昆明呈貢新區(qū)光伏產(chǎn)品應(yīng)用前景研究

羅群　釧茂芹

【摘 要】本文通過(guò)對(duì)呈貢新區(qū)光伏產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀和條件分析，展示了呈貢新區(qū)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用前景，并針對(duì)目前呈貢新區(qū)光伏產(chǎn)品應(yīng)用存在的問(wèn)題，提出了一些建議和對(duì)策，有助于降低光伏產(chǎn)品初始投資和應(yīng)用成本，對(duì)加快呈貢新區(qū)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用推廣具有積極的意義。

【關(guān)鍵詞】呈貢新區(qū)；太陽(yáng)能；光伏產(chǎn)品

0 緒論

太陽(yáng)能屬于清潔能源和可再生資源。太陽(yáng)能利用主要包括兩大重點(diǎn)：一是，太陽(yáng)能熱利用，即將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能，如太陽(yáng)能熱水、供暖和制冷等；二是，太陽(yáng)能光利用，即將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，主要是太陽(yáng)能光伏發(fā)電。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到國(guó)家政策的大力支持，有效拉動(dòng)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的光伏應(yīng)用需求，由此帶動(dòng)了光伏產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展及應(yīng)用[1]。光伏產(chǎn)品主要用于三大方面：一是，為無(wú)電場(chǎng)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(dòng)電源和備用電源。二是，太陽(yáng)能日用電子產(chǎn)品，如各類太陽(yáng)能充電器、太陽(yáng)能路燈和太陽(yáng)能草坪燈等。三是，并網(wǎng)發(fā)電，這在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)大面積推廣實(shí)施。

云南地處高原，日照時(shí)間長(zhǎng)、光照充足，大部分地區(qū)處于太陽(yáng)能較豐富區(qū)域，對(duì)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用有得天獨(dú)厚的條件，不但在原料、能源、生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)上占有優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)空間也有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)。呈貢新區(qū)作為昆明重點(diǎn)建設(shè)的現(xiàn)代新城，其低碳城市建設(shè)的綠色發(fā)展理念為光伏產(chǎn)品的應(yīng)用提供了一個(gè)廣闊的平臺(tái)。因此，呈貢新區(qū)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用前景研究就成為一個(gè)重要課題。

1 光伏產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外應(yīng)用分析

1.1 光伏產(chǎn)品

光伏就是光生伏特的簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是光轉(zhuǎn)變?yōu)殡姷囊环N現(xiàn)象，即利用光伏效應(yīng)，使太陽(yáng)光照射到硅材料上產(chǎn)生電流直接發(fā)電。光伏產(chǎn)品就是通過(guò)太陽(yáng)能硅光電池來(lái)發(fā)電的應(yīng)用產(chǎn)品，也可以這么說(shuō)，只要是配備了太陽(yáng)能電池作為發(fā)電系統(tǒng)的產(chǎn)品，都可以統(tǒng)稱為光伏產(chǎn)品。

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

以硅材料的應(yīng)用開(kāi)發(fā)形成的產(chǎn)業(yè)鏈條稱為光伏產(chǎn)業(yè)，包括高純多晶硅原材料生產(chǎn)、太陽(yáng)能電池生產(chǎn)、太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)、相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的制造等

1.2 光伏產(chǎn)品國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀

目前全世界共有上百個(gè)國(guó)家投入普及太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品應(yīng)用的熱潮中，大規(guī)模研制太陽(yáng)能電池，并積極開(kāi)發(fā)使用效率更高的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品。歐洲占全球光伏發(fā)電應(yīng)用市場(chǎng)份額的80%，其中以德國(guó)和意大利最為突出。國(guó)外光伏產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀以德國(guó)為例。

德國(guó)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用主要為屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)，而地面光伏電站和光伏建筑一體化占的份額比較少。德國(guó)政府提出的“10萬(wàn)屋頂計(jì)劃”從根本上反映出德國(guó)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域主要在屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)。但是，在光伏發(fā)電成本還不具備與傳統(tǒng)能源競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的情況下，光伏發(fā)電和光伏產(chǎn)品的應(yīng)用還需要政府的財(cái)政支持。德國(guó)政府通過(guò)調(diào)整光伏發(fā)電補(bǔ)貼政策來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏發(fā)電總量的控制。此前，德國(guó)宣布在2022年前停止全部17座核電站。按照德國(guó)2010年600TWh電力消費(fèi)、其中23%為核電進(jìn)行計(jì)算，核電全部停止需要大約150GW的新能源裝機(jī)，其中光伏發(fā)電將占據(jù)較大的比重。

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

1.3 光伏產(chǎn)品國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)起步較國(guó)外晚。目前，中國(guó)光伏發(fā)電市場(chǎng)處于起步階段，對(duì)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用也處于初步發(fā)展階段。但是，中國(guó)的光伏制造業(yè)卻飛速發(fā)展，已成為世界主要的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)國(guó)。2010年，中國(guó)太陽(yáng)能電池的產(chǎn)量占全球太陽(yáng)能電池產(chǎn)量的1/2。因此，中國(guó)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用在很大程度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于光伏制造業(yè)。這也給國(guó)人敲了一個(gè)警鐘，必須轉(zhuǎn)變光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式，加強(qiáng)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用研究。

從產(chǎn)業(yè)布局上看，中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)已形成一定的聚集態(tài)勢(shì)，在長(zhǎng)三角、珠三角、環(huán)渤海、中西部地區(qū)已經(jīng)形成了各具特色的太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)集群。然而長(zhǎng)久以來(lái)，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)面臨核心技術(shù)和光伏產(chǎn)品需求“兩頭在外”的困境。一方面，中國(guó)太陽(yáng)能行業(yè)使用的高純度硅材料絕大多數(shù)依賴進(jìn)口；另一方面，中國(guó)生產(chǎn)的光伏產(chǎn)品大部分出口國(guó)外。

從實(shí)際情況來(lái)看，中國(guó)光伏產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)潛力非常大。一方面，中國(guó)國(guó)土資源遼闊，年平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)，年日照時(shí)數(shù)大部分在2000h以上。另一方面，中國(guó)人口眾多，人均資源占有量相當(dāng)有限，“霧霾中國(guó)”就足已警示國(guó)人重視環(huán)境保護(hù)和對(duì)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(chǎn)品。

近年來(lái)，伴隨“太陽(yáng)能屋頂”和“金太陽(yáng)”工程等國(guó)家扶持政策的出臺(tái)，以及《新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》的調(diào)整，將引導(dǎo)中國(guó)光伏市場(chǎng)由生產(chǎn)型轉(zhuǎn)向消費(fèi)型，通過(guò)擴(kuò)大內(nèi)需來(lái)帶動(dòng)中國(guó)光伏產(chǎn)品在國(guó)民日常生活中的應(yīng)用。并且隨著中國(guó)無(wú)電地區(qū)和用戶的逐年減少，光伏產(chǎn)品也開(kāi)始逐步從戶用光伏產(chǎn)品轉(zhuǎn)向公用光伏產(chǎn)品，如太陽(yáng)能路燈，太陽(yáng)能道路交通指示燈等。與此同時(shí)，中國(guó)并網(wǎng)發(fā)電示范工程開(kāi)始有了較快發(fā)展。

1.4 光伏產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外應(yīng)用比較

綜合比較國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：①國(guó)外光伏產(chǎn)業(yè)起步較中國(guó)早，因此光伏產(chǎn)品應(yīng)用也早于中國(guó)；②國(guó)外對(duì)光伏產(chǎn)品核心技術(shù)的掌握強(qiáng)于中國(guó)；③光伏產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域基本相同；④中國(guó)太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)量雖然占全球的1/2，但對(duì)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用規(guī)模卻較國(guó)外小很多；⑤由于中國(guó)在太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用中的不足，造成整個(gè)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的極不平衡；⑥國(guó)家對(duì)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)貼政策與國(guó)外也不相同。

2 光伏產(chǎn)品在呈貢新區(qū)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2.1 光伏產(chǎn)品在呈貢新區(qū)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

首先，呈貢新區(qū)是現(xiàn)代新昆明的行政中心、文化教育中心和社會(huì)服務(wù)中心；也是現(xiàn)代新昆明的鮮花之城、文化之城、生態(tài)之城及最適合人類居住的現(xiàn)代新城。呈貢新區(qū)所具有的優(yōu)越的地理位置、資源優(yōu)勢(shì)和功能定位儼然成為建設(shè)現(xiàn)代新昆明的主戰(zhàn)場(chǎng)。因此，光伏產(chǎn)品在呈貢新區(qū)的應(yīng)用有著優(yōu)越的政策條件。

其次，呈貢新區(qū)的年平均日照時(shí)間為2200h，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，太陽(yáng)能資源豐富，這對(duì)光伏產(chǎn)品應(yīng)用的自然條件來(lái)說(shuō)是得天獨(dú)厚的。

第三，呈貢新區(qū)高校林立，一方面，校園內(nèi)的用電量很大，很多地方都可以使用太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品，如照明系列的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品；另一方面高校光伏產(chǎn)品的應(yīng)用是很好的實(shí)踐教材，能充分讓學(xué)生了解太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品。因此，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品在高校的應(yīng)用，既響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能環(huán)保的號(hào)召，又緩解了高校的用電壓力，解決了實(shí)際困難。

第四，呈貢新區(qū)是正在建設(shè)發(fā)展中的新城區(qū)，新區(qū)在建設(shè)過(guò)程中使用光伏產(chǎn)品不存在對(duì)舊設(shè)備改造、拆遷等問(wèn)題。此外，呈貢新區(qū)和石林大型并網(wǎng)光伏電站的距離不是很遠(yuǎn)，在未來(lái)新區(qū)光伏產(chǎn)品應(yīng)用中，作為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)可以把多余的電量并網(wǎng)，這對(duì)新區(qū)的光伏產(chǎn)品的應(yīng)用發(fā)展也是得天獨(dú)厚的條件。

2.2 光伏產(chǎn)品在呈貢新區(qū)的應(yīng)用劣勢(shì)

呈貢新區(qū)正在發(fā)展建設(shè)中，各種光伏產(chǎn)品的配套設(shè)施還不完善。目前，光伏產(chǎn)品在呈貢新區(qū)的應(yīng)用領(lǐng)域還比較單一，主要為交通照明，即風(fēng)光互補(bǔ)太陽(yáng)能路燈，以及光伏建筑一體化系統(tǒng)，即太陽(yáng)能光伏幕墻的應(yīng)用。此外，在呈貢新區(qū)生活的居民對(duì)光伏產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)尚存在不足。所以，呈貢新區(qū)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用還是要加大宣傳力度，讓光伏產(chǎn)品的知識(shí)為人們所熟知。

綜合來(lái)看，光伏產(chǎn)品在呈貢新區(qū)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯大于劣勢(shì)。

3 光伏產(chǎn)品在呈貢新區(qū)應(yīng)用前景分析

3.1 光伏產(chǎn)品在道路照明中的應(yīng)用

利用太陽(yáng)能電池裝設(shè)的照明系統(tǒng)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，不需要人值守，而且無(wú)污染、無(wú)噪音，不消耗資源，且成本較低。日常生活中使用的太陽(yáng)能光伏照明與燈具主要包括：太陽(yáng)能路燈、草坪燈、太陽(yáng)能景觀照明燈、太陽(yáng)能標(biāo)牌、信號(hào)指示、廣告照明等。目前，呈貢新區(qū)部分道路（如環(huán)湖東路）已經(jīng)使用了太陽(yáng)能風(fēng)光互補(bǔ)路燈。

太陽(yáng)能風(fēng)光互補(bǔ)路燈是將光能和風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，存儲(chǔ)在儲(chǔ)能型蓄電池中，夜晚自動(dòng)供應(yīng)照明的新一代道路照明燈具。它采用低壓直流12V/24V，不會(huì)發(fā)生觸電危險(xiǎn)，無(wú)需支付電費(fèi)，無(wú)需挖溝鋪設(shè)電纜，安裝簡(jiǎn)便。一個(gè)120W的太陽(yáng)能風(fēng)光互補(bǔ)路燈包括電池板、蓄電池和安裝在內(nèi)的價(jià)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(jià)格在1200元。以每天使用8個(gè)小時(shí)計(jì)算，結(jié)合現(xiàn)在昆明市的電價(jià)每度0.5元，那么太陽(yáng)能風(fēng)光互補(bǔ)路燈在13年內(nèi)就能收回投資，剩余7年就為無(wú)償使用。與普通的太陽(yáng)能路燈比較，其使用壽命是4-6年，那么太陽(yáng)能風(fēng)光互補(bǔ)路燈的優(yōu)勢(shì)就更明顯了。隨著呈貢新區(qū)的快速發(fā)展，太陽(yáng)能光伏照明與燈具的應(yīng)用也將更為普遍和普及。

3.2 光伏產(chǎn)品在建筑一體化中的應(yīng)用

光伏產(chǎn)品在建筑一體化中的應(yīng)用包括屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能光伏幕墻。

3.2.1 屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)

根據(jù)國(guó)內(nèi)和云南省內(nèi)太陽(yáng)能光伏建筑一體化的應(yīng)用情況來(lái)看，屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)主要建設(shè)在機(jī)關(guān)、學(xué)校、商業(yè)等公共建筑和工廠廠房等生產(chǎn)性建筑的屋頂。

從太陽(yáng)能屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)來(lái)看，呈貢新區(qū)的應(yīng)用前景是很具有優(yōu)勢(shì)的。呈貢新區(qū)是昆明的行政中心、教育中心和服務(wù)中心，機(jī)關(guān)辦公樓、高校教學(xué)樓、小區(qū)住宅樓及醫(yī)院商場(chǎng)等新建樓群林立，使用屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)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(jié)合，建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)，是今后呈貢新區(qū)光伏發(fā)電和光伏產(chǎn)品應(yīng)用的方向之一。

3.2.2 太陽(yáng)能光伏幕墻

呈貢新區(qū)商業(yè)大樓、辦公大廈林立，太陽(yáng)能光伏幕墻也是今后呈貢新區(qū)光伏建筑一體化的應(yīng)用領(lǐng)域。太陽(yáng)能光伏幕墻實(shí)際上就是太陽(yáng)能光伏幕墻玻璃，它是一種集發(fā)電、隔音、隔熱、安裝、裝飾于一體的新型建筑幕墻，體現(xiàn)了建筑節(jié)能化與人性化特點(diǎn)，代表著國(guó)際建筑光伏一體化的發(fā)展方向。

太陽(yáng)能光伏幕墻結(jié)合了光伏發(fā)電技術(shù)和幕墻技術(shù)，光伏幕墻把原來(lái)被傳統(tǒng)幕墻屏蔽在建筑外的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，不僅提供了建筑物內(nèi)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(wǎng)電站的建設(shè)，獨(dú)立的屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)剩余的電量，有望接入電力公司并網(wǎng)系統(tǒng)[7]。隨著呈貢新區(qū)的快速發(fā)展，商業(yè)大樓和大廈逐漸增多，太陽(yáng)能光伏幕墻的應(yīng)用前景是廣闊的。

3.3 光伏產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)大棚中的應(yīng)用

光伏產(chǎn)品中的薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大棚中是一個(gè)很好的應(yīng)用方向。薄膜光伏太陽(yáng)能大棚是近兩年來(lái)剛剛興起的，它是將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大棚、薄膜光伏太陽(yáng)能發(fā)電和LED光照結(jié)合起來(lái)，通過(guò)薄膜分光技術(shù)將太陽(yáng)輻射分為植物需要的光能和用于太陽(yáng)能發(fā)電的光能，或利用太陽(yáng)能發(fā)的電能轉(zhuǎn)化為植物生長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了低成本光能發(fā)電[8]。薄膜光伏太陽(yáng)能大棚開(kāi)啟了低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的新模式，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，發(fā)展前景十分廣闊。

眾所周知，鮮花的生長(zhǎng)大部分是在溫室大棚里。呈貢斗南是全國(guó)最大的鮮花生產(chǎn)和銷售基地，呈貢擁有“中國(guó)花卉第一縣”的美譽(yù)，是亞洲最大的花卉產(chǎn)業(yè)區(qū)。截止2014年3月，呈貢花卉種植面積2.8萬(wàn)畝，鮮切花產(chǎn)量達(dá)138906萬(wàn)枝。建設(shè)國(guó)際化的花卉研發(fā)基地，是呈貢的發(fā)展目標(biāo)之一。因此，薄膜光伏太陽(yáng)能大棚應(yīng)用于呈貢花卉種植有廣闊的前景。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著不可再生資源的逐步枯竭，太陽(yáng)能作為取之不盡用之不竭的可再生資源，越來(lái)越受到國(guó)際社會(huì)的高度重視。相關(guān)研究表明，大面積使用太陽(yáng)能光伏發(fā)電電能，能有效減少二氧化碳的排放，減少溫室效應(yīng)，改變地球氣候。在現(xiàn)代技術(shù)不斷提高的背景下，對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用也越來(lái)越成熟。隨著太陽(yáng)能光伏制造技術(shù)的不斷完善，生產(chǎn)成本不斷降低，在內(nèi)因和外因的共同推動(dòng)下，光伏發(fā)電和光伏產(chǎn)品將成為當(dāng)今社會(huì)的新寵。

近年來(lái)，中國(guó)政府對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的大力支持使得光伏產(chǎn)品得到了大規(guī)模的使用。呈貢新區(qū)光伏產(chǎn)品應(yīng)用應(yīng)結(jié)合國(guó)家政策及呈貢新區(qū)實(shí)際情況，以及周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，適時(shí)、適量的調(diào)整現(xiàn)有的光伏產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)研究適合社會(huì)發(fā)展需求的新產(chǎn)品，建立開(kāi)拓創(chuàng)新、不斷完善的光伏產(chǎn)品市場(chǎng)機(jī)制。在這樣一個(gè)市場(chǎng)條件下，呈貢新區(qū)光伏產(chǎn)品將會(huì)得到更大、更多、更好的發(fā)展空間。

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[責(zé)任編輯：湯靜]