各位朋友，大家好，在詳細介紹我的昨天、今天和明天之前，先給大家看張圖片。
日地生產的老組件
看了這張全國霧霾分布圖，你怎么想?有沒有意識到解決霧霾問題已經刻不容緩?有沒有想過霧霾是怎么產生的?有沒有想過霧霾與我有什么關系?答案是霧霾與我沒關系，但治理霧霾與我有很大的關系。因為我是一種清潔能源，我會利用太陽能發(fā)電!
光伏發(fā)電不高冷 其實應用很普遍
我叫光伏，英文名叫Photovoltaic(簡稱PV)，是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)(Solar power system)的簡稱，是一種利用太陽電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)。
光伏發(fā)電，是利用太陽能進行發(fā)電的技術，也是目前利用太陽能的最好方式。當物體受到光照后能產生電壓的現(xiàn)象稱為光伏效應。利用光伏效應有可能將陽光中的光能直接轉換為電能，這種光電能量轉換器件稱為太陽電池，或光伏電池。光照后太陽電池的兩端產生的電壓稱為光生電壓，接上負載后所產生的電流稱為光生電流。能夠產生光伏效應的物體或結構有很多，最常見的有半導體的PN結、金屬-半導體接觸組成的肖特基結、各種半導體的異質結、半導體-電解質組成的固體液體結等等。其中技術最成熟的是半導體PN結。
太陽電池的基本結構是一個大面積(一般為156 x 156 平方毫米)的半導體二極管，具有簡單的PN結和上下電極。當太陽光輻照太陽電池時陽光的能量在半導體PN結附近產生光生的載流子(電子和空穴)，在PN結的空間電場作用下光生載流子被分離，電子向N區(qū)移動，空穴向P區(qū)移動，結果在PN結的上下電極上產生了光生電壓，當上下電極接上負載時就會產生電流，這就是光伏發(fā)電的基本原理。
聽到這里，有些吃瓜群眾可能還是云里霧里，還是覺得沒太聽懂，沒關系，為了方便大家理解，我給大家準備了一張圖片：
發(fā)電基本原理圖
看了這張圖大家感覺如何?是不是覺得挺復雜，不太好懂?是不是覺得我很高冷，不太接地氣?其實那是你沒細看，你如果在生活中仔細觀察就會發(fā)現(xiàn)，我的身影遍布你的周圍，我還是很親民的!
漁光互補的太陽能水產養(yǎng)殖
太陽能體育場
看完這些有沒有恍然大悟的感覺——原來你離我們并不遙遠?其實今天大家能在這么多場合見到我，絕非一朝一夕之功。
1958—2016 中國成為全球第一光伏大國
人類發(fā)現(xiàn)光伏現(xiàn)象可以追溯到1839年，法國科學家E.Becquerel在光照電極插入電解質的系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)光伏效應;1954年貝爾實驗室研制成功第一個有實用價值的硅太陽電池;1958年硅太陽電池第一次在空間應用;20世紀60年代初，空間電池的設計趨于穩(wěn)定;70年代光伏在空間大量應用，并開始應用于地面;70年代末人類出現(xiàn)第一次能源危機，太陽電池的地面應用和生產量已經大大超過空間應用;2000年前后人類出現(xiàn)第二次能源危機，地面用太陽電池作為新能源而迅猛發(fā)展。
2015年，全球光伏市場強勁增長，累計光伏容量超過230GW。預計到2030年，可再生能源在總能源結構中將占到30%以上，而太陽能光伏發(fā)電在世界總電力供應中的占比也將達到10%以上;到2040年，可再生能源將占總能耗的50%以上，太陽能光伏發(fā)電將占總電力的20%以上;到21世紀末，可再生能源在能源結構中將占到80%以上，太陽能發(fā)電將占到60%以上。
我有著170多年的歷史，但進入中國的時間不算很長：
1958，中國研制出了首塊硅單晶;
1968年至1969年底，半導體所承擔了為“實踐1號衛(wèi)星”研制和生產硅太陽能電池板的任務。在研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，P+/N硅單片太陽電池在空間中運行時會遭遇電子輻射，造成電池衰減，使電池無法長時間在空間運行;
1969年，半導體所停止了硅太陽電池研發(fā)，隨后，天津18所為東方紅二號、三號、四號系列地球同步軌道衛(wèi)星研制生產太陽電池陣;
日地生產的老組件1975年寧波、開封先后成立太陽電池廠，電池制造工藝模仿早期生產空間電池的工藝，太陽能電池的應用開始從空間降落到地面;
1998年，中國政府開始關注太陽能發(fā)電，擬建第一套3MW多晶硅電池及應用系統(tǒng)示范項目，這個消息讓現(xiàn)在的天威英利新能源有限公司的董事長苗連生看到了一線曙光。可是，當時太陽能產業(yè)發(fā)展前景尚不明朗，加之受政策因素制約，令不少人對這一新能源項目望而卻步。在合作伙伴退出的情況下，苗連生毅然逆勢而上，爭取到了這個項目的批復，成為中國太陽能產業(yè)第一個“吃螃蟹”的人;
2001年，無錫尚德建立10MWp(兆瓦)太陽電池生產線獲得成功，2002年9月，尚德第一條10MW太陽電池生產線正式投產，產能相當于此前四年全國太陽電池產量的總和，一舉將我國與國際光伏產業(yè)的差距縮短了15年;
2003到2005年，在歐洲特別是德國市場拉動下，尚德和保定英利持續(xù)擴產，其他多家企業(yè)紛紛建立太陽電池生產線，使我國太陽電池的生產迅速增長;
2004年，洛陽單晶硅廠與中國有色設計總院共同組建的中硅高科自主研發(fā)出了12對棒節(jié)能型多晶硅還原爐，以此為基礎，2005年，國內第一個300噸多晶硅生產項目建成投產，從而拉開了中國多晶硅大發(fā)展的序幕;
2007，中國成為生產太陽電池最多的國家，產量從2006年的400MW一躍達到1088MW，成為世界第一大光伏電池生產國。
截至2015年底，我國光伏發(fā)電累計裝機容量4318萬千瓦，成為全球光伏發(fā)電裝機容量最大的國家。 2016年底，我國光伏超過70GW，繼續(xù)領跑世界第一。
霧霾遍布能源亟待轉型 “十二五”光伏飛速發(fā)展
在中國“我”之所以發(fā)展的這么快，與中國正在推進能源結構轉型、政府的大力支持以及我自身的特點有著密不可分的關系。
前面曾經介紹過，“我”的發(fā)電原理是直接將太陽光能轉換為電能，它和常見的發(fā)電機發(fā)電、蓄電池發(fā)電有本質的不同。它沒有機械運動，所以沒有噪音、沒有振動;它沒有化學反應過程，所以沒有化學污染;它只要有陽光就能發(fā)電，十分便利。
在霧霾幾乎遍布全國的情況下，中國政府意識到了能源結構轉型的緊迫性，不僅加大了對“我”的推廣力度，在去年12月份公布的“十三五”規(guī)劃中，還給“我”出臺了專門的指導政策。
“十三五”規(guī)劃中，對于光伏產業(yè)在“十二”五時期的發(fā)展進行了全面總結：“十二五”時期，全國光伏發(fā)電累計裝機從2010年的86萬千瓦增長到2015年的4318萬千瓦，2015年新增裝機1513萬千瓦，累計裝機和年度新增裝機均居全球首位。光伏發(fā)電應用逐漸形成東中西部共同發(fā)展、集中式和分布式并舉格局。光伏發(fā)電與農業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、生態(tài)治理等各種產業(yè)融合發(fā)展模式不斷創(chuàng)新，已進入多元化、規(guī)模化發(fā)展的新階段。
“十二五”時期，中國光伏制造規(guī)模復合增長率超過33%，年產值達到3000億元，創(chuàng)造就業(yè)崗位近170萬個，光伏產業(yè)表現(xiàn)出強大的發(fā)展新動能。2015年多晶硅產量16.5萬噸，占全球市場份額的48%;光伏組件產量4600萬千瓦，占全球市場份額的70%。
在技術創(chuàng)新上，中國企業(yè)已掌握萬噸級改良西門子法多晶硅生產工藝，流化床法多晶硅開始產業(yè)化生產。先進企業(yè)多晶硅生產平均綜合電耗已降至80kWh/kg，生產成本降至10美元/kg以下，全面實現(xiàn)四氯化硅閉環(huán)工藝和無污染排放。單晶硅和多晶硅電池轉換效率平均分別達到19.5%和18.3%，均處于全球領先水平，并以年均0.4個百分點的速度持續(xù)提高，多晶硅材料、光伏電池及組件成本均有顯著下降，光伏電站系統(tǒng)成本降至7元/瓦左右，光伏發(fā)電成本“十二五”期間總體降幅超過60%。
“十二五”時期，中國太陽能熱發(fā)電技術和裝備實現(xiàn)較大突破。八達嶺1兆瓦太陽能熱發(fā)電技術及系統(tǒng)示范工程于2012年建成，首座商業(yè)化運營的1萬千瓦塔式太陽能熱發(fā)電機組于2013年投運。
“十二五”時期，太陽能熱利用行業(yè)形成了材料、產品、工藝、裝備和制造全產業(yè)鏈，截至2015年底，全國太陽能集熱面積保有量達到4.4億平方米，年生產能力和應用規(guī)模均占全球70%以上，多年保持全球太陽能熱利用產品制造和應用規(guī)模最大國家的地位。太陽能供熱、制冷及工農業(yè)等領域應用技術取得突破，應用范圍由生活熱水向多元化生產領域擴展。
“十三五”光伏迎機遇 分布式發(fā)展成重點
回顧完“十二五”時期光伏產業(yè)的成績，對于光伏產業(yè)在未來的發(fā)展，“十三五”規(guī)劃進行了明確規(guī)定。
規(guī)劃指出，“十三五”將是太陽能產業(yè)發(fā)展的關鍵時期，基本任務是產業(yè)升級、降低成本、擴大應用，實現(xiàn)不依賴國家補貼的市場化自我持續(xù)發(fā)展，成為實現(xiàn)2020年和2030年非化石能源分別占一次能源消費比重15%和20%目標的重要力量。
具體任務：
1、開發(fā)利用目標：到2020年底，太陽能發(fā)電裝機達到1.1億千瓦以上，其中，光伏發(fā)電裝機達到1.05億千瓦以上;太陽能熱發(fā)電裝機達到500萬千瓦。太陽能熱利用集熱面積達到8億平方米。到2020年，太陽能年利用量達到1.4億噸標準煤以上。
2、成本目標：到2020年，光伏發(fā)電電價水平在2015年基礎上下降50%以上，在用電側實現(xiàn)平價上網(wǎng)目標;太陽能熱發(fā)電成本低于0.8元/千瓦時;太陽能供暖、工業(yè)供熱具有市場競爭力。
3、技術進步目標：先進晶體硅光伏電池產業(yè)化轉換效率達到23%以上，薄膜光伏電池產業(yè)化轉換效率顯著提高，若干新型光伏電池初步產業(yè)化。光伏發(fā)電系統(tǒng)效率顯著提升，實現(xiàn)智能運維。太陽能熱發(fā)電效率實現(xiàn)較大提高，形成全產業(yè)鏈集成能力。
重點任務
1、大力推進屋頂分布式光伏發(fā)電：到2020年建成100個分布式光伏應用示范區(qū)，園區(qū)內80%的新建建筑屋頂、50%的已有建筑屋頂安裝光伏發(fā)電。在具備開發(fā)條件的工業(yè)園區(qū)、經濟開發(fā)區(qū)、大型工礦企業(yè)以及商場學校醫(yī)院等公共建筑，采取“政府引導、企業(yè)自愿、金融支持、社會參與”的方式，統(tǒng)一規(guī)劃并組織實施屋頂光伏工程。在太陽能資源優(yōu)良、電網(wǎng)接入消納條件好的農村地區(qū)和小城鎮(zhèn)，推進居民屋頂光伏工程，結合新型城鎮(zhèn)化建設、舊城鎮(zhèn)改造、新農村建設、易地搬遷等統(tǒng)一規(guī)劃建設屋頂光伏工程，形成若干光伏小鎮(zhèn)、光伏新村。
2、拓展“光伏+”綜合利用工程：鼓勵結合荒山荒地和沿海灘涂綜合利用、采煤沉陷區(qū)等廢棄土地治理、設施農業(yè)、漁業(yè)養(yǎng)殖等方式，因地制宜開展各類“光伏+”應用工程，促進光伏發(fā)電與其他產業(yè)有機融合，通過光伏發(fā)電為土地增值利用開拓新途徑。探索各類提升農業(yè)效益的光伏農業(yè)融合發(fā)展模式，鼓勵結合現(xiàn)代高效農業(yè)設施建設光伏電站;在水產養(yǎng)殖條件好的地區(qū)，鼓勵利用坑塘水面建設漁光一體光伏電站;在符合林業(yè)管理規(guī)范的前提下，在宜林地、灌木林、稀疏林地合理布局林光互補光伏電站;結合中藥材種植、植被保護、生態(tài)治理工程，合理配建光伏電站。
3、實施光伏“領跑者”計劃
設立達到先進技術水平的“領跑者”光伏產品和系統(tǒng)效率標準，建設采用“領跑者”光伏產品的領跑技術基地，為先進技術及產品提供市場支持，引領光伏技術進步和產業(yè)升級。結合采煤沉陷區(qū)、荒漠化土地治理，在具備送出條件和消納市場的地區(qū)，統(tǒng)一規(guī)劃有序建設光伏發(fā)電領跑技術基地，采取競爭方式優(yōu)選投資開發(fā)企業(yè)，按照“領跑者”技術標準統(tǒng)一組織建設。組織建設達到最先進技術水平的前沿技術依托基地，加速新技術產業(yè)化發(fā)展。建立和完善“領跑者”產品的檢測、認證、驗收和保障體系，確保“領跑者”基地使用的光伏產品達到先進指標。
4、開展多種方式光伏扶貧：以主要解決無勞動能力的建檔立卡貧困戶為目標，因地制宜、分期分批推動多種形式的光伏扶貧工程建設，覆蓋已建檔立卡280萬無勞動能力貧困戶，平均每戶每年增加3000元的現(xiàn)金收入。確保光伏扶貧關鍵設備達到先進技術指標且質量可靠，鼓勵成立專業(yè)化平臺公司對光伏扶貧工程實行統(tǒng)一運營和監(jiān)測，保障光伏扶貧工程長期質量可靠、性能穩(wěn)定和效益持久。
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