光伏材料范文

光伏材料篇1

0引言 能源建筑就是利用太阳能集热器和光电设备来收集和存储太阳能,从中所获取的电能不仅可以满足建筑物自身的需要,而多余出来的电力还可以输送到公共电网或者其他的建筑。将耗能建筑逐步转化为能源建筑已成为人类面临的一大课题。而太阳能的利用,特别是硅片技术的发展进而推动光电设备的进步给这一课题带来了希望。 1太阳能在建筑中的利用 在德国,先进的太阳能集热器m2/a提供的能量等于燃烧40L燃煤或者400m3天然气,这不仅节约了资源,还大大减轻了二氧化碳对环境的污染。此外,一台太阳能集热器设备在大约1a内产生的能量足以用于生产一台新的太阳能集热器,所以,1a后它就真正成为一个能量的来源。我国具有丰富的太阳能资源,每年照射时在2200h以上地区约占国土面积的2/3以上,年辐照量超过600MJ/m2,每年地表吸收的太阳能相当于17万亿t标准煤的能力,约等于上万个三峡工程发电量的总和。如此丰富的太阳能资源使我国较早就开始利用太阳能。近几年,太阳能科技突飞猛进,太阳能产品不断升级。特别是硅片技术的发展,使得太阳能在建筑领域有了长足的发展。我国太阳能建筑领域中技术最成熟、应用范围最广、产业化发展最快的是家用太阳能热水器(系统),其次是被动式采暖太阳房。同时,太阳能光伏技术和照明技术通过若干建筑示范工程实践,也积累了相当的应用数据和经验。如昆明冶研新材料股份公司的3000t多晶硅产业化项目就部分采用了太阳能光伏技术发电。 2.1能源与建筑的一体化(BIFV)设计 2.1.1设计原则 光伏建筑一体化是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式,其主体是建筑,客体是光伏系统。因此,BIPV设计应以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本原则,任何对建筑本身产生损害和不良影响的BIPV设计都是不合格的设计。 2.1.2建筑设计 BIPV的设计应从建筑设计入手:①对建筑物所处的地理气候条件及太阳能的资源情况进行分析,这是决定是否选用BIPV的先决条件;②考虑建筑物的周边环境条件,即选用BIPV的建筑部分接受太阳能的具体条件,如被其他建筑物遮档,也不必考虑选用BIPV;③与建筑物的外装饰的协调,光伏组件给建筑设计带来了新的挑战与机遇,画龙点睛的BIPV设计会使建筑更富生机,环保绿色的设计理念更能体现建筑与自然的结合。④考虑光伏组件的吸热对建筑热环境的改变。光电的能量转换需要足够的阳光接受面,而建筑物本身就是一个理想的受光载体,国外把外墙的玻璃装饰与光电元件有机地结合起来,取得了许多经验。例如,德国柏林能源论坛大厦仅利用斜度为8度的屋顶和建筑物的局部西南向外墙(斜度为80度)上就安装了总功率约55kWp的光伏设备。彼得斯山天主教乡村大学校舍也是利用外廊通道和南侧玻璃房安装光电设备,所有部件安装在结构上,使锥形的玻璃与之结合紧密,形成一体。这套设备还具有双重功效,一方面发电,另一方面又能在柱廊通道里达到必要的遮阳效果。柱廊通道中的电气连接装置做的非常小,从而能将包括避雷针和光电设备配线在内的缆线铺设在拱形的T字梁中,并把暴露在外的设备颜色与整体建筑设计协调一致。如果把光电设备置于屋顶,还可以起到隔热保温的效果。光电设备与建筑设计有机结合将是未来建筑设计的一大亮点,有可能是未来建筑装饰材料发展的方向。 2.1.3发电系统设计 BIPV的发电系统设计与光伏电站的系统设计不同,光伏电站一般是根据负载或功率要求来设计光伏方阵大小并配套系统,BIPV则是根据光伏方阵大小与建筑采光要求来确定发电的功率并配套系统。BIPV光伏系统设计包含3部分,分别为光伏方阵设计、光伏组件设计和光伏发电系统设计。1)光伏方阵设计,在与建筑墙面结合或集成时,一方面要考虑建筑效果,如颜色与板块大小;另一方面要考虑其受光条件,如朝向与倾角。2)光伏组件设计,涉入电池片的选型(综合考虑外观色彩与发电量)与布置(结合板块大小、功率要求、电池片大小进行);组件的装配设计(组件的密封与安装形式)。3)光伏发电系统的设计,即系统类型(并网系统或独立系统)确定,控制器、逆变器、蓄电池等的选型,防雷、系统综合布线、感应与显示等环节设计。 2.1.4结构安全性与构造设计 光伏组件与建筑的结合,结构安全性涉及两方面:①组件本身的结构安全,如高层建筑屋顶的风荷载较地面大很多,普通的光伏组件的强度能否承受风压变形时是否会影响到电池片的正常工作等。②固定组件的连接方式的安全性。组件的安装固定不是安装空调式的简单固定,而是需对连接件固定点进行相应的结构计算,并充分考虑在使用期内的多种不利情况。1)设计中应注意两点:①方阵场地的选择避免阴影影响,各方阵间应有足够的间距,以保证全年每天当地时间上午9时至下午3时之间光伏电池组件无阴影遮挡;②将方阵场地表面层切实夯实,并于场地周围设计排水沟。2)方阵倾角设计计算。根据当地地理、交通、居民文化水平等情况确定采用固定式支架。为了全年均可较好地接受太阳辐射能量,方阵倾角确定为当地纬度+5°,即32°十5°=37°3)光伏方阵方位角选择为使方阵全年接受日光照射的时间最长,选择的方位角为正南。4)光伏方阵间距设计计算。D=0.707H/tan[arcsin(0.648cosφ-0.399sinφ)]H=1480mm(φ选取37°)于是有D=0.707×1480/tan[arcsin(0.648cos37°-0.399sin37°)]=3624mm,取3700mm5)光伏方阵支架设计地面安装的光伏方阵支架采用钢结构。钢结构支架符合GB/T50250的要求,以保证光伏组件与支架连接牢固可靠,底座与基础连接牢固。组件与地面距离设计为600mm。支架采用直接接地,支架与预埋螺栓连接的接地体接地电阻不大于10n,接地进行防腐及降阻处理。支架钢结构件采用热镀锌防锈处理,以满足长期室外使用要求。光伏组件和方阵使用的紧固件采用不锈钢螺栓。 2.1.5光伏组件设计 1)蓄电池配置注意事项。每只蓄电池应有生产合格证,合格证上应标明蓄电池型号和生产日期。制造商应提供型号产品国家认可质检机构出具的质检报告。蓄电池的生产时间靠近发货日期,存放时间应不超过6个月。同一路充放电控制的蓄电池应采用同一生产厂家、同一规格和容量的产品,生产日期的间隔时间应不超过1个月。蓄电池的外观无变形、漏液、裂纹及污迹,标志清晰。蓄电池的并联组数量最多不超过6组。2)蓄电池连接电缆。蓄电池连接电缆端头上设冷压铜接头。所选用的电缆铜接头和接线端子的设计及尺寸应使其流过最大电流时的温度不超过电缆绝缘的允许温度。#p#分页标题#e# 3光伏发电系统设计 功率调节器主要由控制器、逆变器、交流配电柜、电子限荷器、输出防雷隔离器等设备组成。 3.1一般要求 1)功率调节器设备选型应满足光伏系统设计功能的需要,各功能设备间应考虑功能和功率(容量)的协调及匹配。2)功率调节器设备应符合产品标准并通过检验的合格产品。出厂时应带有铭牌标志、接地标志、功能标志等,标识应清晰、正确。铭牌至少要标明制造商品名称、出厂编号、生产日期以及该设备的主要特征参数。3)设备柜架应有足够的刚性并设有安装孔或吊装位置,运行操作的器件应适宜人员操作,应有可靠接地。4)设备绝缘性能应符合相关要求。耐振动性能应满足频率在10~55Hz间变化、振幅0.35mm的三轴向各振动30min后正常工作。 4控制器选型 技术要求正常运行情况下,控制器及相关器件应提供至少10a的服务期。当没有LED发光时,控制器最大自身耗电量不得超过其额定充电电流的1%。充电或放电回路电压降不得超过系统额定电压的5%。控制器的调节点须根据具体蓄电他的特性在出厂前预调好过充点或过放点。控制器应具有防止蓄电池过充电和过放电的保护、防止任何负载过流或短路的电路保护、防止任何负载极性反接的电路保护、防止控制器内部短路的电路保护、在多雷区防止雷击引起击穿的保护、防止夜间蓄电池通过太阳能电池组件反向放电的保护等功能。 5逆变器选型 其功能是将直流电变换成交流电,具有断路、过流、过压、过热、防蓄电池过放电等保护功能。6交流配电柜选型可接入逆变器,对用户供分配进行操作控制,装有用电计量电能表。选用上海某公司生产的型号为KPA-220~200的交流配电柜一台。 7输出防雷隔离器选型 输出防雷隔离器可安装在光伏电站控制机房的入口端和出口端,当遭到雷击或发生过流时,隔离器内防雷器件劣化,过流保护器自动跳出,自动脱扣脱离电路,以保证光伏电站设备的安全。 8机房、围栏、防雷及低压配电线路设计与建设 8.1光伏系统机房设计与建设 1)电站机房的面积包括蓄电池室、控制室和值班室。机房建设的原则为,结合当地的地理、气象条件,充分考虑蓄电池、控制器的最佳工作温度,符合当地的特殊地理、气象情况。2)为满足对于机房的温度要求,以确保冬天室内温度在0℃以上;地面采用防火阻燃木地板,机房设计要充分考虑空气对流,采用良好的通风结构,以确保夏天室内温度不超过28℃。3)为优化机房周围环境,要在机房周围设置排水沟和散水坡。 8.2光伏系统围栏设计与建设 1)采用防盗式热浸塑墨绿色钢焊接成网。2)焊接网热浸塑PE粉,单边厚度为0.4~0.45mm。3)设置防盗4N网围栏。4)焊接网用的钢丝为冷拔状态,抗拉强度为640~800N/mm2,实际直径为cp4.5mtna。 9光伏电站防雷设备设计与建设 1)电站系统线路不论是受到直接雷击还是间接雷击,都将产生过电压,若不能使雷击电流讯速流入大地,雷击就会浸入房屋,损坏建筑物或设备,严重的话会引起火灾,造成人身伤亡事故。因此,光伏电站必须采取有效措施防止雷击。2)电站的避雷系统设计,采用安装输人避雷器和输出避雷器,以确保电站设备安全,并将所有设备的金属外壳接地,以确保电站管理人员人身安全。 10结语 如果建筑物的装饰与光电组片结合起来,建筑与能源之间的关系将更加紧密。将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给甚至将电能输出,是未来建筑的发展趋势。

光伏材料篇2

关键词：光伏阵列 建筑表皮 形状 颜色 材质 环境

1 光伏阵列作为建筑表皮的组合表现力组合表现的特点

光伏表皮通常由多种材料组合而成，这之间包括多种光伏材料运用在不同部位，也有光伏材料和其他材料诸如：混凝土，木材，玻璃，金属等材料组合使用。由于光伏材料其特有的形式，色彩，质感和比例，所以最终呈现的表皮状态也会有不同的色彩和肌理。光伏表皮的组合表现研究包括三个方面：（1）光伏组件如何表现建筑形体。（2）光伏组件在相互组合阵列与其他材料组合中如何表现自身。（3）光伏材料的运用如何结合光线和环境等表现建筑特征。这三个方面总体来说跟视觉是有关的，在以下论述中应用很多视觉造型理论和经验，从四个方面阐述。

1.1光伏阵列表皮中建筑形态的组合表现

光伏阵列的“形”与“质”与建筑形态的展现是相辅相成的。为了表达建筑造型特征，其外表不宜采用过多材质，而光伏材料阵列的效果可以将形体变化统一起来，在实现大规模发电的同时，形成整体的艺术效果。但是光伏组件由于其构造和功能限制，往往很难做到塑性。这往往需要建筑形态和光伏阵列一体化设计。结合实际案例分析不同建筑形体和光伏阵列的表达与对话。

1.1.1规则平面建筑形态表达

案例分析：SolarCube――Discovery科学应用中心（如图1）

应用方式：光伏立面

组件类型：薄膜

竣工：2007年

地点：加利福尼亚州，美国

4000薄膜光伏模块（BP SOLAREX）每年产生约30000Kwh电力，南向倾斜角高效率吸收太阳能，黑框薄膜光伏组件镜面效果达到很到的反射效果的同时给建筑形体赋予高技表达。发电量为20kwp。

1.1.2弧面建筑形态表达

案例分析：Solarshowcase――G8峰会会议展厅（如图2）

应用方式：光伏立面

组件类型：单晶硅

竣工：2009年

地点：伯明翰，英国

该建筑建于英国政府作为8国峰会的展览建筑，1998年英国伯明翰。奥雅纳工程顾问，无框单晶硅太阳能电池和塑性钢材一起，形成弯曲的一体化设计。由于单晶硅模块的限制，尽可能缩小每块尺寸以顺应表面弧度。

1.1.3反曲面建筑形态表达

案例分析：柏林太阳能墙展厅（如图3）

应用方式：光伏墙面

组件类型：薄膜

建筑师：msp Architekten，海尔布隆

竣工：2007年

地点：柏林，德国

费迪南德布劳恩高频技术研究所重组计划，该技术和生产设施，光伏一体化区域既有其城市美学功能通过西南太阳辐射，朝向一个最佳方向，优雅的弧形墙脱离其主体结构，其支撑结构为平行多边形。薄膜组件技术通过其均匀的黑色外观达到统一视觉效果，每块组件提供45-60W功率。

1.1.4非常规建筑形态表达

这里的非常规是指相对于光伏板现有结构来说很难以做到的形态表达方式，例如三角形屋面或者其他不规则平面形式。常用的方法是用光伏板材料制作成不规则组件，但牺牲光伏板发电功能，不将不规则光伏板接入电路，以保证建筑整个形体的美学特征。

案例分析：2010年世博会主题馆（如图4）

应用方式：光伏屋顶一体化

组件类型：多晶硅

竣工：2010年

地点：上海，中国

2010年世博会主题馆屋面菱形分割，为保证整体美观效果，在菱形边角处单独处理制作假模块，不接入电网发电。

1.2光伏表皮中材料色彩组合及表现

色彩具有很强的视觉效应，在建筑表皮设计中成为非常重要因素之一，光伏表皮的材料组合包括色彩的造型，色彩的对比和色彩的协调三个方面。

1.2.1色彩构成变化

其中色彩的造型主要有点线面综合等形式。大多数光伏板的造型以矩形为主。这里着重讨论光伏板的面式色彩，即由大规模光伏组件形成的色块组成的建筑外表面的构图效果。其造型效果鲜明，对比强烈，在群里环境中，面式色彩具有较强影响力。

案例分析：Thyssen krupp Stahl公司总部（如图5）

应用方式：光伏立面一体化

组件类型：薄膜

竣工：2002年

地点：杜伊斯堡，德国

设计的挑战如何最大限度得增强建筑物的外观效果，建筑师选择黄绿色彩钢板和蓝色光伏板，通过大面积的彩钢板和线性蓝色光伏板的对比形成一个具有吸引力的太阳能光伏系统。

1.2.2色彩的对比

色彩的对比，由于大多数光伏板在色彩呈现上是以蓝黑色为主，故在整体建筑设计上考虑到其他建筑材料和它一体化设计，如通过色彩上对比，色块面积大小，形状对比，色线长短，对比色的应用等变化。达到一体化视觉艺术效果。

1.2.3色彩的协调

色彩的调和即材料近似色的使用，其表现方式有多种：同色调和，临色调和，间色调和，如果建筑形体本身比较复杂，又有多种材料组合，那让不同材料色彩尽可能和谐统一。就光伏表皮而言，光伏组件材料的颜色以深色为主可选择其他深色建筑例如深色金属面板，通过色彩的协调共同突出变化丰富的建筑形体。

1.3光伏表皮中材料质感和肌理的组合及表现

光伏材料篇3

4月20日上午，应用材料太阳能总裁查尔斯・盖伊 (Charles Gay)在应用材料西安研发中心为200多家客户勾画了一幅太阳能发展的美好蓝图。2050年全球人口将达到90亿，全球的电力需求将是现在的三倍，到时候全球发电量将有1/3来自光伏发电。

应用材料在西安研发中心有一条从硅片到组件的完整生产线用以试验和技术展示，其中开方、切片及丝网印刷设备是应用材料自己生产的设备，其他设备应用材料也购买过来，搭建一条完整的产线。西安研发中心耗资3亿美元，是应用材料在全球的研发中心中唯一一条整线研发线。

光伏生产最集中地无疑在中国，安装在全球的光伏组件几乎一半都由中国生产。这也是应用材料如此贴身中国市场的原因，这里有最大的客户群。调节设备参数、优化工艺的效果可以直接在产线上看到成效，“我们的竞争对手只能拿到客户那里等反馈，速度跟我们完全没办法比。”邹钢说。

尤其是在市场供应状况发生拐点的2011年，应用材料能够给光伏制造商提供的附加值显现出来。一位光伏电站运营商高管告诉《环球企业家》，去年之前，中国光伏组件制造商做的事情就是买设备、生产、港口装船，市场供不应求的环境下，制造商很难真正沉下心来进行研发。市场由供不应求转向供过于求之后，光伏产品价格急速下跌，光伏制造商开始寻求技术突破来降低成本。查尔斯・盖伊介绍，今年光伏制造商到应用材料西安研发中心来参观技术展示的频次是去年的五倍。

去年8月，应用材料推出新产品―PEGASO丝网印刷印机，可以实现太阳能电池板的二次印刷，新的印刷设备不仅提高了系统的精度和准确度，而且提高了设备的产能。应用材料全球销售蒋安邦(John Antone)介绍，二次印刷技术的升级，使得每台设备增加4MW的产能。相较于老设备，新设备价格增加了，但带来的产出增幅更大，光伏制造商愿意接受技术升级后的设备。

应用材料也惯于通过收购来完成某些关键技术的储备。去年年底，应用材料收购了维利安，获得了维利安的离子注入技术。维利安开发的用于N型太阳能电池的硼离子注入技术，帮助电池转换效率突破了20%。

“越是行业低谷时，企业越需要新技术来降低成本，而我们能提供新技术。”蒋安邦说。

基于应用材料拥有带动产业发展的创新能力，曾担任惠普副总裁兼中国区企业业务集团总经理的高瑞彬选择在去年12月加入应用材料，担任应用材料中国区总裁。“中国业务占到应用材料全球份额的1/4，总部给予了很大的支持。”高瑞彬说。

提前备战

查尔斯・盖伊在太阳能行业有37年的从业经验，意识到太阳能行业是一个周期性的市场，他在2004年时就预料到2008年会发生硅料的紧缺。然而查尔斯・盖伊告诉《环球企业家》，他超过30年的太阳能从业经历中，从来没有遇到过2011年的情况。“以前只是在材料上的波动或紧缺，而去年是德国、意大利等欧洲国家对待光伏态度的变化，就像是母亲把孩子给抛弃了。”查尔斯・盖伊说。

应用材料在太阳能领域会提前三年进规划，早做准备应对市场变化。比如2009年在西安建下具备完整产线的实验室，在市场跌落低谷时满足光伏制造商对于技术创新的需求。

在德国光伏巨头Q-cells破产、赛维大幅裁员之际，查尔斯・盖伊称对去年应用材料光伏领域的表现感到“pleased”。他拿出了四张背面底色为绿色的名片横向摆成一排，向本刊记者演示，“这是多晶硅、硅片、电池片、组件。”在这一排绿色名片旁边摆出一张正面白色的名片，然后说：“这就是我们应用材料，我们能够给硅片、电池片、组件环节都提供设备。”查尔斯・盖伊介绍，因为跟这些光伏制造商处于不同的产业链，因此不会因产能过剩而身陷泥潭。

另外一个支撑应用材料业务快速增长的重要原因是，2011年是巨头大幅扩产的一年，不堪重负的企业离开，剩下的巨头为了抢夺剩余空间，纷纷扩大产能。尚德的组件产能从2010年1.8GW扩产到的2011年的2.4GW；英利的组件产能由2010年的1GW扩产到2011年1.7GW，增幅达70%；天合和阿特斯分别由2010的1GW、1.1GW扩产至2011年的1.9GW和1.85GW。产能扩张最直接受益的就是应用材料这样的设备供应商。

应用材料中国太阳能事业部产品销售祝波介绍说，2011年应用材料把半导体行业的经验推广到太阳能行业中，且越来越被客户接受，比如强调产品的一致性、对良率的控制。“在与同行的竞争中，设备生产出来的单个产品的差异性不大，但是一致性上他们比我们差很多。” 祝波说。在光伏制造商越来越重视效率的时期，尤其重要。

高瑞彬介绍，在半导体行业，30年间单个晶体管成本降低了2千万倍。光伏行业中，4年时间太阳能电池每瓦成本降低了5倍。以半导体发展趋势来看光伏，成本下降空间还很大。

光伏材料篇4

一、太阳能光伏产业发展现状

1．在各国政府对再生资源的重视和大力支持下太阳能光伏产业得到了快速的发展，2011年，全球光伏新增装机容量约为27.5GW，较上年的18.1GW相比，涨幅高达52%，全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中，有将近20GW的系统安装于欧洲，但增速相对放缓，其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%，分别为7.6GW和7.5GW。2011年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%，其装机量分别为2.2GW，1.1GW和350MW。此外，在日趋成熟的北美市场，去年新增安装量约2.1GW，增幅高达84%。

其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家，2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍，2011年电池产量达到20GW，约占全球的65%。截至2011年底，中国共有电池企业约115家，总产能为36.5GW左右。其中产能1GW以上的企业共14家，占总产能的53%；在100MW和1GW之间的企业共63家，占总产能的43%；剩余的38家产能皆在100MW以内，仅占全国总产能的4%。规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。国内前十家组件生产商的出货量占到电池总产量的60%。

2．太阳能光伏电池材料主要有晶体硅材料，主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池三种。单晶硅电池技术成熟，光电转换效率高，单晶硅电池的光电总转换效率可以达到20%～24%，是目前普遍使用的光伏发电材料。但其生产成本较高，技术要求高；多晶硅电池成本相对较低，技术也成熟，但光电转换效率相对较低，多晶硅光电池的转换效率最高才达18.6%，与单晶硅相比多晶硅的转换效率少多了；而薄膜电池是一种可粘接的薄膜，有以下优势：（1）生产成本低，所以可以大批量生产；（2）发光效率更好地利用太阳能，但目前其在技术稳定性和规模生产上均存在一定的困难。随着技术的进步，目前CdTe、CIS等薄膜光伏电池已逐步进入市场，但现在只占市场的9.3%，随着薄膜光伏电池技术不断进步，薄膜光伏电池的市场份额将快速增长相对而言有更大的发展空间，未来薄膜电池会有更好的发展前景。

在2000年以前中国的电力供应不是很紧张，2001年以后，在中国经济高速发展下，电力需求以每年超过20％的速度在增长，2003年在全国出现电力供远远少于求的严重现象，电力供应的紧张情况在以后的一段时间内很难缓解。可再生能源得到了中国政府的重视，在中国政府大力支持下已形成了完整的太阳能光伏产业链。截至2010年底，我国光伏发电装机规模达到60万千瓦，光伏新增并网容量为21.16万千瓦，累计并网容量为24万千瓦，较上年的2.5万千瓦，增长了960%。从产业布局上来看，国内的长三角、环渤海、珠三角及中西部地区业已形成各具特色的区域产业集群，并涌现出了无锡尚德、江西赛维、天威英利等一批知名企业。2011年中国多晶硅产量达到7.8万吨，占全球比重约33%；国内产能结构中，成本低于35美元/千克的企业不足十家，约9.5万吨，其他40余家中小企业总产能近5万吨。据弘亚世代的统计，当前停产整顿的企业产能超过4万吨。

二、太阳能发展趋势

（一）提高光电转换效率，降低电池材料成本

1．提高光电转换效率的材料。在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池，从理论研究看，在阳光集中辐照时，利用希泽光电效应可能达到的光电转换效率的极限值为63.2%，但只有使用理想的材料才能达到。若使晶体结构中形成的缺陷能准确无误地出现在所需要的地方，实际上也很难做到。德国科学家正在进行这方面的实验，他们在单晶硅中掺入稀土金属元素铒（Er）来制造太阳电池，以测试它对转换效率可能产生的影响，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一个13nm厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合。通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23.3％。Kyocera公司制备的大面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为19.44%。

2．降低目前主流光伏电池材料的成本。降低硅材料用量是降低价格的主要途径。目前，太阳电池材料主要以硅材料为主，但是硅材料还面临着许多问题，多晶硅产业上游环节技术壁垒高、投入大、量产时间长、市场风险高，因此不仅要寻找更为方便易行的硅材料提纯技术以扩大生产，而且要采用新技术，在获得同样电能的基础上减少硅材料用量。而与晶体硅电池相比，薄膜电池在效率与成本方面改善的空间更大，多晶硅价格的上涨会增加薄膜电池的成本优势。

（二）提高光伏发电的面积

1．提高建筑光伏发电面积，大量的建筑屋顶都是没有充分的利用，应建立建筑相结合的并网光伏系统，主要形式是城市并网发电的屋顶并网光伏系统。在我国东部沿海经济发达地区，用电量大，对光伏发电能力需求强；同时目前我国光伏产业主要集中在东部省份，光伏产业对当地经济的发展起着重要作用，在城市建设屋顶并网发电系统（BAPV）及光伏建筑一体化集成光伏系统（BIPV），对于城市的供电与节能起到很好的作用。《可再生能源中长期发展规划》提出，到2020年安装建筑光伏2万套，累计安装100万千瓦。

2．提高地面光伏发电。在世界各地的沙漠、戈壁、荒漠都可以大面积的利用，比如在我国有约264万平方公里的荒漠资源，其中干旱区荒漠化土地面积为250多万平方公里；主要分布在光照资源丰富的西北地区，其年总辐射在1600～2300千瓦时平方米。在内蒙古的鄂尔多斯、甘肃的河西走廊绿洲边缘、新疆的塔克拉玛干沙漠边缘、晋西北及陕北等靠近电力线路和负荷中心，还有很好的旅游资源，可以作为大型并网光伏项目的起步区域。随着电力输送技术和储能技术的发展，大规模沙漠、戈壁、荒漠光伏电站将必然成为未来的电力基地。

3．光热发电。太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。光热发电产业布局应当注重资源优势、优势的合理利用，有条件的可综合利用多种可再生能源，互补发电，甚至也可考虑与热电站联合运行。

光伏材料篇5

关键词：

一、引言

近年来，随着国民经济的快速发展，我国能源消费需求急速增长。中国已成为世界第二大能源消费国，年能源消费总量已达到31×108t 标准煤[1]。然而国内传统能源生产的增长速度远远赶不上能源消费增长速度，我国大量能源需要进口，原油对外依存度高达51.28%[2]，能源供应安全形势严峻。新能源，包括风能和太阳能等，由于具有能源总量大、可持续、无污染等优点，近年来受到人们的广泛重视。

所谓光伏产业是指以硅材料的应用开发形成的产业链条，包括上游的原材料供应、电池片生产、光伏电站建设及相关配套服务等环节[4]。在各级政府和产业界的共同努力下，我国光伏产业实现了跨越式发展，目前，已成为光伏制造业大国，在铁路、公路、通讯、气象等领域得到了广泛应用。

光伏产业的优势是：可持续利用，永不枯竭。在利用太阳能时不会造成环境污染，是理想的绿色能源。同时，建立太阳能发电站所需的时间和成本与其他发电站（如：核能发电）的建设成本相比要低很多。但在产业发展过程中出现了一些不利因素和障碍，这些问题严重阻碍了产业的可持续发展。准确把握我国光伏产业发展现状，分析并解决好产业发展过程中遇到的问题，是当前产业研究的重要课题。

二、制约我国光伏产业发展的不利因素和障碍性问题分析。

在世界光伏产业的拉动下，近十年来，我国光伏产业发展迅速，但受原材料的产出、技术推广、人才、政策等诸多因素的影响，严重阻碍了我国光伏产业的生产与应用。

      1、原材料严重短缺，产品销售过度依赖国外市场，造成我国光伏产业发展高度对外依存。

高纯硅材料经提拉或铸锭处理制成的单晶硅或多晶硅，是制造集成电路芯片和太阳能电池板的基础材料，据统计数据分析，我国所需高纯硅材料几乎全部依赖进口，国内高纯硅材料生产量不足市场的消耗量的10%，原材料严重短缺，成为制约我国光伏产业发展的瓶颈。

我国生产的光伏电池组件有90%以上出口到国外，表1为中国机电进出口商会统计的历年我国光伏产品出口的情况，由表中数据可见：我国光伏产品出口额逐年递增，而且幅度较大。

   

      

过度的对外依存，使得国内企业抗风险能力很弱，国际金融及国外政策等因素的波动，随时都会对国内光伏产业产生重大影响。如：2011年10月，美国宣布对华晶硅光伏电池产品进行“双反”调查；2012年3月公布调查结果，认为我国有关光伏企业接受了政府的“不公平补贴”。同时期，欧洲各国对太阳能光伏发电的补贴大幅下降等等政策的变更。种种政策的因素，严重影响着国内光伏制造企业的发展。

      2、太阳能电池效率转换，并网等配套技术的不尽成熟，使得生产成本过高，技术推广缓慢。

技术进步是降低光伏发电成本、促进光伏产业和市场发展的重要因素。中投顾问高级研究员李胜茂称：“光电转换率是太阳能光伏电池片两大核心技术指标之一，目前国内单晶硅电池片平均光电转化效率约为18％左右。由于企业面临越来越大的成本压力，未来行业利润率的提升还是要依靠相关技术的突破。”

由此可见，提高太阳能电池转换效率是降低成本的有效途径之一，据业内人士分析：转换效率提高1％，成本会降低7％。

另外，目前我国太阳能光伏发电应用形式主要是农村电气化、通信和工业供电中的独立光伏发电系统（如太阳能路灯等）,同时存在一部分光伏与建筑集成系统和荒漠光伏电站。但这些发电站中使用的大量电气控件（如：并网逆变器、太阳能控制器）主要依赖进口，我国还没能完全实现自主研发和商业化生产。独立系统中的蓄电池寿命低，有待技术改进。规模较大的荒漠并网太阳能光伏电站的建设中也存在诸如高海拔地区的超高压交流及直流输电技术、高温超导输电技术、大规模太阳能电力的调度、大规模太阳能的储存技术等问题

以上诸多技术问题，均使得生产、应用成本偏高，产品民用化进程缓慢。

      3、中国光伏产业制造行业发展较快，但国内产品应用市场发展较慢。

前几年，我国太阳能光伏产业以倍增速度快速发展，其产能和产量均居世界第一，一举成为全球最大的太阳能电池生产国，据报道：以浙江为例，浙江省共有光伏企业205家，其中有110家成立于2010年9月以后，规模均在100MW以下。然而，与德国、美国等太阳能应用市场发展较为成熟的国家相比，目前我国的太阳能应用市场发展明显滞后。

一方面，2009 年，工信部、国家发改委等相关部门提出：我国太阳能、风能等新兴产业重复建设、无序上马的现象非常严重。一时间，国内有关风电、光伏等新能源产业“产能过剩”的议论之声四起。针对该问题，科技部、中国可再生能源学会、全国工商联等部门也通过一系列分析，提出多种不同的看法。由于各方对光伏产业的认识分歧过大，使得国家就产业发展不能适时给出相应的激励政策。降低了产业界人士的投资信心，对产业的发展形成了障碍。

另一方面，前几年，由于政策的不明朗，缺乏有核心力量的政策或行业组织出来协调、维护，国内的光伏企业在海外拓展时无法齐心协力，只能种各自为政，有时为了能占有市场，大打价格战，相互之间的恶性竞争较为严重。

三、解决措施

针对以上障碍和问题，我们提出对发展我国光伏产业的以下建议：

      1、改变“产而不用”的现状，着重发展国内市场，解决好利用问题

随着国家能源局可再生能源十二五规划和工信部关于太阳能光伏产业十二五规划的出台，国内市场的发展迎来一个很好的机遇期， 国内光伏企业应该抓住这个机会，实现产品转型，做好产、用结合，打破“生产在国内、应用在国外”的市场倒挂导致光伏产业严重受制于他国的局面。

      2、充分发挥行业组织作用，制定行业标准，推进产业协调发展

现阶段，国内光伏产业需要一个有力的行业组织来发挥组织、协调作用。行业组织的作用在于维护行业秩序， 组织、协调行业发展。国家应该加强行业组织的建设，给予行业组织更多参政议政的机会，让其参与国家光伏产业政策的修定，制定行业标准，以规范无序的市场恶意竞争，实现行业自律，减少行业内耗，实现我国光伏产业协调发展。

      3、深入进行行业整合，开拓应用市场，创新服务模式

      业内人士认为：我国光伏行业目前处于很长时间的“寒冬期”，其实困难局面的背后透露出的是行业整合的契机，江西塞维太阳能公司董事长彭小峰先生认为 ：国内市场要尽快强大起来，要更多发展一些新兴市场，如印度、中南亚、中东、非洲、南美等；同时，要更加注重技术创新，通过技术创新来提高效率、降低成本，提高光伏产品的应用，增加光伏产品在各方面的应用和技术创新。

    

四、结束语

太阳能是未来的终极能源，是可持续利用，使用无环境污染，最理想的绿色能源之一。我国应准确把握光伏产业发展现状，分析并解决好产业发展过程中出现了一些不利因素和障碍。行业发展中，打破传统思想，大胆创新，解决好利用问题，注重可持续发展和长久发展；企业发展中应创新商业模式，大力开拓国内市场和新兴市场。总之，全方位共同努力，推动我国光伏产业的持续、健康向前发展。

参考文献：

光伏材料篇6

摘要：“双反”调查严重地影响了中国光伏产业的发展，从而引发了对光伏产业安全的思考。文章梳理了中国光伏产业研究现状，分析了面临的产业安全问题。

关键词：光伏产业；产业安全；现状

一、中国光伏产业研究综述

从上世纪70年代起，中国光伏产业开始萌芽，到20世纪末，开始进入稳步发展阶段，其迅速发展始于2004年以后。由于国外市场对光伏电池的需求不断攀升、中国光伏产业也具备快速扩张的基础、地方政府对中国光伏产业的大力支持，自2007年，中国的光伏电池总产量名列世界榜首，成为最大的光伏电池产出国。但是在取得卓越进步的同时，中国光伏产业在发展过程中，其弊端不断显现，尤其“双反”调查，给中国光伏产业以重创，而且从目前来看，中国光伏产业只在数量上取胜。

目前，国内学者对光伏产业的研究焦点多数集中在对国内光伏产业现状的分析，从而提出光伏产业今后如何发展的对策。宇文旭（2009）从世界光伏产业概况及光伏产链结构的视角，剖析了中国光伏产业发展概况及其在发展中出现的问题，提出了今后发展的应对之策。李园红、高明（2010）基于产业链视角分析了中国光伏产业在光伏产业链的上、中和下游这三个环节存在的问题和发展现状，认为中国在光伏产业产业链上游缺乏核心技术、国内市场受限且不稳定、供给与需求发展不平衡。马宁、董莉（2011）基于全球价值链视角，探讨了中国光伏产业价值链存在的问题，认为中国光伏产业一直以来都存在原料在外、市场在外以及未掌握核心技术三个方面的问题，提出中国光伏产业该如何实现升级。有学者指出中国光伏产业迅猛发展，但是还未突破起步阶段，通过运用归属于产业组织理论的SCP范式总结了中国光伏产业发展现状和所处困境，进而基于法律、技术、财税和金融四个角度提出应对中国光伏产业发展的对策。有学者利用太阳能光伏产业国际市场占有率、贸易专业化之术和显示性竞争力指数来衡量中国光伏产业国际竞争能力，认为中国该产业的国际竞争力在不断强化，但是仍与世界强国存在较大差距，存在弊端，据此提出了增强中国光伏产业国际竞争力的建议.也有学者分析了中国光伏产业在金融危机背景下的发展现状，提出了相关对策。一些学者从高纯多晶硅、硅片制造、电池生产、太阳能电站建设四个方面分析了中国光伏产业发展现状，发现了中国光伏产业在其发展中存在一些障碍性问题，如产业发展高度对外依赖、国家长远规划受到对产业现状认识不统一的阻碍。也有学者把波特钻石模型作为出发点，认为中国光伏产业应该从技术创新、企业战略等方面提升光伏产业国际竞争力。

有些学者对引发中国光伏产业发展中出现问题的影响因素进行了研究。其中一些学者认为领先技术的缺乏和经济竞争力不足是困扰中国光伏产业发展的主要障碍。也有学者在分析了国际与中国光伏产业发展趋势的基础上，认为中国光伏产业发展面临困境是因为对抵挡技术过度投资、发展模式缺乏价值链两端。也有学者从国际竞争力角度研究中国光伏产业发展现状。

综上，鲜有文章从产业安全角度剖析中国光伏产业发展状况，本文从产业安全的因素来剖析中国光伏产业安全面临的问题。

二、中国光伏产业安全面临的问题

在产业经济学理论框架下，产业安全包括产业组织安全、产业结构安全、产业布局安全和产业政策安全。而从生产要素角度可以将产业安全划分为资源安全、技术安全、人口安全和市场安全。由于与光伏产业密切相关的有资源、技术和市场三个方面，人口对其影响甚微，所以文章从资源安全、技术安全和市场安全三个方面对中国光伏产业进行分析。

1.资源安全

光伏产业链由硅料、硅片、电池片、电池组件和应用系统五大环节构成。硅料的生产是后续环节能够继续的基础，同时也是光伏产业链上最重要的环节之一。由于多晶硅电池一直居于光伏市场的主导地位，在2007年，其市场份额超过了90%。但是用于制造多晶硅电池的原料需要复杂的技术、大规模投资和长周期建设的支持，导致其发展速度缓慢，落后于整个光伏市场的发展水平，这导致了硅材料紧缺的态势，而中国要面对的是更加严重的硅材料紧缺问题。自2004年到2007年，中国硅材料缺口一直在90%左右，有时甚至超过了90%。硅材料的缺乏几乎成为整个光伏产业发展的瓶颈，不但阻碍了增加多晶硅电池产量的步伐，而且制约了整个光伏产业链的有序发展。这是因为生产硅材料环节薄弱，导致出现光伏产业链上游小、下游大的局面，即生产链上游比下游薄弱的状态，上游和下游生产能力不匹配，会影响到整个产业的发展步伐。

2.技术安全

光伏产业要求硅材料纯度达到99.9999%以上，但是这对生产硅材料的技术要求很高。而中国主要向市场提供耗能高的粗硅（纯度在99.9%以下），以低价出口到国际市场，有外国企业提纯后在转销中国，加工成可以直接用于光伏发电的电池组件，其中超过98%又被出口国外。由此可以看出，生产高纯度的硅材料技术被外国企业所掌握，使得中国光伏产业发展受阻，导致中国光伏产业那以实现向市场提供低成本纯度高的硅材料的战略目标。而该项技术主要由美国、意大利和日本等国所掌握，这些国家以技术垄断取得高额利润。中国光伏产业一直未能掌握核心技术，有关技术的发展也多以跟踪模仿为主，难以突破现有生产技术，从而导致国多数光伏企业将生产集中在太阳能电池和组件环节，而该环节位于光伏产业链尾端，几乎趋于完全竞争。光伏产业发展的好与坏取决于是否拥有先进的技术，企业产品要想形成市场竞争力，那么企业要具有技术研发以及创新能力。

3.市场安全

中国光伏产业是一种典型的“两头在外”发展模式，不仅生产光伏产品使用的原材料绝大部分来自于从国外进口，而且对光伏电池组件的市场需求几乎全部来自国外市场，从这可以看出，中国光伏产业的主要面向的是国外市场，而且几乎完全依赖于国外市场，这使得中国光伏产业抗击国外政策以及国际金融等影响因素的能力弱化。2011 年 11 月，美国商务部宣布对中国输美光伏电池展开“双反”调查。2012 年9 月初，欧盟宣布对中国光伏产品进行“反倾销”调查；9 月下旬，欧洲光伏产业联盟向欧盟委员会提起针对中国光伏企业的“反补贴”诉讼。自“双反”调查事件以来，中国光伏产业生存面临危机，一些小规模、不具有生产成本优势的企业面临着倒闭风险。这是中欧之间最大的贸易纠纷，也是全球涉案金额最大的贸易争端。这些将对中国的光伏企业造成巨大的困难，若提高征收关税，那么中国的光伏企业的市场将大面积萎缩，诸多企业将面临破产。由于中国光伏产品生产成本高昂、还未形成完善的营销渠道，国内现有光伏产业市场极小，而且不稳定。

三、小结

综上，中国光伏产业安全面临着资源、技术和市场的威胁，要想该产业健康持续发展，可以从资源、技术和市场三个方面来考虑提升其竞争力。（作者单位：河北经贸大学）

参考文献：

[1]宇文旭.光伏产业发展概况与产业结构分析[J].山西能源与节能，2009（3）.

[2]李园红，高明.基于产业链视角的中国光伏产业发展思路[J].亚太经济，2010（4）.

光伏材料篇7

一、鄱阳湖生态经济区光伏产业发展的现状

近五年，由于新能源的开发利用，全球太阳能电池产量年均增长率达55.2%，光伏电池的主要生产地集中在亚洲，其中包括中国和日本，欧洲是最大的需求地。2008 年我国光伏电池年产量达到2000兆瓦，成为全球第一大光伏电池生产国，造就了一批龙头企业，其中鄱阳湖生态经济区光伏产业发展迅速，拥有一批重点建设项目和光伏企业，其产值居全国前列。

（一）重点发展领域

鄱阳湖生态经济区的光伏产业重点发展领域包括：多晶硅材料提纯技术、硅片切割工艺、硅屑回收与利用的技术工艺、硅片开发、新型太阳能电池材料等。2010年鄱阳湖区已形成高纯硅料年生产能力12600吨，硅片年生产能力4850 兆瓦，太阳电池年生产能力1300兆瓦，太阳电池组件年生产能力1000兆瓦。截止2011年8月，仅在新余市注册成立的光伏企业就达82家，其中投产22家，上半年实现销售收入213亿元，同比增长96%，光伏企业用电量11.7亿度，同比增长80%。

（二）产业基础优势

鄱阳湖生态经济区光伏产业已逐渐形成强势，光伏企业累计实现工业增加值126.24亿元，主营业务收入416.23亿元，利税总额62.42亿元，实现了收入和利税一年翻番的目标。赛维LDK太阳能高科技有限公司专注于硅片生产，产能突破3吉瓦，2010年主营业务收入突破200亿元，成为全球最大硅片供应商之一。2010年9月全球首条双线双结大面积硅基高效薄膜太阳能电池项目在江西实现大规模投产。2011年4月，鄱阳湖区规模最大的太阳能光伏发电站一期5兆瓦工程建设完毕，年产电量为500万千瓦时。在鄱阳湖区光伏产业发展的基础上，投资者可利用硅料和硅片的原材料优势，进行深加工形成最终产品，这使光伏企业之间、光伏企业与其关联企业之间可以共享资源优势。

（三）具备一定的研发能力

近年来鄱阳湖区光伏企业聚集了一批优秀的光伏技术人才和国际、国内知名专家。江西赛维LDK从“硅片生产”扩展到“硅料”，发展到薄膜电池，再到电池组件的光伏全产业链发展过程，必将进一步强化鄱阳湖区光伏产业的科技实力。除了江西赛维LDK太阳能高科技有限公司拥有竞争实力外，江西晶科能源有限公司、江西旭阳雷迪高科技股份有限公司、江西晶大半导体材料有限公司、江西赛维BEST太阳能高科技有限公司、江西加威实业有限公司、江西中材太阳能高新材料有限公司、江西通能硅材料有限公司等，都拥有一定的研发能力。

（四）管理工作全面

江西省委省政府对光伏产业基地建设高度重视，将光伏产业作为重点项目来抓，成立了阵营强大的光伏产业基地建设协调领导小组，聘请了中国工程院院士、中国太阳能学会等数名教授作为光伏产业顾问，制定了促进发展的相关政策，为基地的建设和发展提供了强有力的技术支持和政策支持。江西省加强重点招商引资力度，支持光伏产业集聚地建设公用和自用保税仓，建设综合保税区，支持光伏产业合规收结汇、落实保险。同时，对光伏产业发展给予扶持措施，如融资、电力保障、优先安排用地、税收减免等。

二、鄱阳湖生态经济区光伏产业存在的主要问题

（一）产品销售策略单一，生产过剩

2009年仅江西赛维LDK公司总投资约120亿人民币，建成1.5万吨硅料项目投产，实现产能规模1000兆瓦。2011年全球光伏总装机量大致为24吉瓦，而国内已建和在建光伏产能大致为50吉瓦。因我国光伏电池产品90%以上出口国外，欧洲市场占70%以上，整个产业对外依存度太高，在欧洲市场萎靡不振的背景下，国内光伏企业根本找不到出口，外销策略严重影响了多晶硅产业的循环发展。而日本、德国等一些发达国家，国内、国外市场同时开发，当国外市场不景气时，国内市场能够消耗大部分太阳电池，可抵御国际市场变动带来的冲击。以下为近几年我国光伏产品出口及对海外市场的依存度，出口额占全年总量的95%以上（见表1）。

（二）过多依赖进口，成本增加

在光伏电池中晶体硅电池目前主导市场，2010年占世界光伏电池产量的80%以上，为了降低成本，各国在技术上进行研究突破，研发工作围绕稳定性高、效率高、成本低的光伏器件和建筑集成应用系统进行，已取得了一定的成果。而国内一些研究所虽然积极研究太阳电池的生产设备，但在产能及可靠性方面与进口设备仍存在较大差距，关键技术还没有掌握，技术工艺的落后对环境造成严重污染。鄱阳湖区光伏产业中的关键设备大部分由欧美进口，这将增加生产成本，降低经济效益，制约太阳电池产业的发展。

（三）光伏产业链不够完善

经过努力研发，鄱阳湖区的几家太阳能科技有限公司从硅料、硅片生产到电池片、电池组件生产的光伏产业链已基本形成，然而与江西赛维的多晶硅片产量相比，太阳能电池投资项目与赛维相差甚远，远远跟不上赛维的发展速度。以下为我国2011年主要多晶硅产量和产能公司比较（见表2），鄱阳湖区除了江西赛维，大多数企业都还存在差距。

（四）高层次人才匮乏，技术力量相对落后

国际光伏产业已经由第一代生产硅晶片光伏电池发展到第二代薄膜技术的光伏电池，减少了消耗，降低了成本，现在已进入第三代光伏电池的研发，目标是进一步降低生产成本、减少热损耗、减少光伏电池内阻、提高光电转换效率、增加光子有效利用。鄱阳湖生态经济区的光伏企业缺乏一支稳定、强有力的技术研发队伍，技术力量相对落后，中层以上的技术人员绝大部分是外国人，企业为此要支付高昂的工资待遇，同时高薪聘请的外籍人士随时都可能离开，这将导致人力资源的不稳定，企业未来的发展存在不确定因素。

（五）产业风险和可持续发展能力

虽然薄膜电池发展很快，但目前硅片电池仍是太阳能电池的主流，随着非晶硅材料的衰减降低、制造技术的突破，光伏生产企业将面临较大的市场风险。核利用技术的进步，短期内核能在新能源结构中仍将占据主导地位。风能、海洋能、生物质能源、地热等可再生能源在全球范围内的开发利用也已形成格局，未来光伏产业能否持续发展成为主流还难以定论。

三、完善鄱阳湖生态经济区光伏新能源产业发展的对策

第一，政府补贴，加大金融投资。德国、西班牙光伏补贴每年下降幅度从5%逐步提高到7%—9%，光伏产品每年带来的成本下降也在5%—10%之间。美国实行大幅度减税，奥巴马政府延长或推出补助、奖励政策，使得美国光伏市场有了实质性的增长。我国也可实行政府补贴，驱使光伏产品快速进步；对光伏企业新建项目进行财政贴息、国债安排及专项资金支持；对外向型光伏企业实行出口奖励、补贴；对光伏企业制定更优惠的税收奖励政策。建立多渠道、多元化的金融投资体系，吸纳国内各方面资金和国外资金，以及风险投资机构和风险资本进入光伏企业投资；在优化配置、财务管理、资产重组等方面提供协调服务和上市辅导，对光伏企业进行股份制改造。

第二，启动国内市场弥补缺口，实现供需平衡。通过整合力量，强化国内同行业企业间合作，加强大型太阳电池组件企业和光伏发电项目的大力合作，引进外资，吸引电池组件和光伏发电应用项目，有效地改进多晶硅供过于求的现状，避免国内企业间恶性竞争。开拓国内市场，进行无电地区电力建设，试行“光伏扶贫计划”，国家补贴电费；在大中城市应急体系机构及公共应急场所安装应急光伏电源，平时并网，应急使用时独立供电；安装光伏照明灯，用于城市和村镇的道路、街巷、住宅小区、公路、桥梁、隧道照明等，拉动光伏产品的国内需求，改变主要依靠出口为导向的单一战略。

第三，加快人才培养，提高技术，降低生产成本。技术进步是提高光能利用效率、降低光伏发电成本、促进光伏产业和市场发展的关键因素，而技术进步要依靠人才，创建光伏产业专业人才培养基地，在基地定向培养和输送各类普通员工，实现实习与就业联体、教学与生产同步的发展方向。积极组织申报建设部级光伏工程研究中心，鼓励企业与高校合作，建成企业核心团队，引进高层次专业技术人才和管理人才，加大研发力度，形成有自主知识产权的系列技术，增强产业的持续发展能力。

第四，固定上网电价法。光伏发电带来的经济和社会效益要经过十五年以上的发展才能获得，所以完善光伏产业必须通过市场机制和价格手段来培育。世界各发电大国行之有效的政策是采用上网电价法，德国、西班牙、意大利、日本、美国等国家已经在使用上网电价，我国可吸取国外的有效经验，出台固定光伏上网电价，尽快规范技术标准、管理办法和收费标准，明确各有关方的责、权、利，为光伏产业规模化发展提供市场保障。合理且行之有效的上网电价是良好的经济杠杆，能撬动多方面的资金进入光伏产业。

第五，加快太阳能示范应用步伐，启动光伏应用市场。建立政府、企业、银行、电网公司的一体化合作机制，为启动光伏应用市场，政府已开展了金太阳示范工程，金太阳示范工程是分布式的能源系统，和建筑结合起来达到了很好的效果。鄱阳湖区可建设一批示范性太阳能住宅小区、示范性街道、示范性太阳能电站；启动太阳能路灯照明建设工程，设立太阳能户外广告牌、交通信号灯等，引导和鼓励全社会应用太阳能光伏电池。启动“家庭太阳能发电计划”，申请新余市为国家试点城市，借鉴成熟的经验和做法，结合本地实际，通过内部市场需求推动鄱阳湖区光伏产业快速、创新发展。

光伏材料篇8

关键词：光伏发电 BIPV 光伏幕墙

Abstract: This article describes the solar photovoltaic power generation system, and focuses on the application of solar photovoltaic curtain wall applications in modern architecture and the technical and economic.Keywords: photovoltaic power generation BIPV PV curtain wall

中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

1前言

随着人们对环境污染和化石燃料储量逐渐枯竭的日益重视，大力开发利用可再生能源，逐渐改变能源的消费结构，在能源供应方面必须实施可持续发展的战略决策。已成为人们的共识。有人提出“21世纪建筑”的特点之一是“建筑物产生能量”，在可再生能源迅速发展的今天，这个观念已经成为现实。

近年来，太阳能光伏发电应用的规模及范围正在迅速扩大，其中与建筑行业相结合已成为当前的热门领域，随着太阳电池价格的不断下降和制造技术的飞速发展，光伏发电与建筑相结合必将成为光伏应用最重要的领域之一。

2太阳能景观照明技术

2.1系统组成：太阳能照明设备主要由照明灯具、光源和控制系统组成。

太阳能照明灯具主要有太阳能草坪灯、庭院灯、景观灯和高杆灯等。这些灯具以太阳光为能源，白天充电，晚上使用，无需进行复杂昂贵的管线铺设，而且可以任意调整灯具的布局。其光源一般采用LED或直流节能灯，使用寿命较长，又为冷光源，对植物生长无害。太阳能亮化灯具是一个自动控制的工作系统，只要设定该系统的工作模式（光控或计时控制）就能自动工作，同时充电及开关过程可以由微电脑智能控制，自动开关，无需人工操作，工作稳定可靠，节省电费，免维护。

2.2太阳能照明成本分析

近年来我国太阳能电池的生产能力猛增，其产品价格也由“七五”初期的80元/瓦，下降到目前的35元/瓦以下。使得推广使用太阳能光伏应用产品的价格瓶颈得到基本解决，不再因太阳能光伏产品的高价而制约其产品的推广，使可望不可及变为迅速普及。预计到本世纪二三十年代,太阳能发电成本有可能降低到常规电价的水平。

采用太阳能灯光亮化工程，每年可节省大量的资金，既亮化了城市，又生态地发展了城市，并充分地利用了能源，是目前世界上最合理的发展方向。

以太阳能庭院灯为例：每盏3000~4000元，比普通庭院灯大约贵一倍，但是如算上电气管线、配电设施的投资再加上3～5年的电费和日常维护费，其成本也基本相当。

3 BIPV（光伏与建筑一体化）

光伏与建筑一体化（BIPV）提出了“建筑物产生能源”的新概念，即通过建筑物，主要是屋顶和墙面与光伏发电集成起来，使建筑物自身利用绿色、环保的太阳能资源生产电力。

BIPV系统可以划分为光伏屋顶和光伏幕墙结构两种形式。光伏与建筑的结合有两种方式：一种是建筑与光伏系统相结合：把封装好的的光伏组件安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置组成一个发电系统；另外一种是建筑与光伏器件相结合：建筑与光伏的进一步结合是将光伏器件与建筑材料集成一体，用光伏组件代替屋顶、窗户和外墙，形成光伏与建筑材料集成产品，既可以当建材，又能利用绿色太阳能资源发电，可谓两全其美，而且可以降低BIPV系统造价。

3.1光伏与屋顶相结合

建筑物屋顶作为吸收太阳光部件有其特有的优势，日照条件好，不易受遮挡，可以充分接受太阳辐射，系统可以紧贴屋顶结构安装，减少风力的不利影响，并且，太阳电池组件可替代保温隔热层遮挡屋面。此外与屋面一体化的大面积太阳电池组件由于综合使用材料，不但节约了成本，单位面积上的太阳能转换设施的价格也可以大大降低，有效的利用了屋面不再局限于坡屋顶，利用光电材料将建筑屋面做成的弧形和球形可以吸收更多的太阳能。

3.2光伏与幕墙相结合

对于高层建筑来说，外墙是与太阳光接触面积最大的外表面。为了合理的利用墙面收集太阳能可采用各种墙体构造和材料，包括与太阳电池一体化的玻璃幕墙、透明绝热材料以及附加与墙面的集热器等。此外，太阳能光电玻璃也可以作为建筑物的护构件，太阳能光电玻璃将光电技术融入玻璃，突破了传统玻璃幕墙单一的围护功能，把以前被当作有害因素而屏蔽在建筑物表面的太阳光，转化为能被人们利用的电能，同时这种复合材料不多占用建筑面积，而且优美的外观具有特殊的装饰效果，更赋予建筑物鲜明的现代科技和时代特色。

4 BIPV成功案例―国家体育馆100KW光伏发电系统

国家体育馆100千瓦太阳能光伏电站，作为国家科技示范项目，是北京地区最大的太阳能光伏电站之一，也是奥运工程中首个安装太阳能发电系统的工程。国家体育馆将安装1124块太阳能电池，全部采用从德国进口的最高级太阳能电池玻璃幕墙。

在设计上注重了太阳能发电系统与建筑美观的结合，单晶硅太阳能电池板，将分别安装在屋顶采光窗和南立面的约1300平米玻璃幕墙上，它们不仅是建筑物遮阳、采光、挡雨的维护结构，而且还能发电，日均发电量212千瓦时，为地下车库提供近2万平方米的照明电力，避开了白天电网的用电高峰，光伏组件与雄伟的建筑外观融为一体，既节约了能源，又十分环保，向公众直观地展示了太阳能光电利用技术。

国家体育馆光伏发电系统综合效益预测如下：

a.环境效益

国家体育馆100千瓦并网光伏系统每年的发电能力约为9.7万KWh。设计寿命按25年计算，寿命期内可产生约243万KWh的电能，与火力发电相比，相当于节约标准煤约952吨，减排CO2 421吨、SO3 19吨、粉尘12吨和灰渣25吨。

b.社会效益

将光伏发电系统与建筑物结合具有多方面的优点，如：无污染、不需占用宝贵的土地资源、不需要能量贮存设备、在用电地点发电避免或减少了输配电的损失。对环境保护，发展可再生能源，走可持续发展之路起了很好的模范作用。

c.经济效益

国家体育馆100千瓦并网光伏系统总投资1225万元，发电成本3.96元/KWh. 本项目建成后，将替业主单位减少电费开支，节约运营成本。

此外，与常规能源发电方式相比，光伏发电系统的运行采用自动控制方式，维护和运营成本较低。

5结束语

太阳能资源是我国分布最广的新能源之一，既可以利用边远空旷的土地资源，也可以利用城市中林立高楼大厦的屋顶和外墙，来实现太阳能资源的利用。虽然目前的造价还不足以让光伏与建筑一体化技术得到普及，但随着石油等不可再生能源的日益枯竭，和全社会在在绿色环保意识上的提高，光伏发电技术市场发展潜力巨大，光伏与建筑一体化也必将在未来社会更加普及。

参考文献：

[1] 上海交通大学. DGJ08-2004A-2006 民用建筑太阳能应用技术规程（光伏发电分册）[S]. 上海市建设和交通委员会，2006.

[2] 周志敏，纪爱华. 太阳能光伏发电系统设计与应用实例[M]. 电子工业出版社.2010 年7 月.