光伏发电第一章.doc

第一章 绪论 选题背景及意义 随着环境污染、生态破坏及资源枯竭的日趋严重，近年来世界各国竞相实施可持续发展的能源政策，其中利用太阳能电池发电最受瞩目。由于太阳能电池发电具有安全可靠，无污染无需消耗燃料，无机械转动部件，故障率低，维护方便等独特优点，尤其是可与建筑物相结合，构成光伏屋顶发电系统。因此受到各国高度重视和加强[1]。迄今已有120多个国家参与开发应用太阳能电池发电，目前，全世界太阳能电池发电能力约为800MW[2]，太阳能电池制造正在成为世界上最具发展潜力的“朝阳工业”之一[3]。 在众多的新能源技术中光伏发电具有明显的技术优势，非常适合于偏远无电地区使用。研究分析表明，在目前光伏发电成本很高的条件下只要光伏电站有效系统功率与输电距离之比值小于1000W/km，建设光伏电站较常规电网延伸供电更为经济。我国无电地区人口少，居住分散，地理位置偏僻。远离常规电网。因此，光伏发电是解决我国这些地区和特殊领域供电问题较理想的技术途径。 太阳能光伏发电是我国最重要的的战略替代能源之一，对于化石能源和水资源十分紧缺的我国不仅对未来有决定性意义，还对目前的边远离网供电、改善能源结构、减少排放等也有不可替代的重要意义。太阳能以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21世纪后期的主导能源 光伏发电的国内外研究现状 1.2.1世界的光伏发电现状 世界光伏发电正在由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。近几年，世界光伏发电市场发展迅速。近10年太阳能电池组件的年平均增长率为33 %，近5年的平均增长率为43%。2004年比上一年增长61.2%，光伏发电己成为当今发展最迅速的高新技术产业之一。2004年世界光伏电池/组件产量达1200MW，其中日本生产610MW，欧洲320MW，美国135 MW，其他国家135MW[5]。现在世界实力大国都制定了雄心勃勃的光伏发电近期发展规划：到2010年日本计划累计装机容量将达到5GWp，欧洲3GWp[6](其中德国2.7GW )，美国4.7GWp[7]，澳大利亚0.75GWp，印度、中国等发展中国家估计为1.5-2GWp 统计资料表明，到2010年，世界光伏系统累计装机容量预计达到14--16GWp，长期发展目标如表1[8]所示。 表1 世界光伏发电发展目标（累计装机容量GWp） 国家（地区） 2010年 2020年 2030年 日本 3 30 72 欧盟 3 15 30 美国 4.7 15 25 其他国家 3 10 23 总计 15.7 70 150 近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界范围内快速、稳定发展的新兴产业之一。必威体育精装版的《BP世界能源统计年鉴》显示，光伏发电产业在最近五年的年均增长速度超过30%。包括太阳能在内的可再生能源在21世纪将会以前所未有的速度发展，并将逐步成为人类的基础能源之一。据预测：到21世纪中叶，可再生能源将占到总次能源50%以上的份额，而太阳能在一次能源中的比例将为13%~15%。 1.2.2 我国的光伏发电发展现状 我国太阳电池的研究始于1958年，1959年研制成功第1个有实用价值的太阳电池。1971年3月首次成功地应用于我国第2颗东方红卫星上[9]，1973年太阳电池开始在地面应用，1979 年开始生产单晶硅太阳电池。中国的光伏产业的发展有2次跳跃，第一次是在上世纪80年代末，我国的改革开放正处于蓬勃发展时期，国内先后引进了多条太阳电池生产线，使我国的太阳电池生产能力由原来的3个小厂的几百千瓦一下子上升到6个厂的4.5兆瓦，引进的太阳电池生产设备和生产线的投资主要来自中央政府、地方政府、国家工业部委和国家大型企业。 第二次光伏产业的大发展在2000 年以后，主要是受到国际大环境的影响、国际项目/政府项目的启动和市场的拉动。2002年由国家发改委负责实施的“光明工程”送电到乡和即将实施的送电到村工程均采用了太阳能光伏发电技术。 由于我国西部人口密度小，居住分散同时又拥有丰富的太阳能资源，太阳能光伏发电是既廉价又清洁的能源选择。 近20年来，我国光伏产业的发展已初具规模，但在总体水平上我国同国外相比还有很大差距[10]。表现为： 1) 生产规模小。2005年，我国太阳电池总产量约为150MW，比国外生产规模低一个数量级。 2) 技术水平较低，电池效率、封装水平同国外存在一定差距。 3) 专用原材料国产化经过“八五”攻关取得一定成果，但性能有待进一步改进，部分材料仍采用进口品。 4) 成本高。目前我国电池组件成本约32元/瓦，平均售价42元/瓦,成本和售价都高于国外产品。 5) 市场培育和发展迟缓。