太阳能光伏技术及产业发展.pdf

2 0 0 6 年第4 期 上 海 电力 太阳能光伏技术及产业发展 李红波 ， 俞善 庆。 ( 1 上海空间电源研究所 ， 上海2 0 0 2 3 3 ； 2 上海市能源研究 所 ， 上海2 0 0 2 3 7 ) 摘 要： 以太 阳能为代表 的可再 生能 源是 当代新能 源开发 的重要方 向之一 。文章介绍 了全球光伏 产业 的现 状 、 发展趋势 、 应用示范工程和法律法规建设情况 ， 分析 了我 国光伏产业现 状、 与 国际先进水平 的差距 ， 对上海 发展光伏产业的条件、 现状 、 优势与前景进行了分析， 并提出了上海发展光伏产业的具体建议。 关键词 ： 太 阳电池 ； 光伏产业 ； 应用 中图分类号 ： TK 5 1 文献标识码： B 1 引言 能源是国民经济发展和人民生活水平提高 的 重要物质基础 。目前 ， 全球能源行业正面 临着能 源枯竭与环境保护的双重压力 。根据世界权威机 构分析， 全球石油剩余可采年限仅有 4 5年 ， 天然 气剩余可采 年 限 6 1年， 煤 炭剩余 可采年 限 2 3 0 年， 铀剩余可采 年限 7 1年。化石 能源 的有限性、 目前过度开采利用引起 的资源匮乏、 全球环境污 染 与 生态破 坏 等 问题 已引 起 各 国 的重 视 ， 积极 发 展可 再 生 能 源 已成 为 世 界 共 识 ， 2 0 0 5年 2月 1 6 日正式生效 的 京都议定书 将深刻改变世界能源 发展模式及各国能源发展战略。 我国政府已将可再生能源的开发利用作为国 家能源战略的重点之一 ， 将可再生能源定位为“ 战 略替代能源” 。2 0 0 6年 1月 1日起 中华人 民共 和 国可再 生 能源 法 ( 以下 简 称 可 再生 能 源 法 ) 的实施将进一步促进可再生能源的开发利用。 太阳能是资源最 丰富的可再生能源， 具有独 特的优势和 巨大的开发利用潜力。据计算 ， 太阳 1 S内发 出的能量就相当于 1 3亿 t 标准煤燃烧 时所放出的热量 ， 而到达地球表面的太 阳能大约 相 当于 目前全世界所有发电能力总和的 2 0万倍 。 地球每天接收的太 阳能 ， 相 当于全球一年所消耗 的总能量的 2 0 0倍 。与其他能源相 比， 太 阳能有 许多优点， 如安全可靠、 无噪声 、 无污染 、 不受地域 限制 、 无需消耗燃料 、 无机械转动部件、 故障率低 、 维护方便、 可以无人值守 、 规模大小随意、 可以方 便地与建筑物相结合等， 这些优点都是常规能源 无法 比拟的， 因此 ， 以太阳能为代表的可再生能源 成为当代新能源开发的重要方向之一 。本文重点 评价与分析太 阳能光伏技术及产业发展动向， 对 其 在上海 的发 展提 出意见 和 建议 。 2 光伏产业及技术发展状况 2 1 全球产 量 和产 业发展趋 势 随着光伏技术的进步 ， 世界光伏产量有了很 大的发展， 2 0世纪 9 0年代的年平 均增长率达到 2 0 ， 从 1 9 9 1年 的 5 5 MW 增 长 到 2 0 0 0年 的 2 8 7 Mw。进人新千年后， 光伏组件 的年 均增 长 率 更 是高达 3 0 9 6 以上 。2 0 0 5年 全 球 太 阳 电池 产 量为 1 7 2 7 Mw， 比 2 0 0 4年增长了 4 4 ， 其中 日 本 的产量继续保持世界第一 ， 占总产量 的 4 6 9 6 ， 欧洲 占总 产量 的 2 8 ， 美 国 2 0 0 5年 太 阳 电池 产 量为 1 5 6 Mw。全球太 阳电池产量前 1 0名公司 及其产量见表 1 。2 0 0 5 年全球兴建新的太阳电池 制 造 厂 的投资 超 过 了 1 0亿 美元 】 。 目前 ， 世 界 光伏产业市场竞争激烈 ， 世 界各大厂商纷纷介入 或扩大生产规模。表 2为扩产计划 3 。 经过 了将近 2 0年的发展， 当前世界上光伏发 展趋势的主要特点是 ： ( 1 )在光伏制造业方面 ， 大公 司垄断 。世界 前 1 0家光伏 电池 厂的产 量 占到全球 总产 量 的 8 5 ， 同时 由 于 近 几 年 中 国 大 陆 和 台 湾 地 区 的 迅速崛起 ， 过 去 由美 日德 三 强控制 的世 界光伏 制造 格 局 可 望 逐 渐 演 变 成 美 日德 中 四 方 角 力 。 2 0 0 5年 中国 大 陆太 阳电 池制 造 的全 球 市 场 份 额 已经 由 2 0 0 4年 的 4 4 提升 到 7 4 ， 产 量仅 次于 日德美 ， 排名世界第 4 。 ( 2 )生产工艺路线方面， 当前仍 以硅 电池为 主 。硅料 的短缺 迫使 加大 技术创 新力 度 ， 并提 升生产线 自动化程度 ， 以缩短处理 工序 ， 从而降 一 3 3 1 维普资讯 上 海 电力 2 0 0 6 年第4 期 表 1 全球太 阳电池产 量、 产 能前 l 0名公 司 2 0 04拒 2 0 05拒 排序 制造 厂 产量 MW 排序 制造 厂 产能 MW 1 S h a r p 32 5 1 S ha r p 60 0 2 Ky o c e r a 1 05 2 Q Ce l l s 29 O 3 BP S o l a r 85 3 Ky o c e r a 2 4 O 4 M i t s ub is h i 7 5 4 b a n y o 1 5 8 5 Q - C e ll s 7 5 5 S u n T e c h 1 5 O 6 S h e | l 7 2 6 BP So la r 15 O 7 S a n y o 6 5 7 M i t s u b is h i 1 3 5 8 S c h ot t 63 8 Sc h o t t 1 3 3 9 I s o f o t o n 5 3 9 Mot e c h 1 2 0 1 0 S un Te c h 3 5 1 O S h e l l 1 1 O 表 2 世界主 要太阳能 电池厂 商及其扩产 计划 Mw 企 业名称 国家 2 0 0 4拒 2 0 0 5拒 2 0 0 6拒 S h a r p 3 1 5 4 O O 6 0 0 Ky o c e r a 1 2 O 2 4 0 2 4 0 13本 M i t s u b i s h i 9 O 1 3 O 2 3 O S a n y o ， 8 8 1 5 4 1 5 4 BP So l a r 9 0 2 0 0 2 O O Q- C e l l s 7 5 2 0 0 2 O O 德 国 So l a rW o r ld AG 4 O 1 6 O 1 6 O RW E S c h o t t 6 O 1 O O 1 0 0 S h e l l s o l a r 荷 兰 7 5 1 O O 1 O O I s o f o t o n 意大 利 4 5 1 O O 1 0 0 S u n t e c h ( 无锡 尚德 ) 5 0 8 0 1 O O Mo t e c h ( 台湾茂迪) 中国 5 0 8 0 8 0 B a o d i n g r i l i n g ( 天 威 英 6 5 0 5 0 利 ) S u n Po we r 2 5 5 O 1 O O P h 0 t 0 v 0 l t e c h 美 国 1 3 5 0 8 0 Ev e r g r e e n So la r 1 5 45 6 0 合计 1 1 5 7 2 1 3 9 2 5 5 4 预 计年底全球产能 1 3 0 0 2 3 0 0 2 7 0 0 预 计当年可开工产 能 1 1 O O 1 7 0 0 2 4 0 0 低人工成本 ， 有效提高生产线的产量。 ( 3 )并 网光伏 市场 占绝对优 势。以光伏 建 筑一体化( B I P V) 为核心的光伏屋顶并 网发电应 用 占据 了 E t 前绝 对 的光伏 市场 份额 ， 尤 其 日本 和德 国近几年光伏 年度安装 几乎全部 是并网应 用 。建筑 物能 为光伏 系 统提供 足 够 的面积 ， 不 需另 占土地 ； 能省去 光伏 系统 的 支撑 结构 和输 电费用 ； 光伏阵列 可代替常规建筑 材料 ， 节省材 料费用 ； 安 装 与 建筑 施 工结 合 ， 可节 省 安 装 成 本 ； 分 散 发 电， 可 避 免传 输 和 配 电损 失 ( 5 1 0 ) ， 降低输 电和配 电投资和维修成本 。 ( 4 )晶体 硅 电池 由于转换 效 率高 、 老化 率 3 32 低 、 寿命 长( 3 0年) ， 仍 然是绝对 主流 ( 占总产量 的 9 0 以上 ) 。光 伏产业 过去主要 依赖 半导体 工业用硅 的头 尾料 、 废 料和 剩余 产能 的局 面 已 经不 能满 足 当前光 伏市 场高 速增 长 的需求 ， 光 伏 和半导体产业 对硅料 的竞 争需求 直接造成硅 料的供应 紧张和价格 上涨 。多 晶硅 及太 阳能级 多晶硅生产成 了新一 轮投资热点 。 ( 5 )随着技术的进步和转换效率 的提升 ， 薄 膜 电池等 新 型电池 技术 及产 业蓬 勃 发展 ， 如 三 洋 、 S u n P o we r 等公 司获得 了更多 的市场 发展 机 会 。 ( 6 )光伏应用更趋多样化 ， 如通信 信号 、 农 村电气化 、 一体 化建 筑 、 并 网发 电、 应急 电源 或 备用 电源 、 太阳能消费 品和商 品等 ； “ 超 大规模” 光伏应用 ， 如沙 漠 电站 、 宇 宙 电站 ， 已提 上议 事 日程 。 ( 7 )许多 国家都 制订 了雄心 勃勃 的光伏 产 业发展计 划 。进 入 2 0 0 6年 以来 ， 欧洲 、 美 国等 市场进一步扩大 ， 相关光伏政策纷纷 出台。 随着多晶硅原料供应的紧张 ， 新型高效 晶体 硅 电池和薄膜 电池 技术 以及废 旧硅片 回收技术 得到发展 ， 预计其发展趋 势如下 ： 晶体硅仍 然是 未来 5年内的主流产 品； 薄膜 电池 2 0 1 0年前 市 场 逐渐 增大 ， 2 0 1 0年后 市场 比重 增大 ； 2 0 2 0年 前其他新光伏 技术应用量 比重仍将较小 。 2 2光 伏 应 用 与 示 范工 程 在光伏应用和安装方面， 德 日美依然是世界 3 个最大最主要的光伏应用市场。2 0 0 5年全球安装 太阳电池组件 1 4 6 0 MW， 比 2 0 0 4年增长了 3 4 。 其中德国安装了 8 3 8 MW， 比 2 0 0 4年增长了 5 3 9 6 ， 占世界安装 量 的 5 7 9 6 ， 日本 安装 了 2 9 2 MW， 比 2 0 0 4年增长 了 1 4 ( 见图 1 ) 。到 2 0 0 5年末 ， 全 球累计安装太 阳电池组件容量 比 2 0 0 4年增长了 3 9 ， 达 到 了 5 GWL 4 j 。 鉴于化石能源的枯竭在所难 免 ， 预计可再生 能源的开发峰值将 出现在 2 0 2 0 2 0 3 0年。据来 自欧盟能源机构等国际能源组织的预测 ， 至 2 1 世 纪中叶 ， 可 再 生 能 源 在 能 源 中 的 比 例 将 达 到 7 8 ， 而太 阳能将达到 2 8 ， 其 中太 阳能发 电又 将达到 2 5 5 。到 2 1 世纪末 可再生能源 比例将 进一步提高到 8 6 ， 太阳能达到 6 6 ， 其 中太 阳 能 发 电达 到 6 3 ， 因此 可 再 生 能 源 ， 特 别 是 太 阳 能将成为来来关注的重点。国际太阳能工业协会 维普资讯 2 0 0 6 年第4 期 上海电力 美国 欧洲其他国家6 其他国家1 0 德 国5 7 全球安装总量 ： 1 4 6 0 MW 图 1 2 0 0 5年世界光伏电池组件安装量分布 执行董事斯科特一斯卡勒认为 ： “ 随着断电的频繁 发生再 加上天然气 、 电、 家用加热燃料 的价格 浮 动， 越来越多的消费者会选择太 阳能。 ” 欧洲光伏 工业协会和绿色和平组织( E P I A Gr e e n p e a c e ) 预 测 ： 到 2 0 2 0年 ， 全球 光伏组件 的年产 量将 达 4 O GW， 光伏发电的总装机容量为 1 9 5 GW， 发电量 达 到 2 7 4 TW h ， 相 当 于 当 时 非 洲 总 发 电量 的 3 O ， 或全 球 发 电量 的 1 。 国际 的共 识 为 ， 当一 种能源技术在能源结构 中占 1 时 ， 就意味着该 能源技术 已经克服 了大规模商业化应用前 的主要 技术和成本的障碍 ， 因此可 以相信， 光伏发 电将以 崭新的电源形式在整个电源领域 占有一席之地 。 届时光伏组件成本将降低到 1美元 w ， 累计减排 二氧化碳超过 7 亿 t 。 按照 日本新能源计 划、 欧盟可再生能源 白皮 书 、 美国光伏计 划等推算， 2 0 1 0年全球光伏发电 并网装机容量将达到 1 5 0 0万 k w ， 未来数年光伏 行业 的复合 增 长率 将 高达 3 O 以上。至 2 0 3 0 年 全球光伏发电装机容量将达到 3亿 k w( 届时 整个产业的产值有可能突破 3 0 0 0亿美元 ， 如表 3 所示) ， 按此推算 ， 2 0 1 0 2 0 4 0年， 光伏行业 的复 合增长率将高达 2 5 以上。 表 3 2 0 3 0年全球光伏 电池组件安装量预 测 G W 年份 2 0 0 0 2 0 1 0 2 0 2 0 2 0 3 0 美国 0 1 4 2 1 3 6 2 0 0 欧洲 0 1 5 3 0 4 1 2 0 0 日本 0 2 5 4 8 3 0 2 0 5 W o r l d - wi d e DCP 1 0 0 8 6 1 25 9 2 0 ( D y n a mi c Cu r r e nt Po l i c y S c e n a r i o r ) W o r l d - wi d e AI P 1 0 0 1 4 0 2 0 0 1 8 3 0 ( Ad v a n c e d I n t e r n a t i o n a l Po l i c y S c e n a i o r ) 根据 E P I A、 P V C a t a p u l t 欧洲新光伏计划以及 可再生 能源 白皮书 的预测 ， 到 2 0 1 0年 ， 欧盟 内的光 伏发电装机容量要达到 3 7 0 0 Mw ， 并 同时出口 3 0 0 0 MW 。按 照 目前 欧盟 接近 1 0 0 0 MW 的装 机 为基准 ， 需要 接 近 5 O 的年装 机增 速 。 为了促进光伏发电的应用 ， 在 京都议定书 生效后 ， 欧盟、 日本以及未签署协议的美国、 澳大 利亚等国家均推出了可再生能源发展计划。按照 各国新能源计 划推算， 2 0 1 0 2 0 4 0年 ， 光伏行业 的复合增长率将高达 2 5 以上 。 通过大量多种示范实用化验证工程 ， 在长期 运行 中发现问题并予 以改进是光伏发电应用的重 要途经 ， 世界各 国均在光伏 发电方面进行 了大量 的工作 ， 涌现出许多值得借鉴的经验 ， 大型光伏发 电示范工程 已成 为发达 国家竞相 推广研究 的项 目， 其突出的应用实例如下 ： ( 1 )美国的太阳能光伏 围墙 ： 在华盛顿 的能 源部总部 ， 安装 了世界上最大的太阳能围墙 ， 其别 具一格的结构成为美国首都华盛顿的新标志。它 覆盖在能源部原来光秃秃 的南墙表面， 所提供 的 电能 相 当于 6 O个 家庭 的用 电量 。该 装 置 从 能源 部大楼顶部一直延伸到地 面， 形成 了一个巨大的 等腰三角形。太 阳能墙壁下 面现 在是一个停车 场 ， 以后将设计为人行道和几个水池。 ( 2 )太阳能卫星光伏 电站： 美国科学 家彼德 格拉泽早在 1 9 6 8年提 出， 2 O世纪 7 O年代美国 能源部和航空航天局进行 了深入的研究 ， 并把利 用太阳能与航天技术有机地结合起来。研究结果 表 明 ， 一 颗 太 阳 能 卫 星 可 以 提 供 数 兆 瓦 的 电能 。 这种卫星配有太阳能吸收塔 ， 其外形像一根长柱 ， 四周装有太阳能收集器 。下一步工作是向地球传 输 电 能 。此项 试 验正在 地球 上进 行 。把收 集到 的 太阳能通过磁控管变成微波 ， 经特种传输“ 通道” 把能 量直接 传送 到地球 表 面 。这 项试 验工 作 已在 印度洋岛屿留尼汪岛上进行 。与此 同时 ， 美航空 航天局也在研究把来 自太空的太 阳能转变为电力 并输 入墨西 哥 韦拉克 鲁斯 市 的电力 供应 网 。 ( 3 )纽 约 的地铁 站 光伏 工程 ： 具有 8 4年历 史 的纽约地铁站将进行一项光伏系统改造 ， 该光伏 工程 将 安装 约 2 6 0 0块 光 伏 面 板 ， 到 时 可 以提 供 地 铁站 1 5 的电力需 要 。 ( 4 )德 国的 太 阳能 光 伏 电站 ： 世 界 最 大 的太 阳能发 电站在 德 国建成 ， 该 电站 由 3 3 5 0 0块 太 阳 电池组成， 发 电 5 Mw ， 足够 1 8 0 0个用户的用电 量 ， 每 年将减 少 排放 3 7 0 0 t 二 氧化碳 。这 个 电站 的建成 ， 使德国成为世界上第一大太 阳能光伏发 333 维普资讯 上 海 电力 2 0 0 6 年第4 期 电应用 国。 ( 5 )荷 兰的太阳能光伏 声屏 工程 ： 从阿姆斯 特丹市到机场 的 A9高速公路旁 2 5 k m 长的光 伏音屏障全部由太 阳电池板 做成， 总共 2 5 0 k w， 是一个并网发电系统 ， 采用 AC组件( 即并 网逆变 器装在每块太阳电池的组件的背面) 直接并网。 ( 6 )英 国太阳能光伏声屏 工程 ： 世 界著明的 英国交通研究实验室 T RL将在英 国南英格兰的 一 条高速公路上安 装太 阳电池 面板 作为 噪声栅 栏 ， 并进行相关的论证和测试 。据了解 ， 太 阳电池 面板作为噪声栅栏的项 目论证 已经在欧洲许多国 家展开。英 国 TR L这次 项 目论证 的主要 目的 是： 为在公路上安装光伏 系统提供经验 以及评 价 系统的可靠性 ； 评价公众 的反 映以及对驾驶行为 可能产生的影响； 获得并入电网的经验 ； 对系统性 能进行监控 ， 为将来此类项 目提供设计 、 安装、 清 洁和维护方面的建议 ； 进行相关 的成本核算 。 2 3法律 法规 建设 法律法规的制订与执行是光伏产业发展成败 的关键 。日本、 欧洲、 美 国的光伏产业发展迅速 ， 得益于强有力 的政策 、 法规支持。 目前世界各 国 已提出的或正在实施的促进太阳能产业发展的政 策法规可分 为三大类： 强制性政 策、 经济激励政 策、 自愿政策。强制性政策是许多 国家促 进太 阳 能产业发展的法律基础 ， 但不 同国家的法律形式 有所不 同。强制性手段又分为 目标性质的和任务 性质的。美 国的配额制、 荷兰的绿色证书制、 德国 的高电价制度都是 目标管理 的强制手段 ， 而英 国 的非化 石燃 料 公 约 制 度 则 是 任 务 性 质 下 的 强 制 购买 。 3我国光伏产 业的发展概况 近年来我 国晶体硅光伏 电池及组件生产发展 迅速， 其组件生产能力 、 电池生产能力等如表 4 6所示_ 5 。展望未来， 光伏 发电将 在我 国的能源 家族 中起着越来越大的作用 ， 因此可再生能源 ， 特 别是太阳能将成为未来关注的重点。在制订光伏 产业 中长期科技发展规划时， 专家建议我 国 2 0 2 0 年的光 伏发 电 累计装 机 容量 目标 应 定位 在 3 0 G W 的水平 ， 届 时 达 到 全 国发 电 量 的 1 。按 照 这个 目标 ， 到 2 0 2 0年历年累计 的太阳电池安装量 将如表 4所示， 至 2 0 2 0年我国光伏发电的总装机 容量将 达到 3万 MWE 。 一 334一 表 4我 国太 阳电池累计安装量 Mw 年份 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 l O 2 O l 5 2 0 2 0 农村 4 O 6 0 l O O l 6 O 2 4 0 3 6 0 9 6 0 l 5 0 0 离网 荒漠 3 8 l 8 3 0 4 5 6 0 5 l O l 0 0 0 0 并网 屋 顶 并网 4 8 l 8 3 0 4 5 6 0 4 8 0 8 0 0 0 其他 5 7 7 O 7 O 7 4 9 0 l 2 O 2 2 5 0 1 0 5 0 0 应用 合计 1 0 4 l 4 6 2 0 6 2 9 4 4 2 0 6 0 0 4 2 0 0 3 0 0 0 0 表 5 我 国晶体 硅光伏组件生产能 力 MW( 峰值) 年度 主要组件生产厂 家 封装能力 年产量 2 0 0 3 2 0 l O O 2 0 0 4 3l l 5 O 5 5 2 0 0 5 3 8 3 0 0 表 6 我 国晶体 硅光伏 电池生产能 力 MW( 峰值) 年度 主要电池片生产厂 家 生产能力 年产量 2 0 0 3 6 4 5 7 2 0 0 4 6 6 7 ( 4 0 2 0 0 5 2 0 0 太阳能光伏产业技术的每一次进展都和装备 技术的发展息息相关 ， 而装备技术的每一次进步 都使成本 大幅降低， 并使产品性能有很 大程度的 提升。我国光伏产业发展虽快 ， 但 与国际先进水 平 相 比 ， 存 在不 少差 距 ， 主要 表 现在如 下方 面 。 ( 1 )设备 方 面 1 )国内新建 的大型太 阳电池生产线的关 键 设备几乎全部进 口， 国产化配套率很低； 设备更新 换代的速度较快 ， 国内厂商远远不能赶上需求 ， 往 往是生产线刚刚建立 ， 新型高效率设备就 已经在 国际市场上 出现 ， 因而产品的成本相对较高。 2 )设备研制工作薄弱， 很多设备仅仅为国外 同类型号的仿制 ， 性能 、 稳定性却与国外设备差距 较大。很多的关键设备国内根本无法研制 。 3 )设备研制的思路不够开阔， 国外常常全方 位研制为生产线 、 为用户配套需的设备 ， 基本上做 到只要能想到的， 他们都在研制或 已经研制成功 。 4 )国外对设备 的研 究动力 来 自成本 的不 断 下降要求 ， 因而 比较系统 。同时所研制设备与工 艺 的配套能力强 ， 设备对产品的质量保证性好 。 5 )太 阳电池测试设备与半导体器件测试设 备相同， 国内仅仅生产精度 比较粗的设备 ， 而且研 究测试设备的人员所 要求的知识范 围， 仅仅局 限 于对国外设备架构分析上的仿制 。而 国外的设备 维普资讯 2 0 0 6 年第4 期 上 海 电力 常常能对测试 中可能出现 的问题 考虑得 比较全 面 ， 甚至有全套的解决方案。 ( 2 )生产线 方 面 1 )国内生产线为了片面降低成本 ， 自动化程 度比较低 ， 特别在工艺流程连接段 ， 基本为手动操 作 ， 因而产品质量 、 产量受到不同程度的影响。 2 )为了降低成本 ， 国内很多中间测试环节都 被省略 ， 产品性能好坏 、 原材料的影响等都只能在 产品的终端得到体现 ， 结果反而造成很大的浪费。 3 )许多原材料都需要进 口。受原材料 、 工艺 水平的影 响， 国内太阳电池效率比较低 ， 产品竞争 力低下 ， 仅仅占据低端产品市场。 4 )国内光伏产业 的发展速度虽然比较快 ， 但 其实际产能大 都为设 计量 的 1 1 0 1 5 ， 因而其 最佳投资收益率将受到影响 ， 投资 回收期 大大延 长 ， 增加了投资风险。 5 )目前组件产量虽然大 ， 但很多企业都依赖 于国外的电池片 ， 而 国外厂商往往仅提供一定数 量的电池以维持企业 在我 国市场 的竞争力， 所提 供的电池也非高端产品。 6 )国内的很多组件厂家由于缺乏核心技术 ， 产品质量得不到保证 ， 虽然在市场快速扩展期 内 暂时还可在一定范围内生存 ， 但从长远发展看 ， 风 险很大 ， 甚至投资还没有收回就面临着破产。 ( 3 )研 究方 面 国外的研究基础较好 ， 研究领域广而深 ， 在光 伏转换理论 、 光谱选择性 机理、 材料工艺特性 、 产 品性能检测与仿真 、 生产装置的研制 ， 以及应用领 域的拓展等方面均进行 了卓有成效 的工作 。虽然 国内的研究步伐紧跟国外 的发展趋势 ， 但基础研 究、 应用研究与世界的绝对差距在进一步扩大 ， 无 论从研究的领 域， 还是研究 的广度 、 深度 ， 差距都 比较大。往往是 国际的产品已经实用化 ， 国内的 研究才刚刚开始 。 4 上海开发利用太 阳能光伏产业分析评价 4 1 上海 太 阳能 资源 上海有丰富的太 阳能资源 ( 见图 2 ) ， 年平均 水平 面上辐射量 为 4 7 0 0 MJ m ( 相 当于 1 3 0 0 k W h ( m a ) ， 与上海周边省会 城市合肥 、 南 京 、 杭州 、 南 昌相 近 ， 比 日本 全 国平 均值 4 5 0 0 MJ m 要高 ， 比德 国、 英 国好得多。太阳能是上 海最宝贵的财富 。 图 2上 海 市 全 年 日照 时 数 4 2 上海光伏发电应用预测和展望 从市场宏观分析 ， 上海需要能源 ， 更需要清洁 的环境 ； 上海就象拥有常规电厂一样， 也将会拥有 光伏电站 ； 上海 的常规电力系统拥有各式各样 的 配套和研究 ， 上海也将会 出现新型 的光伏电力研 究开发机构 ； 随着常规电力应用的紧张和价格 的 提升 ， 尤其是环境保护意识的增强 ， 上海 的太阳光 伏发电必将成为一种重要的示范和补充。 我们认为 ， 在未来 1 0年左右时间内， 上海的 光伏发电应用领域将会出现新的市场态势： ( 1 )建成总装机容量为 1 0 5 0 MW 的大型 光伏电站 ； 可以在沿海滩涂 和工厂建 筑屋顶上建 设 。 ( 2 )2 0 1 0年 上海世 博会将是展示 我 国并 网 发电工程与其他光伏应用 的最好机遇， 应建设一 批体现我国或上海光伏发电成绩的示范装置。 ( 3 )崇明岛的大规模 开发和生态化建设 ， 将 为以光伏发电为主体 的清 洁能源利用 开拓新 的 天地 。 ( 4 )拟议 中的“ 1 0万屋 顶光伏 发电计划” 和 建筑一体化计划将有序推进。 ( 5 )政府办公大楼、 学校 、 机场、 地铁站等公 共设施将涌现一批光伏发电示范工程。 鉴于光伏发电工程项 目大 ， 涉及的领域 和单 位通常 比较多， 有许多 问题( 如发展规划、 部 门协 调 、 投资落实、 电力收购 ， 以及产权归属等问题) 有 待进一步研究解决。 4 3 上海太阳能光伏产业发展基础 4 3 1 企业情况 一 33 5 一 m ： 兮吣 | 一 维普资讯 上 海 电力 2 0 0 6 年第4 期 目前， 上海主要生产太阳能光伏 电池 的大企 业有上海太阳能科技有限公司、 上海交大泰阳绿 色能源有限公司 、 上海 电气太阳能有限公司等， 目 前的产 品市场主要在国外 ， 而且出 口势头较好， 年 均增长 3 0 9 6 以上。其中上海太阳能科技有限公司 和上海交大泰阳绿色能源有限公司规模较大， 生产 能力已分别达 5 0 MW 和 2 0 MW。就该两企业的 技术背景和基础而言， 各有特色 ， 上海太阳能科技 有限公司脱胎于空间太阳电池领域历史悠久的专 业科研机构上海 空间电源研究所 ， 上海交大泰 阳 绿色能源有限公司以上海交大的科 研教学力量为 支撑 。如果组织协调得好 ， 相 信二者均具雄厚 的 发展基础和后劲 ， 将成为本市光伏产业发展 的重 要力量 。随着光伏产业热的到来 ， 相信还会有一 些企业抢 占上海滩 ， 据报道 ， 已有河北 晶龙实业集 团落户本市， 成立 了上海 晶龙光电科技有限公司。 4 3 2 应用情 况 自2 0 0 3年上海奉贤“ 1 0 k W 并网发电系统” 建 成以来 ， 已先后建成崇明前卫村 、 江湾新城体育中 心 、 宝山野桥菜市场、 金山申漕水产园， 以及上海电 气临港重型机械装备公司等光伏电站 ， 总装机容量 超过 4 0 0 k W( 见表 7 ) 。随着 2 0 0 5 2 0 0 7年上海 市开发利用太阳能三年行动计划 的贯彻实施 ， 还 将有一批新的光伏电站出现。同时 ， 草坪灯 、 庭院 灯 、 道路灯等光伏发电产品已走入市 民生活 。 表 7 上海市 已安装 的光伏发 电系统一览表 光伏发电系统名称 装机容量 k w 安装年份 奉贤光伏电站 1 O 2 0 0 3 建筑科 学院生态办公大楼 5 2 0 0 4 崇明前卫村光伏 电站 5 O 2 0 0 5 江湾新 城体育 中心光伏 电站 5 0 2 0 0 5 上海太 阳能科 技有 限 公 司 B I P V 5 0 2 0 05 示范办 公大楼 上 海市人 民大道 2 0 0号光伏 电站 1 O 2 0 0 5 宝 山野桥菜市场光伏电站 1 5 2 0 0 6 金 山申漕水产园光伏 电站 1 0 2 0 0 6 上 海电气 临港 重型机 械装备 公 司 2 0 0 2 0 06 光伏电站 5 上海发展光伏产 业的建议 上海的太 阳能历程 了一个“ 启 动一衰落一振 兴” 的发展过程。上海 曾经是我 国启动太 阳能应 用研究最早的地 区之一 ， 2 0世纪 7 0年 代就开展 了太阳能应用研究 ， 最多时全市有 3 0多个单位和 一 3 3 6 3 0 0多人从事光 热、 光 电和材料 等太 阳能利用试 验 ， 取得了一批成果 。但是后来由于种种原因， 太 阳能科研纷纷下马， 丧失了许多良好的发展机遇 。 近 5年来 ， 迎来了太 阳能发展的好势头 ： 首先 ， 上 海 的“ 十五” 新能源与可再生能源发展规划将光伏 产业 、 风力发 电和氢能作为上海 的发展重点 ； 其 次， 从 2 0 0 3年起 ， 上海市科委安排 了一批光伏发 电攻关课题项 目， 为以后的光伏产业化建设提供 了技术支持 ； 第 三， 2 0 0 5年 市发 改委 等“ 四委 一 局” 联合发布 了 上海市开发利用太阳能三年行动 计划 ， 明确 了至 2 0 0 7年开发利用太阳能的发展 目标 、 行 动计划 、 支持政策和保障措施 ， 为上海今 后发展太 阳能科技奠定 了很好的基础 。尤其是上 海市 的“ 中长期科学和技术发展规划纲要 ( 2 0 0 6 2 0 2 0年 ) ” 中明 确 表 示 ： “ 新 能 源 产 业 要 重 点 发 展 太阳能光伏产业 ， 力争可再生能源和新能源研发、 装备制造、 检测和应用达到国内领先水平” 。我们 认为 ， 将上海市的光伏产业发展 目标定位 为“ 达到 国内的领先水平” 是非常正确 的， 我们应该充分把 握太阳能发展的大好形 势， 从战略发展高度认识 发 展 可再 生 能 源 的重要 性 ， 从 政 策 、 规 划 、 措施 和 计划等方面进行全面安排。 ( 1 )坚持 可持续 发展原则 ， 高度重视可再生 能源“ 战略替代能源” 地位的认识 ， 充分发挥上海 的科技优势 ， 争取在太 阳能等可再生能源的开发 研究与产业化 ， 尤其是我国的光伏产业工作方面 ， 作 出重大贡献 。 ( 2 )发挥全市一盘棋 的优 良传统 ， 由市政府 牵头 ， 调动全市的力量 ， 制订上海市统一的光伏产 业 ( 或可再生能源) “ 十一五” 计划与 中长期发展规 划 ， 明确各主管部门职责 ， 保证规划的落实 。 ( 3 )坚持产学研联合 ， 建设 一支拥有 自主知 识产权的光伏产业研发 队伍 ， 力争建成从太阳电 池原材料 、 电池元件和组件， 直至光伏发 电应用和 光伏电器等的综合产业集 团， 成为 国内先进的光 伏 产 业行业 。 ( 4 )充分 利用崇 明 岛丰 富的可再 生 能源 资 源 ， 争取以光伏发 电为龙头， 配合崇明岛生态园区 发展规划 ， 建设成 为具有 我国特色的可再生能源 生产与应用基地 结合 2 0 1 O年上海世博会 的举 行 ， 建成以太 阳能为主要 内容 的可再生能源分布 式供能示范系统 。 ( 5 )人才是根本 ， 科技是关键， 我国的光伏发 维普资讯 2 0 0 6 年第4 期 上 海 电力 太阳能与阳光经济 魏光普 ( 上海大学 电子信息材料 系， 上海 2 0 0 0 7 2 ) 摘 要 ： 太 阳能资源是城市本身拥有且可开发利用 的重要 资源 ， 太阳能的开发利用 ， 对解决城市 的能源 问题有 重大意义 。文章介绍 了太阳电池的优点与发展现状 ， 着重 阐述 了太 阳能在城市 中的各种应用 途径 ， 并对 太 阳 能产业 的光 明前景作 了展望。 关键词 ： 太 阳电池 ； 光伏 发电 ； 建筑体化 中图分类号 ： T K5 1 9 文献标识 码： B 1 太 阳能开发利用的重要性 大多数城市并不拥有石油 、 煤炭、 天然气等能 源， 需要从外地输入 。但每个城市都有 可开发利 用的大量太 阳能资源 ， 所 以开发利用太阳能对解 决城市能源问题有重大意义。 太阳的光 辐射可以说 是取之不尽、 用之不竭 的能源。太 阳与地球 的平均距离为 1 5亿 k m。 在地球大气圈外 ， 太阳辐射 的功率密度为 1 3 5 3 k w m。 ， 称为太阳常数 ， 到达地球表面时， 部分太 阳光被大气层吸收 ， 光辐射 的强度降低 。在地球 海平面上 ， 正午垂直入射时 ， 太阳辐射功率密度约 为 1 k W m ， 通常被作为测试太阳电池性能的标 准光辐射强度 太阳光辐射的能量非常 巨大， 从 太阳到地球 的总辐射 功率若换算为 电功率约为 1 7 7 x1 0 k W， 比 目前 全世 界的平均消费电力还 要大数百万倍 。 太阳能不但数量巨大 、 用之不竭 ， 而且是不会 产生环境污染的绿色能源 ， 所 以大力推广太 阳能 的应用是世界性 的趋势。广义地说太阳光的辐射 能、 风能 、 水力 能、 生物 质能、 潮汐能都属 于太阳 能，它们随着太阳的