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編者按：目前我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，行業(yè)發(fā)展總體趨好。伴隨著我國(guó)光伏行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，光伏行業(yè)市場(chǎng)容量將呈現(xiàn)出逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。據(jù)預(yù)測(cè)，到2022年我國(guó)光伏累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)141GW。

一、太陽(yáng)能資源分布與利用方式

(1)中國(guó)太陽(yáng)能資源分布情況

智研咨詢(xún)發(fā)布的《2017-2022年中國(guó)光伏發(fā)電市場(chǎng)行情動(dòng)態(tài)及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，我國(guó)屬太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一，全國(guó)總面積2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)，年輻射量在5000MJ/m2以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，中國(guó)陸地面積每年接收的太陽(yáng)輻射總量為3.3×103～8.4×103MJ/m2，相當(dāng)于2.4×104億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的儲(chǔ)量。

根據(jù)國(guó)家氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能評(píng)估中心劃分標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)太陽(yáng)能資源地區(qū)分為以下四類(lèi)：

一類(lèi)地區(qū)(資源豐富帶)：全年輻射量在6700~8370MJ/m2。相當(dāng)于230kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括青藏高原、甘肅北部、寧夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部等地。

二類(lèi)地區(qū)(資源較富帶)：全年輻射量在5400～6700MJ/m2，相當(dāng)于180～230kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇中北部和安徽北部等地。

三類(lèi)地區(qū)(資源一般帶)：全年輻射量在4200～5400MJ/m2。相當(dāng)于140～180kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要是長(zhǎng)江中下游、福建、浙江和廣東的一部分地區(qū)，春夏多陰雨，秋冬季太陽(yáng)能資源還可以。

四類(lèi)地區(qū)：全年輻射量在4200MJ/m2以下。主要包括四川、貴州兩省。此區(qū)是我國(guó)太陽(yáng)能資源最少的地區(qū)。

一、二類(lèi)地區(qū)，年日照時(shí)數(shù)不小于2200小時(shí)，是我國(guó)太陽(yáng)能資源豐富或較豐富的地區(qū)，面積較大，約占全國(guó)總面積的2/3以上，具有利用太陽(yáng)能的良好資源條件。

(2)中國(guó)太陽(yáng)能資源的利用方式

太陽(yáng)能利用的基本方式可分為光熱利用、光電利用、光化學(xué)利用、光生物利用四類(lèi)。

一、光熱利用：它是將太陽(yáng)輻射能收集起來(lái)，通過(guò)與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽(yáng)能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。真空管熱水器比平板集熱器熱效率更高，陽(yáng)光穿過(guò)吸熱管的第一層玻璃照到第二層玻璃的黑色吸熱層上，將太陽(yáng)光能的熱量吸收，由于兩層玻璃之間是真空的，熱量不能通過(guò)對(duì)流和傳導(dǎo)向外傳，只能傳給玻璃管里面的水，使玻璃管內(nèi)的水加熱，加熱的水變輕沿著玻璃管受熱面往上進(jìn)入保溫儲(chǔ)水桶，桶內(nèi)溫度相對(duì)較低的水沿著玻璃管背光面進(jìn)入玻璃管補(bǔ)充，如此不斷循環(huán)，使保溫儲(chǔ)水桶內(nèi)的水不斷加熱，從而達(dá)到熱水的目的。聚焦集熱器在陽(yáng)光充足、光照強(qiáng)烈的專(zhuān)區(qū)用來(lái)做飯，效率較低。

二、光電利用：未來(lái)太陽(yáng)能的大規(guī)模利用是用來(lái)發(fā)電。利用太陽(yáng)能發(fā)電的方式主要有兩種：①光—熱—電轉(zhuǎn)換。即利用太陽(yáng)輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電。一般是用太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽，然后由蒸汽驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。前一過(guò)程為光—熱轉(zhuǎn)換，后一過(guò)程為熱—電轉(zhuǎn)換，成本較高，效率較低。②光—電轉(zhuǎn)換。其基本原理是利用光生伏特效應(yīng)將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能，它的基本裝置是太陽(yáng)能電池，如光伏路燈、光伏電站、航天器供能等。

三、光化利用：這是一種利用太陽(yáng)輻射能直接分解水制氫的光—化學(xué)轉(zhuǎn)換方式，目前應(yīng)用成本高，不普遍。

四、光生物利用：通過(guò)植物的光合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成為生物質(zhì)的過(guò)程。目前主要有速生植物(如薪炭林)、地膜覆蓋、溫室大棚和巨型海藻等。

二、光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀

(1)光伏發(fā)電裝機(jī)容量

太陽(yáng)能發(fā)電量在中國(guó)總發(fā)電量比例還是比較小的，截至2010年底，太陽(yáng)能發(fā)電容量隸屬?lài)?guó)家電網(wǎng)約900MW-約占總?cè)萘康?.1%。但中國(guó)制定了雄心勃勃的計(jì)劃，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)在2007年計(jì)劃，至2020年農(nóng)村安裝太陽(yáng)能電池容量增長(zhǎng)至1800MW。在2011年，中國(guó)又大幅度提高了目標(biāo)，在十二五期間可再生能源規(guī)劃中太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到15GW，并計(jì)劃到2015年建成200個(gè)綠色能源示范縣，鼓勵(lì)村民利用可再生能源。為此中國(guó)在2011年增加了2.2GW發(fā)電量的太陽(yáng)能板，并計(jì)劃在2012年增加4–5GW。

2011年，中國(guó)青海省格爾木市計(jì)劃建立世界級(jí)光伏發(fā)電基地，格市24個(gè)光伏電站投入運(yùn)行以來(lái)，實(shí)現(xiàn)安全并網(wǎng)容量573MW，已累計(jì)發(fā)電2.44億千瓦時(shí)。

據(jù)國(guó)家能源局資料顯示，截至2014年底，中國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量28.05GW，同比增長(zhǎng)60%，其中，太陽(yáng)能電站23.38GW，分布式4.67GW，年發(fā)電量共約25000GWh，同比增長(zhǎng)超過(guò)200%。

2014年，我國(guó)新增裝機(jī)容量10.6GW，約占全球新增裝機(jī)的五分之一，占我國(guó)太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)量的三分之一，實(shí)現(xiàn)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》中提出的平均年增10GW目標(biāo);其中，太陽(yáng)能電站8.55GW，分布式2.05GW。

太陽(yáng)能發(fā)電已呈東中西部共同發(fā)展格局。中東部地區(qū)新增裝機(jī)容量達(dá)到5.6GW，占全國(guó)的53%，其中，江蘇省新增1.52GW，僅次于內(nèi)蒙古自治區(qū);河北省新增970MW，居全國(guó)前列。西部省份中，內(nèi)蒙古、青海、甘肅和寧夏均較大。(詳情見(jiàn)下面列表)

同時(shí)，經(jīng)核實(shí)，2013年的統(tǒng)計(jì)資料有相應(yīng)的調(diào)整。截至2013年底，太陽(yáng)能發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量為17.45GW，當(dāng)年新增裝機(jī)容量10.95GW。

(2)光伏建筑一體化(BIPV)發(fā)展現(xiàn)狀

光伏建筑一體化即BIPV(BuildingIntegratedPV，PV即Photovoltaic)。光伏建筑一體化(BIPV)技術(shù)是將太陽(yáng)能發(fā)電(光伏)產(chǎn)品集成到建筑上的技術(shù)。光伏建筑—體化(BIPV)不同于光伏系統(tǒng)附著在建筑上(BAPV：BuildingAttachedPV)的形式。

BIPV作為龐大的建筑市場(chǎng)和潛力巨大的光伏市場(chǎng)的結(jié)合點(diǎn)，必將存在著無(wú)限廣闊的發(fā)展前景?？梢灶A(yù)計(jì)，光伏與建筑相結(jié)合是未來(lái)光伏應(yīng)用中最重要的領(lǐng)域之一，其發(fā)展前景十分廣闊，并且有著巨大的市場(chǎng)潛力。

未來(lái)研究重點(diǎn)

建筑物空氣溫度調(diào)節(jié)消耗著大量的能量。在我國(guó)，它要占到建筑物總能耗的約70%。用空調(diào)機(jī)和燃煤來(lái)控制室溫不僅消耗能量，帶來(lái)外界的環(huán)境污染，而且并不能給室內(nèi)人員帶來(lái)健康的環(huán)境(雖然暫時(shí)它是舒適的)。在太陽(yáng)能用于采暖方面，除造價(jià)較高的被動(dòng)式太陽(yáng)房有一些示范型建筑外，還沒(méi)有大規(guī)模的采用。主動(dòng)式太陽(yáng)能供能由于成本更高，與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也是遠(yuǎn)不相適應(yīng)。因此，建筑供能的主動(dòng)與被動(dòng)相結(jié)合的思想及太陽(yáng)能與常規(guī)能源相結(jié)合的思想。按照房間的功能，采用不同方案的配合及交叉，這樣可以大大降低太陽(yáng)能用于建筑供能的一次投資和運(yùn)行成本，使得整個(gè)方案在商業(yè)化的意義下具有可操作性。被動(dòng)采暖與降溫的意義在于使建筑本身能量負(fù)荷大大降低(節(jié)能率約70%)，使其所要求主動(dòng)供能裝置提供的能量大大降低。也就是說(shuō)，它將對(duì)昂貴裝置的要求降低。另外，被動(dòng)供能是巧妙利用自然條件的變化來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。我們認(rèn)為，建筑物內(nèi)空氣溫度調(diào)節(jié)技術(shù)發(fā)展方向不應(yīng)當(dāng)是改變自然環(huán)境來(lái)滿(mǎn)足人的要求，而是應(yīng)當(dāng)盡量巧妙地利用并順應(yīng)自然界來(lái)滿(mǎn)足人們對(duì)健康和舒適的要求。研究空調(diào)的目的應(yīng)當(dāng)是盡量減少人工環(huán)境，而不是相反。主動(dòng)供能的意義在于保障建筑室內(nèi)的舒適性增加。在主動(dòng)與被動(dòng)供能相互配合組成供能系統(tǒng)的情況下，整套建筑供能系統(tǒng)的設(shè)備性能將會(huì)提高，而尺寸和造價(jià)將會(huì)降低。

隨著新能源的不斷發(fā)展和城市節(jié)能減排、綠色環(huán)保需求的日益增加，太陽(yáng)能光伏建筑一體化越來(lái)越成為太陽(yáng)能應(yīng)用發(fā)電的新潮流。