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        我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

        2014-10-15 09:14:58
        機電信息 2014年24期
        關(guān)鍵詞:組件太陽能專利

        黎 可

        (武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院,湖北 武漢430000)

        1 光伏發(fā)電技術(shù)概述

        光伏技術(shù)最初于1958年應(yīng)用于空間技術(shù)領(lǐng)域,并于1971年在我國首次自主研發(fā)的東方紅二號衛(wèi)星的動力系統(tǒng)中應(yīng)用。20世紀(jì)90年代末,我國光伏產(chǎn)能較低,其中電池與組件的產(chǎn)能均低于2 MWp。而本世紀(jì),隨著太陽能技術(shù)的推進,2001年,光伏產(chǎn)能首次超過10 MWp,此時我國光伏產(chǎn)業(yè)正式步入快速發(fā)展期。

        2 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及預(yù)測分析

        2.1 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)及出口量分析

        據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數(shù)據(jù),我國2013年光伏組件的產(chǎn)量高達26 GW,與同期相比增長13%,自2007年起我國太陽能產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)7年占據(jù)第一的寶座。其中,2013年我國光伏能源的出口量達16 GW,共計出口額為100億美元,與同期相比降低27%。光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)具體項目發(fā)展趨勢如表1所示。

        表1 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)具體項目發(fā)展趨勢分析

        2.2 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)專利技術(shù)發(fā)展預(yù)測

        鄧金堂等[1]針對我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量進行了統(tǒng)計,具體如表2所示。

        表2 我國光伏發(fā)電專利項目申請、授權(quán)數(shù)量分析

        通過運用ARIMA(1,1,1)對我國國內(nèi)申請專利的光伏發(fā)電技術(shù)進行預(yù)測,繼而得出2014年光伏產(chǎn)業(yè)國內(nèi)專利申請預(yù)測值為1 098(表3、圖1),模型具有較好的平穩(wěn)性,由此可見,我國光伏發(fā)電技術(shù)國內(nèi)專利申請數(shù)量將持續(xù)穩(wěn)定增長,為我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。

        表3 國內(nèi)光伏發(fā)電項目專利數(shù)量ARIMA(1,1,1)預(yù)測(國內(nèi)專利—模型1)

        圖1 國內(nèi)光伏發(fā)電項目專利數(shù)量ARIMA預(yù)測圖

        2.3 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)成本預(yù)測分析

        隨著全球光伏發(fā)電技術(shù)水平的不斷提高,我國太陽能光伏電池的生產(chǎn)成本也呈現(xiàn)出逐年降低的趨勢,而產(chǎn)量卻放量增長。21世紀(jì)初,太陽能光伏電池成本下降,生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,此時我國單晶硅電池的成本約為42元/k W·h,非晶硅電池的成本為23~25元;現(xiàn)今,我國太陽能光伏電池制造技術(shù)不斷提升,單晶硅組件的市場價格已經(jīng)下降為10~20元/k W·h,而多晶硅組件市場價格下降為5.5~6元/k W·h,該價格與薄膜電池相差無幾。然而,由于單晶硅與多晶硅的轉(zhuǎn)換效率相近,而非晶硅的轉(zhuǎn)換效率僅為有晶硅的近五成,且非晶硅電池的生命周期短、功率衰減速度快,故光伏晶硅電池具有較高的經(jīng)濟價值。邵翠萍[2]指出,預(yù)期2020年,我國太陽能光伏發(fā)電技術(shù)成本將縮減為6美分/k W·h,此時太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,將逐漸替代傳統(tǒng)發(fā)電能源的經(jīng)濟價值。

        2.4 光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展預(yù)測

        2.4.1 農(nóng)村及偏遠地區(qū)供電

        我國幅員遼闊、地形多變,由于地理區(qū)位因素影響,現(xiàn)階段我國依舊有約0.7億人居住于偏遠的“無電區(qū)”,因而實現(xiàn)偏遠地區(qū)電網(wǎng)覆蓋成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要任務(wù),也為光伏發(fā)電技術(shù)開拓了巨大的發(fā)展空間。文獻[3]探討了2002年我國為解決西部用電問題而頒布的“送電到鄉(xiāng)”工程, 該工程投資規(guī)模高達47億元,輻射內(nèi)蒙、青海、新疆等12省、自治區(qū),1 065個鄉(xiāng)鎮(zhèn),該項目自啟動以來解決了112個偏遠的“無電鄉(xiāng)”42 472人的基本生活用電問題。預(yù)期通過太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的補充,將實現(xiàn)全國電網(wǎng)覆蓋。

        2.4.2 城市并網(wǎng)光伏發(fā)電

        在國外,城市并網(wǎng)光伏發(fā)電項目得到政府大力扶持。例如,日本于1993年頒布實施的“陽光計劃”,是日本政府為促進新能源發(fā)展而制定的國家發(fā)展規(guī)劃,其中,太陽能作為環(huán)保的清潔能源得到政府的大力扶持;德國是20世紀(jì)90年代最早推廣家庭太陽能發(fā)電計劃的國家,早在20世紀(jì)90年代初就頒布實施了“1 000屋頂計劃”,直至1998年,德國政府再次推出“10萬屋頂發(fā)電計劃”,并預(yù)期至2050年德國新能源發(fā)電將占總發(fā)電量的近一半。我國可以借鑒發(fā)達國家對新能源發(fā)電項目的發(fā)展與扶持,將光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于城市社區(qū)、道路照明,預(yù)期我國建筑屋頂面積高達100億m2,倘若光伏發(fā)電覆蓋1%,每年將可獲得1 500億k W·h的電能。

        3 結(jié)語

        我國早于1995年頒布實施的“九五”計劃中就明確提出“積極發(fā)展新能源經(jīng)濟”的政策方針,太陽能作為可再生的清潔能源,不但可以解決能源供應(yīng)問題,同時可以減少環(huán)境污染,這使得光伏發(fā)電技術(shù)受到廣泛關(guān)注。筆者首先針對我國太陽光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀進行綜述,為本文的研究提供理論依據(jù),然后對光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)及出口量、專利技術(shù)、發(fā)電成本、應(yīng)用領(lǐng)域4個方面進行科學(xué)、合理的分析,為我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論參考。

        [1]鄧金堂,唐亮.基于專利地圖的我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)專利情報研究[J].情報雜志,2012(31)

        [2]邵翠萍.我國太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].科技信息,2009(35)

        [3]王雨.光伏發(fā)電在我國農(nóng)村及偏遠地區(qū)的推廣與利用研究[D].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2012

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