昆明呈贡新区光伏产品应用前景研究

罗群　钏茂芹

【摘 要】本文通过对呈贡新区光伏产品应用现状和条件分析，展示了呈贡新区光伏产品的应用前景，并针对目前呈贡新区光伏产品应用存在的问题，提出了一些建议和对策，有助于降低光伏产品初始投资和应用成本，对加快呈贡新区光伏产品的应用推广具有积极的意义。

【关键词】呈贡新区；太阳能；光伏产品

0 绪论

太阳能属于清洁能源和可再生资源。太阳能利用主要包括两大重点：一是，太阳能热利用，即将太阳能转换成热能，如太阳能热水、供暖和制冷等；二是，太阳能光利用，即将太阳能转换成电能，主要是太阳能光伏发电。近年来，国内光伏产业发展得到国家政策的大力支持，有效拉动了国内市场的光伏应用需求，由此带动了光伏产业的大规模发展及应用[1]。光伏产品主要用于三大方面：一是，为无电场合提供电源，以及微波中继电源、通讯电源等，另外还包括一些移动电源和备用电源。二是，太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等。三是，并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。

云南地处高原，日照时间长、光照充足，大部分地区处于太阳能较丰富区域，对光伏产品的应用有得天独厚的条件，不但在原料、能源、生产设备和技术上占有优势，市场空间也有相当优势。呈贡新区作为昆明重点建设的现代新城，其低碳城市建设的绿色发展理念为光伏产品的应用提供了一个广阔的平台。因此，呈贡新区光伏产品的应用前景研究就成为一个重要课题。

1 光伏产品国内外应用分析

1.1 光伏产品

光伏就是光生伏特的简称，简单来说就是光转变为电的一种现象，即利用光伏效应，使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电。光伏产品就是通过太阳能硅光电池来发电的应用产品，也可以这么说，只要是配备了太阳能电池作为发电系统的产品，都可以统称为光伏产品。

光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成[2]。太阳能光伏产品的应用领域和范围很广，涉及的领域主要有以下几个：（1）用户太阳能电源，（2）交通领域，（3）通讯/通信领域，（4）石油、海洋、气象领域，（5）家庭灯具电源，（6）光伏电站，（7）太阳能建筑，（8）其他领域，如卫星、航天器、空间太阳能电站等。

以硅材料的应用开发形成的产业链条称为光伏产业，包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等

1.2 光伏产品国外应用现状

目前全世界共有上百个国家投入普及太阳能光伏产品应用的热潮中，大规模研制太阳能电池，并积极开发使用效率更高的太阳能光伏产品。欧洲占全球光伏发电应用市场份额的80%，其中以德国和意大利最为突出。国外光伏产品应用现状以德国为例。

德国光伏产品的应用主要为屋顶光伏发电系统，而地面光伏电站和光伏建筑一体化占的份额比较少。德国政府提出的“10万屋顶计划”从根本上反映出德国光伏产品的应用领域主要在屋顶光伏发电系统。但是，在光伏发电成本还不具备与传统能源竞争优势的情况下，光伏发电和光伏产品的应用还需要政府的财政支持。德国政府通过调整光伏发电补贴政策来实现对光伏发电总量的控制。此前，德国宣布在2022年前停止全部17座核电站。按照德国2010年600TWh电力消费、其中23%为核电进行计算，核电全部停止需要大约150GW的新能源装机，其中光伏发电将占据较大的比重。

屋顶光伏发电系统不占用土地面积，适合在建筑物集中的城市和地区推广应用，可以减少建筑物的用电量从而缓解电网的压力。随着太阳能光伏玻璃幕墙等一系列能与建筑完美结合的光伏产品的不断完善，光伏建筑一体化也拥有了广阔的发展空间[3]。

1.3 光伏产品国内应用现状

中国光伏产业起步较国外晚。目前，中国光伏发电市场处于起步阶段，对光伏产品的应用也处于初步发展阶段。但是，中国的光伏制造业却飞速发展，已成为世界主要的太阳能电池生产国。2010年，中国太阳能电池的产量占全球太阳能电池产量的1/2。因此，中国光伏产品的应用在很大程度上远远滞后于光伏制造业。这也给国人敲了一个警钟，必须转变光伏产业的发展模式，加强光伏产品的应用研究。

从产业布局上看，中国太阳能电池产业已形成一定的聚集态势，在长三角、珠三角、环渤海、中西部地区已经形成了各具特色的太阳能电池产业集群。然而长久以来，中国光伏产业面临核心技术和光伏产品需求“两头在外”的困境。一方面，中国太阳能行业使用的高纯度硅材料绝大多数依赖进口；另一方面，中国生产的光伏产品大部分出口国外。

从实际情况来看，中国光伏产品应用市场潜力非常大。一方面，中国国土资源辽阔，年平均太阳辐射强，年日照时数大部分在2000h以上。另一方面，中国人口众多，人均资源占有量相当有限，“雾霾中国”就足已警示国人重视环境保护和对清洁能源及可再生资源的利用。因此，更有必要推广和使用光伏产品。

近年来，伴随“太阳能屋顶”和“金太阳”工程等国家扶持政策的出台，以及《新能源产业振兴规划》的调整，将引导中国光伏市场由生产型转向消费型，通过扩大内需来带动中国光伏产品在国民日常生活中的应用。并且随着中国无电地区和用户的逐年减少，光伏产品也开始逐步从户用光伏产品转向公用光伏产品，如太阳能路灯，太阳能道路交通指示灯等。与此同时，中国并网发电示范工程开始有了较快发展。

1.4 光伏产品国内外应用比较

综合比较国内外光伏产品应用现状，得出以下几点结论：①国外光伏产业起步较中国早，因此光伏产品应用也早于中国；②国外对光伏产品核心技术的掌握强于中国；③光伏产品的应用领域基本相同；④中国太阳能电池的生产量虽然占全球的1/2，但对光伏产品的应用规模却较国外小很多；⑤由于中国在太阳能发电应用中的不足，造成整个中国光伏产业发展的极不平衡；⑥国家对中国光伏产业的补贴政策与国外也不相同。

2 光伏产品在呈贡新区应用现状分析

2.1 光伏产品在呈贡新区应用的优势

首先，呈贡新区是现代新昆明的行政中心、文化教育中心和社会服务中心；也是现代新昆明的鲜花之城、文化之城、生态之城及最适合人类居住的现代新城。呈贡新区所具有的优越的地理位置、资源优势和功能定位俨然成为建设现代新昆明的主战场。因此，光伏产品在呈贡新区的应用有着优越的政策条件。

其次，呈贡新区的年平均日照时间为2200h，太阳辐射强，太阳能资源丰富，这对光伏产品应用的自然条件来说是得天独厚的。

第三，呈贡新区高校林立，一方面，校园内的用电量很大，很多地方都可以使用太阳能光伏产品，如照明系列的太阳能光伏产品；另一方面高校光伏产品的应用是很好的实践教材，能充分让学生了解太阳能光伏产品。因此，太阳能光伏产品在高校的应用，既响应了国家节能环保的号召，又缓解了高校的用电压力，解决了实际困难。

第四，呈贡新区是正在建设发展中的新城区，新区在建设过程中使用光伏产品不存在对旧设备改造、拆迁等问题。此外，呈贡新区和石林大型并网光伏电站的距离不是很远，在未来新区光伏产品应用中，作为独立光伏发电系统可以把多余的电量并网，这对新区的光伏产品的应用发展也是得天独厚的条件。

2.2 光伏产品在呈贡新区的应用劣势

呈贡新区正在发展建设中，各种光伏产品的配套设施还不完善。目前，光伏产品在呈贡新区的应用领域还比较单一，主要为交通照明，即风光互补太阳能路灯，以及光伏建筑一体化系统，即太阳能光伏幕墙的应用。此外，在呈贡新区生活的居民对光伏产品的认识尚存在不足。所以，呈贡新区光伏产品的应用还是要加大宣传力度，让光伏产品的知识为人们所熟知。

综合来看，光伏产品在呈贡新区的应用优势明显大于劣势。

3 光伏产品在呈贡新区应用前景分析

3.1 光伏产品在道路照明中的应用

利用太阳能电池装设的照明系统，可以进行远程遥控，不需要人值守，而且无污染、无噪音，不消耗资源，且成本较低。日常生活中使用的太阳能光伏照明与灯具主要包括：太阳能路灯、草坪灯、太阳能景观照明灯、太阳能标牌、信号指示、广告照明等。目前，呈贡新区部分道路（如环湖东路）已经使用了太阳能风光互补路灯。

太阳能风光互补路灯是将光能和风能转换为电能，存储在储能型蓄电池中，夜晚自动供应照明的新一代道路照明灯具。它采用低压直流12V/24V，不会发生触电危险，无需支付电费，无需挖沟铺设电缆，安装简便。一个120W的太阳能风光互补路灯包括电池板、蓄电池和安装在内的价格是3800元，使用寿命为20年，而同高度亮度的市电普通路灯安装价格在1200元。以每天使用8个小时计算，结合现在昆明市的电价每度0.5元，那么太阳能风光互补路灯在13年内就能收回投资，剩余7年就为无偿使用。与普通的太阳能路灯比较，其使用寿命是4-6年，那么太阳能风光互补路灯的优势就更明显了。随着呈贡新区的快速发展，太阳能光伏照明与灯具的应用也将更为普遍和普及。

3.2 光伏产品在建筑一体化中的应用

光伏产品在建筑一体化中的应用包括屋顶光伏发电系统和太阳能光伏幕墙。

3.2.1 屋顶光伏发电系统

根据国内和云南省内太阳能光伏建筑一体化的应用情况来看，屋顶光伏发电系统主要建设在机关、学校、商业等公共建筑和工厂厂房等生产性建筑的屋顶。

从太阳能屋顶光伏发电系统来看，呈贡新区的应用前景是很具有优势的。呈贡新区是昆明的行政中心、教育中心和服务中心，机关办公楼、高校教学楼、小区住宅楼及医院商场等新建楼群林立，使用屋顶光伏发电系统可以给高层建筑楼提供日常照明用电。因此，与建筑物屋顶结合，建设光伏发电系统，是今后呈贡新区光伏发电和光伏产品应用的方向之一。

3.2.2 太阳能光伏幕墙

呈贡新区商业大楼、办公大厦林立，太阳能光伏幕墙也是今后呈贡新区光伏建筑一体化的应用领域。太阳能光伏幕墙实际上就是太阳能光伏幕墙玻璃，它是一种集发电、隔音、隔热、安装、装饰于一体的新型建筑幕墙，体现了建筑节能化与人性化特点，代表着国际建筑光伏一体化的发展方向。

太阳能光伏幕墙结合了光伏发电技术和幕墙技术，光伏幕墙把原来被传统幕墙屏蔽在建筑外的太阳能转换成电能，不仅提供了建筑物内部的照明用电，而且还可以将多余的电卖给电力公司。

随着石林大型光伏并网电站的建设，独立的屋顶光伏发电系统和太阳能光伏幕墙发电系统剩余的电量，有望接入电力公司并网系统[7]。随着呈贡新区的快速发展，商业大楼和大厦逐渐增多，太阳能光伏幕墙的应用前景是广阔的。

3.3 光伏产品在农业大棚中的应用

光伏产品中的薄膜太阳能电池发电在现代农业大棚中是一个很好的应用方向。薄膜光伏太阳能大棚是近两年来刚刚兴起的，它是将现代农业大棚、薄膜光伏太阳能发电和LED光照结合起来，通过薄膜分光技术将太阳辐射分为植物需要的光能和用于太阳能发电的光能，或利用太阳能发的电能转化为植物生长所需要的光合有效辐射能，既满足植物正常的光照需要，又能实现光电转换，实现了低成本光能发电[8]。薄膜光伏太阳能大棚开启了低碳农业发展的新模式，具有良好的经济效益和生态效益，发展前景十分广阔。

众所周知，鲜花的生长大部分是在温室大棚里。呈贡斗南是全国最大的鲜花生产和销售基地，呈贡拥有“中国花卉第一县”的美誉，是亚洲最大的花卉产业区。截止2014年3月，呈贡花卉种植面积2.8万亩，鲜切花产量达138906万枝。建设国际化的花卉研发基地，是呈贡的发展目标之一。因此，薄膜光伏太阳能大棚应用于呈贡花卉种植有广阔的前景。

4 结语

随着不可再生资源的逐步枯竭，太阳能作为取之不尽用之不竭的可再生资源，越来越受到国际社会的高度重视。相关研究表明，大面积使用太阳能光伏发电电能，能有效减少二氧化碳的排放，减少温室效应，改变地球气候。在现代技术不断提高的背景下，对太阳能的开发利用也越来越成熟。随着太阳能光伏制造技术的不断完善，生产成本不断降低，在内因和外因的共同推动下，光伏发电和光伏产品将成为当今社会的新宠。

近年来，中国政府对光伏产业的大力支持使得光伏产品得到了大规模的使用。呈贡新区光伏产品应用应结合国家政策及呈贡新区实际情况，以及周边地区的经济社会发展需求，适时、适量的调整现有的光伏产品，开发研究适合社会发展需求的新产品，建立开拓创新、不断完善的光伏产品市场机制。在这样一个市场条件下，呈贡新区光伏产品将会得到更大、更多、更好的发展空间。

【参考文献】

[1]黄素逸.能源科学导论[M].北京：中国电力出版社，2012：125-141.

[2]李春鹏，张廷元，周封.太阳能光伏发电综述[J].电工材料，2006（03）：31-38.

[3]昌金铭.国内外光伏发电的新进展[J].中国建设动态（阳光能源），2007（01）：11-21.

[4]崔容强，赵春江，等.并网型太阳能光伏发电系统[M].化学工业出版社，2007：84-112.

[责任编辑：汤静]