我国地域广阔,太阳能资源十分丰富,是未来可以信赖的能源。经过几十年的发展,太阳能光伏发电厂家技术已趋于成熟。太阳能发电的规模迅速发展,发电量持续增长,已经成为全球重要的清洁电力能源。
1.我国太阳能资源丰富
我国太阳能资源丰富,达到我国陆地表面的太阳辐射的功率约为 1.68×103 TW,水平面平均辐照度 175 W/m2,高于全球平均水平。而且,太阳辐射资源分布广泛,总体呈“西部高原大于中东部丘陵和平原、西部干燥区大于东部湿润区”的分布特点。根据年太阳总辐射量可划分为最丰富、很丰富、丰富和一般 4 个等级。
中国太阳能资源的总量等级划分及相应区域
2018 年,我国陆地表面平均年水平面总辐照量约为1486.5 k Wh/m2,固定式光伏发电年最佳斜面总辐照量约为 1 726.9 k Wh/m2。
我国绝大多数地区均属于适宜太阳能利用的地区,其中太阳能很丰富区大约占国土面积的 2/3。
2.我国太阳能光伏发电产业领跑世界
近10 年来,全球太阳能光伏发电呈现出强劲的发展势头,太阳电池装机容量连续多年保持了30% 以上的增长率。我国光伏发电相关产业的发展在世界上尤其突出,产业规模多年保持世界第一,2017 年我国光伏发电量大体占全球光伏发电量的 1/4。
全球2006-2017年光伏发电装机容量
中国及全球2012-2017年太阳能发电量
2018 年全年,中国新增太阳能光伏装机容量为 43GW;截至 2018 年底,我国累计光伏装机量已超过 170 GW。即使在海外“双反”以及国内支持政策调整的不利情况下,2018 年我国光伏制造业仍取得较大发展:多晶硅产量达到 25 万吨,同比增长 3.3%;硅片产量达到 109.2 GW,同比增长 19.1%;电池片产量达到 87.2 GW,同比增长 21.1%;组件产量达到 85.7 GW,同比增长 14.3%。
2018 年全年我国光伏电池组件出口 41 GW,同比增长 30%,光伏产品出口额达到161.1 亿美元,为 20 多个国家实现光伏平价上网提供支撑,这为全球应对气候变化作出了重要贡献。
3.技术进步是推动太阳能光伏发电发展的根本动力
整个太阳能光伏发电系统行业的产业链包括硅料、铸锭 (拉棒) 、切片、电池片、电池组件、应用系统等6个环节。上游为硅料、硅片环节;中游为电池片、电池组件环节;下游为应用系统环节。
我国已经形成了硅材料、硅片、电池、组件为核心的晶体硅太阳能电池产业化技术体系,掌握了效率 20% 以上的背钝化电池、选择性发射极电池、全背结电池、金属穿孔卷绕(MWT)电池等高效晶体硅太阳能电池制备及工艺技术。批量化单晶硅电池效率超过了22%,实验室最高效率达到了24.1%。批量生产多晶硅电池效率18.5%,多晶硅电池实验室效率达到 21.25%,创造了多晶硅太阳能电池效率的世界纪录。通过并购和国际合作使得我国硅基、Cd Te、CIGS 等薄膜电池的研究和技术水平快速提升。
目前我国逆变器等平衡部件技术水平与国际接轨,系统集成智能化技术仍有待提升。面向光伏发电规模化利用,我国光伏系统关键技术取得多项重大突破:掌握了100MW 级并网光伏电站设计集成技术,掌握了MW 级光伏与建筑结合系统设计集成技术,掌握了10-100 MW 级水/光/柴/储多能互补微电网设计集成技术并开展了示范。
4.光伏发电即将进入平价上网时代
近 10 年来,在技术进步和市场规模化发展的双重推动下,全球太阳能光伏发电的成本快速下降,导致全球光伏发电最低电价不断下降。过去 10 年,我国太阳能光伏电池组件和发电系统的成本均下降了90%,即成本只有原来的 1/10。
近10年来,不管是国际还是国内,太阳能光伏发电技术都取得了飞跃发展,但太阳能要真正成为全社会可以依赖的重要能源还有相当长的路程。太阳能电池技术及系统设备将沿着高能效、低成本、长寿命、智能化的技术方向发展。国家研发重点计划应持续支持高效率晶体硅太阳能电池、薄膜电池产业化技术研发,新型太阳能电池关键技术攻关和产业化研发;支持光伏系统及平衡部件技术创新和水平提升;大力推动面向全行业的公共研究测试平台建设。
除了具有资源丰富、清洁、环境友好等优点外,也都具有能量密度较低以及具有一定的间歇性和波动性等缺点。多能互补技术、储能技术、智能电网技术的发展也有助于克服太阳能间歇性和波动性的缺点,促进太阳能发电技术的发展与大规模应用。
文章来源:长江能源YangtzeEnergy 微信公众号
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