2014年上半年,美国光伏发电装机量占美国新增电力装机总量的53%;而在日本夏季用电高峰期,光伏发电量占总发电量的比例则达到了37%。我国自2013年开始启动了大规模的光伏电站建设计划,当前已经成为年新增光伏装机量大的国家。从全球光伏行业来看,2002年至2012年十年间,光伏行业市场需求年均复合增长率达58.5%,从2002年的数百兆瓦增至2012年的30GW;2013年,全球光伏总装机容量为135GW,其中新增装机容量40GW,同比增长33%;2014年全球光伏新增装机容量为41GW,2015年和2016年全球光伏新增装机容量将分别达到55GW和65GW。历年光伏市场的变化趋势及绿色科技传媒研究中心(GTM Research)预测情况详见图1.2。
光伏系统的规模和应用形式各异,如系统规模跨度很大,小到0.3~2W的太阳能庭院灯,大到MW级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样,在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小不一,但其组成结构和工作原理基本相同。光伏系统的规模和应用形式各异,如系统规模跨度很大,小到0.3~2W的太阳能庭院灯,大到MW级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样,在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小不一,但其组成结构和工作原理基本相同。本文将简要介绍光伏系统结构,并重点介绍其功率计算方法。
随着光伏应用规模的不断扩大,太阳能电池的制造成本和系统应用成本逐渐降低。图1.4为1976年至2014年间,光伏组件平均售价与累积组件出货量之间的关系图。由图可知,随着组件出货量的增加,光伏组件的平均价格逐渐降低。以晶体硅太阳能电池为例,在光照资源较好的地区,光伏发电成本已降至0.10~0.11$/(kWh),与核能和天然气发电相当,与火力发电(0.07$/(kWh))的差距逐步缩小。光伏电力已经在日本、西班牙、德国、英国等19个国家和地区基本实现平价上网,进入了脱离补贴也能自主发展的阶段。相比于传统化石能源,光伏发电成本的竞争优势在未来会不断地凸显出来。