中国光伏产业的主要应用领域分析

第一节  中国的大阳能资源

中国的疆界，南从北纬4。附近西沙群岛的曾母暗沙以南起，北到北纬53°31'黑龙江省漠河以北的黑龙江心，西自东经73°40'附近的帕米尔高原起，东到东经135°05'的黑龙江和乌苏里江的汇流处，土地辽阔，幅员广大。中国的国土面积，从南到北，自西至东，距离都在5000km以上，总面积达960万平方公里，为世界陆地总面积的7%，居世界第3位。在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳年辐射总量为3340r-J8400MJ/m2，中值为5852MJ/m2。从中国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，这里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如人们称为"日光城"的拉萨市，1961r-J1970年的平均值，年平均日照时间为3005.7h，相对日照为68%，年平均晴天为108.5d、阴天为98.8d，年平均云量为4.8，年太阳总辐射量为8160MJ/m2，比全国其他省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省及重庆市的太阳年辐射总量最小，尤其是四川盆地，那里雨多、雾多、晴天较少。例如素有"雾都"之称的重庆市，年平均日照时数仅为1152.2h，相对日照为26%，年平均晴天为24.7d、阴天达244.6d，年平均云量高达8.4。其他地区的太阳年辐射总量居中。

中国太阳能资源分布的主要特点有：

1、太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°~35。这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心;

2、太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部;

3、由于南方多数地区云多雨多，在北纬300~40。地区，太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的升高而增长。

为了按照各地不同条件更好地利用太阳能，20世纪80年代中国的科研人员根据各地接受太阳总辐射量的多少，将全国划分为如下5类地区。

1)一类地区

全年日照时数为3200~3300h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为6680~8400M]，相当于225~285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东南部、青海西部和西藏西部等地。是中国太阳能资源最丰富的地区，与印度和巴基斯坦北部的太阳能资源相当。尤以西藏西部的太阳能资源最为丰富，全年日照时数达2900~3400h，年辐射总量高达7000~8000M]/m2，仅次于撒哈拉大沙漠，居世界第2位。

2)二类地区

全年日照时数为3000~3200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳能辐射总量为5852~6680M]，相当于200~225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。为中国太阳能资源较丰富区。相当于印度尼西亚的雅加达一带。

3)三类地区

全年日照时数为2200~3OOOh。在每平方米面积上一年接受的太阳辐射总量为5016~5852M]，相当于170~200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东东南部、河南东南部、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、天津、北京和台湾西南部等地。为中国太阳能资源的中等类型区。相当于美国的华盛顿地区。

4)四类地区

全年日照时数为1400~2200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为4190~5016MJ，相当于140~170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。是中国太阳能资源较差地区。相当于意大利的米兰地区。

5)五类地区

全年日照时数为1000，-.....，1400h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为3344，-.....，4190MJ，相当于115，-.....，140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州、重庆等地。此区是中国太阳能资源最少的地区。相当于欧洲的大部分地区。

一、二、三类地区，年日照时数大于2200h，太阳年辐射总量高于5016MJ/m2，是中国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2/3以上，具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区，虽然太阳能资源条件较差，但是也有一定的利用价值，其中有的地方是有可能开发利用的。总之，从全国来看，中国是太阳能资源相当丰富的国家，具有发展太阳能利用事业得天独厚的优越条件，只要我们扎扎实实地努力工作，太阳能利用事业在我国是有着广阔的发展前景的。

中国的太阳能资源与同纬度的其他国家相比，除四川盆地和与其毗邻的地区外，绝大多数地区的太阳能资源相当丰富，和美国类似，比日本、欧洲条件优越得多，特别是青藏高原的西部和东南部的太阳能资源尤为丰富，接近世界上最著名的撒哈拉大沙漠。

太阳能资源的研究计算工作，不能做一次即可一劳永逸。近些年的研究发现，随着大气污染的加重，各地的太阳辐射量呈下降趋势。上述中国太阳能资源分布，主要是依据20世纪80年代以前的数据计算得出的，因此其代表性已有所降低。为此，中国气象科学研究院根据20世纪末期最新研究数据又重新计算了中国太阳能资源分布。

太阳能资源的分布具有明显的地域性。这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理等条件的制约。根据太阳年曝辐射量的大小，可将中国划分为4个太阳能资源、带，如下图所示。这4个太阳能资源带的年曝辐射量指标，如下表所列。

中国4个太阳能资源带的年曝辐射量

中国太阳能资源分布图

单位：100 MJ/m2

第二节  光伏在农村电气化租并网发电七的市场潜力

一、农村电气化

据统计，截止到2005年底，全国大约还有270万无电户，1100万无电人口，其中有200万户，大约800万人将采用电网延伸、小水电和移民搬迁的办法解决他们的用电问题，其余70万无电户需要在2006-2015年间采用光伏和风光互补发电系统解决。如果按照脱贫标准（每户装机200W，每年每户用电200kW.h）,预计总装机容量140MWp，投资大约100亿元；如果要达到边远地区城市用电标准（每年每户用电1000kW.h），则市场容量将是700MWp。

二、城市建筑并网光伏系统的应用

现在，全世界大约60％的太阳电池用于并网发电系统，主要是用于城市建筑并网光伏系统。中国的建筑并网光伏系统尚处于示范阶段。预计2010年以前中国将会实施屋顶计划，安装太阳电池50MWp；2020年以前将会有更大规模的建筑并网光伏系统项目，累计装机容量将达到700MWp。预计到2010年建筑并网光伏系统的市场份额将占到17.6％，到2020年将占到39％。中国现有大约400亿m2的建筑面积，屋顶面积40亿m2，加上南立面，可利用面积大约为50亿m2，如果20％用来安装太阳电池，可以装100GWp。

地方城市和企业也开始了建筑光伏发电并网技术的尝试，深圳市建成了当时亚洲最大的光伏并网发电站，总容量1MWp。

上海、北京、南京、无锡、保定、德州等城市也都启动了城市太阳能示范计划和行动。中国出现了城市光伏并网发电的雏形。

按照可再生能源法的实施原则，建筑并网光伏系统的初投资由项目开发商投入，其成本和合理利润将通过向电网公司出售光伏电力获得，上网电价应当按照发电成本加合理利润的原则确定。为了达到建筑并网光伏系统的预定目标，上网电价政策是关键，只有实施这一政策和法规才能有效消除光伏发电高成本的障碍，进一步扩大这一市场。

三、大规模光伏（LS-PV）荒漠电站

我国第一座在荒漠中建设的并网光伏电站——大唐武威太阳能电站，2008年12月19日在腾格里沙漠南缘的甘肃省武威市建成投入运行，电站总装机容量为1兆瓦。

据了解，大唐武威太阳能电站于2008年4月份开始建设，由大唐甘肃发电有限公司兴建，采用国家“863计划”兆瓦级并网光伏电站项目设备，分两期建设，一期建设容量为0.5兆瓦，动态投资4054万元，年发电量87万千瓦时。

大唐甘肃发电公司总工程师蒋平锁说，它的建成标志着我国荒漠化地区太阳能从单一的民用，开始进入工业化利用新阶段，也为我国荒漠化光伏发电技术的推广探索出了一条新路。

据悉，甘肃省武威市年日照时数3000—3200小时，全年可利用辐射小时达2210小时，1兆瓦太阳电池的年发电量可达到174万千瓦时。

从目前的国力和政策看，2010年以前，先开展沙漠或戈壁大型光伏电站试验，所选择的沙漠或戈壁试验地点应当具备如下条件：不要离主干电网太远（最好在50km以内），以减少新增输电线路的投资；主干电网的线径具有足够的承载能力，在不改造的情况下有能力输送光伏电站的电力；距离用电负荷中心不能太远（100km以内），以减少输电损失；如果附近没有用电负荷中心，则最好有大型水电站，可以将光伏电站的电力通过抽水蓄能消耗。根据国家发改委的可再生能源中长期发展规划，在2010年以前建立3~5座1~10 MWp左右的沙漠试验电站（总装机20 MWp），以考察其技术和经济的可行性。2010-2020年期间将进一步推广荒漠电站，到2020年底累计沙漠（戈壁）光伏电站装机达到200 MWp。

第三节  其他光伏商业应用的发展潜力

光伏的其他商业应用是指没有政府政策补贴的商业化应用，包括光伏通信电源、其他工业应用以及太阳能光伏应用产品等。到2006年底，此类应用在我国的累计安装量已经达到43MWp，占光伏市场累计装机的53.8%。

通信和其他工业应用有着稳定的市场需求，近两年有逐渐增加的趋势，估计2010年以前，年装机大约每年5~10MWp，2010—2020年期间，平均年装机将达到15~20MWp，到2020年底，这一市场的累计装机将达到300MWp。

太阳能应用产品是我国的强项，包括太阳能路灯、草坪灯、太阳能信号电源、太阳能电动汽车、游艇、玩具，以及采用LED光源的指示牌、广告牌、交通标识、城市景观等。这一领域目前全国不少于200家企业，产品大量出口。预计2010年以前，每年的国内需求将有5~10MWp，2010—2020年每年的需求还将逐年增大。预计到2020年底，这一市场在国内的累计装机将达到200MWp。

随着技术进步、市场开发，新的应用领域和新的产品会迅猛发展。特别是国际光伏市场的飞跃发展，拉动着我国光伏生产快速发展，到2020年中国的商品化光伏累计安装量有望达到500MWp,年生产量有望达到30~50 MWp。