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华体会体育光伏发电技术创新十篇

2023-09-05 15:47:03
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  进入21世纪以来,在资源有限和环保要求的双重制约下发展经济已成为人类实现可持续发展的一项重大挑战。其中,传统的化石能源所带来的环境污染、温室效应使得全球环境不断恶化。为了解决上述问题,科技的进步使得人类转向清洁能源的研究和应用,太阳能以其独特优势必将在本世纪得到长足发展。

  近几年,中国江苏省出台了一系列推进太阳能光电技术研发应用的相关政策,将把无锡建设成世界级太阳能产业基地。如今,无锡的光伏产能产量已居全国首位。据统计,2010年无锡的太阳光伏企业电池产量2600MW左右,占全国产量的28%,全球产量的16%。

  为了让使用太阳能发电更具吸引力,自2011年开始,中国政府对生产制造厂商提供保证价格。如今,中国光伏企业,尤其是无锡这一大型太阳能光伏产业基地目前面临美国出口重大压力以及欧洲市场的疲软不振,对转向国内市场的需求更为紧迫,而转战市场最大的挑战就是依靠技术进步来降低成本。因此,太阳能光伏企业的技术管理变得尤为重要。

  本研究以中国太阳能光伏企业为研究对象,以中国太阳能光伏企业技术管理为研究重点,基于企业研发管理理论及技术组织管理等理论分析太阳能光伏产业技术管理所存在的问题进行研究。

  根据太阳能光伏相关产品生产企业自身特点,结合中国本土及无锡本地情况,并参考有关文献资料、研究报告等理论著作,通过多种途径获取关于有利于太阳能光伏产业发展的理论性资料;利用理论与实际相结合的方法,对国内太阳能光伏企业的技术管理进行讨论。

  该研究针对中国,特别是无锡市太阳能光伏企业进行研究,并专门讨论太阳能光伏企业的技术管理相关问题,以适应经济大潮下的新型竞争形势。

  无锡市太阳能光伏产业规模大、基础好,为中国太阳能光伏产业的发展提供了夯实的基础。在此基础上,本文意在通过进一步优化企业技术管理结构,使无锡太阳能光伏产业顺利度过艰难时期,完成企业技术管理结构的优化升级,力图使企业占据产业链的上游。

  财政部、科技部、国家能源局于2012年5月初公布了2012年金太阳示范项目目录。三部委确定2012年金太阳示范工程总规模为1709MW。

  何丰伦、戴劲松等专家呼吁高度警惕新能源发展的五大误区,同时提出太阳能相关企业发展所要注意的问题;却秦在太阳能冬日物语中提出由于太阳能产业的高成本特点,要求企业改变商业模式或调整企业战略。

  2009年全球光伏产业发展研究报告总结了2008 年全球光伏产业的总发展态势,同时预测了德国、美国、西班牙、日本以及中国今后的光伏产业发展趋势,并指出中国是潜在的光伏重要市场,2020 年中国太阳能光伏产业装机容量将超过日本。

  2012年BP世界能源统计显示:2011年太阳能发电容量增长了73.3%,达到了自1996年的最快增长速度。总容量达到63.4 GW。产能在过去的5年增加近10倍。EuPD Research在《电网平价》一文中指出:若想使光伏行业真正获得竞争力,应将关注点由组件制造商转移至光伏价值链上的其他部分。

  太阳能光伏发电的关键设备有:太阳电池组件、太阳能储能设备、太阳能控制器、太阳能逆变器等。虽然随着技术进步太阳能光伏发电关键设备的标准将会不断完善,规格将会不断提高,但在当前的技术环境下,太阳能光伏发电关键设备的规格标准是很明确的,不会存在较大的争议。

  太阳能光伏发电组件设备的生产及装机应用涉及到物理、化学、计算机及气象等多领域技术的开发与应用,专业性极强。在太阳能光伏电站的设计中还需运用管理学中PEST环境分析法。因此,太阳能光伏企业既要支持每一领域的技术研究,又要完成各领域技术的有机融合,突破技术瓶颈,为企业赢得更大的经济效益,同时获得更大的社会效益。

  太阳能光伏发电站的建设需要大量的人力、物力、财力的投入。不论是太阳能光伏发电电站前对技术环境的分析,还是电站施工过程中和日常维护中技术工程的应用,都需要很大的资源投入。从一定程度上来说,太阳能光伏发电电站的建设是一项不可逆的工程,一旦投入各种资源,就必须将整个工程进行下去,否则之前的投入便不能收回。从另一方面来讲,电站设计之前的各项评估工作尤为重要。在技术环境评估中,需要分析国际、国家和地方技术标准和规范,如光伏并网接入规范、光伏系统技术标准等;光伏系统关键设备,如光伏设备满足项目的供给能力以及光伏设备对系统的影响等;具有国际合作基础条件的大型、超大型项目需要分析项目技术、原材料、人才、市场的国际化。

  在国内太阳能光伏发电技术领域中,所追求的是提高转化效率和降低生产成本两大方向。转化率的提高可以使太阳能资源的利用率提高,设备的使用效率提高,降低生产成本则可以为企业直接提供更多的收益。因此,领域内的技术进步可以迅速投入生产和建设进行检验,可行的技术将会创造更多的效益,推广之后将更有利于技术的进一步发展,如此良性循环,可不断推动太阳能光伏发电技术的进步。

  太阳能光伏发电企业的技术产品研发属高技术产业研发领域,其产品研发技术提高受多方面因素影响。表2-3为运用空间面板计量模型的研究方法对研发技术影响各因素进行回归分析的结果:

  国外的太阳能光伏行业技术的发展是多样的,有晶体硅技术、非晶硅等其他技术。而在国内,晶体硅技术几乎占据垄断地位,并且各大晶体硅技术的厂家几乎全部是P型晶体硅技术这一分支,因此国内整个产业将来技术进步的方向选择上比较少。

  例如,无锡尚德,南京中电等国内最早使用SE 技术的电池厂家,电池转化效率大大领先于行业中其他竞争对手。可以说,如果国内太阳能光伏发电设备生产企业能够拓展其技术发展分支,其竞争力将会大大提高。

  太阳能光伏企业的技术管理要与与企业所在的产业链位置相适应。从表2-4可以看出我国太阳能光伏产业的两头在外中间在内的发展模式,根据图2-5光伏产业链各环节资源需求情况,我国太阳能光伏企业的技术管理应向硅材料提纯、硅片生产倾斜。

  国内第一大的晶体硅太阳能电池制造商无锡尚德通过并购的方式实现了产业链的垂直整合,这也一定程度上证明了产业链低端企业没有技术外泄的后顾之忧,为提高自身技术水平可以适当向产业链高端攀登。

  以当前的技术水平来看,同时基于成本的考虑,太阳能光伏产品只能用于独立光伏电站、风光(柴)互补电站等光伏电站及航空航天领域。随着技术的不断提高,太阳能光伏产品可能还会应用在交通、通信、石油、海洋、气象、汽车、家庭电源等领域。

  光伏企业投资大,由于市场需求不确定性等一系列经营风险,光伏企业运作的风险、融资等成本会高于一般企业。这使得大部分光伏企业无法提供优厚的薪资福利来吸引人才,更难留住人才。

  无锡市光伏企业大都处于初创阶段,且科研与管理团队大部分来自海外,包括国际知名科学家、技术开发工程师等组建的精英技术研发团队等,本土优秀光伏人才未必受到重用,不利于留住和培养人才。

  光伏电专业人才紧缺,是无锡光伏产业快速发展的瓶颈问题之一。许多企业除了一名主要创业者(总经理)外,连招聘一个同类专业的帮手都相当困难。另外,在无锡高校普遍没有开设光伏电专业。

  太阳能光伏发电产品属知识、技术和劳动密集型产品,其生产组织形式多样,所需的研发周期较长。而太阳能光伏产品因光伏发电项目类型多、技术要求高、光伏发电项目周期长、以客户需求为驱动、知识继承度低、信息处理方法复杂等特点而使得太阳能光伏发电产品研发周期较长。

  资金是进行光伏发电产品研发的前提和基础。政府和企业是两个最主要的科技资金来源。一些企业也从收益中抽出一部分投入到自己的研发机构中,但是由于光伏产品研发的高风险, 政府对太阳能光伏产品生产企业研发拨款所占份额较低,这也给企业筹集资金造成很大的困难。

  中国在世界光伏发电制造领域占据着极其重要的地位。中国的光伏发电制造企业的规模,如无锡尚德,在世界同行业企业中名列前茅。然而由于国内企业基本采用引进技术、引进设备、引进原材料,产品绝大部分出口国外,属典型的“两头在外式生产。国际上许多大型企业都会将越来越多的资本投放到这一新能源产业中来,这对我国光伏制造企业来讲既是机遇,也是挑战。行业内大部分企业在没有建立完善的产品开发体系,也没有开展有效的产品开发活动,生产技术严重落后,技术研发环境较差,核心竞争力严重不足。

  太阳能硅电池的主要原料――多晶硅材料的提纯属于高技术高产业投资环节,而我国的技术能力有限,硅提纯产业门槛相对较高,生产晶体硅的企业属于少数,并且技术落后于国外,差距很大。在技术水平有限的情况下,由于对太阳能光伏发电产品应用的投入非常大,新技术的应用风险很大,新技术转化为生产力的比率非常小,因此只有非常成熟的技术才可能在实际生产得到应用。

  充分挖掘国内人才资源,根据产业发展的特点,建立一套行之有效的人才激励机制,大力引进国际顶尖光伏人才,巩固技术带头人和高级管理人才队伍,稳定技术骨干与管理人员以及关键岗位工人。通过职业教育、继续教育和岗位培训等多种形式,多方位培养技术与经营管理人才,为光伏产业发展提供强有力的智力支撑。

  鼓励高校开设光伏电专业,鼓励大学院所与企业联合培养光伏等新能源高级人才,支持企业建立光伏等新能源教学实习基地和博士后流动站,调整专业结构,构建光伏产业人才培养体系,打造光伏产业人才培养基地,为国内,特别是世界级光伏产业基地――无锡提供源源不断的优秀光伏人才。

  对光伏电企业是否能尽快列入国家和省级高新技术企业,企业的领军人是否能申报列入“国家”和“省”,都需要政府予以适当的政策倾斜。同时,既要为高层次人才提供创新创业环境,也要解决一般人才实际困难,实现人才服务的全覆盖。

  国内太阳能光伏企业在研发技术实力较弱的情况下, 应选择产学研合作的创新模式。高校和科研院所可以培养大量学科及综合高级人才, 适合开展基础科学研究和结合产业中关键技术进行攻关。其中, 基础研究是高校的优势所在, 对光伏发电产品的开发有重要的支持和先导作用。而企业拥有对于市场准确的把握, 可以对研发项目的市场前景做出较为准确的评价和判断。其次,通过建立信息沟通渠道, 加快建立光伏产业商情信息网络, 科研单位和企业通过参加贸易展销会、洽谈会、贸易团出访、接待来访等机会获得市场信息。

  企业的技术创新可以从企业文化入手。国内光伏企业应建立以技术创新为核心,统一在技术创新指导思想和经营哲学之下的企业文化,为企业管理人员和技术人员提供共同方向的意识精神和日常行为的指导方针。

  企业可建立管理技术创新与转化的专门小组,一方面可以有效激励技术创新,另一方面对新技术进行产权保护,并加快新技术进行实际检验后投入产品生产环节。

  太阳能光伏产业作为一项新兴产业,具有发展其他能源产业所不可比拟的优势,一方面可以解决能源短缺问题并缓解使用化石燃料对环境的污染,另一方面可以促进光伏技术的发展,为产业地来更大的经济效益。因此,本文对我国的光伏产业技术管理特点作了介绍,了解现阶段我国光伏产业发展中技术管理的相关问题,弄清问题所在及应对方法。

  我国的光伏产业发展因金融危机爆发受到了很大的冲击,究其原因还是因为技术水平有限,仅靠劳动密集型光伏产品的大量出口而获利。随着国家政策的关注,会有利于新能源发展的举措出台,由国家的政策保障,企业与高校的结合培养高技术人才,资金、技术、人才问题便能够解决,我国太阳能光伏企业一定会通过提高自身技术,优化技术管理而摆脱窘境,获得更大的经济效益。希望本文可以为中国太阳能光伏企业的发展提供参考。

  注:本文部分研究成果来源于江南大学大学生创新训练计划项目。(项目编号:20122217)。

  [1]任新兵.太阳能光伏发电工程技术[M].北京∶化学工业出版社,2012

  [5] 熊健.中国太阳能企业面临外销的压力[J].时代金融.2012(13)

  [6]周明,李宗植.基于产业集聚的高技术产业创新能力研究[J].科研管理.2011(01)

  [9]沈达.太阳能行业中技术创新型企业的现状、问题和对策[D].苏州大学 2010

  [10]罗如意.杭州光伏人才建设的危机与对策[J].杭州科技.2011(04)

  [11]叶明.江苏省技术创新的态势分析[J]. 科研管理.1991(05)

  我国是全球最大的发展中国家,改革开放以来经济高位运行产生巨大的能源需求,能源供需的矛盾日益突出,涉及我国的能源安全。为解决能源安全问题,我国积极推动新能源产业的发展,风能、地热能、太阳能均成为重要的替代方式,我国凭借成本优势迅速崛起为世界光伏产业中重要的力量。

  我国光伏产业规模化发展始于21世纪初一批光伏学者海外学成归国创业。自2006年开始,河北英利、无锡尚德和江苏赛维等光伏企业在纽约证交所成功上市,光伏行业展示出巨大的发展潜力,吸引国内巨额资金迅速进入该领域,光伏制造业规模迅速壮大。据了解,我国光伏电池及相关行业的年总体产值高达5000亿元,从业人员高达近百万。我国光伏产业的生产水平不断提升,生产规模不断扩大,生产企业不断增加。我国生产的光伏产品主要包括硅材料、硅锭、硅片、电池组件以及光伏相关设备。国内光伏产业集中于劳动密集环节和环境污染密集环节的电池组件。截至2011年,我国光伏电池制造企业数量已超过500家,在长江三角洲、京津冀等地区形成显著地产业集群。同时,我国太阳能电池的生产在世界光伏制造业领域地位和权重增长明显。根据Solarbuzz调查研究,2006年我国只有两家位列全球排名前十的电池生产商。2010年前十名中,中国占据6席,第一名为我国企业。至2011年,世界前十位的光伏企业我国占据8席,内地增加阿特斯,台湾企业新添新日光公司。虽然第一名落到美国企业手中,但是我国大陆企业紧随其后占据第二名到第五名的位置,综合制造实力比2010年更强。因此,我国光伏企业的生产能力在全球居于第一位,在世界光伏制造领域发挥重要作用。

  2003年之前我国光伏企业主要出口传统的太阳能灯和太阳能计算器等产品。2003年以后,受欧美市场需求影响,我国出口光伏产品变为太阳能电池及组件。作为显著地出口导向型行业,我国光伏组件产品95%以上出口海外市场。2011年以前,我国光伏行业的出口呈现直线年,我国光伏产品出口总额为358.21亿美元,达到出口历史峰值,但在2012年则出现历年来的首次出口额下降,全年出口总额仅为 233亿美元,同比下降率高达35%。究其原因,主要因欧美国家对光伏电池需求量大幅降低以及美欧对华光伏反倾销调查产生的贸易调查效应和贸易限制效应。2011年我国光伏产品的出口中,太阳能电池出口以226.75亿美元的总额占比高达63%,第二位的是太阳能电站,占据四分之一的比重,其余产品共占不足15%的比重。可见,目前我国光伏出口产品仍是太阳能电池为主导。

  我国光伏企业在生产环节污染严重,加重环境负担和资源浪费。我国光伏企业凭借着国内丰富的劳动力和原材料资源,在数年之内产生级数增长的产能。生产集中于低成本的太阳能电池、光伏组件组装等领域,光伏行业充斥着大批的中小企业,中小企业在科研技术方面投资极少,很多只是进口机器进行简单组装和加工,使其呈现产能落后、产品科技水平低、环境压力大等现状,行业陷入低水平的重复无序竞争,造成资源的极大浪费。

  我国光伏行业集中在太阳能电池生产和组件封装等领域,该领域都是低附加值的劳动密集型产业、资源密集型产业,生产成本高、技术水平落后、产品质量差,属于高损耗、高污染的产能。我国光伏产业尚未建立完善的技术研发创新体系,在产业发展核心技术方面与发达国家存在较大差距。与欧美国家相比,技术的掌握程度仍不够高,硅材料加工提纯等方面的核心技术仍掌握在少数国外厂家手中。核心技术和自主创新力的缺乏使得我国光伏企业很多仅是盲目增加产能和复制低端产品,占据的是产业链中的最低价值链环节。

  在销售市场方面,凭借我国资源要素和劳动力要素的比较优势,我国光伏产品出口欧美各国,光伏产业获得发展先机,但同时对于欧美市场的固执维护也使得我国光伏产品出口市场结构过于失衡,严重汇集在欧美地区,过度依赖欧美等国际市场,现因欧美反倾销造成国外市场受到严重影响,光伏产品出口受挫。同时,国内市场开发力度小,一直以来光伏企业将销售重点放在国际市场,对国内市场不够重视,产品宣传和推广力度较弱,在国家与地方未形成稳定的光伏消费市场,政府对并网发电等方面的激励政策不完善,分布式光伏发电并网投资回收期长,居民家庭对光伏发电持观望态度,接受程度并不高。

  政府应当采取一系列的激励手段来规范和推动光伏行业的发展。通过法律手段规范和引导光伏产业的良性发展,出台行业标准,建立规范的产业技术标准与产品认证体系。利用经济手段支持行业内高端设备制造和技术创新,根据行业发展情况制定适宜的税收政策,对推动技术开发、技术服务的单位和个人给予税收优惠和物质奖励,设立专项基金对重点项目进行扶持。将光伏产品纳入政府采购领域,将光伏面板、光伏电池列入各级政府采购的产品清单。选择研发能力强、发展前景好的企业,实施重点培育,推动优势企业与银行的合作,加大信贷支持力度。

  技术创新是光伏行业可持续发展的重要基石。我国光伏企业应正视不足和差距,学习国际相关的先进发展理念和发展技术,培育自主创新能力。一方面,加强对最新的发展技术和管理理念的学习和引进,可以高薪聘用国外的科研骨干力量和人才,引进发达国家的最先进的技术和机器。另一方面,企业应重视自身研发力量的提升和进步,消化吸收国外的最新技术并进行自我能量转化。通过股票、岗位升迁、物质奖励等方法激发科研人员的研发积极性。只有提高产品的质量管理和科技含金量,加强自身的技术水平,塑造高质量的产品口碑,发挥品牌效应,才能长久的占据销售市场,掌握产业竞争的制高点。

  欧美反倾销调查使我们认识到市场多元化的战略意义,作为严重依赖出口的行业,一旦光伏出口受阻将产生巨大的产能浪费,因而我们应重新审视市场开拓的重要性,开辟新市场。一方面,拓展国际市场,重点开发亚洲、非洲各国等新兴市场,减少欧美市场对我国光伏行业影响和制约。另一方面,转外销为内销,适当的降低光伏行业对出口的依赖程度,打开销售困局。对整个供应链重新梳理,实现供应链上游采购、生产与下游销售的联动。盈利向下游延伸,通过完整产业链,实现对上下游资源更大的吞吐,寻求产业中间的联盟和合作。

  [1]李雷,杨春.我国光伏产业现状与可持续发展策略研究[J].经济问题探索,2012(04).

  [2]沈长月,谭琪.比较视阈下河北省新能源产业及其政府政策激励问题探讨[J].中国市场,2011(10).

  [3]周四清,马超群,李林.太阳能光伏产业可持续发展理论研究思考[J].科技进步与对策,2007(07).

  目前,光伏监测的共同方案是配置一套局部监测,功能相对较弱,只有实现对各电厂的单独监控,不能使集团投资者及时和全面的了解投资和建设所有电厂信息。电站运行统计数据缺乏,统计数据往往以电子文档形式提交管理者,不利于管理者直观分析。传统电站监控系统还无法及时、准确地发现电站故障信息,通常由运维人员从本地监控平台上读取、申报,人力成本投入高、故障响应速度慢,严重影响光伏系统发电收益。一些光伏电站建设地点偏远、运维人员经验不足、运维操作不规范,易引发安全事故[1]。

  基于光伏运维云平台的光伏电站运维管理系统――― iSolarCloud 将云存储与大数据相结合,引入到电站的管理终端中,可实现 100 GW + 电站接入,便于对所有电站进行集中管控。iSolarCloud不仅可以建立一个完整的管理平台,规范电力设备管理系统,使用平台构建和发展规范化的操作和维修团队,提高电厂的运行效率,降低发电成本(能源levelizedcost,LCOE),和促进电力设备资产管理的透明度,实时控制发电站的地位,对电厂运行数据进行深度挖掘,支持决策,电力光伏电站,证券化,提高光伏发电厂的资产价值[2]。

  从时间、空间、设备、多维监控、维护、管理、报警、分析、判断、评价、一体化的电厂运行,光伏电站绩效评价指标来达到分析的目的,可以实现[3]:

  2)自动体检,及时发现隐患,及时向业主对光伏发电厂的健康状况进行报告,分析并确定故障的类型和位置。

  3)由于地理环境、气候特点的光伏电站,电站规模利用收集到的数据来预测发电量,以确定最佳的阻塞程度和耐受性的除尘方法的发展,最好的经济周期、成本等,实现收益的最大化。

  4)结合未来网络信息共享,利用周边光伏电站信息结合当地的气象数值预报数据,通过数字信息、互联网、云计算等技术,实现局地瞬时功率预测,准确预测未来时间的发电量,使能量调度更精细化。

  5)给运行人员、检修人员、管理人员等提供全面、便捷、差异化的数据和服务。

  6)为今后优化光伏电站设计建设、电站设备规划、新设备接入、维护、更新、系统部件运行最佳匹配、故障早期预判提供依据支撑。

  1)数字化光伏电站。第一是对目前的光伏发电部分进行智能化、集中化改革,使常规逆变器不仅仅是一个发电部件,而是一个综合电力变换、远程控制、数据采集、在线分析、环境适应能力等为一体的智能控制器,成为电站的传感末梢与区域集控中心;第二,基于现有的RS485低速传输通道的升级,整个电厂形成一个融合的语音和视频通信,快速灵活的部署和维护的免费高速互联网,信息高速公路铺设站流量;最后,采集了电站的完整信息上传到云存储,利用大数据分析和挖掘引擎,实现了电站的智能化管理和对电站性能的连续优化[4]。

  2)让电站更简单。真正的逆变器直流母线箱冗余系统设施,没有保险丝,风扇等易受伤害的部件,实现简单和标准的电源输送;电站的各个部分可以满足砂、盐雾、高温、高湿度、高海拔等环境复杂,25年免费维修,对质量的要求,运行可靠,施工操作和维护更加容易,最大限度地保护客户的投资。

  3)全球自动化运维。除了最初的投资和关注的金额,随着电厂存量的规模的增加,越来越广泛的电厂分布,25年的电厂运行和维护生命周期的重要性逐渐增加。数字化光伏电站平台能够为智能光伏电站提供解决方案,提供面向全球的、全流程的智能化管理和运维手段,提升运维效率,降低运维成本,使全球化的运作和维护逐步实现,充分发挥手术效果的规模。全数字发电厂、发电厂,使更简单的操作和维护自动化等创新理念,创造“智能光伏电站智能化、高效、安全可靠的解决方案,最大限度地提高电力控股和管理客户价值[5]。

  国家政策,以促进国内光伏市场的快速增长,对规模化,规模化,智能化的方向,加剧了对光伏发电厂技术创新的需求。结合新技术、新材料、新设备、新方案和多技术的融合,使未来的智能光伏发电厂日新月异,今天的法律是明天的现实。

  [1]许映童.以数字信息技术助力打造智能光伏电站[J].太阳能,2014(08):9-12.

  [2]智能光伏电站解决方案技术白皮书[J].太阳能,2014(08):31-33.

  [3]钟建安.基于组串逆变器的智能大型光伏电站解决方案[J].电气制造,2014(09):29-31.

  福建省非常重视太阳能光伏产业的发展。2007年4月起,先后出台了《福建省促进LED和太阳能光伏产业发展的实施意见(2007~2010年)》《太阳能产业发展行动计划2007-2009》,《福建省新能源振兴实施方案》。这些文件包括推进公共应用,奖励自主创新,推广ED和光伏产品,对产业实行优惠的财税和用电政策,鼓励优先采用省内生产的LED和光伏产品,建立公共技术服务平台等。在这些政策的推动下近年来,福建省太阳能光伏产业迅速发展,已经形成矿山开采、粗晶冶炼、精制提纯、晶体制作、硅片切割、扩散印刷、组件封装等环节在内的较为完整的产业链。2010年LED和太阳能光伏产业规模约200亿元,其中LED外延片和芯片产能占全国50%以上。主要分布在福州、厦门、漳州云霄、龙岩永定、泉州晋江和南安、莆田城厢等光电园区。

  工业硅。福建硅矿资源丰富,产量约占全国的9.4%,世界的6.7%,是国内乃至世界上品位,纯度最高的矿区之一,这为当地较低成本获取多晶硅原材料提供了充足的资源储备。福建省的硅石资源丰富、品位高;而且小水电站遍布全省各区,由于丰水季节电价较低有利于与硅矿资源配套,降低了生产成本,为福建省的初级硅提纯提供了重要的基础。目前省内硅材料生产企业多集中在硅石资源与水电资源相对丰富且配套的山区县,尤以三明、龙岩地区为主。2010年福建有各类工业硅冶炼企业40多家,工业硅年产量约10.85万吨,产能20余万吨,已成为国内重要的工业硅生产地。

  多晶硅材料。目前,福建省还不能规模化生产太阳能级硅材料,均由省外国外采购。2010年福建多晶硅产量614吨,仅占全国的0.14%,世界的0.04%。福建的企业、科研单位从上世纪90年代中后期开始就一直在探索采用物理冶金法从工业硅中提取高纯度硅相关技术。长期以来福建多晶硅提纯技术落后,2012年8月中科院福建物质结构所承担的太阳能级多晶硅材料提纯关键技术研发及检测服务平台标准化建设项目通过验收,项目成果已在福建亿田硅业有限公司获得应用,大规模产业化在即。

  太阳能电池制造。福建晶硅电池目前不具备规模生产能力,但非晶硅薄膜电池有优势,南安市三晶电力阳光有限公司,福建钧石能源有限公司,台资企业创辉,金宝利公司等一批光伏电池企业先后建成投产,2009年福建太阳能电池组件产能达500兆瓦。福建LED和光伏产业专业园区建设已进入高潮,企业超150家,产值超100亿元。全省12个专业产业园区,分布在福州,厦门,泉州及云霄,华安,长汀等地,区域性光电产业聚集效应显现。福建光伏产业链正逐步完善,发展规模也跃居全国前列。

  经过多年的发展,福建光伏产业的产业链比较完整,上游有多晶硅生产企业、硅片生产商,中下游则有阳光大地等太阳能电池及组件生产企业。自2011年以来,受债务危机的影响,欧洲光伏市场需求下降,这对福建光伏产业造成重创。在困境面前,只有促进国内市场发展,光伏产业才有可能得以突破重围,健康发展。

  随着全球能源短缺和环境污染等问题的日益突出今天,人们不得不越来越依赖新能源,太阳能光伏发电是最具发展前景的新能源发电技术,今后会不断地发展壮大,并最终成为人类能源的主体。太阳能光伏发电具有十分明显的优势,首先是资源丰富,且不会枯竭,是可再生清洁能源,特别是光伏发电过程不耗水,光伏电站建设不受水资源制约,可以在任何空闲土地上、特别是可以在沙漠土地上建设光伏电站。其次是光伏电池安装建设简单,装机规模灵活,运行管理方便,既可以利用空旷场地进行建设,也可以与建筑物结合建设,几乎不需要进行运行维护,开发利用的潜力很大。

  福建省“十二五”能源发展专项规划提到至2015年全省光伏发电装机容量达10万千瓦。新增太阳能热水器40万平方米,2015年累计保有量达100万平方米。太阳光伏制造业方面到2015年福建省要实现LED与太阳能光伏产业销售收入1200亿元以上,其中太阳能光伏产值达600亿元。但欧债危机及美国的光伏电池“双反”案件势对福建省这一产业发展带来不利影响。只有加快启动国内市场,才能走出困境。

  太阳能被视为取之不尽、用之不竭的清洁能源,国内市场潜力巨大,用途广泛。福建海岸线长、岛屿多,太阳能可供应岛上居民用电和渔民出海打鱼使用。城乡公交亭使用太阳能的棚顶,既能遮风避雨,又能充电照明。太阳能还可用于农村灌溉用电,解决景区、偏僻农村用电难,也可用于城市夜景工程,既经济又省力。

  2011年我国光伏安装量达到2.2吉瓦,首次突破吉瓦级,成为全球第三大光伏安装国。从资源优势、技术水平、生产能力、产业基础等各方面来看,我国都已具备了加快启动光伏市场的条件基础。而迫切需要生产生活用电并拥有丰富土地资源的农村市场,则成为光伏内需的新增长点。

  光伏系统初始投资成本及发电成本大幅下降。2008年,国家批准的4个上网的光伏系统上网电价是4元/ k W h。受金融危机的影响,2008年底和2009年初光伏产品价格出现了大幅下降,使光伏电站建设的初始投资大大减少。2009年3月,国家能源局启动的特许权招标结果,产生了1.0928元/kWh的上网电价,光伏发电成本已经不像早些年那样高不可攀。并网型地面光伏系统和附加在建筑物屋顶的光伏系统初始投资已经下降为2万~2.5万元/ k W p,在资源条件好的地区,上网电价已经接近1元/kWh。离网系统的初始投资,也已经下降到约4.5万~5.5万元/kWp。

  太阳能电池及组件主要供应两大应用领域,一是电站建设与商业供电,一是居民消费品及照明应用。目前电池组件价格的下跌总体有利于下游应用产业降低成本,增强其产品竞争力,延展应用领域等。太阳能电站发电成本目前已降至每千瓦时0.8元,预计未来仍将持续下降。虽然与煤电0.2至0.3元的发电成本相比仍有很大差距,但从环境成本及成本趋势等综合分析,太阳能发电已日趋现实。一旦通过提高太阳能转换率降低电池生产成本,最终实现光伏发电平价上网,中国光伏业将彻底完成从政府补贴型向市场驱动型的转变,整个行业才能迎来变革式的大发展。

  近20年来,光伏产业的发展已初具规模,但同国外相比在总体生产水平上还有很大的差距,光伏产业“两头在外”,福建没有高纯多晶企业,光伏应用市场弱小,即外销工业硅――购进高纯多晶及电池片――外销电池组及太阳能产品(太阳能灯及工艺品),市场、原料均高度以来外部,市场风险大。太阳能光伏产业发展不尽如人意,存在核心技术落后、产业链发展不平衡、产品附加值低等问题。而产业链的发展与产业前景关系密切。其主要表现以及制约因素有以下几点:

  1 、生产数量巨大,国内消费较小。虽然现在我国太阳能电池制造厂的生产能力较大,但其成品主要出口,国内的需求并不是很大,这就势必造成生产与消费的不均衡,同时也就制约了光伏行业的发展。福建的光伏应用市场。我国生产的太阳电池连续5年96%以上出口,国内安装量不足2%~4%。2009年我国当年安装量约占全球2.2%,累计安装量只占到1%左右。目前省内光伏应用产品基本是太阳能灯系列,以外销为主。

  2、 主要材料需进口。光伏发电系统的核心是太阳能电池板,而太阳能电池板的主要原材料为晶体硅,在目前就技术而言,我国的硅生产能力虽然达到一定的水平,但是大多数还是需要进口,然而成品加工完毕以后又大多数出口,这就造成了“两头在外,大进大出”的发展模式,造成了太阳能光伏产业发展和应用市场发展出现极大的不平衡,极大严重阻碍我国光伏技术的跨越式发展。同时国外对光伏行业的一系列政策等都会给我国光伏产品的出口带来直接影响;

  3、 光伏技术研发投入有限,研发能力和技术创新能力薄弱。相比国外而言,我国的光伏技术比较之后,另外,虽然国家近几年的投入资金研发的力度比较大,但是总体比国外还相差甚远。再者,在国内对光伏行业的教育力度还远远不够,国内大学中开设与之相关专业的本科学校共计两所。这就造成了相关的专业人员的短缺,从技术方面极大地制约了行业的发展;

  在资源日趋匮乏,可再生能源逐步为人所重视的今天,光伏产业前景依然被看好,目前的困境只是暂时的。那么,靠什么来复兴光伏产业呢?国家出台了一系列的政策鼓励、扶植,这就相应的给光伏发电企业带来了又一个春天。对于光伏企业的可持续发展可以从以下几点来着手:

  随着2014年1月23美国第二次对中国光伏产品发起“双反”调查,意味着今后相当长时间,我国光伏产业主要依赖国际光伏市场的状况将难以持续,政府必须着力扩大我国国内光伏发电市场,为我国光伏产业发展提供基本的支撑。我国是能源消费大国,煤炭占能源消费结构的70%左右,面临的资源和环境压力巨大,发展光伏发电势在必行,国内需求是新兴产业发展的动力。2011年我国新增太阳能发电装机容量约220×104kW,仅为欧盟新增容量的1/10,与发达国家相比,我国太阳能发电上网发电的比例较低,除了技术水平因素外,太阳能发电并网消纳不足更多是体制原因,是体制性过剩。在新能源领域,中国无疑具有优势,最大的优势在于广阔的市场,我国正处于工业化、城市化进程中,能源需求增量大,而新能源在能源结构中比例微小。太阳能资源的主要特点是分布广泛,有太阳照耀的地方就有太阳能资源,因此太阳能光伏发电的优势是分布式应用,应该采取与用户用电相结合的方式安装光伏系统,低电压接入配电网,实现就近开发就近利用,不应该集中建设大型光伏发电,以远距离高压输电方式利用,或者说至少在近期不应该以这种方式大规模建设光伏电站。

  解决光伏产业产能过剩必须经历行业整合,这是一个残酷的过程,也是一个重生的过程,政府应该拯救光伏行业,施以必要“援手”维持中国光伏产业的国际地位,不能由于一些国家和地区的贸易保护使其受挫。我国太阳能产业在国际上已经占有一席之地,维持领先地位是使我国在新能源革命中立于不败之地的重要保障,同时一些龙头光伏企业已经存在“大而不倒”的问题,光伏产业的兴衰已经影响到银行贷款、当地就业、地方税收等方方面面,如果出现大规模的倒闭潮,必将引发关联企业破产、银行受损、失业增加等一系列严重问题。不过,“救市”不是救企业,而是救行业,政府应该在光伏企业整合过程中,尽量把手从企业当中抽出来,将企业的优胜劣汰交给市场决定,只要加强行业指导即可。

  危机本身也是机遇,面对当前我国光伏产业的困境,光伏行业应该加强技术创新、降低成本、提高转换效率,通过技术取暖来度过寒冬。光伏发电技术包括光伏电池材料、光电转化效率、光伏电池生产装备、光伏系统集成和建设,以及以光伏发电系统为主的电力系统的运行管理等等,目前这些技术仍然处于发展初期,全球的差距并不很大,但我国光伏发电技术及其应用水平相对落后,缺乏自主创新和发展能力,要使我国光伏产业在未来的发展中立于不败之地,必须把光伏发电技术的研发放在更加突出的位置,这就要加大光伏产业技术创新力度。福建省太阳能产业发展重点:一是太阳能电池为代表的光伏产业。重点发展低成本太阳能级硅材料提纯工艺技术及其关键设备、高光电转换率的晶体硅电池和薄膜电池;发展太阳能发电、太阳能LED一体化、太阳能光电建筑一体化、离网型太阳能发电模块化产品,支持开发大功率太阳能并网发电系统集成设备,推进太阳能光伏专用玻璃、电池生产辅助材料、组件封装用相关辅助材料、照明器件等配套产业发展,发展硅锭和硅片制造、太阳能电池制造以及封装等光伏制造设备,形成晶硅铸锭、硅片切割、电池组件、光伏发电产品、辅助材料及装备、工程设计施工与应用产业链,逐步实现太阳能光伏产业相关制造设备省内配套。二是太阳能发电设备。重点支持开发或引进大功率太阳能并网发电系统集成设备。到2015年,产业规模将突破1100亿元,其中LED500亿元,太阳能光伏600亿元。

  光伏发电与常规电力相比经济性较差,目前尚缺乏市场竞争力,要通过优化资金使用,以有限的补贴带动尽可能多的光伏发电,通过合理的制度安排和竞争机制,促进光伏发电成本不断下降,最终达到可以与常规电力相竞争的水平。近年来推动的“金太阳工程”就是以投资补贴的方式支持用户端分布式光伏发电系统的应用,但实施的效果并不理想,应尽快调整新能源产业政策,把政策重点由过去的扶持产业转到培育与扩大国内新能源市场方面,促进新能源产业从生产到消费的均衡发展。要改变补贴方式放大带动效应。将光伏发电补贴方式从补贴装机改为补贴发电量,从补贴发电端改为补贴用户端,补贴发电量可避免虚报装机、以次充好,补贴用户端相当于降低了部分销售电价水平,可比补贴发电端效率提高数倍。

  1、魏政,于冰清:《我国光伏产业发展现状与对策探讨》[J].中外能源,2013(6)

  2、邓洲:《国内光伏应用市场存在的问题、障碍和发展前景》[J].中国能源,2013(1)

  太阳能光伏技术指的是可应用太阳能的光伏技术进行发电的一门科学技术。其应用和开发能够大大解决当今时代存在的人口、资源和经济之间存在的矛盾,从而促进世界发展的和谐。目前人类利用太阳能主要是进行取暖和发电,特别是太阳能的发电这一功能,挣得到广泛关注,让其替代水能或者火能的发电能源及技术,成为新型的无污染节能的发电技术,实现能源可持续发展的目的。

  “光伏发电”最早出现于1839年,法国科学家最先发现“光生伏打效应”,之后近100年的时间里,光伏发电技术研究处于缓慢发展阶段。然而1954年,美国出现首个实用的单晶硅光伏电池的研发成功。20世纪中后期,光伏技术的发展开始进入正式轨道。光伏发电系统主要是由光伏的电池板、控制器、电能储存和变换等环节构成,是一个发电和电能变换的系统。太阳光辐射的能量可经过光伏电池板转换成为可用电能,主要是通过电缆、控制器和储能等环节进行太阳能的储存及转换。光伏发电系统按照和电力系统的关系进行分类,可分为独立的光伏发电与并网的光伏发电两个系统[1]。

  独立的光伏发电系统属于和常规电力系统不相连的,独立运行的一种发电系统,一般建在无电网边区,独立的光伏发电系统建设作用是供给无电边区电力。太阳能发电具有白天发电的特性,然而负荷用电的具有全天候特性,故独立光伏发电系统中的储能元件是必备品。独立的光伏发电系统的供电稳定性会受到气象环境和负荷等多种因素的影响,因此其供电的可靠性不足,但能够解决无电边区人民的供电问题,成为无电边区比较安全可靠的供电方式。

  并网光伏发电系统可以和电力系统进行直接连接的一种光伏发电系统,它可以为电力系统供给有功及无功的电能。光伏电池发出的直流电能能够经变换器转换成交流电能,此电能和电网的频率相同,再以电压源方式将电能送进电力系统。控制器一般是由单片机或数字信号处理芯片等核心器件组成的,主要是实现了光伏电池的最大功率点的跟踪,达到控制逆变器的并网电流频率和波形,以及功率等,从而让向电网进行转送功率同光伏的阵列所发最大的功率电能之间能够得到平衡。

  近几年,光伏学极其相关科学的研究十分活跃,目前主要围绕的光伏学话题是如何降低其成本和提高其利用率。针对这两个问题各类研究和开发工作也随之进行,其中最热门的是以晶体硅的材料作为基础的高效的电池及薄膜的电池研究。国际上光伏学领域研究的内容主要涉及到:非晶硅光的致退化的机理、改进其稳定性改进;薄膜性多晶硅的低温成核和晶化的机理;微晶硅的生长机制、微晶硅杂质、微晶硅的结构控制和电性能的调制;特定光伏的薄膜材料等等。还就其效率低和价格高等的局限性,科学家开始探索可以对半导体进行控制的纳米微结构,主要是研究其的尺寸和周期性的排列韵新等先进技术;制备价格相对较低的光伏电池材料的研究。

  将研究主导思想重点趋向于提高其效率,降低其成本、进行系统化的设计等方面。目前国际各个国家太阳能光伏技术的发展道路是以光伏电池的新材料和器件等方面为前进方向的,同时将光伏技术的发展中出现的材料和器件、系统这三个问题进行开展研究,以期望能在新型的光伏材料和第三代的太阳电池研究中,取得令人瞩目的突破性进展[2]。

  我国太阳能光伏技术研究和进展中存在的问题主要有三点:(1)研发光伏技术的成本高,从而市场的竞争力不强。引起这一现象的原因是国家和大众对太阳能光伏技术的开发利用了解不够,从而太阳能光伏技术在国内并没有出现商业化的应用。(2)光伏技术的研发进展不足,因此产业的结构出现不协调。近几年我国的光伏产业出现了产业链的结构不协调、生产中出现高能耗及环境污染、产业风险等问题,追根到底就是我国的技术研发进展不足引起的。(3)政策引导的力度不够。

  影响我国光伏技术广泛应用的主要因素有:太阳能的电池光电转换的效率较低和并且系统制造的成本很高两点。而政府引导力度不足,是我国光伏物理发展较薄弱的主要原因。

  针对以上问题,提出了相应的改善措施,以改变我国太阳能光伏技术的研究与发展的困扰和难题。主要措施有:(1)提升光伏技术科研的总体水平,增强市场的竞争力。我国的太阳能光伏技术产业,需要改变依靠市场进行驱动的模式,转而向凭借技术驱动,带动市场的内在竞争,提高其效率,同时将技术发展和保护环境相结合,走可持续发展的道路;(2)加强光伏技术创新方面的研发力度。太阳能光伏技术的研发,需要加强创新技术,从而提高其电池板转换率,降低系统的成本造价;(3)政府加大政策领导力度,制定出关于太阳能技术长远发展及应用的总体规划。将太阳能源产业的发展看成是新型的高技术产业进行长期发展。如国内的某些地区具有利用太阳能的主客观条件,但是这些地区的太阳能资源与其他地区相比,存在弱势。因此,政府可以将先进的光伏技术大力应用到太阳能资源比较丰富的地区。根据每个地区的差异制定合适的发展目标[3]。

  综上所述,太阳能光伏技术是一种新型、可再生、环保的发电技术,可以直接利用太阳能资源,简化了发电及用电的工序,还能有效提高人们的生活质量水平,并且能在社会各行业和领域得到发展与应用。现阶段,国际上的光伏发电系统以及发电技术一直受到局限,主要是受到光伏技术配备的蓄电池独立运行的局限,因此,此种发电方式无法在人口较多的地方满足其用电需求。故改进现有发电方式的同时,也许对光伏技术进行改进,研发出最佳的并网型光伏发电系统,并将之应用于实际的发电系统中,这将是是太阳能光伏发电技术发展的必然趋势。

  [1]常永远.太阳能光伏技术的研究与发展[J].中国科技博览,2011(17):304.

  当前,低碳经济已经成为世界经济新的关注点,太阳能光伏发电能够直接减少二氧化碳的排放,所以利用太阳能综合开发的光伏产业发展前景非常广阔;并且光伏产业的发展壮大不仅有利于改善能源、环境状况,而且其较大的产值对于地区经济增长也有重要推动作用。

  近年来,我国光伏产业发展迅速,目前已成为全球最大的光伏电池生产国。在全国有300个城市发展光伏太阳能产业,100多个城市建设了光伏产业基地。虽然我国太阳能光伏产业迅速崛起,但产业与市场反差巨大;我国绝大部分硅材料都从外国进口,而生产出来的产品,绝大部分都出口到德国等欧美国家,致使中国光伏企业的发展深受海外市场情况波动的牵连,国内企业在国际上的话语权与我国光伏产品的制造大国地位极其不对等,国家一系列相关鼓励政策的出台虽然很大程度上促进了国内光伏制造市场的快速增长,但是由于政策可执行度,技术原因导致的成本过高等原因,国内光伏产业应用市场仍然没有明显启动,2010年中国光伏市场安装量只占全球的3%。在我国光伏产业两头在外的情况下,国内多个地区和企业仍然大力发展光伏产业就值得我们思考这种对光伏产业过热的追捧是否合理。

  2.1 光伏产业产品的应用市场没有打开。这是我国光伏产业所面临的一个非常严峻的问题。国内光伏市场迟迟未启动的主要原因就在于光伏发电没有定价上网。至今我国还没有明确核准光伏项目统一的上网电价。没有明确的上网电价意味着光伏发电系统在我国就没办法大面积地得到应用,所以太阳能电池板在国内几乎没有需求,只能依赖于对国外市场的出口。这造成了我国光伏产业发展受制于人的情况,对我国光伏产业的健康发展产生了很大的制约性。这是现阶段我国光伏产业发展急需要解决的一个根本问题。

  2.2 我国光伏产业存在一定程度的盲目投资,生产过剩现象。2006年以来,国内光伏产业的投资急剧扩张。即使是在全球金融危机发生后,国内对光伏产业的投资并依然有增加之势。近年来,在国家倡导发展新能源产业的政策导向下各地纷纷开始大量建设和投资与光伏产业有关的项目,这样不仅带来资源的浪费和环境污染,而且造成项目产能过剩和恶性竞争。

  2.3 我国光伏产业发展所需的原材料、关键技术和人才缺乏。现阶段,我国光伏企业生产所需要的原材料——高纯硅主要依赖从国外进口,国内缺乏对原料硅进行深度提纯的技术和设备。此外,我国光伏产业核心技术缺失,比如在太阳能电池板和光伏组件的生产中缺乏先进的技术,只能生产一些低附加值的产品,只有很少一部分的产品具有自主知识产权。造成这种局面很重要的原因就是我国光伏产业缺乏综合性的专业技术人才,现有的人员和技术不能满足光伏产业对高层次人才需求,导致国内产业整体研发能力相对薄弱,自主创新能力不强。

  2.4 我国的光伏产业缺乏行业标准价格体系以及准入评价体系。我国光伏产业尚未形成和组建统一的国家行业标准和检测机构,此外,我国光伏制造业缺乏统一的行业标准,造成我们的光伏产品进入欧美市场要经过严格的监测并在取得认证资格后方可进入市场,国外的光伏产品进入我国市场则不需要任何机构的监测,这也是我国光伏产品国际上竞争力较低的重要原因。

  3.1 梳理企业情况选择性支持。政府应当重点梳理已经上马的项目,对于技术先进,自有资金充裕,地域布局合理的项目予以鼓励;对技术落后或未经实践检验,盲目上马的项目进行有效控制。从而摆脱当前低水平重复建设严重、竞争无序的混乱局面。

  3.2 引导光伏发电上网,扩大国内市场的需求。电网公司应抓紧制定严格并带有先导性的并网标准,与此同时国家应通过光伏应用规划和新价格机制,更要充分利用市场机制如特许权招标去发现更合理的光伏电价。

  3.3 加快金融创新,发展壮大中国光伏产业。光伏发电项目需求的融资一般要求20年左右的贷款期,而国内金融机构能提供的一般都是短期贷款,融资渠道不畅是光伏产业发展的一大障碍,银行与保险机构加快金融创新,支持国内企业继续开拓国际市场,抢占国际制高点。

  3.4 注重对人才的引进和技术的创新。发展光伏产业的城市要注重引进专业技术人才。要加强低成本工艺技术的基础性及前瞻性研究,增强我国在技术路径选择上的自主性。同时,要建立健全太阳能光伏行业的原料和产品的技术标准等,推动光伏产业更好发展。

  3.5 尽快制定国内光伏产业统一标准,并要与国际标准接轨。政府应在参考国际标准的基础上尽快制定符合我国实际情况的光伏产业生产、技术、监测等相关系统标准,这样才能为光伏产业的发展指明确定的方向,实现光伏产业链上下游的完全顺利连接,降低产品制造成本,实现整个行业的规范化,标准化发展。最终做到与国际接轨,使我国的产品在国际市场上富有竞争力。

  3.6 充分发挥政府作用,引导光伏产业走规范发展之路。政府要在对国内光伏产业实际情况进行调查研究的基础上编制我国光伏产业发展的规划并完善相关法律法规,引导光伏产业合理布局科学健康发展。政府出台政策时应着眼于解决制约光伏产业发展最关键的问题,比如在参考国外成熟经验并结合国内各地区实际情况的基础上制定符合国情的光伏发电的上网价格,从而真正推动国内光伏产业应用市场的快速启动。

  [2]姚伟.怎样看待光伏产业的冷与热[J].节能环保.2010(01).

  [3]阳芳.基于产业价值链视角的中国光伏产业投资分析[J].经济论坛,2011年第9期.

  [4]王仰东,许栋明.产业技术路线图与太阳能光伏产业发展研究[J].科学学与科学技术管理,2010,(01).

  作为扬中市华商会理事单位该公司多年来专注于光伏地面电站、分布式光伏发电项目、光伏EPC总包,分包安装等领域。通过与国内外知名品牌进行的战略合作,他们的客户和供应商遍布全球,产品远销德国、意大利、法国、澳大利亚、俄罗斯、新西兰、葡萄牙等多个国家以及巴基斯坦、沙特阿拉伯等新兴光伏市场,成功走向了国际市场。

  该公司国内市场也做得风声水起,已出色建成玉树地震后20多座寺庙光伏电站工程,云南光伏并网发电项目20MW,甘肃、新疆、安徽、河北等多个电站项目,且自2011年起,与中国国电集团建立了长期电站投资合作。值得一提的是,为了配合扬中市正在开展的“绿色能源岛”建设,天海光电集团为扬中市政府大楼投资建设了30000多平米的屋顶光伏电站项目,让“绿色能源”走进了市府大院。

  这个公司的董事长杨刚,生于1977年。1998年,从东南大学土木工程系毕业的他,先后工作于南京一建、天源华威和江苏新坝电气等公司。尽管工作干的不错,发展前途光明,但他并不满足于现状。一心想要涉足新兴的光伏产业。那个时候,光伏产业虽然炒的很热,但是技术淘汰速度很快,选择光伏产业对于年轻的杨刚而言,无疑是一项挑战。但是年轻的杨刚认准了光伏产业的前景,千变万化的行业形势反而激发了他的斗志,用自己的全部家当创建了天海光电科技有限公司。他如是说:“既然选择了,就不后悔!”杨刚带着大家走南闯北,走访各大科研单位、工厂企业,在调研中不断摸索,反复论证,逐渐找到了自己的优势所在。

  公司秉承“为客户创造价值,为员工创造机会,为社会创造和谐”的经营理念,以先进的新能源技术为依托,致力于打造一个可持续发展的光伏产业。在技术研发以及相关人才储备上的深厚积累,取得了行业技术研发专利20余项。实现了由传统电气产业向传统产业、光伏产业及新兴高新科技产业为一体的新型多元化公司的重要转变。经验丰富的设计人员和安装团队可以从项目的勘察、设计、设备提供,EPC安装,售后维护等提供一条龙服务。

  如今,公司掌握着领先的组件封装工艺以及在该环节产业链中卓越的成本控制能力。做行业里最好的公司成为杨刚团队的追求目标。

  光伏农业是将太阳能发电广泛应用到现代农业种植、养殖、灌溉、病虫害防治以及农业机械动力提供等领域的一种新型农业[1]。光伏农业在为农业生产提供便利的同时,也提升了农业科技水平,改善了农民生活水平,推动了农村加快转型[2]。从目前的情况来说,光伏农业大体上主要有光伏养殖、光伏种植和光伏应用3类。光伏养殖的应用方式主要是太阳能光伏养殖场,它是传统养殖事业的一种变革和与时俱进,将光伏技术引进,在闲置的养殖场屋顶铺设光伏电站,为其养殖生产提供绿色能源,节能环保、低碳、无污染。光伏种植的应用方式主要是新型太阳能生态农业大棚(光伏大棚),又称农光互补。光伏种植是完全通过能源自给,带动绿色农业发展,实现真正的低碳、绿色和循环农业的现代农业。光伏应用在很多方面:主要有太阳能杀虫灯,农用太阳能照明灯,光伏节水农业,监控系统,光伏污水净化系统等。

  河北省国土面积为18.8万km2,全省年平均日照时数范围为2 400~3 077h,全省范围都属于日照条件较好的地区,具有利用太阳能、开发光伏产业的有利条件。河北一直以来都是农业大省,农业是国民经济发展的第一产业与基石。光伏农业是现代农业发展的创新模式,它将光伏电站与农业有机结合,发展光伏农业,可以实现产业升级,塑造低碳、绿色环保型农业[3]。河北省发展光伏农业具有很强的优势,且前景广阔。

  2.1 光伏技术优势明显 实现光伏技术与农业的有效结合,首先要做的是寻找成熟的光伏技术的支撑单位或部门。总部设于河北省保定市的中国英利绿色能源控股有限公司是我国光伏产品生产规模最大和技术最成熟的公司,可以为河北省发展光伏农业提供强有力的技术支撑。如该公司近几年在河北、广西、江苏、广东、云南等地累计共有10个光伏农业项目,总装机容量257.6MW,占到了英利所有储备电站项目的近20%。其中,在河北省保定市曲阳县建设山地光伏电站,在保定市定州铺设平地光伏电站等。因此,河北省发展光伏农业具有先天的技术优势。

  2.2 光伏农业资源丰富 河北是我国传统农业大省,其中主要农作物播种面积为874.92万hm2[4]。河北省每个地区都有适合种植的作物,适宜耕种的农作物的种类繁多,农业资源很丰富,且产量位居全国前列,如石家庄、唐山、保定、沧州、邯郸和邢台等地区的各个县都是作物高产区。河北省集中生产全国粮油,耕种面积超过600万hm2,在全国位居第4位。因此,河北省发展光伏农业具有十分丰富的资源。

  2.3 项目开发初具雏形 目前河北省大部分光伏农业项目都在筹建当中,部分项目竣工并在整合试验期,其余项目仍在准备期。英利集团非常重视现代农业开发与发展,积极探索光伏与农业相结合的项目,其旗下的秋收农业有限公司是专门从事光伏农业开发的公司。2009年7月22日,英利“国香养猪场”在河北省定州市落地。2014年英利光伏农业一体化30MW并网发电项目落户河北安国市,将光伏农业与安国中草药项目相结合。除此之外,河北省其他光伏农业也处于建设高涨期,初具雏形,如2015年3月12日山东德州皇明太阳能电力工程有限公司在邱县投资2.9亿元建设集光伏发电、大棚种植、休闲观光与一体新能源光伏大棚。因此,河北省发展光伏农业在项目开发方面已初具规模,为今后光伏农业的快速发展与推广起到了重要的推动作用。

  目前,河北省光伏农业的发展还处于起步阶段,一些项目开发与设备还不是很完善。保定英利绿色能源控股有限公司一直都是光伏产业的领头羊,本文主要以保定英利绿色能源控股有限公司近几年在河北省发展光伏农业现状为例加以阐述。

  2009年7月22日,由英利在在河北省定州市建立国香养猪场,这种新型养殖方式既能完成传统的养殖,又能在房顶发电节约地面面积,提供清洁能源解决猪舍的用电与用水,如使用地源热泵或加温和散热设备为猪提供更舒适的生长环境,剩余电量并入国家电网获取政府补贴与一定的收益。总计在养殖场闲置屋顶安装了46 569块太阳能电池组件,安装容量为10MW,目前已正式并网发电,年可发电1 200万kWh,在20a经营期内,该设备累计发电量约2.4亿kWh,可节约燃煤约8万t,减少二氧化碳排放约21万t,总减排效益达8 715万元[5],实现了真正意义上的节能减排农业。

  2014年英利光伏农业一体化30MW并网发电项目落户河北安国,将光伏农业与安国中草药相结合,在农业生产方式上这是一个创新,带动了当地绿色农业的发展。即使中草药收益不可观,每年通过屋顶光伏发电,剩余电量并入国家电网获取一部分固定收益,并且国家对光伏发电补贴政策,1kWh电可补贴0.4元,促进了安国地区性经济的可持续发展。

  由英利绿色能源控股有限公司投资建设的玻璃屋(光伏温室大棚示范项目)总装机容量3MW,年发电量331万kWh,全年可节约标准煤1 390.4t,可减少二氧化碳排放量3 415t,减少二氧化硫排放28.9t,减少氮氧化合物排放12.7t[6]。棚顶发的电除可为生态农业区棚内作物生长提供通风、采暖、滴灌(如太阳能光伏节水农业的应用)、照明(如太阳能杀虫灯的使用)、农药喷洒以及棚内环境各项指标监测等农用需求之外,剩余电量可并入国家电网。实现了真正的绿色环保和低碳循环的农业发展模式[7]。

  除此之外,近2a来河北省在支持光伏产业发展方面作了充足准备,从2014年17个备案光伏项目到2015年123个光伏发电项目,以2015年为基期在数量上增长86.18%,2014年只有1个光伏农业项目,项目申报规模为4万kW,到2015年增长到17个,项目申报规模总数达64万kW。

  河北省光伏农业发展尚处在起步阶段,在各个环节都需要不断完善,改善漏洞与不足。如政策、技术集成创新、光伏农业发展理论支持、光伏领域与农业领域的如何融合的问题、光伏农业发展的重点领域问题以及光伏农业企业经营模式问题等很多方面有待完善。

  4.1 理论界定标准不明确 目前光伏农业存在着界定标准问题,政策法规不健全。虽然国家非常支持光伏+农业的项目,但是光伏农业并没有严格的界定标准,也没有配套的政策和法规,光伏农业项目在推进过程中只能享受光伏发电站和相应的农业政策,这不利于光伏农业项目的推广。

  4.2 光伏农业板块模式不成熟 河北省农业开发资源尽管很丰富,但是将光伏与农业相结合是一种全新模式,各个方面都在不断探索之中,而且受河北省地域面积较为宽广的影响,农业涉及的内容广泛,什么时间、什么地点种植什么品种的作物能达到效益最大化是特别重要的问题。因此,如何因地制宜地将农业经济效益达到最大化,需要从多方面多角度进行不断地探索和反复实践。将光伏技术与农业相结合,光伏产业提供的是技术,而农业需要在原有基础上不断推陈出新,搞好种植与运营是光伏农业发展过程中的首要任务。

  4.3 政府的支持力度不够 地方政府对于光伏农业项目的认知程度低,没有与光伏农业相匹配的业务流程,光伏农业项目审批过程不够顺畅;电网并网接入并没有完全放开,在部分地区存在附加条件,对于规模小的光伏农业项目会降低项目收益,甚至导致项目没有投资价值,需要电网公司给与技术支持;光伏农业项目中的一些技术问题遇到瓶颈,如不同地区光伏板的透光率大小不相同,计算复杂耗时,延缓了项目的开发进程。

  4.4 光伏发电不够稳定 由于技术的不成熟,在光伏农业起始阶段出现了发电质量不过关的问题,并网对电网造成了影响,国家为此付出了额外的成本。由于天气状况、日照长度与强度以及不同的光伏板所安装的位置不一样、受光不同等因素的影响,光伏发的电量会出现不规律,不稳定的状况,因此光伏电站输出功率不稳定,并入电网会对电网造成一定的损害[8]。

  5.1 完善配套政策法规 国家虽然大力支持发展光伏产业,但是“光伏农业”这一说法还没有在目前国家的正式文件中提到,现在急需的是理论支持与市场发展的步伐相协调。光伏农业的投资额较大,成本回收周期较长,需要国家配套政策的大力支持才能健康发展。因此,相关部门应进一步完善配套政策法规,将光伏农业正式写进国家相关光伏政策,制定一套属于光伏农业的优惠政策与法规,使光伏企业在发展光伏农业同时能够享受国家相应的优惠政策与补贴。

  5.2 解决农业板块模式 光伏与农业相结合,需要做到光伏技术模块与农业模块相协调,平衡处理好两者之间的关系。河北省依托英利集团在光伏技术方面提供先进技术指导,解决了光伏技术模块问题,目前主要是加强农业模块的探索与实践,在作物品种的选择问题上要整体规划,选准品种,稳步推进[9]。不同地区选取作物品种在效益最大化基础上,还要充分发挥河北省作物独具的特色。除此之外,在分布式光伏发电地域应充分利用空间,发电板下边以及板与板的间隙可以种植花生或马齿菜等,根据当地适宜种植的品种去选择种植。

  5.3 制定相应扶持措施 光伏农业是对传统农业的变革与创新,迈出历史的第一步必然会遇到好多阻碍与困难,同时,由于光伏农业前期投资很大,成本收回周期也特别长,并不是一个企业可以单独负担的,单凭企业的发展与创新是远远不够的。因此,这就要地方政府出台一些扶持光伏农业发展的措施,如在资金方面给予大力支持、采取一定的经济、行政措施加以推动。建议地方政府成立独立的部门专门负责光伏农业的推广与实施,同时协调多部门进行配合与协助,在物质、资金、人才和技术等方面给予大力支持。

  5.4 稳步提高发电质量 不仅要做到有电剩余,将剩余电量并入国家电网,还需要提高发电质量,推动科技创新,向电网公司寻求技术支持,确保光伏农业项目余电直接稳定地并入国家电网,不产生其他副作用。减少不合格电量对国家电网的伤害,不论天气、气温如何变化,做到电量稳定、可靠,让老百姓放心用电。

  [1]徐少明,吴辉,邱成军.光伏农业环境检测与调控关键技术[J].江苏农业科学,2014,42(8):316-319.

  [2]刘文科.迅速发展的光伏农业[J].中国农村科技,2014(08):54-55.

  [3]河北省统计局.河北农村统计年鉴2014[M].北京:中国统计出版社,2015.

  [4]飞.光伏农业或为缓解江西省光伏困局与发展现代农业的双赢路径[J].决策咨询,2013(2):53,56.

  [7]阮晓东.光伏农业:绿色新路[J].新经济导刊,2014(03):30-33.

  [8]杜容熠.太阳能光伏发电在农业温室补光系统中直流电的直接应用[J].现代农业科技,2010(22):234-236,239.

  近年来,可持续 已经成为城市建设和社会发展的基本原则,中国政府不断加大对各种绿色技术及可再生能源发展的支持力度。在可再生能源方面,2006年颁布《中华人民共和国可再生能源法》,2013年《分布式光伏发电项目管理暂行办法》,推动太阳能光伏发电系统的投资建设和规模化经营 。各地也相继出台了一系列推动光伏发电的政策,光伏发电产业正以前所未有的速度迅速发展,并在中国城镇化进程中表现出巨大的市场潜力和广泛的运用前景。在绿色建筑技术推广上,国家颁布了《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2014)等,大力推广和发展绿色建筑技术。

  停车场指停放由内燃机驱动且无轨道的客车、货车、工程车等汽车的露天场地和构筑物 ;由出入口、通道、停车位、隔离带和其他附属设施组成。与停车库相比,停车场具有布局灵活、停车方便、管理简单、建设周期短及运作成本低廉等特点,其往往作为建筑规划地块总平面中的重要功能组成部分而存在,比如配合体育场馆、办公楼、宾馆、学校、商场、大型超市、客运站、社区等建设的室外停车场地,此外在城市中也经常利用待建设工地等闲置空地设置临时停车场以缓解停车压力(图01)。

  随着国内机动车不断高速增长,停车场规划建设压力日益增大。但是由于其传统停车场自身先天不足,在普遍存在对于环境与使用者均不够友好,不符合可持续原则等问题,亟待改进(图02):

  停车场的地面一般为水泥地面,普遍缺乏绿化及透水地面,加剧了城市热岛效应。

  在建筑设计融入绿色技术是未来建筑发展的趋势,其中光伏发电等太阳能高效利用技术充分体现了绿色建筑技术的优势,具有很高的发展潜力。经过多年的发展和技术进步,太阳能光伏技术因其具有安装简便、成本具有优势,使用过程中无污染无噪声,易于与构筑物灵活结合等优点,已经在发达国家得到产业化发展和应用,我国光伏产业近年得到跨越式发展,形成了包括多晶硅原材料、硅锭/硅片、太阳能电池、组装封装和光伏应用系统等较为完整的光伏产业链。光伏设备制造业逐渐形成规模。成本的降低和技术的成熟为光伏技术广泛应用提供了必要的条件。此外,雨水回收系统、渗水地面技术、空间绿植技术以及互联网技术等的发展也为我们改进传统停车场设计提供了创新的机会。

  基于现有的产业政策背景,利用和集成现有的可持续成熟技术,针对停车场的诸多问题及停车场空间环境特点,我们提出创新的基于可持续原则的集合了多种绿色技术的光伏停车场概念。以提高停车场的环境友好性和使用性能。并实现经济效益。利用停车场上方架设集多项绿色建筑技术于一体的创新型光伏一体化系统,综合实现停车遮阳,能源利用,生态种植等多项功能,改善停车环境,改善停车场微气候,使停车场成为舒适的城市空间,并通过并网实现经济盈利,使整个系统的安装普及具有现实意义,系统通过模块化设计使产品便于生产安装,可循环利用(图03):

  新型停车场的改进包括了光伏系统、雨水收集与回收系统、空间绿植系统、互联网智能系统等多个子系统(图04)。首先是利用停车场上方空间架设光伏一体化遮阳板,改善停车环境的同时通过光伏系统将收集的太阳能转化为电能,并通过并网技术实现“自发自用,余电上网”,实现停车场用电需求同时将多余电量卖给电力公司实现盈利,整个光伏发电及支撑体系进行模块化设计,从而方便工业化生产、安装,拆除及重复利用。

  设计中了集合了多项绿色建筑技术,例如利用生态种植技术依附于系统的支撑体系设计垂直绿化模块,通过垂直绿化模块的自由组合安装实现空间的变化和舒适性,并通过雨水收集及雨水回用技术实现垂直绿化的灌溉和洗车等,可以显著改善停车环境和小气候,增强其环境的友好性。(图05)

  太阳能光伏系统(Solar photovoltaic System)是指利用太阳能电池的光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统,简称光伏系统。光伏系统主要包括光伏组件或由光伏组件构成的光伏方阵、光伏接线箱、并网逆变器、储能装置及其充电控制系统(限于带有储能装置系统)、电能表和显示电能相关参数的仪表。光伏电池是光伏发电系统中最重要的组成部分。主要类型包括晶体硅电池、薄膜电池和聚光太阳能电池。其中,晶体硅电池因为资源丰富、转化率高,市场占有率最高,约占光伏市场的 90% 。晶体硅电池分为单晶硅电池和多晶硅电池,虽然单晶硅电池的光电转换效率高于多晶硅电池 ,但由于多晶硅电池成本更低而得到更广泛应用,多晶硅电池板的使用寿命约为20年。(图06)

  为保证光伏组件有较高的光电转化效率,光伏组件在与构筑物结合应用时,须尽量保持光伏组件周围具有较好的通风条件,而停车场恰好具备这样的先天优势,采用架空形式设计和安装光伏组件,支撑结构采用钢结构,通过标准化的模块设计,可以方便地适应不同规模的停车场设计,对临时停车场而言,可以重复利用的特点使其具有很大的优势和经济性。根据国内的相关建筑设计规范,停车场的停车位尺寸、停车通道尺寸是一定的 ,其平面组成单元的尺寸也因此具有通用型,这也为支撑结构的模块化提供了便利。

  在传统停车场的设计中,往往采用水泥等硬地铺装以方便使用,但这样对于环境来说是很不合理的。雨水没有被渗入地面或者得到充分利用,对于城市尤其是大城市来讲,大面积的硬地铺设使得城市在暴雨期间的防涝压力非常之大,甚至于对于东京或者上海的超级城市而言需要花费巨资专门在城市地下来建造巨大的蓄水系统来缓冲暴雨汛期高峰的冲击,保护城市免收涝灾。停车场作为城市空间的组成部分之一,其特点是往往面积有一定的规模,设立雨水收集系统,可以把架设在上方的呈斜面的光伏单元承接的雨水有效收集起来,通过简单处理加以回收利用,用于浇灌植物,或者洗车(图07)。停车场的停车位地面采用渗水设计,可在地表下安装预制的蓄水模块,储存多余的雨水除用于景观灌溉外还可用于清洗车辆等附加服务用途,从而更好的实现水资源的循环利用。

  为了营造更舒适的停车环境,缓解夏季停车场的地表温度,在创新停车场的设计中还融入生态种植的先进理念,依附光伏系统的支撑结构设计垂直绿化模块,并把停车场的围墙改为垂直绿化模块,这些模块可自由安装组合,根据停车场的空间特点营造出的景观效果(图08、09),垂直绿化的灌溉系统同样与支撑结构相结合,通过停车场上方光伏电池板的安装倾角将雨水引入雨水收集槽,利用雨水回用技术进行处理后引流入与系统支架结合的灌溉管道对垂直绿化进行灌溉。

  传统停车场的在管理上普遍比较陈旧,导致其使用界面不够友好,也不够高效。在这个互联网的新时代,我们在城市停车场的设计中引入了互联网智能系统,以提高其使用效率,并且更加人性化,具有更加友好的使用界面。具体包括:在每个停车位上方,利用支撑光伏发电单元的支撑结构悬挂设置车辆感应器,可以感知停车位是否被占用,采集数据会被汇总到电子导引牌及手机APP上,可以大大提高其使用效率;设立充电桩,为新型的电动新能源汽车提供自助充电服务。通过基于互联网技术的智能管理系统,减少管理人员,提高效率,节约成本等。

  光伏系统在利用太阳能发电的同时,也为停车场提供了必要的遮阳系统,可以大大改善停车场小气候及环境。以往传统停车场在使用上最被人诟病的就是夏天的暴晒使得车内的温度急剧升高,一方面对车辆造成了损坏,比如车内装饰老化、失色、车胎损害、车漆失色等。在极端条件下甚至存在诱发车辆自燃的危险。另一方面,在夏天太阳暴晒之下,使用者进入车厢内时温度可以达到50-60摄氏度,对人的健康非常不利,许多用车者都深受其苦。

  与此同时,通过生态种植技术,利用停车场光伏系统支撑结构放置垂直绿化模块,将停车场的围墙改为立体垂直空间绿植,也可有效缓解地表温度的聚集,改善小区域内的热岛效应,避免停车场由于夏季暴晒产生过高的地表温度,也同样有利于改善停车场的小气候及环境,给停车用户提供较为舒适的停车空间。

  光伏系统的建设对于降低碳排放的作用是显而易见的,由于采用光伏电池发电,避免了由于使用一般化石燃料发电所导致的空气污染和废渣污染,降低二氧化碳等气体的排放,太阳能电池产生1kWp的电能,可以避免1000kg二氧化碳的产生,这对于环境污染问题越来越凸显的今天具有至关重要的意义。以3000平方米面积的停车场为例,采用这种设计可以每年发电47.7万度,减少碳排放多少47.7万Kg。

  集合采用多种先进绿色技术的停车场设计,可以使停车场对于环境而言更加友好,对于使用者也更加舒适便利。以往停车场往往是一大片巨大的水泥地,在城市中非常突兀,其热岛效应,太阳光线的反射等,对于城市环境而言非常不友好,也不符合LEED认证体系以及《绿色建筑星级评定标准》中有关环境友好性的原则。通过光伏发电、空间绿植、雨水收集利用等技术,使得新型停车场可以更好地融入环境中,并且为使用者提供遮阳、挡雨等方便。其视觉效果也更加宜人。从而实对环境及使用者更加友好的目标。

  随着“上网电价”政策的落实,国家及地区的各项补贴政策的支持力度日益增强,而另一方面,光伏发电、雨水收集等多项绿色技术成本不断降低,创新的技术复合型停车场利用其太阳能光伏系统并网可实现盈利,根据装机规模的大小一般为5-6年即可收回成本实现盈利,并且维护成本较低,具有显著的经济效益。

  停车场光伏系统在电力系统中可以起到削峰填谷的作用,夏季白天,大量制冷设备的使用,电网处于用电高峰期,停车场光伏系统正处于发电高峰,除了保证停车场自身的照明,充电等用电外,还可以向电网供电,舒缓高峰电力需求。光伏系统与停车场结合使用,实现原地发电原地用电,在一定距离范围内节省电站送电网的投资,尤其是对于一些架设公共电网较为昂贵的地区,太阳能光伏发电系统是非常有优势的替代方案,此外对于节省城市土地,光伏组件利用停车场上方架设,无需额外占用地,实现停车空间的多元利用,对于土地昂贵的城市尤其重要。

  随着目前电动汽车的逐步发展和普及,停车场光伏系统在未来可以为停车场电动车充电设备及智能停车管理系统供电,更好的实现清洁能源的高效利用。

  新型停车场的设计综合采用了多种先进的绿色建筑技术,真正体现了可持续原则,利用太阳能这种可再生清洁能源进行发电,对促进能源和环境的可持续发展有着重要意义;雨水收集利用减少了水资源的消耗,空间绿植是其更加生态化,系统的设计可以根据光伏组件尺寸,最佳的效率转化方式,使用寿命等综合因素进行全面考虑,在生产,安装,拆除,再利用等环节实现全寿命周期内最大限度的节约资源(节能,节地,节水,节材),减少不必要的资源消耗。

  通过精密的技术集成和有效的系统整合,在现行国家和地方补贴的政策下,创新型光伏停车场的建设和运行已经可实现经济盈利,并且具有较好的投资回报率。这种经济上的自盈利性是非常重要的一个突破,可以大大促进其经济层面的健康可持续发展。从而克服了以往光伏建筑以往以示范为主缺乏实际推广动力的窘境。建议其投资运营模式基本可分为两类,一是用户自建模式,即自己投资建筑及运营;二是合同能源管理模式,即与光伏发电投资商合作建设,由投资方出资建。

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