，也可以将交流电的电压、频率等同时进行控制，在整个光伏建筑一体化中还有与防治“孤岛效应”的功能，保证了光伏系统的安全。

5.1逆变控制器的设计需求

在对逆变控制器的设计中，应该保证其使用的寿命在20年以上，而且逆变控制器还应该满足光伏方阵的最大使用功率，不管是光照、电压、温度怎么变化波动，都要确保逆变控制器可以正常运行。还需要具有防雷、防短路、防电压异常的功能，必须确保其对电流转换率在90%，确保电能质量及电网和建筑的安全运行。

5.2防孤岛效应设计

在光伏建筑一体化的设计中，应该做好一切的保护措施，因此逆变控制器还应该有防孤岛效应的功能。在孤岛效应发生时，应该及时断开电网，确保光伏建筑一体化发电系统的安全，减少对供电质量的影响，提高光伏发电的安全性，为我国太阳能光伏建筑一体化的建设提供有力的保障。

6.结论

由上可知，太阳能光伏建筑一体化不仅是将太阳能充分的利用，更是将发电产品集成到建筑应用上的新技术，利用太阳能光伏建筑一体化不仅具有经济效益，还具有能源效益，可以节省我国的用电资源，提升我国对再生能源利用的形象，值得在实际的建筑开发中应用推广。

参考文献：

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[2]田玮.光伏建筑的性能优化及其与城市微气候的相互影响[D].天津大学.2009，（12）.