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证国民经济的可持续发展,必 须有可持续供应的能源作为支撑。
随着我国经济的快速增长,能源需 求逐年上升,能源进口也逐年增加,加上我国能源结构是以煤炭为主, 因此给经济发展带来的能源安全和环境问题已日益突出。
从能源安 全减少污染改善生态环境和立足于本国资源诸方面来考虑,开发 利用安全可靠的清洁能源新能源和可再生能源,并提高其在能 源结构中的比重,将是实现经济社会可持续发展的种重要保证。
随着我国可再生能源法的实施,国家已将可再生能源的开发 利用列为能源发展的优先领域。
太阳能是取之不尽,用之不竭的最清 洁的可再生能源。
太阳能利用技术从能量转换方式来分,有三种方式 即光热转换光电转换和光化学转换。
太阳能光伏发电是光电转换方 式中最切实可行的方法。
太阳能级多晶硅则是光伏发电的基础材料。
全社会注意节能和新能源的环境,是本项目实施十分有利的社会背 景。
项目的技术背景 太阳能光伏发电的特点 目前实际应用的太阳能电池是种半导体器件,它受到太阳光照 射时能够产生光伏效应,将太阳光能变成直流电能。
光伏发电具有很 多独特的优点,主要体现在以下几个方面。
太阳能取之不尽,用之不竭太阳能发电安全可靠,不会 遭受能源危机或燃烧市场不稳定的冲击。
太阳能随处可得,可就近供电,不必长距离输送,因而避 免了输电线路等电能损失。
太阳能不用燃料,运行成本很小。
太阳能发电没有运动部件,不易损坏,维护简单。
太阳能发电不产生任何废弃物,没有污染噪声等公害, 对环境无不良影响,是理想的清洁能源。
安装光伏发电系统, 每年可少排放二氧化碳约,氮氧化物,硫氧化物 及其它微粒个的屋顶家用光伏系统,可以满足普通 家庭的用电需要,每年少排放的二氧化碳数量相当于辆家庭轿车的 年排放量。
太阳能发电系统建设周期短,由于是模块化安装,不仅可 用于小到太阳能计算器的几个毫瓦,大到数十兆瓦的光伏电站,而且 可以根据负荷的增减,任意添加或减少太阳能电池的容量,既方便灵 活,又避免了浪费。
采用太阳能光伏发电也存在些缺点,主要体现在以下方面。
地面应用时,有间歇性。
地面上接收到的太阳辐射强度为平方米。
大规模使 用时,需要占有较大面积。
目前价格仍较贵,为常规发电的倍,初始投资高,但 随着科技的进步和硅片的大量生产,这些缺点正在克服。
太阳能光伏发电的发展与前景 年美国贝尔实验室制成了世界上第个实用的太阳能电池, 效率仅为,后经过改进,效率大大提高。
早期的太阳能电池只是 在航天器上应用,后来由于材料结构工艺等方面的不断改进,产 量逐年上升,价格也在逐渐下降,现在太阳能电池的价格还不到 世纪年代的。
太阳能电池进入地面起初是在航标灯铁路信号等特殊用电场合 应用,后来逐渐发展到微波通信中继站防灾应急电源石油及天然 气管道阴极保护电源系统等较大规模的工业应用中,太阳能计数器 手表收音机等更是到处可见。
在无电地区的乡村,太阳能家用电源 光电水泵等也已经广泛使用,并且有了很好的社会效益和经济效益。
中小型太阳能光伏电站正在迅速增加,在不少地方已经可以取代柴油 发电机。
以上这些类型属于光伏系统的应用,而对于并网的太阳 能发电系统也已在很多地区推广应用,年发电量为亿, 到年全世界安装的光伏组件容量已超过。
美国,自 年以来安装的光伏系统所发电力可满足万户家庭的用电需要,到 年光伏发电已形成大约亿美元的产业。
至今全世界还有亿人用不上电,而我国现在还有约万人 居住在无电地区,这些地区大多数属于偏远地区,没有电力严重制约 着当地经济的发展,由于居住分散,交通不便,很难通过延伸公共电 网来解决用电问题,因此,光伏发电在这些地区大有用武之地,具有 巨大的潜在市场。
当前影响太阳能电池大规模应用的主要障碍是它的制造成本太 高,在众多发电技术中,太阳能光电仍是花费最高的种形式。
因此, 发展太阳光发电技术的主要目标是通过改进现有的制造工艺,设计新 的电池结构,开发新颖电池材料等方式来降低制造成本,并提高光电 转换效率。
近年来,光伏工业呈现稳定发展的趋势,其特点是产量增 加转换效率提高成本降低应用领域不断扩大。
年,世界 太阳能电池年产量已超过,是年产量的两倍还多。
单晶 硅太阳电池的平均效率为,澳大利亚新南尔士大学的实验室效率 已达。
多晶硅太阳能电池的效率也达,实验室最大效率为 。
非晶硅太阳能电池的效率稳定,单结为,实验室最高 效率为,多结电池为,实验室最高效率为。
由于 生产规模的扩大,生产工艺的改进,晶体硅太阳能电池组件的制造成 本已降至美元,售价也相应降到美元。
非晶硅太阳能 电池单结售价美元,多结售价为美元。
可以预料,随着技 术的进步和市场的拓展,太阳光电池的成本及售价将会大幅下降。
而 由于太阳能电池成本的下降,可望使光伏技术进入大规模发展时期。
太阳能光伏发电的新技术开发 近年来,围绕光电池材料转换效率和稳定性等问题,光伏技术 发展日新月异。
晶体硅太阳能电池的研究重点是高效率单晶硅电池和 低成本多晶硅电池。
随着新 由表可以看出,单晶硅太阳能电池的市场份额变化不是很大,基 本上维持在左右薄膜太阳能电池的市场份额则因为研究进展不 大而使研究者的热情下降,其市场份额也逐步减小非晶硅太阳能电 池同样如此碲化镉和硫铟铜太阳能电池的研究还不成熟,市场份额 也非常小与此相反,可以看到的是,多晶硅太阳能电池的市场份额 则是逐步增长,已经超过单晶硅太阳电池的市场份额,年,其 市场份额已经达到,比单晶硅太阳能电池的市场份额多出 个百分点。
这充分说明,铸造多晶硅太阳能电池将是未来太阳电池发 展之方向,但是单晶硅同样也占有很大很稳定的市场比例。
本项目选择太阳能级多晶硅作为产品是基于对太阳能电池市场 的分析和预测。
产品的市场情况 各国的应用与国际市场 随着太阳能光电技术的日趋成熟和商业化发展,太阳能光电技术 的推广应用了长足的进展。
目前,世界各国已建成多座兆瓦级光伏电 站,位于美国加利福尼亚的光伏电站,容量为。
现正在希腊 克里特岛建造的座阳光电站,容量为。
而在美国准备建造的另座电站规模将达到,已与太阳能热发电站容量相匹敌。
除 此之外,些国家推出的屋顶计划将非常引人注目,显示了阳光发电 的广阔应用前景和强大生命力。
年,德国政府率先推出的千顶 计划,至年已完成近万套屋顶光伏系统,每套容量, 累计安装量已达,远远地超出了当初制定的计划规模。
日本政 府从年开始实施朝日七年计划,到年安装了约万套屋 顶系统,总容量达,后又再次实施七万屋顶计划,每套容 量扩大到,总容量为。
意大利年开始实施全国太 阳能屋顶计划,总投入亿里拉,总容量达。
印度也已于 年安装万套太阳能屋顶系统。
而最雄心勃勃的屋顶计划当 属年月美国总统克林顿宣布实施的美国百万屋顶计划,计 划从年开始至年,将在百万个屋顶上安装总量达到 的光伏系统,并使发电成本降到美分。
上述各 国屋顶计划的实施,将有力地促进太阳能光电的应用普及,并使太阳 能光电进入千家万户。
当前世界上实力雄厚的家光伏公司与上述政府行为相呼应, 都有雄心勃勃的扩展计划。
各公司年产目标为公司和夏普 公司为,太阳能公司为,西门子公司为公 司为,壳牌公司和公司为, 公司公司和三洋公司为。
据美国公司预测, 年世界光电池的生产能力将达到,而年的光电池 组件交易量将达到年。
太阳能市场目前占全球能源市场的,估计价值每年约亿美 元。
据欧洲可再生能源委员会研究报告,太阳能工业年将占到 全球能源市场的。
那时,其产值可达千亿美元以上,是个前途 无量的行业。
多晶硅的世界产值以其计可达亿美元之巨。
正在崛起的中国市场与产业 当电力煤炭石油等不可再生能源频频告急,能源问题日益成 为制约国际社会经济发展的瓶颈时,越来越多的国家开始实行阳光 计划,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。
中国蕴藏着丰富 的太阳能资源,太阳能利用前景广阔。
中国太阳能利用进入大规模实 用阶段的条件已经成熟。
中国已经成为世界上产量最大的太阳能消费 品生产国,形成了广阔的农村太阳能光伏产品消费市场,并网太阳能 光伏发电站及建筑物屋顶并网太阳能光伏发电工程也已开始启动。
年间,中国光伏产业迅猛发展,已经成为世界光伏产业和 市场发展最快的国家之。
为了迎接年世博会上海提出万太 阳能屋顶计划,广东提出万太阳能屋顶计划,深圳建起了 光伏电站,许多省市都提出太阳能光伏电站和各种阳光计划。
光伏技 术的发展,近期将以高效晶体硅电池为主,如前所述,晶体硅太阳能 电池具有转换效率高性能稳定商业化程度高等优点,但也存在硅 材料紧缺制造成本高等问题。
光伏技术将逐步由农村偏远地区以 及其它特殊应用场合向城市推进,伴随着更多国家屋顶计划的实施, 光伏发电将走进城市的千家万户。
另外,随着人类航天技术以及微波 输电技术的进步发展,空间太阳能电站的设想可望得到实现。
由于空间太阳能电站不受天气气候条件的的制约,其发展显示出美好
