黎 可

（武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院，湖北 武漢430000）

1 光伏發(fā)電技術(shù)概述

光伏技術(shù)最初于1958年應(yīng)用于空間技術(shù)領(lǐng)域，并于1971年在我國(guó)首次自主研發(fā)的東方紅二號(hào)衛(wèi)星的動(dòng)力系統(tǒng)中應(yīng)用。20世紀(jì)90年代末，我國(guó)光伏產(chǎn)能較低，其中電池與組件的產(chǎn)能均低于2 MWp。而本世紀(jì)，隨著太陽能技術(shù)的推進(jìn)，2001年，光伏產(chǎn)能首次超過10 MWp，此時(shí)我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)正式步入快速發(fā)展期。

2 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)分析

2．1 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)及出口量分析

據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)2013年光伏組件的產(chǎn)量高達(dá)26 GW，與同期相比增長(zhǎng)13%，自2007年起我國(guó)太陽能產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)7年占據(jù)第一的寶座。其中，2013年我國(guó)光伏能源的出口量達(dá)16 GW，共計(jì)出口額為100億美元，與同期相比降低27%。光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)具體項(xiàng)目發(fā)展趨勢(shì)如表1所示。

表1 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)具體項(xiàng)目發(fā)展趨勢(shì)分析

2．2 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)專利技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)

鄧金堂等［1］針對(duì)我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)專利數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，具體如表2所示。

表2 我國(guó)光伏發(fā)電專利項(xiàng)目申請(qǐng)、授權(quán)數(shù)量分析

通過運(yùn)用ARIMA（1，1，1）對(duì)我國(guó)國(guó)內(nèi)申請(qǐng)專利的光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，繼而得出2014年光伏產(chǎn)業(yè)國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)預(yù)測(cè)值為1 098（表3、圖1），模型具有較好的平穩(wěn)性，由此可見，我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)數(shù)量將持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，為我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。

表3 國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電項(xiàng)目專利數(shù)量ARIMA(1,1,1)預(yù)測(cè)(國(guó)內(nèi)專利—模型1)

圖1 國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電項(xiàng)目專利數(shù)量ARIMA預(yù)測(cè)圖

2．3 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)成本預(yù)測(cè)分析

隨著全球光伏發(fā)電技術(shù)水平的不斷提高，我國(guó)太陽能光伏電池的生產(chǎn)成本也呈現(xiàn)出逐年降低的趨勢(shì)，而產(chǎn)量卻放量增長(zhǎng)。21世紀(jì)初，太陽能光伏電池成本下降，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，此時(shí)我國(guó)單晶硅電池的成本約為42元／k W·h，非晶硅電池的成本為23～25元；現(xiàn)今，我國(guó)太陽能光伏電池制造技術(shù)不斷提升，單晶硅組件的市場(chǎng)價(jià)格已經(jīng)下降為10～20元／k W·h，而多晶硅組件市場(chǎng)價(jià)格下降為5．5～6元／k W·h，該價(jià)格與薄膜電池相差無幾。然而，由于單晶硅與多晶硅的轉(zhuǎn)換效率相近，而非晶硅的轉(zhuǎn)換效率僅為有晶硅的近五成，且非晶硅電池的生命周期短、功率衰減速度快，故光伏晶硅電池具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。邵翠萍［2］指出，預(yù)期2020年，我國(guó)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)成本將縮減為6美分／k W·h，此時(shí)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，將逐漸替代傳統(tǒng)發(fā)電能源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2．4 光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展預(yù)測(cè)

2．4．1 農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)供電

我國(guó)幅員遼闊、地形多變，由于地理區(qū)位因素影響，現(xiàn)階段我國(guó)依舊有約0．7億人居住于偏遠(yuǎn)的“無電區(qū)”，因而實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)電網(wǎng)覆蓋成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要任務(wù)，也為光伏發(fā)電技術(shù)開拓了巨大的發(fā)展空間。文獻(xiàn)［3］探討了2002年我國(guó)為解決西部用電問題而頒布的“送電到鄉(xiāng)”工程， 該工程投資規(guī)模高達(dá)47億元，輻射內(nèi)蒙、青海、新疆等12省、自治區(qū)，1 065個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，該項(xiàng)目自啟動(dòng)以來解決了112個(gè)偏遠(yuǎn)的“無電鄉(xiāng)”42 472人的基本生活用電問題。預(yù)期通過太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的補(bǔ)充，將實(shí)現(xiàn)全國(guó)電網(wǎng)覆蓋。

2．4．2 城市并網(wǎng)光伏發(fā)電

在國(guó)外，城市并網(wǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目得到政府大力扶持。例如，日本于1993年頒布實(shí)施的“陽光計(jì)劃”，是日本政府為促進(jìn)新能源發(fā)展而制定的國(guó)家發(fā)展規(guī)劃，其中，太陽能作為環(huán)保的清潔能源得到政府的大力扶持；德國(guó)是20世紀(jì)90年代最早推廣家庭太陽能發(fā)電計(jì)劃的國(guó)家，早在20世紀(jì)90年代初就頒布實(shí)施了“1 000屋頂計(jì)劃”，直至1998年，德國(guó)政府再次推出“10萬屋頂發(fā)電計(jì)劃”，并預(yù)期至2050年德國(guó)新能源發(fā)電將占總發(fā)電量的近一半。我國(guó)可以借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)新能源發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)展與扶持，將光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于城市社區(qū)、道路照明，預(yù)期我國(guó)建筑屋頂面積高達(dá)100億m2，倘若光伏發(fā)電覆蓋1%，每年將可獲得1 500億k W·h的電能。

3 結(jié)語

我國(guó)早于1995年頒布實(shí)施的“九五”計(jì)劃中就明確提出“積極發(fā)展新能源經(jīng)濟(jì)”的政策方針，太陽能作為可再生的清潔能源，不但可以解決能源供應(yīng)問題，同時(shí)可以減少環(huán)境污染，這使得光伏發(fā)電技術(shù)受到廣泛關(guān)注。筆者首先針對(duì)我國(guó)太陽光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，為本文的研究提供理論依據(jù)，然后對(duì)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)及出口量、專利技術(shù)、發(fā)電成本、應(yīng)用領(lǐng)域4個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)、合理的分析，為我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論參考。

［1］鄧金堂，唐亮．基于專利地圖的我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)專利情報(bào)研究［J］．情報(bào)雜志，2012（31）

［2］邵翠萍．我國(guó)太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］．科技信息，2009（35）

［3］王雨．光伏發(fā)電在我國(guó)農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)的推廣與利用研究［D］．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2012