美国光伏发电研究现状_中外太阳能光伏的发展现状及趋势

大家好！今天让小编来大家介绍下关于美国光伏发电研究现状_中外太阳能光伏的发展现状及趋势的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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?8月中旬，美国加州经历了19年来首次滚动停电。加州独立系统运营商发出警告， 由于电网吃紧，需要采取分区滚动式停电模式来防止电网崩溃。 消息一出，引发关注。正值美国大选之际，这一话题瞬间被政治化。据媒体报道，停电事件中，超过100万人失去了电力供应。

目前的初步原因汇总显示：停电是多种概率事件同时发生造成的，其中包括天然气机组的宕机；高温天气跨区联络线过热限流，部分老化线路容量不足；风电场宕机等等。系统调度与监管机构对于系统是否购置了足够充足的备用仍旧存在认定上的争论。

上一次加州下令滚动停电是在2001年能源危机期间。 从1月到5月，发生多次停电，其中一次影响150多万客户，其原因是能源短缺和能源批发商操纵市场合力发挥作用的结果。

加州州长纽森（Gavin Newsom）强调，加州电力短缺是“不可接受的”。他将电力短缺归因于加州从污染性的天然气过渡到太阳能、风力发电等“清洁”能源的结果，因为太阳下山之后或无风时，无法发电。他承诺释出更多能源，也将对电力短缺进行全面调查。纽森表示， 由于过去几天创纪录的高温，用电需求大增， 曝露 出可再生能源的不足。

光伏发电出力特性会给电网安全稳定运行造成巨大影响。截至2019年年底，美国加州光伏发电的装机容量为2740万千瓦，占美国光伏发电总装机容量比例约36%，居全美第一。光伏发电量通常情况下占加州总发电量的比例约为20%。

在高比例光伏发电接入的情况下，加州净负荷曲线为“鸭型”曲线，即负荷曲线在中午前后到达低点，在15时之后开始上升，负荷曲线峰谷差大，这为加州电力调度带来困难。

为此， 加州一直非常重视需求响应发展，通过相关激励手段调动负荷侧灵活资源积极性，以解决电力供需矛盾。 然而，此次罕见热浪袭击加州，加之疫情影响，居民大多居家，空调负荷等温度调节负荷激增，大大激化了原有的电力供需矛盾。

本次加州轮流停电事件一方面说明， 光伏发电、风电等电源出力具有波动性、反调峰性，对电网安全稳定运行造成的威胁不可忽视 。高比例新能源发电接入的情形下，亟须开展电力电子化电力系统稳定性基础分析、电力电子化电源的宽频带振荡特性等基础理论研究，完善电力系统稳定计算标准体系，突破海量超电磁暂态仿真技术瓶颈，提高电网仿真分析能力，支撑深度认知电网特性。

另一方面，本次加州轮流停电事件中，高比例光伏发电接入、罕见高温、疫情居家等多因素交织，充分表明在电网安全运行中，考虑单一因素具有一定的局限性，多种情景叠加则进一步考验电网供电能力。 电网企业需在规划、运行、营销乃至应急等环节充分考虑综合因素，确保供电可靠。

随着分布式电源、储能系统、新能源 汽车 等领域相关技术不断发展， 负荷侧灵活资源有着极大的开发利用空间 。我国经过多年摸索，在负荷侧灵活资源利用上取得了显著成效。据相关研究，我国负荷侧灵活资源超过2亿千瓦，通过相关政策、机制挖掘这些资源价值，意义重大。

电力服务具有普惠特点，涉及民生问题。本次加州轮流停电事件中，电力供需紧张在电力及上游能源市场上造成了一系列连锁影响。 电价快速上涨加重了防疫期间居民、企业的经济负担，对经济 社会 发展造成巨大影响。

反观国内，在防控新冠肺炎疫情期间，电网企业主动担当，坚决执行国家降低电价政策，有力支撑“六稳”“六保”目标实现，充分体现出我国的制度优势。可见，我国电网 健康 发展需要坚持制度自信，发挥“六个力量”，为经济 社会 发展和民生改善提供有力保障。

中外太阳能光伏的发展现状及趋势

全球光伏累计装机容量稳步上升

根据国际可再生能源机构(IRENA)数据显示，2010-2019年全球光伏累计装机容量维持稳定上升趋势，2019年为578533MW，较2018年增长20.3%，预计未来一段时间还会继续维持增长趋势。

新增装机容量超97GW

根据国际可再生能源机构(IRENA)数据显示，2011-2019年全球光伏新增装机容量维持上升趋势，2018年新增装机容量为97569MW，较2018年增长0.2%。

截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW，新增装机量为48.2GW

截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW，2020年新增装机量为48.2GW，同比增长60%。2020年我国光伏发电量为2605

kWh，同比增长16.2%，占总发电量比重3.5%。

2020年我国光伏新增装机中集中式装机32.7GW

2020年我国光伏新增装机容量为48.2GW，其中集中式装机32.7GW，分布式装机15.5GW。

——更多数据请参考前瞻产业研究院《中国光伏发电行业市场需求与投资战略规划分析报告》。

光热发电的市场现状

太阳光伏系统，也称为光生伏特，简称光伏（Photovoltaics；字源“photo-”光，“voltaics”伏特），是指利用光伏半导体材料的光生伏打效应而将太阳能转化为直流电能的设施。光伏设施的核心是太阳能电池板。用来发电的半导体材料主要有：单晶硅、多晶硅、非晶硅及碲化镉等。由于近年来各国都在积极推动可再生能源的应用，光伏产业的发展十分迅速。

中文名

太阳能光伏

外文名

Photovoltaics

别名

光生伏特

简称

光伏

核心设备

太阳能电池板

快速

导航

应用

局限

发展

参见

概述

太阳光伏系统，也称为光生伏特，简称光伏（Photovoltaics；字源“photo-”光，“voltaics”伏特），是指利用光伏半导体材料的光生伏打效应而将太阳能转化为直流电能的设施。光伏设施的核心是太阳能电池板。用来发电的半导体材料主要有：单晶硅、多晶硅、非晶硅及碲化镉等。由于近年来各国都在积极推动可再生能源的应用，光伏产业的发展十分迅速。[1]

截至2010年，太阳能光伏在全世界上百个国家投入使用。虽然其发电容量仍只占人类用电总量的很小一部分，不过，从2004年开始，接入电网的光伏发电量以年均60%的速度增长。到2009年，总发电容量已经达到21GW，是当前发展速度最快的能源。据估计，没有联入电网的光伏系统，容量也约有3至4GW。

光伏系统可以大规模安装在地表上成为光伏电站，也可以置于建筑物的房顶或外墙上，形成光伏建筑一体化。

自太阳能电池问世以来，使用材料、技术上的不断进步，以及制造产业的发展成熟，都驱使光伏系统的价格变得更加便宜。不仅如此，许多国家投入大量研发经费推进光伏的转换效率，给与制造企业财政补贴。更重要的，上网电价补贴政策以及可再生能源比例标准等政策极大地促进了光伏在各国的广泛应用。

应用

1954年，贝尔实验室制成效率为6%的光伏电池；自1958年起，光伏效应以光伏电池的形式在空间卫星的供能领域首次得到应用。时至今日，小至自动停车计费器的供能、屋顶太阳能板，大至面积广阔的太阳能发电中心，其在发电领域的应用已经遍及全球。

局限

生产过程

太阳能板的原材料和电脑芯片原材料一样。大量生产过程中需要大量能源，有毒有害化学物质。化学物质主要靠工厂所在地法律法规管控。某些太阳能工厂已经安装太阳能系统，用太阳能系统产生的清洁能源生产太阳能板。

对电网的影响

截至2017年12月，澳洲东部昆士兰州有超过31%居民拥有屋顶太阳能系统，平均安装功率超过3.5千瓦（世界第一）。但是高太阳能系统普及率也给电网电压带来问题。居民区中午用电量低，主要以出售电力给电力公司为主。传统电网并没有考虑双向电力输送。在居民区电 力大额传输回电网的时候，电压会逐步抬高，而且可能超过电器设备可能受范围. 。科学研究已经有方法解决这种问题，但是都有各种成本考虑，例如，在中压电网额外增加电压控制装置。

对于其他国家或地区的启示：没有系统性的分析和规划，单一鼓励促进太阳能在居民区的普及会带来新的风险。更好的方式之一是，通过税收或其他鼓励措施，促进工业和商业用户的太阳能系统安装。因为工商业用户主要用电高峰经常在白天，太阳能系统在日照白天发电，补充工商业用电，降低工商业对电网的压力。

对能源投资和电费管理的影响

现实生活中的问题经常复杂多变，原因错综复杂。对于能源投资和电费管理也是同样的道理，没有适合每个方案的万用灵丹。太阳能系统投资也许是很好的选择，如果：当地阳光充足，电价较高而且持续涨价，政府通过财政或金融方式大力支持，电力可卖回给电力公司 （澳洲和德国）。投资回报经常是能源投资的主要考量。但是系统性的检查，评估和分析，也许会发现，在市场条件下，一套综合性的方案是最合适的。

全球光热资源丰富。全球光热发电市场主要分布在南欧、北非、中东、南非、南亚、中国、澳洲、北美与南美。截止2014年4月底，全球已投入运行的光热电站约4000MW,其中约93%集中于西班牙与美国；在建约1600MW，主要分布在美国、西班牙、印度、南非、伊朗、摩洛哥、澳大利亚、中国等国家。IEA预测到2060年光热直接发电及采用光热化工合成燃料发电共占全球电力结构约30%。

美国能源部将光热发电技术定为基础负荷电站。预计到2020年，加州光热发电占可再生能源的40%。此外，美国能源部SunShot对光热发电的研发目标是到2020年实现75%的成本削减，在不依赖政策补贴的前提下将光热发电的LCOE（平准化电力成本）推至6美分/KWh甚至更低的水平。这个价格将使太阳能光热发电拥有与传统火电相竞争的能力。美国颁布了2个激励政策，一个是30%的投资税收抵免，另外一个是贷款担保政策。即便如此，美国的激励政策也促进了光热发电产业的迅速发展。同时，美国能源部对光热发电的资金支持每年都高达5000万美元左右，这也促进了其光热技术的发展。

欧洲光热发电Desertec计划规模宏大。2009年10月，德国主要的大企业宣布成立联合企业，投资4000亿欧元在非洲北部建立太阳能发电站，该项目被命名为Desertec，即沙漠技术。它的目标就是利用撒哈拉沙漠架设9000平方公里的太阳能电板，来满足全世界的电力要求。根据该计划，这项工程到2050年的时候，所产生的电能产量顶峰值将达到100GW，相当于100座火力发电厂的发电量，届时将满足欧洲地区15%的用电需求。2013年，中国国家电网宣布加入这一计划，推进全球配置可再生能源。

全球光热市场近年重拾高增速。光热发电经过了上世纪70年代的研发兴起，80年代的第一批建站建立之后，长期处于停滞阶段。直到2007年，市场开始逐渐复苏。2010~2013年，全球光热发电的装机量快速增长。2009年底全球装机量仅为700MW，2013年底全球总的并网光热发电的装机容量达3320MW。2014年，新增装机92.5万千瓦，累计装机规模435万千瓦。

中国光热发电总体进展较慢，地方政府在风电、光伏之后，也开始瞄准光热发电，希望占得先机。太阳能资源丰富的西部地区，已经开始在核准项目上提速，2012年国内核准的光热电站818兆瓦，到2014年已经达到1448兆瓦。