“3060”碳達峰碳中和大背景下，未來國家將逐步加大企業碳控制強度和碳減排力度，其要求和標準會越來越高，也許會形成“以碳定產”強力政策機制。而分布式光伏發電是我國重要的戰略性新興產業，大力推進光伏發電應用對優化能源結構、改善生態環境、轉變城鄉用能方式有重大戰略意義，是促進穩增長調結構促改革惠民生的重要舉措。采用“自發自用、余電上網”的模式能夠改善用電結構、促進民生發展，我們鼓勵并支持分布式光伏發電項目采用“自發自用、余電上網”模式，支持通過先進的用電優化控制手段實現“全部自發自用”。

?

?

光伏發電的時代背景

?

在人類發展的前

5000

年，對能源的要求遠遠沒有最近的三百年來得迫切。

十八世紀，

英國率先開始的工業革命，

大大推動了人類社會生產力的發展，

以機

器生產為標志的生產力遠遠高于傳統手工業生產，

人類進入了現代文明時代，

對

此，人類急切的需求更多的能源以促進生產力的發展。

?

然而，

自然界的一次能源儲量有限，

能源危機迫在眉睫，

根據對石油儲量的

綜合估算可支配的傳統能源從全球來看，

已探明的石油儲量只能用到

?

20-40?

年，

天然氣也只能延續

?

50-60?

年左右，即使是儲量最豐富的煤炭最多也只能夠維持

二三百年。

就連近代才發展起來的核能發電的原料鈾的儲量也是有限的，

而且還

存在安全和污染的難題，

同樣不能解決世電力的長期穩定供應問題。

因此，

如不

盡早設法解決常規能源的替代能源，人類遲早將面臨燃料枯竭的危險局面。

?

同時，

化石能源在開采、

運輸和使用過程中都會對空氣和人類生存環境造成

嚴重的污染。

根據相關資料顯示，

目前，

人類使用化學燃料己經為人類生存環境

帶來了嚴重的后果，

由于大量使用化石能源，

全世界每年產生約

1

億噸溫室效應

氣體，

已經造成極為嚴重的大氣污染，

同時使得地球表面氣溫逐年升高，

近二千

年來，全球二氧化碳排放量迅速增長，如果不加以控制，溫室效應將使南、北兩

極的冰山融化，

這可能會使海平面上升幾米，

四分之一的人類生活空間將由此受

到極大威脅。此外，由于環境惡化造成的“黑洞”己經使人類即將面臨太陽紫外

線的直接照射。

?

光伏發電的優點

?

太陽能作為一種新型的綠色可再生能源，

與其他新能源相比利用最大，

是最

理想的可再生能源。

特別是近幾十年來，

隨著科學技術的不斷進步，

太陽能及其

相關產業成為世界發展最快的行業之一。因為它具有以下的特點：

?

①

?

儲量巨大：太陽能是取之不盡的可再生能源，可利用量巨大。太陽放射

的總輻射能量約是

?

3.75x

10

23

kW

，是極其巨大的。其中到達地球的能量高達

1.73x

10

14

kw

，

穿過大氣層到達地球表面的太陽輻射能大約為

?

8.1x

10

13

kW

。

在到

達地球表面的太陽輻射能中，到達地球陸地表面的輻射能大約為

?

1.7x

10

13

k

W

，

相當于目前全世界一年內消耗的各種能源所產生的總能量的三萬五千多倍。

太陽

的壽命至少尚有

?

40?

億年，

相對于人類歷史來說，

太陽可源源不斷供給地球能源

的時間可以說是無限的。

?

②

?

取之不盡，不需要開采和運輸。

?

③

?

清潔無污染，無任何物質的排放，既不會留下污染物，也不會向大氣中

排放廢氣。

?

④清潔、

安全、

無噪聲。

太陽能發電本身不向外界排放廢物，

沒有機械噪聲，

是一種理想的能源

;?

⑤可靠性高，

壽命長，

并且應用范圍廣。

晶體硅太陽能電池的壽命可以長達

20-35

年，在光伏系統中，只要設計合理、選型適當，蓄電池的壽命可以達到

10

多年。

太陽能幾乎無處不在，

太陽能電池在中國大部分范圍內都能作為獨立的電

源。

?

由此可見，

在能源危機即將爆發，

環境逐漸惡化的今天，

太陽能發電技術的

研究具有很大的必要性。

同時，

太陽能發電技術也具有重要的研究價值和廣闊的

應用前景。

?

新能源是二十一世紀世界經濟發展中最具決定力的五大技術領域之一。

太陽

能是一種清潔、

高效和永不衰竭的新能源。

在新世紀中，

各國政府都將太陽能資

源利用作為國家可持續發展戰略的重要內容。據資料顯示，到

2010

年，全世界

光伏產業將累計達到

14-15GW

，這表明世界光伏產業發展有著巨大的發展空間。

總之，

從能源利用的國際發展趨勢來看，

光伏發電最終將以替代能源的角色進入

電力市場。預計到

2030

年，光伏發電在世界的總發電量中將占到

5%-20%

。

?

國外光伏發電的現狀

?

技術方面，

經過幾十年的發展，

澳大利亞新南威爾士人研制的單品硅光伏電

池效率己達

23.7%

，多品硅電池效率突破

19.8%

。同時，研究人員正在探索用切

薄硅片、擴大平面面積或者使用聚光的方法，力爭把硅片的成本降低到

0.8

美元

/WP

。據預測，在今后

15-20

年間利用這幾種方法有望把硅片的成本降低到

0.5

美元

/WP

，這樣，光伏系統的價格可以降低到接近

3

美元

/WP

。薄膜電池是在廉

價襯底上采用低溫設備技術沉積半導體薄膜的光伏器件，

材料與器件設備同時完

成，工藝技術簡單，便于大面積連續化生產

;

設備能耗低，縮短了回收期。太陽

能電池實現薄膜化，

大大節省了昂貴的半導體材料，

具有大幅度降低成本的潛力，

是當前國際上研究開發的主要方向。

除了光伏電池以外，

當前國際上最新的研發

熱點主要集中在低成本、

高效率、

高穩定性的光伏逆變器件和光伏建筑集成應用

系統等方面，

專用逆變設備和相關系統的最佳配置涉及到多項技術。

美國、

德國、

荷蘭、

日本、

澳大利亞等國家在光伏屋頂計劃的激勵下，

許多企業和研究機構成

功地推出了多種不同的高性能逆變器。

?

產業化方面，

光伏發電發展的初期主要是依靠各國政府在政策及資金方面的

大力支持，

現在己逐步商業化，

進入了一個新的發展階段。

光伏發電的市場前景

吸引了一批國際知名企業或企業財團介入光伏電池制造業。這些大公司的介入，

使產業化進程大大加快。

預計今后

10

年，

光伏組件的生產將以每年增長

20%-30%

甚至更高的遞增速度發展，

到

2010

年將可能達到

4600MW/

年的生產量，

總裝機

容量將可能達到

?

1SGW

。國際光伏產業在過去

10

年中的平均年增長率為

20%

，

1998

年世界太陽能電池組件生產量為

155MW

，

2000

年增長到

288MW

，

2002

年

達到

54OMW

。

截止到

2006

年底，

世界光伏發電累計總裝機容量達到了

1300MW

。

目前全球太陽能光伏電池產業的銷售收入超過

20

億美元。預計到

2050

年左右，

太陽能光伏發電將達到世界總發電量

10%-20%

，

成為人類的基本能源之一。

同時，

世界光伏市場發生了很大變化，

開始由主要為邊遠農村地區和通信設備、

氣象臺

站、

航標等特殊應用領域解決供電問題，

逐步向并網發電和與建筑相結合的常規

供電方向及商業化應用方向發展。從上世紀

70

年代起，許多國家掀起了太陽能

光伏發電熱潮，美國、日本、歐盟、印度等國家紛紛制定雄心勃勃的中長期發展

規劃推動光伏技術和光伏產業的發展，

推動這一新能源產業的發展。

目前，

世界

光伏產業正以

?

31.2%

的平均年增長率高速發展，

是全球增長率最高的產業，

己成

為當今世界最受關注、

增長幅度最快的能源產業之一。

自上個世紀

90

年代以來，

國外發達國家掀起了發展

“屋頂光伏發電系統”

的研發高潮，

屋頂光伏發電系統

不單獨占地，

將太陽電池安裝在現成的屋頂上，

非常適應太陽能能量密度較低的

特點，

而且其靈活性和經濟性都大大優于大型光伏并網發電，

有利于普及，

有利

于戰備和能源安全，所以受到了各國的重視。

1993

年，德國首先開始實施由政

府補貼支持的

“

2000

個光伏屋項計劃”

，

同時制定了

“可再生能源電力供應法”

，

極大地刺激了光伏發電市場。

日本在光伏發電與建筑相結合的市場方面己經做出

了十幾年的努力，預計到

2010

年光伏屋頂發電系統總容量達到

7600MW

。日本

光伏屋頂發電系統的特點是

:

太陽電池組件和房屋建筑材料形成一體，如“太陽

電池瓦”和“太陽電池玻璃幕墻”等，這樣太陽電池就可以很容易地被安裝在建

筑物上，也很容易被建筑公司所接受。

1997

年

6

月，美國前總統克林頓宣布實

施

“百萬個太陽能屋頂計劃”

，

計劃到

2010

年安裝

100

萬套太陽能屋頂。

許多其

他發達國家也都有類似的光伏屋項發電項目或計劃，如荷蘭、瑞士、芬蘭、奧地

利、英國、加拿大等。屬于發展中國家的印度也在

1997

年

12

月宣布到

2020

年

將建成，

50

萬套太陽能屋頂發電系統。光伏發電的行業標準方面，雖然現在還

沒有

IEC(

國際電工委員會

)

標準，

但各國都頒布了相應的試行標準，

如美國

SANDIA

國家實驗室的光伏并網發電系統標準等。

?

?

?

?

?

?

國內光伏發電的現狀

?

技術方面，

經過十多年的努力，

我國光伏發電技術有了很大的發展，

光伏電

池技術不斷進步，

與發達國家相比有差距，

但差距在不斷縮小。

光伏電池轉換效

率不斷提高，目前單晶硅電池實驗室效率達

20%

，

批量生產效率為

14%

，多晶硅

實驗室效率為

12%

。在

2000

年之后，多晶硅產品逐步走出實驗室，開始形成規

模生產，其效率與發達國家相比，差距在不斷縮小。

?

產業化方面，

2000

年以后，我國光伏產業進入快速發展期，但整體發展水

平仍然落后于國際先進水平，參與國際競爭有一定的難度。

2003

年國內光伏電

池的生產能力約

20MW

，

但光伏組件的封裝能力約

50MW

，

遠大于光伏電池的生

產能力。雖然到

2002

年底，我國己有近

20MW

的光伏電池生產能力，但實際生

產量僅為

4MW

左右，

占世界光伏電池實際生產量的

1%

左右。

在

2002-2003

年國

家實施的總裝機容量

20MW

的“光明工程”項目中，國內生產的光伏電池的應

用量不足

10%

，

錯過了這一市場時機。

近期內我國光伏發電市場仍將是為無電地

區供電為主，有一定的市場潛力，但也有局限性。

2001

年及以前，我國光伏產

品的年銷售量均保持在

3-4MW

，

其中單品硅產品占

80%

，

非單品硅產品占

20%

。

2005

年，光明工程項目使市場年銷售量猛增到

20MW

，光伏系統保有量達到

40MW

左右。從市場份額上石，光伏發電在

2000

年前的主要應用領域是

:

通訊行

業占

40%

一

50%

，農村電氣化行業

(

主要包括戶用光伏系統和鄉村級光伏發電

)

占

40%

左右，其它領域占

10%

左右。但

2007

年當年農村電氣化領域的市場份額占

到

85%

以上。目前，國內光電池硅片的生產能力己達

4.5M

瓦，在西藏

7

個無水

無電縣中已全部建成了光伏發電，其中功率最大的

100KW

。綜上所述，我國的

光伏市場和光伏企業面臨嚴峻的挑戰，

如果把我國光伏產業的發展放到國際光伏

發展的大環境中考慮，

世界光伏產業每年以

31%

的速度發展，

而我國的光伏產業

每年只有

15%

的增長率，

光伏企業的發展靠市場，

光伏市場的發展靠政策。光伏

發電成本高，

無法與常規能源競爭，

所以更需要政府制定強有力的法規和政策支

持以驅動我國光伏產業的商業化發展。

然而，

我國的光伏企業雖然弱小，

但經過

努力已經有了一定的基礎，

當前，

對光伏企業的發展來說機遇和挑戰并存。

另外，

我國的太陽能資源非常豐富，據統計，太陽能年輻照總量大于

502

萬千焦

/

平方

米，年日照時數在

2200

小時以上的地區約占國土面積的

2/3

以上。

?

隨著電力電子元器件的發展、

數字信號處理技術的應用以及先進的控制方法

的提出，

電力電子能量變換發生了巨大的變化。

首先，

元器件正向著低導通損耗、

快速化、

智能化、

封裝合理化等幾個方向發展。

低導通損耗將有助于并網型逆變

器系統提高效率

;

減少發熱

;

快速化將減小開關應力

;

智能化將有助于提高系統可

靠性

;

封裝的改進將減少寄生參數、有效散熱、保持高機械強度。其次，數字信

號處理技術的應用有助于減少并網逆變器輸出的直流成分

;

提高開關頻率

;

減小濾

波器體積

;

改善輸出波形

;

改善

THD;

快速響應電網瞬態變化。最后，先進的控制方

法將有助于改善輸出波形質量，從而減小濾波環節的體積

;

提高系統

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