地面分布式光伏产业发展的意义及前景

地面分布式光伏产业发展的意义及前景1.1我国丰富的太阳能资源我国地处北半球，土地辽阔，国土总面积达960万平方公里。在我国广阔富饶的土地上，太阳能资源的分布受气候和地理等条件具有明显的地域性。根据《太阳能资源评估方法》（QX/T89-2008），以太阳能总辐射的年总量为指标，对太阳能的丰富程度划分为4个等级，如下表所示。表2-1中国太阳辐射资源区划标准等级资源带号年总辐射量（MJ/m2）年总辐射量（kWh/m2）平均日辐射量最丰富带Ⅰ≥6300≥1750≥4.8很丰富带Ⅱ5040--63001400--17501.8--4.8较丰富带Ⅲ3780--50401050--14002.9--1.8一般Ⅳ＜3780＜1050＜2.9我国的太阳能资源丰富。其中年总辐射量在860～2080kWh/m2之间，年直接辐射量在230～1500kWh/m2之间，年平均直射比在0.24～0.73之间，年日照时数在870～3570h之间。中国1978～2007年平均总辐射空间分布情况如图2-1所示。从图2-1中可以看出，我国太阳能资源空间分布特点为自西北到东南呈先增加再减少然后又增加的趋势。新疆东南边缘、西藏大部、青海中西部、甘肃河西走廊西部、内蒙古阿拉善高原和以西地区宁夏北部构成了太阳能资源“最丰富带”，其中西藏南部和青海格尔木地区是两个高值中心；新疆大部分地区、宁夏南部、西藏东部、云南大部、青海东部、四川盆地以西、甘肃中东部、陕西北部、山西北部、河北西北部、内蒙古中东部至锡林浩特和赤峰一带，是我国太阳能资源“很丰富带”；我国中东部和东北的大部分地区都属于太阳能资源的“较丰富带”；只有以四川盆地为中心，四川省东部、重庆全部、贵州大部、某西部等地区属于太阳能资源的“一般带”。图2-11978～2007年平均太阳能资源空间分布图（单位：kWh/m2）1.2建设光伏电站的现实意义改革开放以来人民的物质与精神文化生活得到了极大的改善，但同时，环境、资源与经济、社会发展之间的矛盾也日益凸现，越来越成为经济、社会发展的制约因素。时不我待，只有生态建设才是实现可持续发展的重要举措，也必将带来更广阔的社会、经济和生态的发展前景，从而实现跨跃式发展，对解决雾霾有着一定意义。解决环保与发展的问题是全国面临的重要课题。众所周知，环保与经济建设应该相辅相成，经济发展要跟环境相协调，把环境变美，经济才能持续发展，达到环境效益、经济效益、社会效益三丰收。生态环境保护既不能用停止发展经济来维系，也不能用破坏生态环境来换取经济发展的短期效应。只有遵循社会发展的规律，坚持经济建设和生态环境保护并举，在发展中重保护，在保护中求发展，方能走上生态良好、人与自然和谐的可持续发展之路。大力开发、利用太阳能正是应对能源匮乏、空气污染、缓解电力紧张、保障可持续发展的有效手段，目前已经为越来越多的国家所认可。可再生能源是可持续发展的能源、未来的能源，谁掌握了可再生能源，谁就掌握了能源的未来。中国全面建设小康社会要求可再生能源做出更多的贡献，十一五期间，中国可再生能源将进入快速发展时期。在可再生能源中，太阳能发电的成本虽然较高，但与其他能源相比，太阳能在资源潜力和持久适用性方面更具优势。从前景来看，光伏发电是最具潜力的战略替代发电技术。未来十年是光伏发电向替代能源冲刺的十年，随着常规化石能源日渐匮乏及其大量使用带来的环境恶化，太阳能光伏发电已成为世界发展最快的产业。据国际权威机构预测，2020年前，光伏发电将以50%的年平均增长率发展，2020年光伏发电将达到世界总发电量的1%。实践证明并得到世界公认，光伏发电是最具可持续发展理想特征的可再生能源发电技术，具有诸多优势和特点：太阳能资源取之不尽，所用硅材料资源用之不竭（占地球元素的26%）；光伏发电为纯光电转换的物理过程，无消耗、无排放、无转动、无污染；安装和应用具有模块化特征，规模机动，安全可靠；可与建筑结合，无需单独占地，地面电站与环境友好。目前，光伏发电的利用方式已不仅仅局限于为偏远地区提供电力，利用建筑顶面及空旷地面建设大型并网电站是光伏发电发展的必然趋势，欧美等发达国家在这方面早已走在了前面，我国发达省份应该参照发达国家的经验迎头赶上。可以预见，大型光伏电站的建成，不仅可以把丰富的太阳能资源优势转化成源源不断的电力供应给城乡生产、生活之用，而且对于电网还可以起到调峰作用；不仅具有环保效益，更可以营造一种清新、自然、环保、健康、进步、面向未来的崭新形象。1.3光伏发电的应用方式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，充分利用太阳能有利于保持人与自然的和谐相处及能源与环境的协调发展。人类对太阳能的早期利用主要是光和热，光伏发电技术的出现为太阳能利用开辟了广阔的领域。90年代以来，太阳能光伏发电的发展很快，已广泛用于航天、通讯、交通以及偏远地区居民的生活供电等领域，近年来又开辟了太阳能路灯、草坪灯和屋顶太阳能光伏发电等新的应用领域。光伏发电通常有两种利用方式，一种是依靠蓄电池来进行能量的存储，即所谓的独立发电方式，但是由于受到蓄电池的存储容量、使用寿命的限制，造成成本较高，虽然目前我们有很多措施可以保护蓄电池，比如在控制回路中加入更多的保护措施，使用目前比较先进的超级电容保护装置等；另一种利用方式为并网使用，作为公用电厂城市分布式小电源，将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能。目前并网发电系统采用的并网逆变器一般拥有自动相位和电压跟踪装置，能够非常好的配合电网的微小相位和电压波动，尽量减少对电网的影响。独立发电系统一般由太阳电池组件、控制器、蓄电池、逆变器组成。并网发电系统一般由太阳电池组件，并网逆变器等组成。通常还包括数据采集系统、数据交换、参数显示和监控设备等。太阳能方阵所发出的直流电经过并网逆变器转变成与电网相匹配的交流电再输送到电网中。1.4光伏发电的应用前景太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，被认为是当前世界上最有发展前景的新能源技术，各发达国家均投入巨额资金竞相研究开发，并积极推进产业化进程，大力开拓市场应用。未来几年，世界光伏产业将成为世界上发展最快的一个产业之一。各国可再生能源法的颁布、快速发展的光伏屋顶计划、各种减免税政策和补贴以及逐渐成熟的绿色电力价格，为光伏市场的发展提供了良好的基础。光伏发电的应用领域是新能源和可再生能源的重要组成部分，光伏发电的应用领域将逐步由边远地区和农村的补充能源向全社会的替代能源过渡。预测到21世纪中叶，太阳能光伏发电将达到占世界总发电量的10%～20%，成为人类的基础能源之一。随着世界光伏市场需求持续高速增长，中国《中国可再生能源法》的颁布实施以及中国光伏企业在国际光伏市场的良好表现，中国的光伏制造和光伏应用都呈现出了快速增长态势。1.5国家相关政策的支持为鼓励可再生能源的开发和利用，中国国家有关部门先后颁布了以下相关法律法规：1、《可再生能源法》2006年1月1日，《可再生能源法》正式实施。确立了可再生能源总量目标制度、可再生能源并网发电审批和全额收购制度、可再生能源上网电价与费用分摊制度、可再生能源专项资金和税收、信贷鼓励措施。2、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》2006年1月4日，《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》公布。提出可再生能源发电价格实行政府定价和政府指导价两种价格。风力发电项目的上网电价实行政府指导价；太阳能发电、海洋能发电和地热能发电项目实行政府定价；生物质发电项目实行政府定价，由国务院价格主管部门制定标杆电价，电价标准由各省2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价组成。3、《可再生能源发电有关管理规定》2006年2月7日国家发改委正式发布的《可再生能源发电有关管理规定》（以下简称《规定》），作为《中国可再生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》的配套法规，明确给出了可再生能源发电项目的审批和管理方式。《规定》所称可再生能源包括：风力发电、生物质发电（包括农林废弃物直接燃烧和气化发电、垃圾焚烧和垃圾填埋气发电、沼气发电）、太阳能发电、海洋能发电和地热能发电。此规定是继鼓励国内各类经济主体参与可再生能源开发利用之后，给企业进入可再生能源发电产业提供了指导方向和实施标准。明确了可再生能源发电项目的审批和管理方式。发电企业应当积极投资建设可再生能源发电项目，并承担国家规定的可再生能源发电配额义务。大型发电企业应当优先投资可再生能源发电项目。4、财政部、建设部通知《财政部住房城乡建设部关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》（财建〔2009〕128号）、《财政部关于印发<太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法>的通知》（财建〔2009〕129号），财政部和住房城乡建设部联手出台一系列政策，推进太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用，实施我国的“太阳能屋顶计划”。明确表明重点支持太阳能产业的发展，给予企业财政补助，对于符合国家政策要求的光伏发电项目给予20元/W的财政补贴，补贴额度可以覆盖产业平均成本的一半。这将有利于整个光伏产业的发展。5、《可再生资源“十二五”规划》按照就近上网、当地消纳、积极稳妥、有序发展的原则，在太阳能资源丰富、具有荒漠化等闲置土地资源的地区，建设一批大型光伏电站；结合水电开发和电网接入运行条件，在青海、甘肃、新疆等地区建设太阳能发电基地，探索水光互补、风光互补的太阳能发电建设模式。积极推广与建筑结合的分布式并网光伏发电系统，鼓励在有条件的城镇公共设施、商业建筑及产业园区的建筑、工业厂房屋顶等安装并网光伏发电系统，发挥北极星电力分布式光伏发电可直接为终端用户供电的优势，推动光伏发电在经济性相对较好的领域优先得到发展。支持在太阳能资源较好的城镇地区，建设分布式太阳能光伏系统，并与生物质能等其它新能源和储能技术结合