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1、中国及海外太阳能光伏产业中国及海外太阳能光伏产业 现状与发展趋势现状与发展趋势 中国电子科技术集团公司第十四研究所 2012年4月 中国光伏前程与趋势中国光伏前程与趋势 光伏产业与构想光伏产业与构想 中国光伏市场概况中国光伏市场概况 世界光伏市场概况世界光伏市场概况 太阳能光伏简介太阳能光伏简介 主题内容主题内容 一 光伏简介一 光伏简介 中国光伏中国光伏 市场概况市场概况 中国光伏中国光伏 前程与趋势前程与趋势 光伏产业光伏产业 与构想与构想 光伏简介光伏简介 世界光伏世界光伏 市场概况市场概况 1 一 光伏简介一 光伏简介 1 1 太阳与地球太阳与地球平均距离平均距离为为1 1亿亿5 5千
2、万公里 太阳的寿命约千万公里 太阳的寿命约5050 亿年 太阳的核心区域半径是太阳半径的亿年 太阳的核心区域半径是太阳半径的1 41 4 约为整个 约为整个太太 阳质量阳质量的一半以上 的一半以上 太阳核心太阳核心的温度极高 达到的温度极高 达到15001500万万 压力也极大 使得由氢聚变为氦的压力也极大 使得由氢聚变为氦的热核反应热核反应得以发生 释放得以发生 释放 出极大的能量 产生的能量以辐射方式向宇宙空间发射 其出极大的能量 产生的能量以辐射方式向宇宙空间发射 其 中二十二亿分之一的能量辐射到地球 成为地球上光和热的中二十二亿分之一的能量辐射到地球 成为地球上光和热的 主要来源 主要
3、来源 我们的太阳我们的太阳 一 光伏简介一 光伏简介 2 2 什么是太阳能 什么是太阳能 太阳能 太阳能 SolarSolar 是太阳内部连 是太阳内部连 续不断的核聚变反应过程产生的能续不断的核聚变反应过程产生的能 量 是各种可再生能源中最重要的量 是各种可再生能源中最重要的 基本能源 也是人类可利用的最丰基本能源 也是人类可利用的最丰 富的能源 太阳每年投射到地面上富的能源 太阳每年投射到地面上 的辐射能高达的辐射能高达1 05 1018 10689 1 05 1018 10689 千千 瓦时 相当于瓦时 相当于1 3 106 137 8 1 3 106 137 8 万亿万亿 吨标准煤 大
4、约为全世界目前一年吨标准煤 大约为全世界目前一年 耗能的一万多倍 按目前太阳的质耗能的一万多倍 按目前太阳的质 量消耗速率计 可维持量消耗速率计 可维持6 1010 6 1010 60606060 年 可以说它是 年 可以说它是 取之不尽取之不尽 用之不竭 用之不竭 的能源 的能源 一 光伏简介一 光伏简介 3 3 地球上的地球上的风能风能 水能水能 海洋温差能海洋温差能 波浪能波浪能和和生物质能生物质能以及部分以及部分潮汐能潮汐能都是来源于都是来源于 太阳 即使是地球上的化石燃料 如太阳 即使是地球上的化石燃料 如煤煤 石油石油 天然气天然气等 从根本上说也是远古以来贮等 从根本上说也是远古
5、以来贮 存下来的太阳能 所以广义的太阳能所包括的范围非常大 狭义的太阳能则限于太阳辐存下来的太阳能 所以广义的太阳能所包括的范围非常大 狭义的太阳能则限于太阳辐 射能的光热 光电和光化学的直接转换 太阳能既是射能的光热 光电和光化学的直接转换 太阳能既是一次能源一次能源 又是 又是可再生能源可再生能源 它资 它资 源丰富 既可免费使用 又无需运输 对环境无任何污染 源丰富 既可免费使用 又无需运输 对环境无任何污染 太阳能的利用主要通过光太阳能的利用主要通过光 热 光热 光 电 光电 光 化学 光化学 光 生物质等几种转换方式实现生物质等几种转换方式实现 一 光伏简介一 光伏简介 4 4 现代
6、的太阳能科技可以将阳光聚合 并现代的太阳能科技可以将阳光聚合 并 运用其能量产生热水 蒸汽和电力 集热式运用其能量产生热水 蒸汽和电力 集热式 太阳能太阳能 Solar Thermal Solar Thermal 的原理是将镜子反射的原理是将镜子反射 的太阳光 聚焦在一条叫接收器的玻璃管上的太阳光 聚焦在一条叫接收器的玻璃管上 而该中空的玻璃管可以让油流过 从镜子 而该中空的玻璃管可以让油流过 从镜子 反映的太阳光会令管子内的油升温 产生蒸反映的太阳光会令管子内的油升温 产生蒸 气 再由蒸气推动 轮机发电 气 再由蒸气推动 轮机发电 太阳能光热转换 美国太阳能集热阵列 西班牙集光式发电系统 一
7、 光伏简介一 光伏简介 5 5 光电转换又称光电转换又称太阳能光伏太阳能光伏 就是 就是 利用太阳电池直接将太阳光能转化为利用太阳电池直接将太阳光能转化为 电能 而太阳能电池通常是利用半导电能 而太阳能电池通常是利用半导 体器件的光伏效应原理进行光电转换体器件的光伏效应原理进行光电转换 因此 因此太阳能发电太阳能发电又称为又称为光伏发电光伏发电 太阳能光电转换 合肥阳光产业光伏发电系统 青岛体育馆光伏系统 一 光伏简介一 光伏简介 6 6 太阳能光伏技术 太阳能光伏技术 PhotovoltaicPhotovoltaic 是将太阳能转化为电力的技术 其核 是将太阳能转化为电力的技术 其核 心是可
8、释放电子的半导体物质 最常用的半导体材料是硅 地壳硅储量丰富心是可释放电子的半导体物质 最常用的半导体材料是硅 地壳硅储量丰富 可以说是取之不尽 用之不竭 太阳能光伏电池有两层半导体 一层为正 可以说是取之不尽 用之不竭 太阳能光伏电池有两层半导体 一层为正 极 一层为负极 阳光照射在半导体上时 两极交界处产生电流 阳光强度极 一层为负极 阳光照射在半导体上时 两极交界处产生电流 阳光强度 越大 电流就越强 太阳能光伏系统不仅只在强烈阳光下运作 在阴天也能越大 电流就越强 太阳能光伏系统不仅只在强烈阳光下运作 在阴天也能 发电 其优点有 发电 其优点有 燃料免费 没有会磨损 毁坏或需替换的活动
9、部件 保持燃料免费 没有会磨损 毁坏或需替换的活动部件 保持 系统运转仅需很少的维护 可在任何地方快速安装 无噪声 无有害排放和系统运转仅需很少的维护 可在任何地方快速安装 无噪声 无有害排放和 污染气体等污染气体等 太阳能光伏技术 太阳能太阳能 电池组件电池组件 防逆流防逆流 装置装置 光伏阵列光伏阵列 汇流箱汇流箱 光伏光伏 逆变器逆变器 直流直流 配电柜配电柜 交流交流 配电柜配电柜 监控及通讯装置监控及通讯装置 一 光伏简介一 光伏简介 7 7 18391839年 法国科学家年 法国科学家贝克雷尔贝克雷尔 BecqurelBecqurel 发现 光 发现 光 照能使半导体材料的不同部位
10、之间产生电位差 这种现象照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差 这种现象 后来被称为后来被称为 光生伏打效应光生伏打效应 简称 简称 光伏效应光伏效应 19541954 年 美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成年 美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成 了光电转换效率为了光电转换效率为4 5 4 5 的单晶硅太阳电池 诞生了将太阳的单晶硅太阳电池 诞生了将太阳 光能转换为电能的实用光伏发电技术 光能转换为电能的实用光伏发电技术 太阳能光生伏打效应 贝克雷尔贝克雷尔 法国科学家法国科学家 美国贝尔实验室美国贝尔实验室 美国贝尔实验室是晶体管 激光器 太美国贝尔实验室是晶体管
11、激光器 太 阳能电池 通信网等许多重大发明的诞生地阳能电池 通信网等许多重大发明的诞生地 自 自19251925年以来 贝尔实验室共获得两万五年以来 贝尔实验室共获得两万五 千多项专利 现在 平均每个工作日获得三千多项专利 现在 平均每个工作日获得三 项专利 在科研方面处于全球领先地位 项专利 在科研方面处于全球领先地位 一 光伏一 光伏简介简介 8 8 太阳能光伏系统分类 独立光伏系统独立光伏系统 光伏系统 分类 并网光伏系统并网光伏系统 与电网相连并与电网相连并 向电网输送电力的向电网输送电力的 光伏发电系统光伏发电系统 各种带有蓄电各种带有蓄电 池的可以独立运行池的可以独立运行 的光伏发
12、电系统 的光伏发电系统 太阳能太阳能 电池方阵电池方阵 充放电充放电 控制器控制器 蓄电池组蓄电池组 逆变器逆变器 交流配电柜交流配电柜 交流配电柜交流配电柜 内燃机内燃机 监控及通讯装置监控及通讯装置 电池房电池房 用户用户 一 光伏简介一 光伏简介 9 9 太阳能光伏设备 太阳能光伏发电系统是由太阳能电池方阵 蓄电池组 充放电控制器 逆变器 交流配电柜 太阳跟踪控制系统等设备组成 一 光伏一 光伏简介简介 10 10 太阳能利弊分析 优点 普遍普遍1 2 3 太阳光普照大地 无论陆地或海洋 无论高山或岛太阳光普照大地 无论陆地或海洋 无论高山或岛 屿 都处处皆有 可直接开发和利用 且勿须开
13、采屿 都处处皆有 可直接开发和利用 且勿须开采 和运输 和运输 4 巨大巨大 长久长久 无害无害 开发利用太阳能不会污染环境 它是最清洁的能源开发利用太阳能不会污染环境 它是最清洁的能源 之一 在环境污染越来越严重的今天 这一点是极之一 在环境污染越来越严重的今天 这一点是极 其宝贵 其宝贵 每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130130万亿万亿 多吨标准煤 其总量属现今世界上可以开发的最大多吨标准煤 其总量属现今世界上可以开发的最大 能源 能源 根据目前太阳产生的核能速率估算 根据目前太阳产生的核能速率估算 氢氢的贮量足够的贮量足够 维持上百亿年 而
14、地球的寿命也约为几十亿年 从维持上百亿年 而地球的寿命也约为几十亿年 从 这个意义上讲 可以说太阳的能量是用之不竭的 这个意义上讲 可以说太阳的能量是用之不竭的 一 光伏一 光伏简介简介 11 11 太阳能利弊分析 缺点 分散性分散性 1 2 3 到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大 但是能流密度到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大 但是能流密度 很低 在利用太阳能时 想要得到一定的转换功率 往往很低 在利用太阳能时 想要得到一定的转换功率 往往 需要面积相当大的一套收集和转换设备 造价较高 需要面积相当大的一套收集和转换设备 造价较高 效率低效率低 成本高成本高 不稳定性不稳定性 由于受到昼
15、夜 季节 地理纬度和海拔高度等自然条件的由于受到昼夜 季节 地理纬度和海拔高度等自然条件的 限制以及晴 阴 云 雨等随机因素的影响 所以 到达限制以及晴 阴 云 雨等随机因素的影响 所以 到达 某一地面的太阳辐照度既是间断的 又是极不稳定的 这某一地面的太阳辐照度既是间断的 又是极不稳定的 这 给太阳能的大规模应用增加了难度 蓄能也是太阳能利用给太阳能的大规模应用增加了难度 蓄能也是太阳能利用 中较为薄弱的环节之一 中较为薄弱的环节之一 目前太阳能利用的发展水平 有些方面在理论上是可行的目前太阳能利用的发展水平 有些方面在理论上是可行的 技术上也是成熟的 但有的太阳能利用装置 因为效率 技术上
16、也是成熟的 但有的太阳能利用装置 因为效率 偏低 成本较高 经济性还不能与常规能源相竞争 偏低 成本较高 经济性还不能与常规能源相竞争 END01 二 世界光伏市场概况二 世界光伏市场概况 中国光伏中国光伏 前程与趋势前程与趋势 光伏产业光伏产业 与构想与构想 光伏简介光伏简介 世界光伏世界光伏 市场概况市场概况 中国光伏中国光伏 市场概况市场概况 2 二 世界光伏市场 二 世界光伏市场 1 1 据记载 人类利用太阳能已有3000多年的历史 将太阳能作 为一种能源和动力加以利用 只有300多年的历史 真正将太阳能 作为 近期急需的补充能源 未来能源结构的基础 则是近 年来的事 20世纪70年代以来 太阳能科技突飞猛进 太阳能利用日新 月异 20世纪的100年间 太阳能科技发展历史大体可分为七个阶 段 利用太阳能的历史 1 二 世界光伏市场 二 世界光伏市场 2 2 第第1 1阶段阶段 个性动力个性动力 装置时期装置时期 第第2 2阶段阶段 太阳能太阳能 低潮期低潮期 1900 1920 1921 1945 第第3 3阶段阶段第第4 4阶段阶段 第第5 5阶段阶段第第6 6阶段阶段第第7
