可再生能源是可循環(huán)利用的清潔能源,是滿足人類社會可持續(xù)發(fā)展需要的最終能源選擇。目前,小水電、風(fēng)電、太陽熱水器和沼氣等可再生能源技術(shù)已經(jīng)成熟,生物質(zhì)供氣和發(fā)電技術(shù)也接近成熟,具有廣闊的發(fā)展前景。預(yù)計今后20-30年內(nèi),可再生能源將逐步從弱小地位走向能源主角,將對經(jīng)濟和社會發(fā)展做出重大貢獻。我國可再生能源2010,2020直至2050 年的發(fā)展預(yù)測如下:
1.2 中國電力現(xiàn)狀和未來電力缺口分析
中國的電力供應(yīng)在2000 年以前不緊張,2001年以后,由于經(jīng)濟發(fā)展迅猛,電力需求以每年超過20%的速度增長,2003年全國出現(xiàn)電力供應(yīng)嚴重不足的現(xiàn)象,電力供應(yīng)的緊張情況在今后2-3 年內(nèi)不會緩解。2002年全國電力裝機35657萬千瓦,煤電占74.5%,發(fā)電16542億千瓦時,煤電占81.7%。下表給出了2002年我國電力裝機和發(fā)電情況:
按照目前的經(jīng)濟發(fā)展趨勢和中國的資源情況,2010 年和2020年的電力供應(yīng)單靠傳統(tǒng)的煤、水、核是不夠的,尚存在一定的缺口,需要由可再生能源發(fā)電來填補。二、世界光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展預(yù)測太陽電池是利用材料的光生伏打效應(yīng)直接將太陽能變成電能的半導(dǎo)體器件,也稱光伏電池。1954年,第一塊實用的硅太陽電池(η=6%)與第一座原子能發(fā)電站同時在美國誕生,1959 年太陽電池進入空間應(yīng)用,1973年能源危機后逐步轉(zhuǎn)到地面應(yīng)用。
光伏發(fā)電分為獨立光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。獨立光伏電站包括邊遠地區(qū)的村莊供電系統(tǒng),太陽能戶用電源系統(tǒng),通信信號電源,陰極保護,太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。
并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)饋送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。目前從技術(shù)上可以實現(xiàn)的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的方式有:屋定并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和沙漠電站系統(tǒng)。屋頂系統(tǒng)是利用現(xiàn)有建筑的屋頂有效面積,安裝并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),其規(guī)模一般在幾個kWp到幾個 MWp 不等。沙漠電站則是在無人居住的沙漠地區(qū)開發(fā)建設(shè)大規(guī)模的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),其規(guī)模從10MWp 到幾個GWp的規(guī)模不等。
近年來,世界太陽電池年產(chǎn)量迅速增加,連續(xù)8 年增速在30%左右,2004年的年增長率甚至超過60%,達到1200MW。圖二給出世界歷年太陽電池產(chǎn)量:
三、中國光伏發(fā)電市場和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
3.1中國太陽電池的市場發(fā)展
我國于1958 年開始研究太陽電池,于1971年成功地首次應(yīng)用于我國發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星上。于1973年開始將太陽電池用于地面。我國的光伏工業(yè)在80年代以前尚處于雛形,太陽電池的年產(chǎn)量一直徘徊在10KW 以下,價格也很昂貴。
由于受到價格和產(chǎn)量的限制,市場的發(fā)展很緩慢,除了作為衛(wèi)星電源,在地面上太陽電池僅用于小功率電源系統(tǒng),如航標燈、鐵路信號系統(tǒng)、高山氣象站的儀器用電、電圍欄、黑光燈、直流日光燈等,功率一般在幾瓦到幾十瓦之間。在“六五”(1981-1985)和“七五”(1986-1990)期間,國家開始對光伏工業(yè)和光伏市場的發(fā)展給以支持,中央和地方政府在光伏領(lǐng)域投入了一定資金,使得我國十分弱小的太陽電池工業(yè)得到了鞏固并在許多應(yīng)用領(lǐng)域建立了示范,如微波中繼站、部隊通信系統(tǒng)、水閘和石油管道的陰極保護系統(tǒng)、農(nóng)村載波電話系統(tǒng)、小型戶用系統(tǒng)和村莊供電系統(tǒng)等。同時,在“七五”期間,國內(nèi)先后從國外引進了多條太陽電池生產(chǎn)線,除了一條1MW的非晶硅電池生產(chǎn)線外,其它全是單晶硅電池生產(chǎn)線,使得我國太陽電池的生產(chǎn)能力猛增到4.5MWp/年,售價也由“七五”初期的80元/Wp 下降到40 元/Wp 左右。