太阳能光伏光热发电

目录1太阳能光伏光热发电概述31.1 简介31.2光伏41.3光热51.4发电52世界光伏光热发电产业62.1.世界光伏发电发展状况62.2世界光热发电发展状况82.2.1产业历史82.2.2 各国规模92.2.3政策环境113中国光伏光热发电产业123.1光伏发电发展状况123.1.1对2014年形势的基本判断123.1.2需要关注的几个问题183.2中国光热发电产业状况213.2.1 核心技术已实现突破，支持政策尚存空缺213.2.2 示范项目逐渐涌现，各大企业积极布局223.2.3 商业化从鄂尔多斯起步233.2.4 光热发电产业的发展前景244光伏光热发电技术分析244.1.太阳能光伏发电系统的性能及原理介绍254.1.1特点254.1.2太阳能炼硅284.2太阳能光热发电系统简介294.2.1 太阳能发电系统的分类294.2.1.1槽式太阳能光热发电系统304.2.1.2 塔式太阳能光热发电系统314.2.1.3 碟式太阳能光热发电系统344.2.2几种太阳能光热发电方式现状354.2.3太阳能光热发电技术商业化面临的问题375光伏光热发电上市公司395.1.太阳能-光伏电池395.1.1.单晶硅395.1.2.多晶硅405.1.3.非晶硅薄膜405.1.4.光伏玻璃415.1.5.电池片及组件425.2.光热发电435.2.1光热发电系统研发和项目建设企业446光伏光热发电产业的发展前景分析456.1光伏产业步履放缓456.2.光热发电项目建设火热476.3光热发电市场前景广阔49参考文献511太阳能光伏光热发电概述1.1 简介 太阳能（Solar Energy）是由内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的能，来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。与原子核反应有关的能源正是核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其它类型的动力源、热源等。1.2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。光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表以及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明以及交通信号灯和监控系统，并入电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电能。天台及建筑物表面均可使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。据调研显示由于产能过剩导致全球5大制造商利润缩水，2012年光伏组件安装量有所减少，这是10余年来首次出现下降。据彭博6位分析师的平均预测全球家庭与商业机构将安装24.8GW的光伏组件。这相当于约20座核反应堆的发电量，但与新增27.7GW的光伏装机量相比下降10%。据彭博新能源财经估计，自1999年以来年均安装量已增长61%。 1.3光热 太阳能热利用是太阳能利用的重要形式，主要包括太阳能热水器、太阳能热发电、太阳能海水淡化、太阳房、太阳灶、太阳能温室、太阳能干燥系统、太阳能制冷空调等。就当前的技术而言，比较成熟的是光热发电及太阳能热水器利用。现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。海上太阳能项目新型船舶由它们反射的阳光都自动聚集到甲板中心的中央，加热锅炉里的水,产生高温高压蒸汽，推动发动机。1.4发电 利民太阳能发电有两大类型：一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。2世界光伏光热发电产业 2.1.世界光伏发电发展状况太阳能光伏产业在亚洲、美洲等新兴光伏市场发展势头迅猛，这对想要摆脱对欧洲市场过分依赖，并以此来分散经营风险的中国光伏厂商来讲，当然是极大的利好；同时对于想在不断扩大的全球市场中分得一杯羹的国际光伏厂商来讲，也是一次良好的机遇。不可否认，欧洲市场目前仍然是大部分光伏厂商最主要的发货地，但随着在亚洲、美洲等市场布局力度的加大，光伏厂商对于欧洲市场的依赖程度也将逐步降低。不过，这同时也预示着光伏领域的欧洲市场争夺战将进一步升级为全球市场争夺战。2010年8月11日，韩国现代重工宣布，美国环保能源企业Matinee Energy公司拟在美国加州和亚利桑那州建立总规模达900MW的光伏发电站，并选定现代重工作为该项目一期175MW电站工程建造商，合同金额为7亿美元。中投顾问新能源行业首席研究员姜谦指出，金融危机之后，全球光伏市场强势反弹，重回快速增长轨道，不过与以往不同的是，虽然欧洲依然称得上是全球光伏终端市场的重心所在，但由于补贴幅度的逐步下调，欧洲主要光伏应用大国的市场增速逐步放缓。而与此同时，由于政府扶持力度的不断加大，亚洲、美洲等新兴光伏市场发展势头迅猛，这也是目前不少光伏厂商相继在亚洲、美洲等市场加大布局力度的关键因素。晶体硅光伏电池仍然主导光伏发电市场，薄膜电池是未来太阳能电池发展的方向经过几十年的发展，人们先后研究过数十种材料的光伏电池。当前国际上最新的研发热点主要集中在低成本、高效率、高稳定性的光伏器件和光伏建筑集成应用系统等方面，并已取得了可喜的成果。但是，在光伏器件及制造技术方面，自光伏电池问世以来，晶体硅就作为基本的电池材料一直保持着主导地位，是目前国际光伏市场上的主流产品，2000年占世界光伏电池产量的80%以上。其实验室效率，单晶硅电池最高可达23.7%，多晶硅电池最高可达18.6%，工业化产品效率一般在13%15%。尽管金融危机对对全球光伏产业的发展产生了重大冲击与影响，但这种冲击，估计只是短期的影响。从长远来看，光伏产业属于新兴的朝阳产业，具有光明的发展前景。世界能源组织(1EA)、欧洲光伏工业协会(EPIA)，对太阳能光伏发电的未来发展，一致作出如下预测：2020年全球光伏发电的发电量占总发电量的11，2040年占总发电量的20。欧、美、日各国都提出了各自的中长期发展路线图。2007年初，欧盟提出新的可再生能源发展目标，到2020年，可再生能源消费要占到全部能源消费的20%，可再生能源发电量占到全部发电量的30%。到2050年光伏发电总装机容量将达到440GW（其中德国为80GW）；2035至2040年达到总量的一半，即120GW。美国的发展目标，是到2030年太阳能电池累计销售量上升到200GW， 光伏发电量将达到360×109KWh，2050年光伏发电量将达到1400×109KWh。尽管全球经济遭遇了国际金融危机的冲击，但全球光伏产业维持了快速、健康的发展势头，其生命力越来越强大，其战略地位也更为重要。目前，中国太阳能电池产量已居全球首位，但国内光伏发电市场发展相对缓慢，当前亟待认真落实光伏发电上网电价法，启动国内光伏市场，为我国能源、环境和社会的可持续发展作出贡献。当前我国已成为全球最大的光伏制造基地，日照充足，加之电力需求增长迅猛，中国发展光伏发电的潜力巨大，2010年的总产量更是将超过全球五成，中国将主导未来光伏市场！领略行业巨头风采，窥知市场机遇一二。2.2世界光热发电发展状况 2.2.1产业历史 1982年，世界上最早的太阳能光热发电站Solar One出现在美国加州，但运行后人们认为电站集成技术方面存在阻碍，投资巨大且降低造价十分困难，所以各国在光热发电领域有较长时间的停顿。 之后美国和以色列联合组成路兹公司从1985年至1991年在美国加州沙漠建成9座槽式太阳能热电站SEGS I-IX，从最初的30MW装机容量发展到9号的80MW，并成功进入了商品化运行阶段。从此，世界各国相继建立起不同形式的示范装臵，促进太阳能光热发电技术的发展，并将太阳能热发电作为未来替代能源的关键候选之一。 表1 全球早期光热电站资料 项目名称 地点 建成时间 容量（MW） Solar One 美国California 1982 10 Themis 法国Targasonne 1982 2.5 CESA-1 西班牙Almeria 1983 1 MSEE 美国Albuquerque 1984 0.75 SEGS-1 美国California 1984 14 Vanguard 1 美国 1984 0.025 MDA 美国 1984 0.025 C3C-5 俄罗斯Crimea 1985 5 如今，太阳能光发电正成为世界范围内可再生能源领域的发展热点，太阳能光热电站遍布美国、西班牙、德国、法国、阿联酋、印度、埃及、摩洛哥、阿尔及利亚、澳大利亚等国家。很多国家和地区已经开始鼓励光热、限制光伏，如美国加州的规划要求到2030年，光热发电与光伏发电的装机比例为4：1。2.2.2 各国规模美国西班牙独占鳌头，亚非欧各国崭露头角 截至2009年年底，全球已并网运行的光热电站装机容量约600兆瓦，全部集中在美国和西班牙。在建项目近1300兆瓦，已经宣布建设的装机容量则为1.26万兆瓦。这两个国家拥有丰富的太阳能资源以及相对成熟的光热电站管理经验，并且构建了比较完整、系统的产业政策支撑体系，促进光热发电产业的发展。美国目前投入商业运行中的太阳能光热电站总装机容量达432兆瓦，位居世界首位，并且有大量电站在建和拟建中。2009年有三座总计12兆瓦的太阳能光热电站投入运行，2010年再新增三座：位于Phoenix, Ariz的2兆瓦碟式电站、位于Grand Junction, Colo的4兆瓦槽式电站以及Martin County, Fla的75兆瓦中心混合槽式电站。这几座电站如能如期完成，将更加巩固其在