昆明呈貢新區光伏產品應用前景研究

羅群　釧茂芹

【摘 要】本文通過對呈貢新區光伏產品應用現狀和條件分析，展示了呈貢新區光伏產品的應用前景，并針對目前呈貢新區光伏產品應用存在的問題，提出了一些建議和對策，有助于降低光伏產品初始投資和應用成本，對加快呈貢新區光伏產品的應用推廣具有積極的意義。

【關鍵詞】呈貢新區；太陽能；光伏產品

0 緒論

太陽能屬于清潔能源和可再生資源。太陽能利用主要包括兩大重點：一是，太陽能熱利用，即將太陽能轉換成熱能，如太陽能熱水、供暖和制冷等；二是，太陽能光利用，即將太陽能轉換成電能，主要是太陽能光伏發電。近年來，國內光伏產業發展得到國家政策的大力支持，有效拉動了國內市場的光伏應用需求，由此帶動了光伏產業的大規模發展及應用[1]。光伏產品主要用于三大方面：一是，為無電場合提供電源，以及微波中繼電源、通訊電源等，另外還包括一些移動電源和備用電源。二是，太陽能日用電子產品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草坪燈等。三是，并網發電，這在發達國家已經大面積推廣實施。

云南地處高原，日照時間長、光照充足，大部分地區處于太陽能較豐富區域，對光伏產品的應用有得天獨厚的條件，不但在原料、能源、生產設備和技術上占有優勢，市場空間也有相當優勢。呈貢新區作為昆明重點建設的現代新城，其低碳城市建設的綠色發展理念為光伏產品的應用提供了一個廣闊的平臺。因此，呈貢新區光伏產品的應用前景研究就成為一個重要課題。

1 光伏產品國內外應用分析

1.1 光伏產品

光伏就是光生伏特的簡稱，簡單來說就是光轉變為電的一種現象，即利用光伏效應，使太陽光照射到硅材料上產生電流直接發電。光伏產品就是通過太陽能硅光電池來發電的應用產品，也可以這么說，只要是配備了太陽能電池作為發電系統的產品，都可以統稱為光伏產品。

光伏發電系統主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成[2]。太陽能光伏產品的應用領域和范圍很廣，涉及的領域主要有以下幾個：（1）用戶太陽能電源，（2）交通領域，（3）通訊/通信領域，（4）石油、海洋、氣象領域，（5）家庭燈具電源，（6）光伏電站，（7）太陽能建筑，（8）其他領域，如衛星、航天器、空間太陽能電站等。

以硅材料的應用開發形成的產業鏈條稱為光伏產業，包括高純多晶硅原材料生產、太陽能電池生產、太陽能電池組件生產、相關生產設備的制造等

1.2 光伏產品國外應用現狀

目前全世界共有上百個國家投入普及太陽能光伏產品應用的熱潮中，大規模研制太陽能電池，并積極開發使用效率更高的太陽能光伏產品。歐洲占全球光伏發電應用市場份額的80%，其中以德國和意大利最為突出。國外光伏產品應用現狀以德國為例。

德國光伏產品的應用主要為屋頂光伏發電系統，而地面光伏電站和光伏建筑一體化占的份額比較少。德國政府提出的“10萬屋頂計劃”從根本上反映出德國光伏產品的應用領域主要在屋頂光伏發電系統。但是，在光伏發電成本還不具備與傳統能源競爭優勢的情況下，光伏發電和光伏產品的應用還需要政府的財政支持。德國政府通過調整光伏發電補貼政策來實現對光伏發電總量的控制。此前，德國宣布在2022年前停止全部17座核電站。按照德國2010年600TWh電力消費、其中23%為核電進行計算，核電全部停止需要大約150GW的新能源裝機，其中光伏發電將占據較大的比重。

屋頂光伏發電系統不占用土地面積，適合在建筑物集中的城市和地區推廣應用，可以減少建筑物的用電量從而緩解電網的壓力。隨著太陽能光伏玻璃幕墻等一系列能與建筑完美結合的光伏產品的不斷完善，光伏建筑一體化也擁有了廣闊的發展空間[3]。

1.3 光伏產品國內應用現狀

中國光伏產業起步較國外晚。目前，中國光伏發電市場處于起步階段，對光伏產品的應用也處于初步發展階段。但是，中國的光伏制造業卻飛速發展，已成為世界主要的太陽能電池生產國。2010年，中國太陽能電池的產量占全球太陽能電池產量的1/2。因此，中國光伏產品的應用在很大程度上遠遠滯后于光伏制造業。這也給國人敲了一個警鐘，必須轉變光伏產業的發展模式，加強光伏產品的應用研究。

從產業布局上看，中國太陽能電池產業已形成一定的聚集態勢，在長三角、珠三角、環渤海、中西部地區已經形成了各具特色的太陽能電池產業集群。然而長久以來，中國光伏產業面臨核心技術和光伏產品需求“兩頭在外”的困境。一方面，中國太陽能行業使用的高純度硅材料絕大多數依賴進口；另一方面，中國生產的光伏產品大部分出口國外。

從實際情況來看，中國光伏產品應用市場潛力非常大。一方面，中國國土資源遼闊，年平均太陽輻射強，年日照時數大部分在2000h以上。另一方面，中國人口眾多，人均資源占有量相當有限，“霧霾中國”就足已警示國人重視環境保護和對清潔能源及可再生資源的利用。因此，更有必要推廣和使用光伏產品。

近年來，伴隨“太陽能屋頂”和“金太陽”工程等國家扶持政策的出臺，以及《新能源產業振興規劃》的調整，將引導中國光伏市場由生產型轉向消費型，通過擴大內需來帶動中國光伏產品在國民日常生活中的應用。并且隨著中國無電地區和用戶的逐年減少，光伏產品也開始逐步從戶用光伏產品轉向公用光伏產品，如太陽能路燈，太陽能道路交通指示燈等。與此同時，中國并網發電示范工程開始有了較快發展。

1.4 光伏產品國內外應用比較

綜合比較國內外光伏產品應用現狀，得出以下幾點結論：①國外光伏產業起步較中國早，因此光伏產品應用也早于中國；②國外對光伏產品核心技術的掌握強于中國；③光伏產品的應用領域基本相同；④中國太陽能電池的生產量雖然占全球的1/2，但對光伏產品的應用規模卻較國外小很多；⑤由于中國在太陽能發電應用中的不足，造成整個中國光伏產業發展的極不平衡；⑥國家對中國光伏產業的補貼政策與國外也不相同。

2 光伏產品在呈貢新區應用現狀分析

2.1 光伏產品在呈貢新區應用的優勢

首先，呈貢新區是現代新昆明的行政中心、文化教育中心和社會服務中心；也是現代新昆明的鮮花之城、文化之城、生態之城及最適合人類居住的現代新城。呈貢新區所具有的優越的地理位置、資源優勢和功能定位儼然成為建設現代新昆明的主戰場。因此，光伏產品在呈貢新區的應用有著優越的政策條件。

其次，呈貢新區的年平均日照時間為2200h，太陽輻射強，太陽能資源豐富，這對光伏產品應用的自然條件來說是得天獨厚的。

第三，呈貢新區高校林立，一方面，校園內的用電量很大，很多地方都可以使用太陽能光伏產品，如照明系列的太陽能光伏產品；另一方面高校光伏產品的應用是很好的實踐教材，能充分讓學生了解太陽能光伏產品。因此，太陽能光伏產品在高校的應用，既響應了國家節能環保的號召，又緩解了高校的用電壓力，解決了實際困難。

第四，呈貢新區是正在建設發展中的新城區，新區在建設過程中使用光伏產品不存在對舊設備改造、拆遷等問題。此外，呈貢新區和石林大型并網光伏電站的距離不是很遠，在未來新區光伏產品應用中，作為獨立光伏發電系統可以把多余的電量并網，這對新區的光伏產品的應用發展也是得天獨厚的條件。

2.2 光伏產品在呈貢新區的應用劣勢

呈貢新區正在發展建設中，各種光伏產品的配套設施還不完善。目前，光伏產品在呈貢新區的應用領域還比較單一，主要為交通照明，即風光互補太陽能路燈，以及光伏建筑一體化系統，即太陽能光伏幕墻的應用。此外，在呈貢新區生活的居民對光伏產品的認識尚存在不足。所以，呈貢新區光伏產品的應用還是要加大宣傳力度，讓光伏產品的知識為人們所熟知。

綜合來看，光伏產品在呈貢新區的應用優勢明顯大于劣勢。

3 光伏產品在呈貢新區應用前景分析

3.1 光伏產品在道路照明中的應用

利用太陽能電池裝設的照明系統，可以進行遠程遙控，不需要人值守，而且無污染、無噪音，不消耗資源，且成本較低。日常生活中使用的太陽能光伏照明與燈具主要包括：太陽能路燈、草坪燈、太陽能景觀照明燈、太陽能標牌、信號指示、廣告照明等。目前，呈貢新區部分道路（如環湖東路）已經使用了太陽能風光互補路燈。

太陽能風光互補路燈是將光能和風能轉換為電能，存儲在儲能型蓄電池中，夜晚自動供應照明的新一代道路照明燈具。它采用低壓直流12V/24V，不會發生觸電危險，無需支付電費，無需挖溝鋪設電纜，安裝簡便。一個120W的太陽能風光互補路燈包括電池板、蓄電池和安裝在內的價格是3800元，使用壽命為20年，而同高度亮度的市電普通路燈安裝價格在1200元。以每天使用8個小時計算，結合現在昆明市的電價每度0.5元，那么太陽能風光互補路燈在13年內就能收回投資，剩余7年就為無償使用。與普通的太陽能路燈比較，其使用壽命是4-6年，那么太陽能風光互補路燈的優勢就更明顯了。隨著呈貢新區的快速發展，太陽能光伏照明與燈具的應用也將更為普遍和普及。

3.2 光伏產品在建筑一體化中的應用

光伏產品在建筑一體化中的應用包括屋頂光伏發電系統和太陽能光伏幕墻。

3.2.1 屋頂光伏發電系統

根據國內和云南省內太陽能光伏建筑一體化的應用情況來看，屋頂光伏發電系統主要建設在機關、學校、商業等公共建筑和工廠廠房等生產性建筑的屋頂。

從太陽能屋頂光伏發電系統來看，呈貢新區的應用前景是很具有優勢的。呈貢新區是昆明的行政中心、教育中心和服務中心，機關辦公樓、高校教學樓、小區住宅樓及醫院商場等新建樓群林立，使用屋頂光伏發電系統可以給高層建筑樓提供日常照明用電。因此，與建筑物屋頂結合，建設光伏發電系統，是今后呈貢新區光伏發電和光伏產品應用的方向之一。

3.2.2 太陽能光伏幕墻

呈貢新區商業大樓、辦公大廈林立，太陽能光伏幕墻也是今后呈貢新區光伏建筑一體化的應用領域。太陽能光伏幕墻實際上就是太陽能光伏幕墻玻璃，它是一種集發電、隔音、隔熱、安裝、裝飾于一體的新型建筑幕墻，體現了建筑節能化與人性化特點，代表著國際建筑光伏一體化的發展方向。

太陽能光伏幕墻結合了光伏發電技術和幕墻技術，光伏幕墻把原來被傳統幕墻屏蔽在建筑外的太陽能轉換成電能，不僅提供了建筑物內部的照明用電，而且還可以將多余的電賣給電力公司。

隨著石林大型光伏并網電站的建設，獨立的屋頂光伏發電系統和太陽能光伏幕墻發電系統剩余的電量，有望接入電力公司并網系統[7]。隨著呈貢新區的快速發展，商業大樓和大廈逐漸增多，太陽能光伏幕墻的應用前景是廣闊的。

3.3 光伏產品在農業大棚中的應用

光伏產品中的薄膜太陽能電池發電在現代農業大棚中是一個很好的應用方向。薄膜光伏太陽能大棚是近兩年來剛剛興起的，它是將現代農業大棚、薄膜光伏太陽能發電和LED光照結合起來，通過薄膜分光技術將太陽輻射分為植物需要的光能和用于太陽能發電的光能，或利用太陽能發的電能轉化為植物生長所需要的光合有效輻射能，既滿足植物正常的光照需要，又能實現光電轉換，實現了低成本光能發電[8]。薄膜光伏太陽能大棚開啟了低碳農業發展的新模式，具有良好的經濟效益和生態效益，發展前景十分廣闊。

眾所周知，鮮花的生長大部分是在溫室大棚里。呈貢斗南是全國最大的鮮花生產和銷售基地，呈貢擁有“中國花卉第一縣”的美譽，是亞洲最大的花卉產業區。截止2014年3月，呈貢花卉種植面積2.8萬畝，鮮切花產量達138906萬枝。建設國際化的花卉研發基地，是呈貢的發展目標之一。因此，薄膜光伏太陽能大棚應用于呈貢花卉種植有廣闊的前景。

4 結語

隨著不可再生資源的逐步枯竭，太陽能作為取之不盡用之不竭的可再生資源，越來越受到國際社會的高度重視。相關研究表明，大面積使用太陽能光伏發電電能，能有效減少二氧化碳的排放，減少溫室效應，改變地球氣候。在現代技術不斷提高的背景下，對太陽能的開發利用也越來越成熟。隨著太陽能光伏制造技術的不斷完善，生產成本不斷降低，在內因和外因的共同推動下，光伏發電和光伏產品將成為當今社會的新寵。

近年來，中國政府對光伏產業的大力支持使得光伏產品得到了大規模的使用。呈貢新區光伏產品應用應結合國家政策及呈貢新區實際情況，以及周邊地區的經濟社會發展需求，適時、適量的調整現有的光伏產品，開發研究適合社會發展需求的新產品，建立開拓創新、不斷完善的光伏產品市場機制。在這樣一個市場條件下，呈貢新區光伏產品將會得到更大、更多、更好的發展空間。

【參考文獻】

[1]黃素逸.能源科學導論[M].北京：中國電力出版社，2012：125-141.

[2]李春鵬，張廷元，周封.太陽能光伏發電綜述[J].電工材料，2006（03）：31-38.

[3]昌金銘.國內外光伏發電的新進展[J].中國建設動態（陽光能源），2007（01）：11-21.

[4]崔容強，趙春江，等.并網型太陽能光伏發電系統[M].化學工業出版社，2007：84-112.

[責任編輯：湯靜]