中国及海外太阳能光伏产业现状与发展趋势

中国及海外太阳能光伏产业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光伏产业与构想中国光伏市场概况世界光伏市场概况太阳能光伏简介主题内容一、光伏简介中国光伏市场概况中国光伏前程与趋势光伏产业与构想光伏简介世界光伏市场概况1一、光伏简介(1)太阳与地球平均距离为1亿5千万公里，太阳的寿命约50亿年。太阳的核心区域半径是太阳半径的1/4，约为整个太阳质量的一半以上。太阳核心的温度极高，达到1500万℃，压力也极大，使得由氢聚变为氦的热核反应得以发生，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。一、光伏简介(2)什么是太阳能？太阳能（Solar）是太阳内部连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的辐射能高达1.05×1018(=10689)千瓦时，相当于1.3×106(=137.8)万亿吨标准煤，大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。按目前太阳的质量消耗速率计，可维持6×1010（＝6060）年，可以说它是“取之不尽，用之不竭”的能源。一、光伏简介(3)地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古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，又是可再生能源。它资源丰富，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—热、光—电、光—化学、光—生物质等几种转换方式实现。一、光伏简介(4)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。集热式太阳能(SolarThermal)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，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，产生蒸气，再由蒸气推动㶽轮机发电。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、光伏简介(5)光电转换又称太阳能光伏。就是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体器件的光伏效应原理进行光电转换，因此太阳能发电又称为光伏发电。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(6)太阳能光伏技术（Photovoltaic）是将太阳能转化为电力的技术，其核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，在阴天也能发电。其优点有：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、无有害排放和污染气体等。太阳能光伏技术太阳能电池组件防逆流装置光伏阵列汇流箱光伏逆变器直流配电柜交流配电柜监控及通讯装置一、光伏简介(7)1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）发现，光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“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。1954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4.5%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。太阳能光生伏打效应贝克雷尔法国科学家美国贝尔实验室美国贝尔实验室是晶体管、激光器、太阳能电池、通信网等许多重大发明的诞生地。自1925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项专利，在科研方面处于全球领先地位。一、光伏简介(8)太阳能光伏系统分类独立光伏系统光伏系统分类并网光伏系统——与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。——各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。太阳能电池方阵充放电控制器蓄电池组逆变器交流配电柜交流配电柜内燃机监控及通讯装置电池房用户一、光伏简介(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、光伏简介(10)太阳能利弊分析—优点普遍123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，且勿须开采和运输。4巨大长久无害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，这一点是极其宝贵。每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿多吨标准煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，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。一、光伏简介(11)太阳能利弊分析—缺点分散性123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，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。效率低成本高不稳定性由于受到昼夜、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，技术上也是成熟的。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。END01二、世界光伏市场概况中国光伏前程与趋势光伏产业与构想光伏简介世界光伏市场概况中国光伏市场概况2二、世界光伏市场（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（2）第1阶段个性动力装置时期第2阶段太阳能低潮期(1900~1920)(1921~1945)第3阶段第4阶段第5阶段第6阶段第7阶段(1946~1965)(1967~1973)太阳能恢复期太阳能成长期太阳能大发展期(1974~1980)(1981~1992)(1993~至今)太阳能动荡期太阳能推进期二、世界光伏市场（3）近年来，由于全球气候变暖、生态环境恶化、常规能源短缺等问题，发展可再生能源得到各国政府的重视和支持。在技术进步的推动和各国政府的激励政策驱动下，太阳能光伏发电产业和市场得以迅速发展。在2001年－2008年期间，全球光伏发电新增容量持续快速增长，年均增速达50.2%，2008年全球新增光伏发电容量为5.95GW，同比增长110%左右。2000年至2008年，全球太阳电池产量年均复合增长率为47%，2008年产量达到6.4GW。同期，以欧美为主的全球太阳能光伏发电应用市场也以45%的年均复合增长率快速增长。2008年全球累计装机总量已接近15GW。2世界各国光伏应用历史概况二、世界光伏市场（4）2008年世界光伏安装量达到5.95GW,在总安装量中欧洲占据82%；2008年全球光伏产量为6.85GW,比2007年的3.44GW增长近100%。二、世界光伏市场（5）年份日本欧洲美国中国其他20081.970.14201081050.254.7520203041361.689.82030205200200501195发达国家非常重视光伏产业发展，目前美国、欧洲和日本制订的中长期光伏发展目标如表所示。按照这一计划，到2010年全球光伏装机容量将达到28GW，是2008年累计装机18.25GW的1.53倍，相当于需求年增4.87GW；2020年将达到200GW，是2008年的10.95倍，相当于在这个10年里需求年增17.2GW；2030年将达到1850GW，是2008年的99.72倍，相当于在这个10年里需求年增16.5GW。随着技术的进步，或许未来的实际进程将超出这一规划。世界各国中长期规划3二、世界光伏市场（6）欧洲截止2009年以近16GW的安装量遥遥领先，占据约70%的光伏发电总量。而日本和美国分别以2.6GW和1.6GW紧随其后。中国进入全球十大光伏市场之列，预计未来数年将扮演重要角色。光伏市场已经从2003年的不足1GW发展到超过7.2GW，期间2007年至2008年的复合年均增长率(CAGR)高达160%,虽然受金融危机影响，但光伏市场在2009年又有了15%的增长。全球光伏历年累计安装量二、世界光伏市场（7）全球市场的增长预测42010年下半年起太阳能产业再度恢复增长。太阳能板的报酬率改善、太阳能板安装量增加、各国政府更新太阳能产业鼓励办法等因素，促使太阳能需求再度攀高。二、世界光伏市场（8）全球市场在政策激励的局面下2010年安装了15.5GW，比之前估计的12.7GW要高。而温和局面下的2014年年安装量可能为13.7GW，政策驱动下预计能达到30GW。二、世界光伏市场（9）世界光伏安装区域分布主要在欧洲、美国、日本，中国将来的开发市场发展很快，2014预计全球总量能达到30GW。二、世界光伏市场（10）世界各国光伏发展政策5政府补贴企业盈利规模经济降低成本立法指引、购电补偿、税收抵扣或投资补贴，刺激企业开发。想方设法让企业有钱争，有盈利。不断的扩大生产规模，获取各大利益。形成批量生产后，实现成本降低。自由市场待市场规模形成后，进入自由市场，形成竞争，推动光伏产生发展。二、世界光伏市场（11）全球主要国家光伏政策变化对比6二、世界光伏市场（12）世界主要国家光伏市场分析7德国光伏市场1德国Meyle太阳能光伏发电站德国市场已成为世界光伏企业的主战场。德国光伏市场份额自2004年以来保持世界首位长达四年，直到2008年才被激增的西班牙市场超越。2009年德国市场新增装机容量仍然达到3GW左右。德国市场近十年来的统计二、世界光伏市场（13）美国光伏市场2多年以来，加州始终是美国主要的光伏系统市场,美国经济复苏状况、各州补贴下降、安装成本基本稳定，同时美国国内对温室效应起因存在争议，预计2010年美国光伏市场有所下降，增长40%，但仍然达到620MW左右。美国市场近十年来的统计超导公司推出的大规模光伏系统二、世界光伏市场（14）意大利光伏市场3意大利独立光伏系统意大利光伏市场十年来的统计上世纪90年代，意大利是世界上第三个进行光伏示范电站建设的国家；2008年底，受2009年补贴降低预期的影响，意大利市场月安装量异常高涨，全年安装量达338MW。但在随后的2009年，在系统安装成本大幅下降的情况下，官方公布的总安装量却仅增加10%左右，达374MW。意大利政府将2016年累计安装容量目标定为3GW。二、世界光伏市场（15）日本光伏市场4日本光伏市场规模化需求最早形成。早在1974年第一次石油危机后，日本政府便开始“阳光计划”支持可再生能源的研究，其中包括光伏技术。1993年，2002年又有专项光伏技术研发计划出台。日本政府出台新的政策刺激光伏产品需求，使2010年全国新增容量增长30%左右，达到530MW，到2020年预计实现28GW的目标。日本停车库光伏系统日本光伏市场十年来的统计数据二、世界光伏市场（16）西班牙市场5西班牙光照条件在欧洲地区处于领先地位，同样设备条件下，光伏系统的发电量较德国地区多出20~30%左右。西班牙政府扶植可再生能源的努力开始于其在《京都议定书》中的减排承诺。2009年和2010年西班牙市场的新增容量将分别达到300MW和500MW。西班牙光伏市场十年来的统计数据西班牙光伏巨头OPDE公司生产的光伏系统二、世界光伏市场（17）法国光伏市场6法国市场启动时间也较早。1995年起，法国市场开始出现离网示范性光伏项目。2002年，