光伏基礎知識_光伏發電介紹

　　光伏是太陽能光伏發電系統的簡稱，是一種利用太陽電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統，有獨立執行和併網執行兩種方式。以下是由小編整理關於光伏知識的內容，希望大家喜歡!

　　太陽能發電的原理

　　太陽能電池與蓄電池組成系統的電源單元，因此蓄電池效能直接影響著系統工作特性。

　　電池單元

　　由於技術和材料原因，單一電池的發電量是十分有限的，實用中的太陽能電池是單一電池經串、並聯組成的電池系統，稱為電池元件***陣列***。單一電池是一隻矽晶體二極體，根據半導體材料的電子學特性，當太陽光照射到由P型和N型兩種不同導電型別的同質半導體材料構成的P-N結上時，在一定的條件下，太陽能輻射被半導體材料吸收，在導帶和價帶中產生非平衡載流子即電子和空穴。同於P-N結勢壘區存在著較強的內建靜電場，因而能在光照下形成電流密度J，短路電流Isc，開路電壓Uoc。若在內建電場的兩側面引出電極並接上負載，理論上講由P-N結、連線電路和負載形成的迴路，於是就有“光生電流”流過，太陽能電池元件就實現了對負載的功率P輸出。

　　電能儲存單元

　　太陽能電池產生的直流電先進入蓄電池儲存，蓄電池的特性影響著系統的工作效率和特性。蓄電池技術是十分成熟的，但其容量要受到末端需電量，日照時間***發電時間***的影響。因此蓄電池瓦時容量和安時容量由預定的連續無日照時間決定。

　　光伏系統介紹

　　太陽能光伏效應，簡稱光伏***PV***，又稱為光生伏特效應***Photovoltaic***，是指光照時不均勻半導體或半導體與金屬組合的部位間產生電位差的現象。

　　光伏被定義為射線能量的直接轉換。在實際應用中通常指太陽能向電能的轉換，即太陽能光伏。它的實現方式主要是通過利用矽等半導體材料所製成的太陽能電板，利用光照產生直流電，比如我們日常生活中隨處可見的太陽能電池。

　　光伏技術具備很多優勢：比如沒有任何機械運轉部件;除了日照外，不需其它任何"燃料"，在太陽光直射和斜射情況下都可以工作;而且從站址的選擇來說，也十分方便靈活，城市中的樓頂、空地都可以被應用。自1958年起，太陽能光伏效應以太陽能電池的形式在空間衛星的供能領域首次得到應用。時至今日，小至自動停車計費器的供能、屋頂太陽能板，大至面積廣闊的太陽能發電中心，其在發電領域的應用已經遍及全球。

　　太陽能是一種快速增長的能源形式，太陽能市場在過去十年中也取得了長足發展。據資料，按年均太陽能系統裝機容量計算，全球太陽能市場複合年均增長率達47.4%，從 2003 年的598MW 增長至2007年的2826MW。預測到2012年，年均太陽能系統裝機容量可能進一步增至9917MW，而整個太陽能行業的銷售額可能從2007年的 172億美元增長至2012年的395億美元。這種增長勢頭在很大程度上要歸功於全球快速增加的市場需求、日益提高的上網電價和各種政府鼓勵措施。

　　在世界的一些主要國家中，尤其是德國、義大利、西班牙、美國、法國和韓國，聯邦政府、州政府和地方政府機構紛紛以退稅、稅收抵免和其他激勵措施的形式向太陽能產品的終端使用者、經銷商、系統整合商和製造商提供補貼和經濟鼓勵，以促進太陽能在併網應用中的使用，降低對其他能源的依賴。然而擁有巨大政治遊說能力的傳統公共電力企業也可能試圖改變所在市場的相關立法，這也可能對太陽能的發展和商業應用造成相對不利的影響。

　　但總體來說，由於全球許多石油和天然氣生產地區政治和經濟局勢的不穩定性，多國政府都在採取積極措施，以減少對國外能源的依賴。太陽能提供了一種極具吸引力的發電方案，而且不會對國外能源形成嚴重的依賴性。除此之外，日益突出的環境問題和與礦物燃料發電相關的氣候變化風險形成政治動因，促使政府實施旨在減少二氧化碳及其他氣體排放量的溫室氣體減排戰略。太陽能及其他可再生能源有助於這些環境問題的解決。

　　世界各國政府實施了多種激勵政策，以促進太陽能及其他可再生能源的開發和應用。許多歐洲國家、一些亞洲國家、澳大利亞、加拿大和美國的多個州省以及一些拉美國家都頒佈了可再生能源政策。以客戶為中心的財務激勵措施包括資本成本退稅、強制光伏上網電價和稅收抵免。資本成本退稅政策提供一筆資金，用於衝抵消費者在太陽能系統中的前期投資。強制光伏上網電價政策要求，公用電力公司依據產生的千瓦時數向用戶支付他們通過太陽能系統產生的電力，而價格在一定時期內是有保障的。這些都鼓勵了光伏產業的發展。

　　而在我國，長期困擾我國光伏產業發展的瓶頸問題，即產業鏈結構中原材料和市場均在海外的問題也得到了政策扶助。上半年由於歐洲各國，尤其是西班牙在太陽能領域的政策發生重大轉變，引起全球光伏市場急劇萎縮，進而導致全球光伏企業一季度的經營狀況普遍不理想。為了扭轉這種境地，我國下決心上馬一大批光伏發電專案，解決了"銷售市場"的問題，在很大程度上穩定了光伏產業的內需，理性的產量預期逐漸形成。前段時間財政部也制定了《關於加快推進太陽能光電建築應用的實施意見》和《太陽能光電建築應用財政補助資金管理暫行辦法》。《意見》對太陽能產業形成了兩大積極資訊，一是產業政策的扶持，不僅僅中央財政安排專門資金，對符合條件的光電建築應用示範工程予以補助，以部分彌補光電應用的初始投入。而且出臺相關財稅扶持政策的地區將優先獲得中央財政支援。二是"太陽能屋頂計劃"對於下游需求的刺激等或將形成相對樂觀的預期，即拓展了太陽能產業的發展空間，下游需求必將有所改善。

　　光伏發展的前景

　　太陽能發電是新興的可再生能源技術，已實現產業化應用的主要是太陽能光伏發電和太陽能光熱發電。太陽能光伏發電具有電池元件模組化、安裝維護方便、使用方式靈活等特點，是太陽能發電應用最多的技術。太陽能光熱發電通過聚光集熱系統加熱介質，再利用傳統蒸汽發電裝置發電，近年來產業化示範專案開始增多。

　　中國政府持續出臺支援光伏產業發展的政策，尤其是在受到美國和歐盟的雙反擠壓之際，相應的擴大了國內的裝機市場，保護國內產業的可持續發展。

　　針對大型光伏發電標杆上網電價，《意見稿》針對四類地區給出了四個不同的上網電價，分別為0.75、0.85、0.95、1元/千瓦時。

　　我國2012年新增光伏裝機5.04GW，累計建設容量達7.97GW，其中大型光伏電站4.19GW，分散式光伏系統3.78GW。目前我們判斷2013年新增裝機可能在8.5GW左右。

　　光伏發電

　　近10年來，全球太陽能光伏電池年產量增長約6倍，年均增長50%以上。2010年，全球太陽能光伏電池年產量1600萬千瓦，其中我國年產量1000萬千瓦。併網光伏電站和與建築結合的分散式併網光伏發電系統是光伏發電的主要利用方式。2010年，全球光伏發電總裝機容量接近4000萬千瓦，主要應用市場在德國、西班牙、日本、義大利，其中德國2010年新增裝機容量700萬千瓦。隨著太陽能光伏發電規模、轉換效率和工藝水平的提高，全產業鏈的成本快速下降。太陽能光伏電池元件價格已經從2000年每瓦4.5美元下降到2010年的1.5美元以下，太陽能光伏發電的經濟性明顯提高。

　　光熱發電

　　光熱發電也稱太陽能熱發電，尚未實現大規模發展，但經過較長時間的試驗執行，開始進入規模化商業應用。美國、西班牙、德國、法國、阿聯酋、印度等國已經建成或在建多座光熱電站。到2010年底，全球已實現併網執行的光熱電站總裝機容量為110萬千瓦，在建專案總裝機容量約1200萬千瓦。

　　到2007年年底，全國光伏系統的累計裝機容量達到10萬千瓦***100MW***，從事太陽能電池生產的企業達到50餘家，太陽能電池生產能力達到290萬千瓦***2900MW***，太陽能電池年產量達到1188MW，超過日本和歐洲，並已初步建立起從原材料生產到光伏系統建設等多個環節組成的完整產業鏈，特別是多晶矽材料生產取得了重大進展，突破了年產千噸大關，衝破了太陽能電池原材料生產的瓶頸制約，為我國光伏發電的規模化發展奠定了基礎。2007年是我國太陽能光伏產業快速發展的一年。受益於太陽能產業的長期利好，整個光伏產業出現了前所未有的投資熱潮。太陽能光伏發電在不遠的將來會佔據世界能源消費的重要席位，不但要替代部分常規能源，而且將成為世界能源供應的主體。預計到2030年，可再生能源在總能源結構中將佔到30%以上，而太陽能光伏發電在世界總電力供應中的佔比也將達到10%以上;到2040年，可再生能源將佔總能耗的50%以上，太陽能光伏發電將佔總電力的20%以上;到21世紀末，可再生能源在能源結構中將佔到80%以上，太陽能發電將佔到60%以上。這些數字足以顯示出太陽能光伏產業的發展前景及其在能源領域重要的戰略地位。

　　根據《可再生能源發展“十二五”規劃》，到2015年，我國力爭使太陽能發電裝機容量達到21GW***百萬千瓦***預計，到2050年，中國可再生能源的電力裝機將佔全國電力裝機的25%，其中光伏發電裝機將佔到5%。未來十幾年，我國太陽能裝機容量的複合增長率將高達25%以上。

　　國家能源局釋出《太陽能發電發展“十二五”規劃》稱，“到2015年底，太陽能發電裝機容量達到2100萬千瓦***即21GW***以上，年發電量達到250億千瓦時。”

　　根據《規劃》，“十二五”時期新增太陽能光伏電站裝機容量約1000萬千瓦，太陽能光熱發電裝機容量100萬千瓦，分散式光伏發電系統約1000萬千瓦，光伏電站投資按平均每千瓦1萬元測算，分散式光伏系統按每千瓦1.5萬元測算，總投資需求約2500億元。

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