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太阳能发电技术发展

作者 :张帅收集更新时间:2014-4-28

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大规模太阳能发电的必由之路

———延庆将建造中国首座兆瓦级太阳能热电站

据《中国日报》2月19日报道,由中国自主研发

的亚洲首座兆瓦级太阳能热发电站将于3月在北京

延庆县破土动工,预计2010年中期竣工并投入使

用.

该发电站总设计师中国科学院电工研究所王志

峰教授在接受《中国日报》专访时表示,该1.5 MW

级的塔式发电站由中科院电工研究所,热物所,西安

交大,华电集团等10家单位共同承担研究建设任

务.该电站总投资将近一亿元人民币,是国家科技部

“十一五”863重点项目,它的成功运行将对中国太

阳能热发电站的大面积推广起到里程碑的作用.

该项目在208土亩地上将建成100面定日镜,

用来收集太阳光,反射聚集到塔身高为100 m的太

阳能吸热塔的吸热器里,将太阳能通过加热水,产生

蒸气,作为动力发电.按照设计该电站年发电量将达

到270×104kW•h,可提供5 000户家庭用电需求,可

减排二氧化碳2 300余t,二氧化硫21 t,氮氧化合物

35 t.

根据发改委公布的2015年发展规划,我国太阳

能热发电站的装机容量将达到150 MW.也就是说国

家将在未来五年中投资100亿元人民币兴建相当于

100个延庆太阳能热电站规模的太阳能热电设施.

塔式太阳能热发电技术是美国和以色列上世纪

70年代才开始研发的新能源发电方式.其原理是用

定日镜将阳光反射到位于高塔上的吸热器,实现大

容量发电.电站的主要部件有定日镜、吸热器、蓄热

装置和发电装置等.所谓定日镜就是一块可以自主

调节对日角度的镜子,它能将日光始终反射到固定

的吸热器上.

与太阳能光伏发电相比,太阳能热发电在发电

效率上与之相当,其单位投资成本和发电成本随容

量的增加而降低,因此在大规模应用时成本上有着

明显的优势.目前欧洲光伏上网电价为44欧分,而

光热的上网电价则为27欧分.虽然太阳能热电站不

像光伏发电那样简单易行,它需要的土地面积大,整

套发电系统的技术也相对复杂,但我国的太阳能资

源主要分布在地广人稀并不适合发展灌溉农业的缺

水地区,如宁夏、新疆、西藏等地,因此在土地资源的

利用上同其他产业冲突较小,具有良好的发展前景.

虽然从目前来看我国的硅光电池产业发展迅猛,但

硅光电池生产高耗能、重污染、高成本的特性几乎断

绝了它在大规模产业化发电方面的可能.在光伏技

术取得质的突破前它将被限制于小型化的一些特殊

领域而不可能得到产业化规模应用.

随着技术的研究进步,塔式电站年平均发电效

率已达13.7%,建造费用降低到3 200美元/kW.目

前全世界已经建成十多个塔式热发电试验示范电

站.西班牙的PS10电站(10 MW)已经实现商业化运

行.我国于2005年10月在南京建成一座70 kW太

阳能热电站,这是我国第一座塔式太阳能热电站,被

命名为“东方一号”,经过两年的调试和完善,连续发

电运行测试表明,系统运行稳定、操控方便、安全可

靠.中国科学院研究员、中国工程院院士闻立时当时

评价这个项目“在我国太阳能热发电技术发展道路

上,迈出了开创性的一步.”

目前制约中国太阳能热发电站发展的主要因素

还是技术的难题.欧美已经有十多年的研发运行经

验,中国还刚开始进入实验性阶段;而太阳能热发电

的另一种槽式发电技术,中国还在研究突破阶段.中

国可再生能源协会理事会会长石定寰说.如果能突

破技术的瓶颈,太阳能热发电将会成为太阳热利用

的一个优先发展的方向.王志峰说,中国的太阳能储

量很大,其能量相当于17 000亿t标准煤,中国每年

需要消耗25亿t标准煤.而风能的年总储量只能相

当于8亿t标准煤.风能虽然现阶段不存在技术瓶

颈,但有资源的限制.如果太阳能热利用技术能得到

进一步发展,将会为国家提供根本性的可再生能源

解决方案.8

省最多可向这些企业提供相当于设置费用 1/3 的补助金。但是要想申请补助,

太阳能发电设备功率必需超过 50 千瓦。而按新的补助门槛,太阳能发电设备功

率只要超过 10 千瓦,就可以获得补助。经产省已经从 2008 年度的预算中拨出

约 50 亿日元专项补助金,并将于近期开始接受企业的补助申请。经济产业省降

低申请补助门槛旨在加强对中小企业利用太阳能的支持力度,以提高国家太阳

能利用比例,减少对化石能源的依赖,实现节能减排。日本政府 2008 年 11 月

发布了“太阳能发电普及行动计划”,确定太阳能发电量到 2030 年的发展目标

是要达到 2005 年的 40 倍,并在 3-5 年后,将太阳能电池系统的价格降至目前

的一半左右。2009 年还专门安排 30 亿日元的补助金,专项鼓励太阳能蓄电池

的技术开发。

(2)美国

美国自 2005 年起施行光伏投资税减免政策以来,美国光伏装机容量得到较

快增长,2007 年新增装机容量 190MW,仅次于德国、西班牙和日本,列全球第

四位。该政策规定:居民或企业法人在住宅和商用建筑屋顶安装光伏系统发电

所获收益享受投资税减免,减免额相当于系统安装成本的 30%,单户居民住宅

的减免额不超过 2000 美元。该政策本来至 2008 年底到期,是否延期,一直是

美国光伏市场未来能否快速增长的最大的不确定性因素。2009 年 9 月 16 日,

美国参议院通过了一揽子减税计划,其中将光伏行业的减税政策(ITC)续延

2-6 年。具体条款包括:(1)对于商用光伏项目的投资税减免延长 8 年;(2)

住宅光伏项目的投资税减免政策延长 2 年;(3)取消每户居民光伏项目 2000

美元的减税上限。在减税政策的支持下,美国光伏行业预测 EuPD 发布预测,预

计 2008-2012 年美国光伏装机容量将维持 52%的年均增速,新增容量将从 2007

年的 220MW 达到 2012 年的 1840MW,累计容量将从 2007 年的 636MW 增至 2012

年的 5182MW。

(3)法国7

(EPIA),对太阳能光伏发电的未来发展,一致作出如下预测:2020 年全球光伏

发电的发电量占总发电量的 11%,2040 年占总发电量的 20%。欧、美、日各国

都提出了各自的中长期发展路线图。2007 年初,欧盟提出新的可再生能源发展

目标,到 2020 年,可再生能源消费要占到全部能源消费的 20%,可再生能源发

电量占到全部发电量的 30%。到 2050 年光伏发电总装机容量将达到 440GW(其

中德国为 80GW);2035 至 2040 年达到总量的一半,即 120GW。美国的发展目

标是到 2030 年太阳能电池累计销售量上升到 200GW,光伏发电量将达到 360×

109KWh,2050 年光伏发电量将达到 1400×109KWh。

从整体看,世界各国对太阳能光伏发电的政策扶持力度在逐年加大。虽然

受金融危机影响,德国、西班牙对太阳能光伏发电的扶持力度有所降低,但其

它国家的政策扶持力度却在逐年加大。各国的补贴政策主要分为两类:一类是

对安装光伏系统直接进行补贴,如日本;另一类是对光伏发电的上网电价进行

设定,如德国、西班牙等国。而美国加利福尼亚州,则是将两种政策混合执行。

(1)日本

日本政府在 1994-2003 年间成功实施一轮补贴,促使 2004 年日本光伏累计

安装量达 1100MW,成为当时全球光伏容量最大的国家。但日本政府于 2007 年

开始停止住户太阳能奖励方案,这一举措使得日本市场出现萎缩状态。2007 年

总安装量为 230MW,比上一年下降了 23%。由于石油价格暴涨和全球日益变暖的

双重压力,日本政府又重新制定了从 2007 年开始到 2012 年,用 6 年的时间推

行一项在全国的政府办公大楼屋顶安装太阳能发电装置的计划。根据该项计划,

约300栋政府办公大楼屋顶将安装太阳能发电装置,每年发电约1000万千瓦时,

预计能提供 2500 户普通家庭的用电。此外,今后新建的政府办公大楼,除了由

于积雪等原因日照量不能确保外,所有的政府办公大楼都要采取太阳能发电。

同时,为了促进中小企业利用太阳能,日本降低了对中小企业安装太阳能

设备提供补助金的门槛。目前,日本的中小企业安装太阳能发电设备时,经产1.5 主要国家太阳能产业的发展现状

欧、美、日等国家启动的新能源,有风能、核能、太…… 职称论文发表网http://www.issncn.com 职称论文发表网http://www.issncn.com


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