可再生能源是可循環利用的清潔能源,是滿足人類社會可持續發展需要的最終能源選擇。目前,小水電、風電、太陽熱水器和沼氣等可再生能源技術已經成熟,生物質供氣和發電技術也接近成熟,具有廣闊的發展前景。預計今后20-30年內,可再生能源將逐步從弱小地位走向能源主角,將對經濟和社會發展做出重大貢獻。我國可再生能源2010,2020直至2050 年的發展預測如下:
1.2 中國電力現狀和未來電力缺口分析
中國的電力供應在2000 年以前不緊張,2001年以后,由于經濟發展迅猛,電力需求以每年超過20%的速度增長,2003年全國出現電力供應嚴重不足的現象,電力供應的緊張情況在今后2-3 年內不會緩解。2002年全國電力裝機35657萬千瓦,煤電占74.5%,發電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電情況:
按照目前的經濟發展趨勢和中國的資源情況,2010 年和2020年的電力供應單靠傳統的煤、水、核是不夠的,尚存在一定的缺口,需要由可再生能源發電來填補。二、世界光伏產業現狀和發展預測太陽電池是利用材料的光生伏打效應直接將太陽能變成電能的半導體器件,也稱光伏電池。1954年,第一塊實用的硅太陽電池(η=6%)與第一座原子能發電站同時在美國誕生,1959 年太陽電池進入空間應用,1973年能源危機后逐步轉到地面應用。
光伏發電分為獨立光伏系統和并網光伏系統。獨立光伏電站包括邊遠地區的村莊供電系統,太陽能戶用電源系統,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電系統。
并網光伏發電系統是與電網相連并向電網饋送電力的光伏發電系統。目前從技術上可以實現的光伏發電系統并網的方式有:屋定并網發電系統和沙漠電站系統。屋頂系統是利用現有建筑的屋頂有效面積,安裝并網光伏發電系統,其規模一般在幾個kWp到幾個 MWp 不等。沙漠電站則是在無人居住的沙漠地區開發建設大規模的并網光伏發電系統,其規模從10MWp 到幾個GWp的規模不等。
近年來,世界太陽電池年產量迅速增加,連續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量:
三、中國光伏發電市場和產業現狀
3.1中國太陽電池的市場發展
我國于1958 年開始研究太陽電池,于1971年成功地首次應用于我國發射的東方紅二號衛星上。于1973年開始將太陽電池用于地面。我國的光伏工業在80年代以前尚處于雛形,太陽電池的年產量一直徘徊在10KW 以下,價格也很昂貴。
由于受到價格和產量的限制,市場的發展很緩慢,除了作為衛星電源,在地面上太陽電池僅用于小功率電源系統,如航標燈、鐵路信號系統、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和光伏市場的發展給以支持,中央和地方政府在光伏領域投入了一定資金,使得我國十分弱小的太陽電池工業得到了鞏固并在許多應用領域建立了示范,如微波中繼站、部隊通信系統、水閘和石油管道的陰極保護系統、農村載波電話系統、小型戶用系統和村莊供電系統等。同時,在“七五”期間,國內先后從國外引進了多條太陽電池生產線,除了一條1MW的非晶硅電池生產線外,其它全是單晶硅電池生產線,使得我國太陽電池的生產能力猛增到4.5MWp/年,售價也由“七五”初期的80元/Wp 下降到40 元/Wp 左右。