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光伏发展简史

发布时间:2012-11-09

1、定义
光伏
光伏(PV or photovoltaic)是太阳能光伏发电系统(photovoltaic power system)的简称。是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。

 
独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置,主要用于无电网的边远地区和人口分散地区,整个系统造价很高;在有公共电网的地区,光伏发电系统与电网连接并网运行,省去蓄电池,不仅可以大幅度降低造价,而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。
 
2、光伏的来源
光伏
 
自从1954年第一块实用光伏电池问世以来,太阳光伏发电取得了长足的进步。但比计算机和光纤通讯的发展要慢得多。其原因可能是人们对信息的追求特别强烈,而常规能源还能满足人类对能源的需求。1973年的石油危机和90年代的环境污染问题大大促进了太阳光伏发电的发展。其发展过程简列如下:
 
1839年法国科学家贝克勒尔发现“光生伏特效应”,即“光伏效应”;
1876年亚当斯等在金属和硒片上发现固态光伏效应;
1883年制成第一个“硒光电池”,用作敏感器件;
1930年肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论;同年,朗格首并网型光伏发电系统设备防雷次提 出用“光伏效应”制造“太阳电池”,使太阳能变成电能。   
1931年布鲁诺将铜化合物和硒银电极浸入电解液,在阳光下启动了一个电动机。   
1932年 奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳电池。   
1941年 奥尔在硅上发现光伏效应。   
1954年 恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室,首次制成了实用的单晶太阳电池,效率为6%。同年,韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成了第一块薄膜太阳电池。   
1955年 吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。同年,第一个光电航标灯问世。美国RCA研究砷化镓太阳电池。   
1957年 硅太阳电池效率达8%。   
1958年 太阳电池首次在空间应用,装备美国先锋1号卫星电源。   
1959年 第一个多晶硅太阳电池问世,效率达5%。   
1960年 硅太阳电池首次实现并网运行。   
1962年 砷化镓太阳电池光电转换效率达13%。   
1969年 薄膜硫化镉太阳电池效率达8%。   
1972年 罗非斯基研制出紫光电池,效率达16%。   
1972年 美国宇航公司背场电池问世。   
1973年 砷化镓太阳电池效率达15%。   
1974年 COMSAT研究所提出无反射绒面电池,硅太阳电池效率达18%。   
1975年 非晶硅太阳电池问世。同年,带硅电池效率达6%~%。   
1976年 多晶硅太阳电池效率达10%。   
1978年 美国建成100kWp太阳地面光伏电站。   
1980年 单晶硅太阳电池效率达20%,砷化镓电池达22.5%,多晶硅电池达14.5%,硫化镉电池达9.15%。   
1983年 美国建成1MWp光伏电站;冶金硅(外延)电池效率达11.8%。   
1986年 美国建成6.5MWp光伏电站。   
1990年 德国提出“2000个光伏屋顶计划”,每个家庭的屋顶装3~5kWp光伏电池。   
1995年 高效聚光砷化镓太阳电池效率达32%。   
1997年 美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”,在2010年以前为100万户,每户安装3~5kWp。光伏电池。有太阳时光伏屋顶向电网供电,电表反转;无太阳时电网向家庭供电,电表正转。家庭只需交“净电费”。   
1997年 日本“新阳光计划”提出到2010年生产43亿Wp光伏电池。   
1997年 欧洲联盟计划到2010年生产37亿Wp光伏电池。   
1998年 单晶硅光伏电池效率达25%。荷兰政府提出“荷兰百万个太阳光伏屋顶计划”,到2020年完成。

3、国内现状
 
在国际太阳能光伏发电市场的带动下,在《可再生能源法》及配套政策的支持下,我国太阳能发电产业快速成长,已经建立了较好的太阳能光伏电池制造产业基础,在技术和成本上形成了国际竞争优势。已经启动了大型光伏电站、光热电站、分布式光伏发电及离网光伏系统等多元化的太阳能发电市场。初步建立了有利于成本下降的市场竞争机制,太阳能发电成本实现了快速下降,具备了在国内较大规模应用的条件。
 
中国作为目前世界上经济发展最迅速的经济体,在光伏发电领域的技术和应用只是处于世界的下游水平。其中的主要原因是国内还没有掌握太阳能光伏电池所需要的多晶硅提纯技术,该技术目前被国外的大企业所垄断,因而国内生产太阳能光伏电池的成本很高。光伏发电的成本是一般发电成本的数倍,也因此造成无法广泛普及。
 
中国的光伏产业有95%的市场都在国外,国内的应用还是十分有限。长期来看,中国再不广泛应用太阳能光伏发电技术,中国经济发展所遇到的能源问题将会越来越严重,能源问题必定成为中国经济发展的巨大障碍。中国是太阳能资源丰富的国家之一。中国有荒漠面积108万平方公里,主要分布在光照资源丰富的西北地区。1平方公里面积可安装100兆瓦光伏阵列,每年可发电1.5亿度;如果开发利用1%的荒漠,就可以发出相当于中国2003年全年的耗电量。目前,在中国的北方、沿海等很多地区,每年的日照量都在2000小时以上,海南更是达到了2400小时以上,是名副其实的太阳能资源大国。可见,中国具备了广泛应用光伏发电技术的地理条件。
 
中国政府在近年内也出台了一些关于发展新能源的政策。其中以最近出台的《关于实施金太阳示范工程的通知》最为引人注目。该通知重点支持用户侧并网光伏发电、独立光伏发电、大型并网光伏发电等示范项目建设,以及硅材料提纯、并网运行等光伏发电关键技术产业化和相关基础能力建设,并根据技术先进程度、市场 发展状况等确定各类示范项目的单位投资补助上限。
 
对并网光伏发电项目,原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助;其中偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补助;对于光伏发电关键技术产业化和基础能力建设项目,主要通过贴息和补助的方式给予支持。
 
4、前景预测
光伏
 
目前,大多数观点都认为中国的光伏产业面临的形势很严重,甚至有灭顶之灾。我们应该实事求地认识光伏产业。光伏产业并不像媒体所描述的是哀鸿遍野。因为,在2008年金融危机非常严重的情况下,全球光伏产业的装机容量增长了49%,而2009年、2010年光伏产业的装机容量的增长率都超过了70%。2012年上半年全球光伏装机容量增长了35%。
 
这些都是在全球经济负增长的情况下取得的成就。这证明,第一,光伏市场是没有问题的。第二,光伏产业的发展方向没有错。实际上,光伏产品价格下降,是必然的趋势,光伏实现平价上网是光伏产业的梦想,也是光伏产业实现规模化发展的必要条件。只是,今天光伏产业的步子走得快了一点,光伏产品的价格降了下来,但光伏产业链还没有适应。
 
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