太阳能光伏发电发展现状及展望

摘要

从太阳能电池产业/技术、光伏市场及应用等方面综述了世界光伏产业的发展现状, ,对我国的光伏产业发展进行了梳理,并对未来光伏发电前景进行展望,以期对我国未来光伏市场的有序开发和行业发展提供借鉴。简单阐述了全球范围内太阳能发电技术的现状以及发展趋势，分析了现阶段我国在光伏发电领域所取得的进展和存在问题，并对国内太阳能光伏发电的前景进行展望。

关键词：光伏发电技术；太阳能；光伏电源

Abstract

From the solar cell industry / technology, market and application were reviewed in this paper. The current state of the world photovoltaic industry, on China PV industry development is reviewed, and the future prospect of photovoltaic power generation, to provide a reference for China's future development of photovoltaic market and industry development. Briefly described the current situation and development trend of global solar power generation technology, analyzes the present stage our country has made progress in the field of photovoltaic power generation and the existence question, and the domestic solar photovoltaic power generation prospect.

Keywords：Keywords: photovoltaic technology; solar energy; photovoltaic power

目录

引言(绪论) (1)

第一章全球太阳能光伏发电发展状况及趋势展望 (2)

1.1 全球光伏发电发展现状 (2)

1.2 全球光伏发电发展趋势展望 (2)

第二章我国太阳能光伏发电发展现状及展望 (4)

2.1 光伏发电技术 (4)

2.2 国内光伏发电现状 (5)

2.3 国内光伏发电目前所存在的问题 (5)

2.4 光伏发电的前景展望 (6)

结论 (7)

参考文献 (8)

引言(绪论)

太阳能分布广泛，储量巨大，是可利用的清洁可再生能源。目前太阳能发电主要有两种形式：一是热发电；二是光发电，也称光伏(PV)发电。光伏(PV)发电是一种将太阳辐射能直接转换为电能的技术。光伏发电规模大小随意、能独立发电、建设时间短、维护起来也简单，从问世后就得到了迅速的发展。随着技术的不断进步和光伏组件成本的逐步降低，光伏发电已成为世界各国缓解化石燃料资源不足，改善环境的重要

发展方向之一。而大规模光伏发电已被列为21世纪的重要替代能源。

第一章全球太阳能光伏发电发展状况及趋势展望

1.1 全球光伏发电发展现状

自从20世纪70年代全球发生世界性石油危机以来，太阳能光伏发电技术在西方发达国家引起了极大的重视，各国政府从环境保护和能源可持续发展战略的角度出发，纷纷制定政策，鼓励和支持太阳能光伏发电技术。光伏发电技术带来的产业在政策法规的强力助推下，呈快速、增速发展。根据欧洲光伏工业协会(EPIA)的研究报告，全球光伏产业在过去十年高速发展，增长速度逐年递增，从1998年到2008年，全球累计光伏装机容量年均增长率在30%以上，见图一。2008年全球累计装机容量已接近15GW ，比2007年的9GW 增加了5.6GW ，增长率创新高，达到60%。

图一

1.2 全球光伏发电发展趋势展望

在各国的政策扶持下，光伏产业蓬勃发展并且开始向一些发展中国家扩展，这对于能源和环境来说都是利好消息。在目前全球经济危机影响下，短期内光伏发电市场并不稳定，但是未来迅猛发展的趋势是不会改变的。EPIA 采用情景分析的方法，就政策驱动情景和正常发展情景对未来5年全球的光伏市场、太阳能电池供给与需求、多晶硅技

术与薄膜生产能力等进行了预测，预测结果如图二。预测结果表明：在政策驱动下，2009年全球新增光伏发电需求将达到6.8GW左右，5年后的2013年光伏发电需求将高达22GW ，平均年增长率为32%；而在正常发展方案情况下，2009年全球的光伏发电需求将因全球经济的不景气滞留在4.6GW 附近，由于得不到经济支持到2013年仅为12GW，2008～2013年5年间平均年增长率为17%。国际能源组织(IEA)对太阳能光伏发电的未来发展长期预测认为：2020年世界光伏发电量占总发电量的1%，2040年占总发电量的20%。欧洲光伏工业协会(EPIA)对光伏发电的预测为：2020年世界太阳能光伏组件年产量将达到40GW，总装机容量为195GW ，发电量为274TWh，占全球发电量的1% ，太阳电池的组件成本下降到每1峰瓦1美元；2040年光伏发电量达7368TWh，占全球发电量的21%。

图二

第二章我国太阳能光伏发电发展现状及展望

2.1 光伏发电技术

太阳能光伏发电系统的基本结构(独立发电系统)主要由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、负载等几部分组成，太阳能电池阵列是光伏发电系统的核心。太阳能电池用半导体材料制成，在半导体上照射光后，由于半导体吸收光能会激发出电子和孔穴(正电荷)，从而半导体中有电流流过，称为“光伏效应”。太阳能电池技术是太阳能发电技术的主要组成部分。太阳能电池主要有以下几种类型：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、

非晶硅太阳能电池、碲化镉电池、铜铟硒电池等。单晶硅、多晶硅太阳能电池具有制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点。非晶硅薄膜太阳能电池具有弱光效应好，成本相对于硅类太阳能电池较低的优点。而碲化镉、铜铟硒电池则由于原材料剧毒或原材料稀缺性，其规模化生产受到限制。我国从20世纪50年代起开始对太阳能电池进行研究，至20世纪80～90年代从国外引进多条太阳能电池生产线。近几年，我国太阳能电池的研究开发和生产飞跃发展。整体上看，我国不但在太阳能电池生产能力上进入国际先进行列，而且在薄膜太阳能电池的研究开发上达到国际先进水平，同时还在新的有机纳米晶太阳能电池的研究中取得国际领先成果。目前，薄膜电池的转换效率达到6% ～8%，近两年可达到10%～12%，五年内有望达到18%，其功率衰退问题也已解决。薄膜电池对弱光的转化率十分高，即使在阴天照样能够发电。其技术正在成为太阳能电池主流技术，与晶体硅太阳能电池技术并驾齐驱。大型太阳光伏并网电站的控制逆变技术是太阳能光伏并网发电领域的最核心技术之一。光伏发电系统必须对电网和太阳能电池的输出情况进行实时监测，对周围环境做出准确判断，完成相应动作，如对电网的投、切控制，系统的启动、运行、休眠、停止、故障等状态检测，以确保系统安全、可靠的工作。与德国SMA公司研制成功的大型并网逆变器相比，我国在并网型逆变器的研究上起步较晚，并网型太阳能发电设备还未形成规模生产。跟踪式光伏发电系统能够保证太阳入射光线始终与光伏电池阵列保持最佳的角度以接收最大的太阳光照幅射量，从而提高光电转化效率，降低光伏发电的成本。单轴跟踪系统可以提高发电量20%以上，而双轴跟踪系统则可以将发电量提高40 %之多。在我国由于可靠性问题一直没有得到有效解决，目前尚未建成带有光伏阵列跟踪系统的并网光伏电站。中科院电工所2006年10月底在西藏羊八井建成我国第一座具有多种跟踪方式的光伏示