发布时间:2022-11-17 12:00来源:www.51edu.com作者:畅畅
光伏发电的时代背景
在人类发展的前
5000
年,对能源的要求远远没有最近的三百年来得迫切。
十八世纪,
英国率先开始的工业革命,
大大推动了人类社会生产力的发展,
以机
器生产为标志的生产力远远高于传统手工业生产,
人类进入了现代文明时代,
对
此,人类急切的需求更多的能源以促进生产力的发展。
然而,
自然界的一次能源储量有限,
能源危机迫在眉睫,
根据对石油储量的
综合估算可支配的传统能源从全球来看,
已探明的石油储量只能用到
20-40
年,
天然气也只能延续
50-60
年左右,即使是储量最丰富的煤炭最多也只能够维持
二三百年。
就连近代才发展起来的核能发电的原料铀的储量也是有限的,
而且还
存在安全和污染的难题,
同样不能解决世电力的长期稳定供应问题。
因此,
如不
尽早设法解决常规能源的替代能源,人类迟早将面临燃料枯竭的危险局面。
同时,
化石能源在开采、
运输和使用过程中都会对空气和人类生存环境造成
严重的污染。
根据相关资料显示,
目前,
人类使用化学燃料己经为人类生存环境
带来了严重的后果,
由于大量使用化石能源,
全世界每年产生约
1
亿吨温室效应
气体,
已经造成极为严重的大气污染,
同时使得地球表面气温逐年升高,
近二千
年来,全球二氧化碳排放量迅速增长,如果不加以控制,温室效应将使南、北两
极的冰山融化,
这可能会使海平面上升几米,
四分之一的人类生活空间将由此受
到极大威胁。此外,由于环境恶化造成的“黑洞”己经使人类即将面临太阳紫外
线的直接照射。
光伏发电的优点
太阳能作为一种新型的绿色可再生能源,
与其他新能源相比利用最大,
是最
理想的可再生能源。
特别是近几十年来,
随着科学技术的不断进步,
太阳能及其
相关产业成为世界发展最快的行业之一。因为它具有以下的特点:
①
储量巨大:太阳能是取之不尽的可再生能源,可利用量巨大。太阳放射
的总辐射能量约是
3.75x
10
23
kW
,是极其巨大的。其中到达地球的能量高达
1.73x
10
14
kw
,
穿过大气层到达地球表面的太阳辐射能大约为
8.1x
10
13
kW
。
在到
达地球表面的太阳辐射能中,到达地球陆地表面的辐射能大约为
1.7x
10
13
k
W
,
相当于目前全世界一年内消耗的各种能源所产生的总能量的三万五千多倍。
太阳
的寿命至少尚有
40
亿年,
相对于人类历史来说,
太阳可源源不断供给地球能源
的时间可以说是无限的。
②
取之不尽,不需要开采和运输。
③
清洁无污染,无任何物质的排放,既不会留下污染物,也不会向大气中
排放废气。
④清洁、
安全、
无噪声。
太阳能发电本身不向外界排放废物,
没有机械噪声,
是一种理想的能源
;
⑤可靠性高,
寿命长,
并且应用范围广。
晶体硅太阳能电池的寿命可以长达
20-35
年,在光伏系统中,只要设计合理、选型适当,蓄电池的寿命可以达到
10
多年。
太阳能几乎无处不在,
太阳能电池在中国大部分范围内都能作为独立的电
源。
由此可见,
在能源危机即将爆发,
环境逐渐恶化的今天,
太阳能发电技术的
研究具有很大的必要性。
同时,
太阳能发电技术也具有重要的研究价值和广阔的
应用前景。
新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。
太阳
能是一种清洁、
高效和永不衰竭的新能源。
在新世纪中,
各国政府都将太阳能资
源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。据资料显示,到
2010
年,全世界
光伏产业将累计达到
14-15GW
,这表明世界光伏产业发展有着巨大的发展空间。
总之,
从能源利用的国际发展趋势来看,
光伏发电最终将以替代能源的角色进入
电力市场。预计到
2030
年,光伏发电在世界的总发电量中将占到
5%-20%
。
国外光伏发电的现状
技术方面,
经过几十年的发展,
澳大利亚新南威尔士人研制的单品硅光伏电
池效率己达
23.7%
,多品硅电池效率突破
19.8%
。同时,研究人员正在探索用切
薄硅片、扩大平面面积或者使用聚光的方法,力争把硅片的成本降低到
0.8
美元
/WP
。据预测,在今后
15-20
年间利用这几种方法有望把硅片的成本降低到
0.5
美元
/WP
,这样,光伏系统的价格可以降低到接近
3
美元
/WP
。薄膜电池是在廉
价衬底上采用低温设备技术沉积半导体薄膜的光伏器件,
材料与器件设备同时完
成,工艺技术简单,便于大面积连续化生产
;
设备能耗低,缩短了回收期。太阳
能电池实现薄膜化,
大大节省了昂贵的半导体材料,
具有大幅度降低成本的潜力,
是当前国际上研究开发的主要方向。
除了光伏电池以外,
当前国际上最新的研发
热点主要集中在低成本、
高效率、
高稳定性的光伏逆变器件和光伏建筑集成应用
系统等方面,
专用逆变设备和相关系统的最佳配置涉及到多项技术。
美国、
德国、
荷兰、
日本、
澳大利亚等国家在光伏屋顶计划的激励下,
许多企业和研究机构成
功地推出了多种不同的高性能逆变器。
产业化方面,
光伏发电发展的初期主要是依靠各国政府在政策及资金方面的
大力支持,
现在己逐步商业化,
进入了一个新的发展阶段。
光伏发电的市场前景
吸引了一批国际知名企业或企业财团介入光伏电池制造业。这些大公司的介入,
使产业化进程大大加快。
预计今后
10
年,
光伏组件的生产将以每年增长
20%-30%
甚至更高的递增速度发展,
到
2010
年将可能达到
4600MW/
年的生产量,
总装机
容量将可能达到
1SGW
。国际光伏产业在过去
10
年中的平均年增长率为
20%
,
1998
年世界太阳能电池组件生产量为
155MW
,
2000
年增长到
288MW
,
2002
年
达到
54OMW
。
截止到
2006
年底,
世界光伏发电累计总装机容量达到了
1300MW
。
目前全球太阳能光伏电池产业的销售收入超过
20
亿美元。预计到
2050
年左右,
太阳能光伏发电将达到世界总发电量
10%-20%
,
成为人类的基本能源之一。
同时,
世界光伏市场发生了很大变化,
开始由主要为边远农村地区和通信设备、
气象台
站、
航标等特殊应用领域解决供电问题,
逐步向并网发电和与建筑相结合的常规
供电方向及商业化应用方向发展。从上世纪
70
年代起,许多国家掀起了太阳能
光伏发电热潮,美国、日本、欧盟、印度等国家纷纷制定雄心勃勃的中长期发展
规划推动光伏技术和光伏产业的发展,
推动这一新能源产业的发展。
目前,
世界
光伏产业正以
31.2%
的平均年增长率高速发展,
是全球增长率最高的产业,
己成
为当今世界最受关注、
增长幅度最快的能源产业之一。
自上个世纪
90
年代以来,
国外发达国家掀起了发展
“屋顶光伏发电系统”
的研发高潮,
屋顶光伏发电系统
不单独占地,
将太阳电池安装在现成的屋顶上,
非常适应太阳能能量密度较低的
特点,
而且其灵活性和经济性都大大优于大型光伏并网发电,
有利于普及,
有利
于战备和能源安全,所以受到了各国的重视。
1993
年,德国首先开始实施由政
府补贴支持的
“
2000
个光伏屋项计划”
,
同时制定了
“可再生能源电力供应法”
,
极大地刺激了光伏发电市场。
日本在光伏发电与建筑相结合的市场方面己经做出
了十几年的努力,预计到
2010
年光伏屋顶发电系统总容量达到
7600MW
。日本
光伏屋顶发电系统的特点是
:
太阳电池组件和房屋建筑材料形成一体,如“太阳
电池瓦”和“太阳电池玻璃幕墙”等,这样太阳电池就可以很容易地被安装在建
筑物上,也很容易被建筑公司所接受。
1997
年
6
月,美国前总统克林顿宣布实
施
“百万个太阳能屋顶计划”
,
计划到
2010
年安装
100
万套太阳能屋顶。
许多其
他发达国家也都有类似的光伏屋项发电项目或计划,如荷兰、瑞士、芬兰、奥地
利、英国、加拿大等。属于发展中国家的印度也在
1997
年
12
月宣布到
2020
年
将建成,
50
万套太阳能屋顶发电系统。光伏发电的行业标准方面,虽然现在还
没有
IEC(
国际电工委员会
)
标准,
但各国都颁布了相应的试行标准,
如美国
SANDIA
国家实验室的光伏并网发电系统标准等。
国内光伏发电的现状
技术方面,
经过十多年的努力,
我国光伏发电技术有了很大的发展,
光伏电
池技术不断进步,
与发达国家相比有差距,
但差距在不断缩小。
光伏电池转换效
率不断提高,目前单晶硅电池实验室效率达
20%
,
批量生产效率为
14%
,多晶硅
实验室效率为
12%
。在
2000
年之后,多晶硅产品逐步走出实验室,开始形成规
模生产,其效率与发达国家相比,差距在不断缩小。
产业化方面,
2000
年以后,我国光伏产业进入快速发展期,但整体发展水
平仍然落后于国际先进水平,参与国际竞争有一定的难度。
2003
年国内光伏电
池的生产能力约
20MW
,
但光伏组件的封装能力约
50MW
,
远大于光伏电池的生
产能力。虽然到
2002
年底,我国己有近
20MW
的光伏电池生产能力,但实际生
产量仅为
4MW
左右,
占世界光伏电池实际生产量的
1%
左右。
在
2002-2003
年国
家实施的总装机容量
20MW
的“光明工程”项目中,国内生产的光伏电池的应
用量不足
10%
,
错过了这一市场时机。
近期内我国光伏发电市场仍将是为无电地
区供电为主,有一定的市场潜力,但也有局限性。
2001
年及以前,我国光伏产
品的年销售量均保持在
3-4MW
,
其中单品硅产品占
80%
,
非单品硅产品占
20%
。
2005
年,光明工程项目使市场年销售量猛增到
20MW
,光伏系统保有量达到
40MW
左右。从市场份额上石,光伏发电在
2000
年前的主要应用领域是
:
通讯行
业占
40%
一
50%
,农村电气化行业
(
主要包括户用光伏系统和乡村级光伏发电
)
占
40%
左右,其它领域占
10%
左右。但
2007
年当年农村电气化领域的市场份额占
到
85%
以上。目前,国内光电池硅片的生产能力己达
4.5M
瓦,在西藏
7
个无水
无电县中已全部建成了光伏发电,其中功率最大的
100KW
。综上所述,我国的
光伏市场和光伏企业面临严峻的挑战,
如果把我国光伏产业的发展放到国际光伏
发展的大环境中考虑,
世界光伏产业每年以
31%
的速度发展,
而我国的光伏产业
每年只有
15%
的增长率,
光伏企业的发展靠市场,
光伏市场的发展靠政策。光伏
发电成本高,
无法与常规能源竞争,
所以更需要政府制定强有力的法规和政策支
持以驱动我国光伏产业的商业化发展。
然而,
我国的光伏企业虽然弱小,
但经过
努力已经有了一定的基础,
当前,
对光伏企业的发展来说机遇和挑战并存。
另外,
我国的太阳能资源非常丰富,据统计,太阳能年辐照总量大于
502
万千焦
/
平方
米,年日照时数在
2200
小时以上的地区约占国土面积的
2/3
以上。
随着电力电子元器件的发展、
数字信号处理技术的应用以及先进的控制方法
的提出,
电力电子能量变换发生了巨大的变化。
首先,
元器件正向着低导通损耗、
快速化、
智能化、
封装合理化等几个方向发展。
低导通损耗将有助于并网型逆变
器系统提高效率
;
减少发热
;
快速化将减小开关应力
;
智能化将有助于提高系统可
靠性
;
封装的改进将减少寄生参数、有效散热、保持高机械强度。其次,数字信
号处理技术的应用有助于减少并网逆变器输出的直流成分
;
提高开关频率
;
减小滤
波器体积
;
改善输出波形
;
改善
THD;
快速响应电网瞬态变化。最后,先进的控制方
法将有助于改善输出波形质量,从而减小滤波环节的体积
;
提高系统
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1.光伏发电补贴
2021年6月7日,国家发改委对新建户光伏项目补贴为0.03元/千瓦时。而地方当中,北京光伏发电叠加补贴高达0.2022年光伏新政草案提前下发,对市场还是有暗示的。“草根光伏”认为,主要有两点。
1、明确向市场传达户用光伏无补贴了
2、明确向市场传递光伏电站建设有上限
是按光伏发电站的发电量进行补贴,根据光伏发电站类型的不同,对集中式光伏电站和分布式光伏电站采取不同的补贴方式。是根据2013年国家发展改革委发布的《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》和财政部发布的《关于分布式光伏发电实行按照电量补贴政策等有关问题的通知》的规定。
1月4日,联邦电网局公布了2020年电力市场数据,2020年德国可再生能源发电量为233.1 TWh,发电量占比达到49.3%,接近50%,而2019年这一数据为46.1%。
可再生能源发电占比接近50%
数据显示,2020年风力发电厂(尤其是陆上发电厂)为德国2020年的电力市场做出了最大贡献,其中陆上和海上风力发电合计占到27.4%的份额;光伏发电占9.7%;其余的12.2%由生物质能,水力发电和其他可再生能源构成的。
而传统能源的总发电量为259.2 TWh,与2019年相比下降了12.2%。
总体而言,2020年可再生能源发电量为233.1 TWh,比上年的223.9 TWh高4.1%。陆上风力发电量为103.1 TWh,比上一年的99.6 TWh高出约3.5%。海上风力发电量增长了11.2%(从2019年的24.2 TWh到2020年的26.9 TWh)。其中光伏发电增长最快。2019年光伏发电量为41.9 TWh,而2020年为45.8 TWh,这相当于增加了9.3%。
2020年每天的电力负荷中,可再生能源发电所占份额基本在16%以上,而在2020年的3月至9月期间内,光伏发电的月发电量均高于煤发电厂的月发电量。此外,在2020年5月17日下午14-15时段内,新能源发电占比创下了最高纪录,发电量为493GWh,发电占比达到112.2%;2020年6月1日,德国电网光伏发电功率达到了37.2GW,占比达到了总功率的56%,创下光伏输出功率最高记录。
此外,2020年德国再次成为净电力出口国,在过去的一年中德国净出口电力为18.9 TWh。其中出口电量为52.5 TWh(2019年为59.4 TWh),进口电量为33.6 TWh(2019年为24.2 TWh)。与2019年相比,电力净出口量下降了46.2%。
2020年太阳能屋顶增长25% 仍需提速
根据德国太阳能工业协会(BSW)的数据,在2020年,德国太阳能行业安装的太阳能屋顶比上一年增长了25%。
但同时BSW也表示目前光伏增长速度仍然不够,为防止出现发电缺口,增速仍需提高一至三倍。市场研究人员预计,根据现有的逐步淘汰核能和煤炭的决议以及可预见的电力需求增长,将在未来两到三年内实现这一目标。而据12月初Fraunhofer ISE的科学家计算结果,为实现当前提出的气候目标,光伏发电必须每年加速增长至10GW到15GW左右,作为比较:BSW预计2020年市场增长4.6至4.8GW,而2019年约为3.8GW。
此外,近期YouGov民意研究所代表BSW进行的一项人口调查结果表明,卫生政策和气候政策将对即将到来的联邦议院选举产生决定性作用。在2,000多名接受调查的公民中,近四分之三(73%)表示,从今天的角度来看,气候政策对于他们自己的投票决定可能非常重要(41%)或重要(32%)。受访者认为,扩大德国的太阳能屋顶和其他可再生能源是迄今为止最重要的气候保护措施。
因触电引起的人身损害赔偿范围和标准如下:
(一) 医疗费:指医院对因触电造成伤害的当事人进行治疗所收取的费用。医疗费根据治疗医院诊断证明、处方和医药费、住院费的单据确定。
医疗费还应当包括继续治疗费和其他器官功能训练费以及适当的整容费。继续治疗费既可根据案情一次性判决,也可根据治疗需要确定赔偿标准。
费用的计算参照公费医疗的标准。
当事人选择的医院应当是依法成立的、具有相应治疗能力的医院、卫生院、急救站等医疗机构。当事人应当根据受损害的状况和治疗需要就近选择治疗医院。
(二) 误工费:有固定收入的,按实际减少的收入计算。没有固定收入或者无收入的,按事故发生地上年度职工平均年工资标准计算。误工时间可以按照医疗机构的证明或者法医鉴定确定;依此无法确定的,可以根据受害人的实际损害程度和恢复状况等确定。
(三) 住院伙食补助费和营养费:住院伙食补助费应当根据受害人住院或者在外地接受治疗期间的时间,参照事故发生地国家机关一般工作人员的出差伙食补助标准计算。人民法院应当根据受害人的伤残情况、治疗医院的意见决定是否赔偿营养费及其数额。
(四) 护理费:受害人住院期间,护理人员有收入的,按照误工费的规定计算;无收入的,按照事故发生地平均生活费计算。也可以参照护工市场价格计算。受害人出院以后,如果需要护理的,凭治疗医院证明,按照伤残等级确定。残疾用具费应一并考虑。
(五) 残疾人生活补助费:根据丧失劳动能力的程度或伤残等级,按照事故发生地平均生活费计算。自定残之月起,赔偿二十年。但五十周岁以上的,年龄每增加一岁减少一年,最低不少于十年;七十周岁以上的,按五年计算。
(六) 残疾用具费:受害残疾人因日常生活或辅助生产劳动需要必须配制假肢、代步车等辅助器具的,凭医院证明按照国产普通型器具的费用计算。
(七) 丧葬费:国家或者地方有关机关有规定的,依该规定;没有规定的,按照办理丧葬实际支出的合理费用计算。
(八) 死亡补偿费:按照当地平均生活费计算,补偿二十年。对七十周岁以上的,年龄每增加一岁少计一年,但补偿年限最低不少于十年。
(九) 被抚养人生活费:以死者生前或者残者丧失劳动能力前实际抚养的、没有其他生活来源的人为限,按当地居民基本生活费标准计算。被抚养人不满十八周岁的,生活费计算到十八周岁。被抚养人无劳动能力的,生活费计算二十年,但五十周岁以上的,年龄每增加一岁抚养费少计一年,但计算生活费的年限最低不少于十年;被抚养人七十周岁以上的,抚养费只计五年。
当地时间周三,美国拜登政府公布的一份报告显示,到2035年美国有望实现40%的电力来自太阳能,到2050年这一比例将进一步提升至45%。
美国能源部在《太阳能未来研究报告》中,详细阐述了太阳能在美国电网脱碳中的重要作用。 该研究显示,到2035年,在不提高电价的情况下,太阳能有可能供应全国40%的电力,推动电网深度脱碳,并创造多达150万个就业。
报告指出,要实现这一目标,需要大规模和公平地部署可再生能源和强有力的脱碳政策,这符合拜登政府为解决气候危机和迅速增加全国可再生能源的使用所做的努力。
报告预计,实现上述目标,需要美国公共和私营部门在2020年至2050年间增加多达5620亿美元的支出。同时,对太阳能和其他清洁能源的投资可能带来约1.7万亿美元的经济效益,其中一部分是通过减少污染带来的健康成本。
截至2020年,美国太阳能发电装机容量已达到创纪录的150亿瓦至76亿瓦,占当前电力供应的3%。
报告称,到2035年,美国的太阳能年发电量需要增加四倍,并向以可再生能源为主的电网提供1000吉瓦的电力。 到2050年,太阳能预计提供1600吉瓦的电力,这比美国目前所有的住宅和商业建筑所消耗的电力还要多。 由于交通、建筑和工业部门电气化的增加,到2050年,整个能源系统的脱碳可以产生多达3000吉瓦的太阳能。
报告指出,从现在到2025年,美国必须每年平均安装3000万千瓦的太阳能发电能力,从2025年到2030年,每年必须安装6000万千瓦的太阳能发电能力。 该研究的模型进一步显示,无碳电网的其余部分主要由风能(36%)、核能(11%-13%)、水力发电(5%-6%)和生物能源/地热(1%)提供。
报告还建议,发展提高电网灵活性的新工具,如存储和先进的逆变器,以及输电扩展,将有助于将太阳能转移到美国的各个角落——到2035年风能和太阳能加起来将提供75%的电力,到2050年将提供90%的电力。另外,为了进一步降低太阳能的成本,需要有支持性的脱碳政策和先进的技术。
浙商证券分析师王华君表示,以 23%的 CAGR 作为假设,对应测算 2030 年美国单年新增装机量有望达110GW。
王华君指出,“碳中和”成全球共识,光伏有望成为“碳中和”主力:
过去10年光伏度电成本从2010 年的2.47元/度、下降至2020年的0.37元/度,下降幅度高达85%。光伏“平价时代”临近,光伏将成为 “碳中和”主力。
对于关于光伏行业,未来需求十年十倍大赛道。我们测算 2030 年中国光伏新增装机有望达416-536GW,CAGR达24%-26%;全球新增装机需求将达1246-1491GW,CAGR 达 25%-27%。光伏装机需求未来十年迎来十倍增长,拥有巨大的市场空间。
需要“重大政策”支持
这项太阳能研究是基于拜登政府的更大计划,即到2035年实现无碳排放电网,到2050年实现更广泛的能源系统脱碳。
美国参议院8月份通过的一揽子基础设施计划包括数十亿美元用于清洁能源项目,但几项重要政策被排除在外,包括延长税收抵免。不过,众议院8月份通过的3.5万亿美元预算决议仍可能包括这些举措。
美国太阳能行业表示,这份报告强调了行业需要“重大政策”支持。
周三,超过700家公司致信国会,寻求长期延长和增加太阳能投资税收抵免,并采取改善电网弹性等措施。
美国太阳能产业协会主席Abigail Ross Hopper表示,在经历了多年的政策冲击之后,是时候给清洁能源企业提供他们需要的政策确定性了,以清理我们的电网,创造数百万个必要的就业机会,建立一个公平的清洁能源经济。
Hopper强调,大幅增加太阳能装机容量是可以实现的,但“需要在政策上取得重大进展”。
其前途不是很好。
彩虹光电目前基本处于停产状态,彩虹光电目前的重心在往合肥和延安迁移,前段时间老熔炉关闭后,很多员工被分流到合肥,彩虹大院内,基本已空。至于光电这个行业,属于高耗能,高投入,低回报行业,低技术行业,欧盟取消太阳能补贴后,一直微利,彩虹再从crt转变到光伏后,很快又会面临转型。目前投资巨资在咸阳建设的8.5代线倒还可以再干干,但未来前景还会是下滑。
德国2000亿欧元能源计划是德国政府提出的,政府出资2000亿欧元用来补贴因能源价格暴涨导致经营困难的工业企业。
因为俄乌冲突导致的天然气和石油价格暴涨,对德国的工业企业业影响较大,很多企业生存困难。对此,德国政府提出资助2000亿欧元,用于补贴和支持经营困难的工业企业,对冲能源价格暴涨带来的冲击。
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