太陽能光伏發(fā)電的幾個關鍵問題

       發(fā)展太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的關鍵問題包括光伏電池技術、光伏發(fā)電成本、光伏發(fā)電政策以及光伏電網(wǎng)的接入等。

--光伏電池技術

       光伏電池是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件。光伏電池大規(guī)模應用需要解決2大難題:

       提高光電轉換效率和降低生產(chǎn)成本。太陽能光伏電池通常用晶體硅或薄膜材料制造，前者由切割、鑄錠或者鍛造的方法獲得，后者是一層薄膜附著在低價的襯背上。晶體硅仍是當前太陽能光伏電池的主流。晶體硅電池包括單晶硅太陽電池和多晶硅太陽電池。單晶硅電池的實驗室*高轉換效率可達24.7%，商業(yè)化電池效率為16%～20%。多晶硅太陽能電池的實驗室*高效率也超過了20%，商業(yè)化電池效率為15%～18%。除效率外，電池的厚度也很重要。降低硅片厚度是減少硅材料消耗、降低晶硅太陽電池成本的有效技術措施。硅片的平均厚度已從2003年的0.23mm減小到2007年的0.18mm。下表為2003—2007年各類太陽能產(chǎn)量MW

       太陽能電池主要有六種：單晶硅、多晶硅、HIT(HIT太陽能電池為三洋電機采用特殊結構、結合結晶型及薄膜型特點研發(fā)而成的太陽能電池)、非晶硅、銅銦鎵硒和碲化鎘電池。在對能量產(chǎn)出要求比較均衡的情況下，單晶硅、HIT組件在太陽輻射較高時性能*優(yōu)，適合在太陽輻射強、多晴天的地區(qū)使用；在太陽輻射量較高、少云或多云地區(qū)，碲化鎘有優(yōu)勢；多晶硅和銅銦稼硒受太陽輻照影響較大，不適合在太陽輻射變化大、四季分明的地區(qū)使用；非晶硅在太陽輻射較低、多陰雨地區(qū)才能顯現(xiàn)優(yōu)勢。

--光伏發(fā)電成本

       光伏發(fā)電何時達到平價上網(wǎng)(即光伏發(fā)電的成本達到常規(guī)能源發(fā)電電價的水平)是一個備受關注的問題。*發(fā)改委能源研究所提出，所謂平價上網(wǎng)有2個概念，即輸電側上網(wǎng)和配電側上網(wǎng)。配電側上網(wǎng)也即自發(fā)自用，可以與電網(wǎng)銷售電價比較(我國銷售電價為0.5～1元/(kW·h) )，這表明光伏發(fā)電自用更容易實現(xiàn)“平價上網(wǎng)”。但如果是輸電側中高壓并網(wǎng)，因我國常規(guī)電力上網(wǎng)電價一般僅為0.3元/ (kW·h)，要在這個水平上達到平價上網(wǎng)還有相當?shù)碾y度。光伏發(fā)電系統(tǒng)成本的60%以上來自太陽能電池。2006年，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)成本約為5萬元/kW，系統(tǒng)各部分成本比例見下表。

--光伏發(fā)電政策

       政府的政策導向將決定光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水準和市場需求。由于原材料硅的價格下跌導致光伏發(fā)電價格從2008年10月快速下降，但目前光伏市場仍然是由政府和政策驅動的。下面介紹一下各國光伏發(fā)電主要扶持政策以及2008年后所做出的調整。

       德國在先后實施“一千屋頂計劃”和“十萬屋頂”計劃基礎上，于2000年1月頒布實施了與“全網(wǎng)平攤”相配套的《可再生能源上網(wǎng)電價法》，對光伏發(fā)電實施0.99馬克/(kW·h)的上網(wǎng)電價。

日本于1974年開始執(zhí)行陽光計劃，把光伏發(fā)電作為*電力未來的重要組成部分。2008年6月，日本又開始討論重新啟動對光伏系統(tǒng)進行補貼，7月即公布了《低碳社會行動方案》。同年11月又發(fā)布了《推廣太陽能發(fā)電行動方案》。光伏業(yè)界普遍看好日本2009年后的光伏市場。

       西班牙于2004年后對太陽能等可再生能源電力實施了高補貼電價政策，極大地刺激了西班牙光伏市場的迅速增長。2008年西班牙成為光伏市場發(fā)展*快的*，累計容量排名第2。在達到政府規(guī)定的市場容量后，西班牙政府于2008年9月對電價水平進行調整，直接對本國新增市場規(guī)模進行控制。

       美國政府早在20世紀90年代提出“百萬屋頂”計劃刺激本國光伏發(fā)電市場。美國光伏市場的發(fā)展主要得益于5類經(jīng)濟政策的共同作用，即凈電表制、生產(chǎn)稅返還、投資稅抵扣、配額制和稅收優(yōu)惠。這些經(jīng)濟政策的刺激加速了美國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，2008年美國在全球新增光伏市場中以400MW排名第3，裝機總容量達到1410MW。目前新的聯(lián)邦投資抵扣稅政策和《2009經(jīng)濟刺激法案》出臺，但美國國內仍對是否使用財政資金大規(guī)模發(fā)展光伏發(fā)電存在爭議，美國光伏市場前景存在不確定性。

       中國的太陽能光伏市場總體發(fā)展速度比較緩慢。“六五”和“七五”期間，*對光伏市場的發(fā)展給予支持。近期中國政府推出一系列的光伏發(fā)電刺激政策。2009年3月，財政部聯(lián)合住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布了《太陽能光電建筑應用財政補助資金管理暫行辦法》、《關于加快推進太陽能光電建筑應用的實施意見》，支持開展光電建筑應用示范，實施“太陽能屋頂計劃”；6月發(fā)布的《新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃征求意見稿》提出2020年建成30 GW的光伏發(fā)廠；7月，財政部、科技部、*能源局聯(lián)合宣布在我國正式啟動金太陽示范工程。政府的大力支持使得各方普遍看好中國光伏市場的前景。

--電網(wǎng)接入問題

       隨著光伏發(fā)電的快速發(fā)展，如何接入電網(wǎng)成了一個關鍵的問題。對于光伏電站的并網(wǎng)要求，國際上已經(jīng)有了很多標準，中國的標準分散在一些傳統(tǒng)標準之中，大多只是對電壓和電流的諧波、電壓和頻率偏差、電壓波動和閃變、直流分量和功率因數(shù)的要求。在光伏電站容量較小時，這些參數(shù)要求基本適用。但是，當光伏電站的規(guī)模越來越大(幾十甚至上百兆瓦)時，*必須考慮光伏電站接受電網(wǎng)調度以及參與電網(wǎng)管理等方面的因素，具體包括低電壓穿越、無功補償、有功功率降額等。