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1、一、光伏产业的发展历程 二、光伏发电技术问题与未来前景 三、我国光伏行业市场现状分析,太阳能光伏发电技术概况,什么是太阳能光伏发电呢？,太阳能光伏发电是指利用太阳能电池这种半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，无需通过热过程直接将太阳光能转变成电能的发电方式。它包含光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。,光伏发电系统主要有什么构成？,光伏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、自动太阳能跟踪系统、自动太阳能组件除尘系统等设备组成。,太阳能光伏产业链是怎样的呢？,太阳能光伏产业链是由硅提纯、硅锭/硅片生产、光伏电池制作、光伏电池组件制作、部件和系统集成五个部分
2、组成。各环节特点如下图所示：,在整个产业链中，从硅提纯到系统集成，从业企业数量分布越来越多，且整个光伏产业链的利润主要是集中在上游的晶体硅生产环节，上游企业的盈利能力明显优于下游。,1、光伏产业的出现,上世纪七十年代石油危机引发西方国家的经济危机开始，西方国家便加强了对新能源的研究和探索；特别是随着人类文明的发展，传统化石燃料面临枯竭的危机更加加速了新能源技术研究的步伐。,一、光伏产业的发展历程,一、光伏产业的发展历程,2、光伏产业稳步发展,光伏发电技术由于它独有的优势，在各种新能源技术的竞争中脱颖而出，成为全球最受关注和追捧的新能源产业。从上世纪九十年代初开始，光伏产业在政府的推动下稳步发展
3、。,3、光伏产业的快速发展,为了实现能源和环境的可持续发展，世界各国都将光伏发电作为发展的重点。在各国政府的大力支持下，光伏产业发展迅速。 截止到2014 年底，全球光伏累计装机容量达到188.8GW，较2013 年增长幅度达到33.1%。,一、光伏产业的发展历程,4、光伏产业发展在全球的分布,2014 年全球光伏累计装机容量排名前十的国家依次为：中国、德国、日本、美国、意大利、法国、英国、西班牙、澳大利亚、印度，其累计装机容量之和占全球总量的82%。 日本从2013 年的排名第四位上升为2014 年的第三位，英国从2013年的排名第九位上升为2014 年的第七位。从区域分布来看，欧洲光伏累计
4、装机容量达到了86.2GW，占全球累计装机容量总量的45.7%，亚洲光伏累计装机容量达到66.7GW，占全球累计装机容量的35.3%,一、光伏产业的发展历程,5、光伏产业的市场分布,2014 年光伏市场占比情况： 地面电站的新增装机容量占比为48%； 住宅建筑光伏应用占比为20%； 非住宅建筑光伏应用占比为32%； 2014 年建筑光伏应用的新增装机容量占比居全球前三位的国家： 日本、德国、美国，分别为59%、56% 和53%。 中国，目前主要以工业厂房的分布式应用为主，户用光伏发电尚处于起步阶段，随着中国居民对户用光伏发电产品的了解，户用光伏发电将迎来高速的发展阶段。,一、光伏产业的发展历程
5、,建筑光伏应用市场（主要）,一、光伏产业的发展历程-分布图,图1-7a 2011全球光伏产业分布 图1-7b 2014光伏系统装机容量分布,二、光伏发电技术存在的问题与未来前景,1、光伏发电目前主要存在四大问题：,a光伏发电效率低 b系统造价成本高 c发电运行受气候环境因素影响大 d制造单晶硅和多晶硅光伏电池需要消耗相当多的能源,2、太阳能发电的未来,a拥有自己的太阳能发电站 b变加油站为氢能站 c小规模电力系统 d地球规模的太阳能发电系统 e宇宙太阳能发电系统,二、光伏发电技术存在的问题与未来发展,三、我国光伏行业市场现状分析,1、光伏发电产业政策,2012年2月，为贯彻落实 工业转型升级规
6、划（2011-2015年）、 信息产业“十二五“发展规划、 电子信息制造业“十二五“发展规划， 促进太阳能光伏产业可持续发展，工业和信息化部制定了太阳能光伏产业“十二五“发展规划。 规划中提高“十二五“发展重点包括：,三、我国光伏行业市场现状分析,1、光伏发电产业政策,规划中提高“十二五“发展重点包括： （1）高纯多晶硅 （2）硅碇/硅片 （3）晶硅电池 （4）薄膜电池 （5）高效聚光太阳能电池 （6）BIPV组件 （7）光伏生产专用设备,三、我国光伏行业市场现状分析,2、光伏发电补贴政策,2012年10月26日，国家电网正式对外发布支持分布式光伏电站建设及光伏发电并网的有关意见，并公布分布式
7、光伏发电站接入电网的相关标准。该意见的最大亮点在于，针对单个并网点装机容量在6兆瓦以下，且接入电压在10千伏以下的光伏项目，将减免包括调试、检测等在内的服务费用。同时，满足上述条件的光伏发电站接入电网的投资将由国家电网负责，也即免去接入费。分析认为，国网的这次让利举动，将极大促进分布式光伏发电站在国内的应用，并对光伏组件、逆变器、蓄电池等与分布式光伏发电有关的行业带来实质性的利好。,三、我国光伏行业市场现状分析,2、光伏发电补贴政策,一般说来，由于分布式发电接入电网需要进行线路改造，因此电网会向接入方收取一定的接入费。而为了系统运行的安全稳定，分布式发电还需要电网作为后备电源，为此需向电网缴纳
8、一定数额的备用容量费。目前分布式发电成本远高出一般的火力发电标杆电价，再加上不菲的接入费与备用费，大多数分布式电站只能选择离网运行。光伏并网一个接入点的价格是42万元，以1兆瓦的项目为例，接入点需10个以上，仅接入费用就是400多万元。发达国家普遍制定了分布式电源并网的收费标准，但中国只有上海等少数几个地区制定了接入费与备用费的收取标准，目前上海分布式电源接入电网的收费依据项目容量而定，最低为40万元。,三、我国光伏行业市场现状分析,2、光伏发电补贴政策-行业标准,由中国电科院牵头编写的 光伏电站现场组件检测规程、 光伏电站逆变器效率检测技术要求、 光伏电站逆变器电磁兼容性检测技术要求 三项电
9、力行业标准初稿，已通过专家初稿审查通过，这将进一步完善国内光伏发电领域关键技术标准体系。,四、光伏发电在我国的发展,4、光伏在农村电气化和并网发电上的市场潜力,（1）农村电气化,据统计，截止到2005年底，全国大约还有270万无电户，1100万无电人口，其中有200万户， 大约800万人将采用电网延伸、小水电和移民搬迁的办法解决他们的用电问题，其余70万无电户需要在2006-2015年间采用光伏和风光互补发电系统解决。,四、光伏发电在我国的发展,4、光伏在农村电气化和并网发电上的市场潜力,（1）农村电气化,如果按照脱贫标准（每户装机200W，每年每户用电200kW. h）,预计总装机容量140
10、MWp，投资大约100亿元；如果要达到边远地区城市用电标准（每年每户用电1000kW.h），则市场容量将是700MWp。,四、光伏发电在我国的发展,4、光伏在农村电气化和并网发电上的市场潜力,（2）城市建筑并网光伏系统的应用,上海、北京、南京、无锡、保定、德州等城市也都启动了城市太阳能示范计划和行动。中国出现了城市光伏并网发电的雏形。,四、光伏发电在我国的发展,4、光伏在农村电气化和并网发电上的市场潜力,（3）大规模光伏 (LS-PV) 荒漠电站,最具发展前景的光伏发电应用的市场是大规模的荒漠电站。中国拥有沙漠、沙化和潜在沙化的土地接近250万km2，约占国土面积的1/4。利用其中的1%，在现
11、有的技术条件下，即可安装25亿KWp的光伏发电站，年发电3000TWh，相当于目前中国总发电量。,第二章: 太阳能光伏发电系统,一、 太阳能光伏发电系统的工作原理,1 、太阳能光伏发电,指利用半导体电子器件的光生伏打效应，有效地吸收太阳辐射能，并使之直接转变为电能的过程。,一、 太阳能光伏发电系统的工作原理,2 、太阳能光伏发电系统的组成,由太阳电池组（方阵）、控制器、蓄电池（组）、直流-交流逆变器、测试仪表和计算机监控等电力设备或其他辅助发电设备组成，其系统组成如图2.1所示。,图2.1 太阳能光伏发电系统示意图,二、 太阳能光伏发电系统的运行方式,1 、太阳能光伏发电系统分类,离网太阳能光
12、伏发电系统和联网太阳能光伏发电系统。,二、 太阳能光伏发电系统的运行方式,2 、概念,（1）离网太阳能光伏发电系统是指没有与公用电网相连接的太阳能光伏系统（独立太阳能光伏发电系统）。 例如：边远农村、海岛、通信系统等。 （2）联网太阳能光伏发电系统是指与公共电网相联接，共同承担供电任务的太阳能光伏发电系统（并网太阳能光伏发电系统）。 例如：屋顶光伏发电系统和MW级集中型大型并网发电系统，交通工具和城市照明等。,二、 太阳能光伏发电系统的运行方式,3 、并网太阳能光伏发电系统的优越性,（1）可以对电网调峰，提高电网末端的电压稳定性，改善电网的功率因数，有效地消除电网杂波。 （2）所发电能回馈电网
13、，以电网为储能装置，省掉蓄电池。与独立太阳能光伏系统相比可减少建设投资35%45%，发电成本大大降低。,二、 太阳能光伏发电系统的运行方式,3 、并网太阳能光伏发电系统的优越性,（3）光伏电池与建筑完美结合，既可发电又可作为建筑材料和装饰材料，使资源充分利用，发挥多种功能。 （4）出入电网灵活，既有利于改善电力系统的负荷平衡，又可降低线路损耗。,1、独立光伏发电系统的组成,三、太阳能光伏发电系统的组成和应用,（1）分类：根据用电负载的特点分为直流系统、交流系统和交直流混合系统。 （2）组成：主要由太阳电池方阵、储能装置（蓄电池组）、直流-交流逆变装置、控制设备与连接装置等组成。如图2.2,图2
14、.2 独立光伏发电系统,（2）组成,三、太阳能光伏发电系统的组成和应用,a. 太阳电池方阵:最核心的器件是太阳电池。商用的太阳电池主要有单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、碲化镉电池、铜铟硒电池等。太阳电池单体尺寸通常为125125mm2或 156156mm2，工作电压为0.40.5V，工作电流为2025mA/cm2。如2.3,（2）组成,三、太阳能光伏发电系统的组成和应用,图2.3 太阳电池单体、组件和方阵,（2）组成,三、太阳能光伏发电系统的组成和应用,b蓄电池组:是贮存太阳电池方阵受光照时所发出的电能并能随时向负载供电。,c控制设备:是光伏发电系统中的重要部分之一。其功能：信号检测蓄电池
15、的充放电控制其他设备保护故障诊断定位运行状态指示。,d逆变器:是将直流电转变成交流电的一种设备。,2、独立光伏发电系统概要,三、太阳能光伏发电系统的组成和应用,分类：独立型太阳能光伏系统根据是否使用蓄电池，负载是直流负载还是交流负载以及是否使用逆变器可分为以下几种:直流负载直接型、直流负载蓄电池使用型、交流负载蓄电池使用型、直、交流负载蓄电池使用型等系统。,2、独立光伏发电系统概要,三、太阳能光伏发电系统的组成和应用,（1）直流负载直接型系统 直流负载直接型系统可以在日照不足时、太阳能光伏系统不工作时也无关紧要的情况下使用，如图2.5所示，该系统是一种不带蓄电池的独立系统，太阳电池与负载(如换
16、气扇、抽水机)直接连接。例如灌溉系统、水泵系统等。,2、独立光伏发电系统概要,三、太阳能光伏发电系统的组成和应用,图2.5 直流负载直接型,（1）直流负载直接型系统,2、独立光伏发电系统概要,三、太阳能光伏发电系统的组成和应用,（2）直流负载蓄电池使用型系统 直流负载蓄电池使用型系统如图2.6所示，由太阳电池、蓄电池、充放电控制器以及直流负载等构成。,图2.6 直流负载蓄电池使用型系统,2、独立光伏发电系统概要,三、太阳能光伏发电系统的组成和应用,（3）图2.6为交流负载蓄电池使用型系统，该系统由太阳电池、交流负载、逆变器、蓄电池以及充放电控制器等构成。,图2.6 交流负载蓄电池使用型系统,2、独立光伏发电系统概要,三、太阳能光伏发电系统的组成和应用,（4）直、交流负载蓄电池使用型系统,图2.7为直、交流负载蓄电池使用型系
