光伏發(fā)電太陽能發(fā)電系統(tǒng)介紹

光伏發(fā)電太陽能發(fā)電系統(tǒng)介紹一、概述您是否知道，以目前的開采速度計算，我們賴以生存的地球石油儲量可供生產(chǎn)40年，天然氣和煤炭則分別可以供應65年和162年?，F(xiàn)代人類的精神文明及物質(zhì)文明是必須建立在資源的可持續(xù)供給上。自第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束至2008年底，世界人口從22.5億增長到65億，伴隨著人口的極速攀升地球上的各種不可在生資源頻頻告急。以煤炭、石油、天然氣等化石燃料為動力的工業(yè)文明飛速發(fā)展，人們在享受現(xiàn)代文明所創(chuàng)造的優(yōu)越的物質(zhì)生活的同時，能源和環(huán)境兩大危機已不期而至，能源枯竭、環(huán)境污染已成為人類生死攸關的嚴峻問題。按照目前人類活動所需的能源消費水平，再過100年(也有專家預計40年)，地球在50萬年漫長的地質(zhì)年代所形成的煤炭、石油、天然氣等常規(guī)化石能源將要消耗怠盡；而與此同時燃燒化石燃料要向大氣中排放大量廢氣，使大氣變濁，酸雨劇增，氣候變暖，洪澇干旱災害頻繁，臭氧層被破壞?？茖W家已發(fā)出了嚴厲的警示，如果人類繼續(xù)不加限制地使用化石燃料，在不久的將來，人類將無法在地球上生存下去。能源危機已經(jīng)成為人類生發(fā)展不可回避的重大問題！目前，各國之間日益激烈的能源競爭和儲備，都無法從根本挽救資源消耗。需找新的可在生替代能原已經(jīng)成為各國科學家研究的主要方向。各國政府投入巨資來推動可替代能源即“新能源”可持續(xù)利用能源的科學研究，同時相繼出臺《可再生資源法》、《能源法》等相關法規(guī)鼓勵新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這樣以太陽能光伏產(chǎn)業(yè)為代表的新能源產(chǎn)業(yè)將為世界所矚目！太陽能（Solar）是一種的分布廣泛、取之不盡用之不竭的清潔能源。一般指太陽光的輻射能量。在太陽內(nèi)部進行的由“氫”聚變成“氦”的原子核反應，不停地釋放出巨大的能量，并不斷向宇宙空間輻射能量，這種能量就是太陽能。太陽內(nèi)部的這種核聚變反應，可以維持幾十億至上百億年的時間。太陽向宇宙空間發(fā)射的輻射功率為3.8×1023kW的輻射值，其中20億分之一到達地球大氣層。到達地球大氣層的太陽能，30%被大氣層反射，23%被大氣層吸收，其余的到達地球表面，其功率為800000億kW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當于燃燒500萬噸煤釋放的熱量。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能、化學能、水的勢能等等。狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉(zhuǎn)換。

人類對太陽能的利用有著悠久的歷史。我國早在兩千多年前的戰(zhàn)國時期，就知道利用鋼制四面鏡聚焦太陽光來點火；利用太陽能來干燥農(nóng)副產(chǎn)品。發(fā)展到現(xiàn)代，太陽能的利用已日益廣泛。太陽能利用主要有兩大重點方向，一是把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，另一個就是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，即通常所說的光伏發(fā)電。光伏發(fā)電又稱光電，是根據(jù)光生伏打效應，利用光電半導體材料將光能轉(zhuǎn)換為電能的一種新興能源，也稱為太陽能電池，而大量的太陽能電池組組合起來可建成太陽能電站，具有綠色、環(huán)保、無污染、可持續(xù)長期使用等優(yōu)點，是傳統(tǒng)的不可再生能源煤炭、石油所不可比擬的。目前太陽能發(fā)電的成本較高，一臺能滿足家庭日常電器需要的200W的光伏系統(tǒng)，市場價為15000元，如果燃煤發(fā)電成本為1，則光伏發(fā)電大約是煤電的11～18倍，生物發(fā)電（沼氣發(fā)電）的7～12倍，風能發(fā)電的6～10倍。太陽能光伏發(fā)電成本約為2.8～3元／千瓦時，隨著技術(shù)進步和規(guī)模擴大，估計到2015年成本方可降到0.5元／千瓦時。而火力發(fā)電的成本僅為0.2元／千瓦時，水力發(fā)電的運營成本僅為0.03～0.05元／千瓦時。因此，太陽能技術(shù)的關鍵是降低成本。但太陽能與其他新能源相比在資源潛力和持久適用性方面更具優(yōu)勢，從長遠前景來看，光伏發(fā)電是最具潛力的戰(zhàn)略替代發(fā)電技術(shù)。二、太陽能發(fā)電系統(tǒng)1、太陽能發(fā)電系統(tǒng)的工作原理白天，在光照條件下，太陽電池組件產(chǎn)生一定的電動勢，通過組件的串并聯(lián)形成太陽能電池方陣，使得方陣電壓達到系統(tǒng)輸入電壓的要求。再通過充放電控制器對蓄電池進行充電，將由光能轉(zhuǎn)換而來的電能貯存起來。晚上，蓄電池組為逆變器提供輸入電，通過逆變器的作用，將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，輸送到配電柜，由配電柜的切換作用進行供電。蓄電池組的放電情況由控制器進行控制，保證蓄電池的正常使用。光伏電站系統(tǒng)還應有限荷保護和防雷裝置，以保護系統(tǒng)設備的過負載運行及免遭雷擊，維護系統(tǒng)設備的安全使用。2、太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成太陽能發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池方陣、蓄電池組、充放電控制器，逆變器和交流配電柜等設備組成。其各部分設備的作用是：⑴太陽能電池方陣：太陽能電池方陣是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是光伏發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。太陽能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種。⑵蓄電池組：其作用是貯存太陽能電池方陣受光照時發(fā)出的電能并可隨時向負載供電。光伏發(fā)電對所用蓄電池組的基本要求是：a.自放電率低；b.使用壽命長；c.深放電能力強；d.充電效率高；e.少維護或免維護；f.工作溫度范圍寬；g.價格低廉。目前我國與太陽能發(fā)電系統(tǒng)配套使用的蓄電池主要是鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池。配套200Ah以上的鉛酸蓄電池，一般選用固定式或工業(yè)密封式免維護鉛酸蓄電池，每只蓄電池的額定電壓為2VDC；配套200Ah以下的鉛酸蓄電池，一般選用小型密封免維護鉛酸蓄電池，每只蓄電池的額定電壓為12VDC。⑶充放電控制器：其作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。由于蓄電池的循環(huán)充放電次數(shù)及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素，因此能控制蓄電池組過充電或過放電的充放電控制器是必不可少的設備。太陽能控制器的在溫差較大的地方，合格的控制器還應具備溫度補償?shù)墓δ?。其他附加功能如光控開關、時控開關都應當是控制器的可選項。⑷逆變器：在很多場合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到DC-DC逆變器，如將24VDC的電能轉(zhuǎn)換成5VDC的電能。由于太陽能電池和蓄電池是直流電源，而負載是交流負載時，逆變器是必不可少的。逆變器按運行方式，可分為獨立運行逆變器和并網(wǎng)逆變器。獨立運行逆變器用于獨立運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，為獨立負載供電。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡單，造價低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統(tǒng)。正弦波逆變器成本高，但可以適用于各種負載。逆變器保護功能：a、過載保護；b、短路保護；c、接反保護；d、欠壓保護；e、過壓保護；f、過熱保護。⑸交流配電柜：其在電站系統(tǒng)的主要作用是對備用逆變器的切換功能，保證系統(tǒng)的正常供電，同時還有對線路電能的計量。三、優(yōu)勢光伏發(fā)電以太陽光能為能源，也稱謂太陽能發(fā)電系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點：太陽能取之不盡，用之不竭；太陽能避免長距離供電，可就近供電；太陽能發(fā)電系統(tǒng)采用模塊化安裝，建設周期短；太陽能發(fā)電安全，不受能源危機影響；太陽能發(fā)電系統(tǒng)全部是電子器件，沒有機械轉(zhuǎn)動部件，維護簡單、壽命長；清潔，不用燃料，不產(chǎn)生廢物。四、問題與希望1.光電轉(zhuǎn)化率很低。2008中國上海市納米專項基金的支持下，研制出新型仿生太陽能電池，它的光電轉(zhuǎn)化效率已超過10%，接近11%的世界最高水平。從數(shù)據(jù)我們能夠看出，11%這個極低的水準卻是目前世界上無法逾越的高度。因此，太陽能光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率低，依舊是國家乃至世界研究組一直以來希望妥善解決的問題。2.光伏發(fā)電需要很大的面積。太陽能電池板正越來越多地點綴于城市建筑的屋頂、墻壁，成為一座座所謂“清潔無污染”的太陽能電站。然而，在這種被稱為“綠色電站”的身后，卻“隱藏”著一系列高能耗、高污染的生產(chǎn)過程。即使作為第三代太陽能電池的染料敏化電池來說，雖然它最大吸引力在于廉價的原材料和簡單的制作工藝。據(jù)科學家估算，它的成本僅相當于硅電池板的1/10。但是此類電池的效率隨面積放大而降低。這一點又與太陽能發(fā)電需要充足的日照和廣域的面積相矛盾。3.所需光照要求復雜。太陽能發(fā)電所需的必要條件就是光照指數(shù)，如在陽光不太充足的多云天氣亦或者是雨天和悶熱的天氣里，太陽光伏效應轉(zhuǎn)換的效率將會大幅度降低，然而系統(tǒng)還仍需連續(xù)供電。4.光伏發(fā)電成本太高。在太陽能電池中硅系太陽能電池無疑是發(fā)展最成熟的，但其成本居高不下，遠不能滿足大規(guī)模推廣應用的要求。最新研制的SunPower新的太陽能電池板效率達到22%，盡管其光電轉(zhuǎn)化效率也非?？捎^，但受原料價格和提純工藝的限制，發(fā)電成本始終高高在上，讓很多企業(yè)和商家望洋興嘆。晶硅太陽能電池的主要材料是硅片，比如鋪設在大面積的太陽能電池幕墻。然而目前，太陽能電池板主要用的硅，其高純度是99.9999%。它的硅技術(shù)被德國、日本、美國等幾個公司壟斷了,但是國內(nèi)的研發(fā)需要高端材料?？上攵柲茈姵赜玫墓瓒际沁M口的。它的價值不菲，成本太高。五、光伏發(fā)電的應用目前光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面：一是為無電網(wǎng)地區(qū)提供電源；主要為廣大無電網(wǎng)復蓋的偏遠地區(qū)居民生活生產(chǎn)提供電力；二是太陽能日用電子產(chǎn)品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈等各種燈具；三是并網(wǎng)發(fā)電，這在發(fā)達國家己經(jīng)大面積推廣實施。我國并網(wǎng)發(fā)電還未起步。太陽能發(fā)電雖受晝夜、晴雨、季節(jié)的影響，但可以分散地進行，所以它適于各家各戶分激進行發(fā)電，而且要聯(lián)接到供電網(wǎng)絡上，使得各個家庭在電力富裕時可將其賣給電力公司，不足時又可從電力公司買入。實現(xiàn)這一點的技術(shù)不難解決，美國、日本等發(fā)達國家都已制定了相應法律，保證進行太陽能發(fā)電的家庭利益，鼓勵家庭進行太陽能發(fā)電。六、太陽能發(fā)電的前景太陽能發(fā)電有更加激動人心的計劃。一是日本提出的創(chuàng)世紀計劃。準備利用地面上沙漠和海洋面積進行發(fā)電，并通過超導電纜將全球太陽能發(fā)電站聯(lián)成統(tǒng)一電網(wǎng)以便向全球供電。據(jù)測算，到2050年、2100年，即使全用太陽能發(fā)電供給全球能源，占地也不過為186.79萬平方公里、829.19萬平方公里。829.19萬平方公里才占全部海洋面積2.3％或全部沙漠的51.4％，甚至才是撒哈拉沙漠的91.5％。因此這一方案是有可能實現(xiàn)的。另一是天上發(fā)電方案。早在1980年美國宇航局和能源部就提出在空間建設太陽能發(fā)電站設想，準備在同步軌道上放一個長10公里、寬5公里的大平板，上面布滿太陽電池，這樣便可提供500萬千瓦電力。但這需要解決向地面無線輸電問題?，F(xiàn)已提出用微波束、激光束等各種方案。目前雖已用模型飛機實現(xiàn)了短距離、短時間、小功率的微波無線輸電，但離真正實用還有漫長的路程。世界目前已有近200家公司生產(chǎn)太陽能電池，但生產(chǎn)設備廠主要在美日德企之手。近年韓國三星、LG都表示了積極參與的愿望，中國海峽兩岸同樣十分熱心。據(jù)報道，我國臺灣2008年結(jié)晶硅太陽能電池生產(chǎn)能力達2.2GW，以后將以每年1Gw生產(chǎn)能力擴大，當年并開始生產(chǎn)薄膜太陽能電池，今年將大力增強，臺灣期待向歐洲“太陽能電池大國”看齊。2010年各國及地區(qū)有1GW以上生產(chǎn)計劃的太陽能電池廠商有日本Sharp，德國Q—Cells，Scho-Solar，挪威RWESolar，中國SuntechPower等5家公司，其余7家500MW以上生產(chǎn)能力的公司。近年世界太陽能電池市場高歌猛進，一片大好，但百年不遇的金融風暴帶來的經(jīng)濟危機，同樣是壓在太陽能電池市場頭上的一片烏云，主要企業(yè)如德國Q—Cells的業(yè)績應聲下調(diào)，預年今年世界太陽電地市場也會因需求疲軟、石油價格下降而競爭力反提升等不利因素而下挫。但與此同時，人們也看到美國．奧巴馬上臺后即將施行GreenNewDeal政策，包括其內(nèi)的綠色能源計劃可有1500億美元的補助資金，日本也將推行補助金制度來繼續(xù)普及太陽能電池的應用。中國財政部和住建部聯(lián)合發(fā)布《關于加快推進太陽能光電建筑應用的實施意見》和《太陽能光電建筑應用財政補助資金管理暫行辦法》，市場對此反應熱烈，兩份文件徹底打破了太陽能行業(yè)寒冷的局面，是光伏行業(yè)發(fā)展的新起點。根據(jù)《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，我國力爭使太陽能發(fā)電裝機容量達到1.8GW（百萬千瓦），到2050年將達到600GW（百萬千瓦）。預計，到2050年，中國可再生能源的電力裝機將占全國電力裝機的25%，其中光伏發(fā)電裝機將占到5%。未來十幾年，我國太陽能裝機容量的復合增長率將高達25%以上。七、太陽能電池太陽能電池(solarcell)，又稱光電池、光生伏打電池，是一種將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的半導體器件。能產(chǎn)生光伏效應的材料有許多種，如：單晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化鎵、硒銦銅等。1839年，法國物理學家A.E.貝克勒爾意外地發(fā)現(xiàn)，用兩片金屬浸入溶液構(gòu)成的伏打電池，受到陽光照射時會產(chǎn)生額外的伏打電勢，他把這種現(xiàn)象稱為光生伏打效應。1883年，有人在半導體硒和金屬接觸處發(fā)現(xiàn)了固體光伏效應。后來就把能夠產(chǎn)生光生伏打效應的器件稱為光伏器件。由于半導體PN結(jié)器件在陽光下的光電轉(zhuǎn)換效率最高，所以通常把這類光伏器件稱為太陽能電池，也稱光電池或太陽電池。在電池行業(yè)中，最沒有污染、市場空間最大的應該是太陽能電池，太陽能電池的研究與開發(fā)越來越受到世界各國的廣泛重視。太陽能電池近年被人們用于生產(chǎn)、生活的許多領域。太陽能電池最基本元件是太陽電池（片），是一種光電半導體材料。根據(jù)所用材料的不同，太陽能電池可分為：1、硅太陽能電池“硅”是我們這個星球上儲藏最豐量的材料之一。自從19世紀科學家們發(fā)現(xiàn)了晶體硅的半導體特性后，它幾乎改變了一切，甚至人類的思維，20世紀末．我們的生活中處處可見“硅”的身影和作用，晶體硅太陽電池是近15年來形成產(chǎn)業(yè)化最快。生產(chǎn)過程大致可分為五個步驟：a、提純過程b、拉棒過程c、切片過程d、制電池過程e、封裝過程。硅太陽能電池有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。目前，單晶和多晶電池用量最大，非晶電池用于一些小系統(tǒng)和計算器輔助電源等。所用硅為“提純硅”，純度為99.999999999%(11個9)，比半導體芯片硅片“少兩個9”，提純硅結(jié)晶又分為多晶硅和單晶硅。國產(chǎn)晶體硅電池效率在10～13％左右，國外同類產(chǎn)品效率約12～14％。使用壽命一般可達15年，最高達25年。非晶態(tài)硅太陽電池變換效率最低，但價格最便宜，今后最有希望用于一般發(fā)電的將是這種電池。2、以無機鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池用于特殊用途和實驗室中用的太陽電池，效率要高得多，如美國波音公司開發(fā)的由砷化鎵半導體同銻化鎵半導體重疊而成的太陽電地，光電變換效率可達36％，快趕上了燃煤發(fā)電的效率。但由于它太貴，目前只能限于在衛(wèi)星上使用。3、功能高分子材料制備的大陽能電池4、納米晶太陽能電池等八、光伏產(chǎn)業(yè)利用太陽能的最佳方式是光伏轉(zhuǎn)換，就是利用光伏效應，使太陽光射到硅材料上產(chǎn)生電流直接發(fā)電。以硅材料的應用開發(fā)形成的產(chǎn)業(yè)鏈條稱之為光伏產(chǎn)業(yè)，包括硅料、硅片、電池片、電池組件、應用系統(tǒng)5個環(huán)節(jié)。上游為硅料、硅片環(huán)節(jié)；中游為電池片、電池組件環(huán)節(jié)；下游為應用系統(tǒng)環(huán)節(jié)。從全球范圍來看，產(chǎn)業(yè)鏈5個環(huán)節(jié)所涉及企業(yè)數(shù)量依次大幅增加，光伏市場產(chǎn)業(yè)鏈呈金字塔形結(jié)構(gòu)。在整個產(chǎn)業(yè)鏈中，硅料尤其是高純度的硅料毛利率最高。由于近年來光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，硅料出現(xiàn)供不應求的狀況，硅料的價格更是節(jié)節(jié)攀升。2008年初從以工業(yè)硅為原料提純后所得的多晶硅價格已經(jīng)上漲至約300美元/公斤，部分高純度多晶硅甚至達到500美元/公斤。其次是硅片生產(chǎn)的利潤率較高，而組件生產(chǎn)和工程安裝利潤率最低，約為10%左右。要命的或荒唐可笑的是，98%純度的工業(yè)硅基本都是由中國企業(yè)完成，并較低的價格出口給德國、美國和日本，他們再工業(yè)硅加工成99.9999%純度的多晶硅，再以高出原料價數(shù)十倍甚至近百倍的價格，賣給我國太陽能企業(yè)。我國已經(jīng)成為光伏產(chǎn)業(yè)世界排名的第四位巨人，但有人把這個巨人稱為“瘸腿巨人”，是瘸一條腿的殘疾人，不掌握核心技術(shù)，根本無法與別人競爭。當前中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展要實現(xiàn)量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變，仍需突破五大瓶頸。一是中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)兩頭在外，即90%以上的硅材料依賴進口且價格過高，而且90%以上的產(chǎn)品依賴出口；二是中國太陽能產(chǎn)業(yè)起步只有10多年時間，在設備、工藝、技術(shù)、市場和人才等方面基礎還很薄弱，核心技術(shù)特別是硅材料仍需引進技術(shù)，消化和吸收；三是盡管10年間世界晶體硅光伏組件的生產(chǎn)成本降低了近1/3，但國際市場售價與中國的消費能力仍有很大距離；四是雖然中國《可再生能源法》已正式實施，國家也配套出臺了一系列優(yōu)惠政策，但需落到實處還有一個過程；五是太陽能產(chǎn)業(yè)上游產(chǎn)業(yè)的門檻很高，但下游門檻較低，中國企業(yè)普遍存在跟風現(xiàn)象，容易一哄而上，一哄而下。原料硅晶和光伏組件的制造是太陽能行業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)，目前主要集中的美國、日本、德國三國，核心技術(shù)也一直都掌握在幾家公司手中，具有相當?shù)膲艛嘈?。而且由于硅材料嚴重短缺的制約，我國95%的高純多晶硅材料依賴進口，因此太陽能電池價格高昂，太陽能電池中組件的成本占整套系統(tǒng)的比例達到了70%。使太陽能發(fā)電價格很難有所下降。我國包括臺灣的絕大多數(shù)企業(yè)都是給國外企業(yè)的打工，例如先從Solarworld公司處購入硅片，再加工生產(chǎn)電池片、電池組件，接著繼續(xù)銷售給Solarworld。由于硅晶制造技術(shù)基本上被國外壟斷，已經(jīng)成為制約我國發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的最大瓶頸。做為核心技術(shù)，我們不可能指望從國外買進技術(shù)，必須要靠科研、院校、企業(yè)的自主研發(fā)創(chuàng)新。目前，大部分光伏企業(yè)的產(chǎn)品集中在硅片、電池片和電池組件，以及應用系統(tǒng)方面。硅料的利潤增長點主要是來自高純度的多晶硅，而純度較低的工業(yè)硅（純度為98%～99%）則價格極為低廉。工業(yè)硅料的生產(chǎn)主要在發(fā)展中國家進行，是產(chǎn)業(yè)鏈中高能耗、高污染的一環(huán)。工業(yè)硅料經(jīng)提純后得到高純度的硅料（純度在99.9999%以上）則價格高昂。高純度硅料的供應商主要來自美國、德國和日本的公司。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這些公司有擴大高純度硅料產(chǎn)能的趨勢，如美國HSC公司（HemlockSemiconductorCorporation）的多晶硅產(chǎn)能將從目前的1萬噸增加到2008年的1.45萬噸，預計2010年擴產(chǎn)至1.9萬噸；另一家公司MEMC公司（MEMCElectronicMaterialsInc.）的產(chǎn)能也將由4900噸提高至2009年的8000噸。日本已于1992年4月實現(xiàn)了太陽能發(fā)電系統(tǒng)同電力公司電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)，已有一些家庭開始安裝太陽能發(fā)電設備。日本通產(chǎn)省從1994年開始以個人住宅為對象，實行對購買太陽能發(fā)電設備的費用補助三分之二的制度。要求第一年有1000戶家庭、2000年時有7萬戶家庭裝上太陽能發(fā)電設備。據(jù)日本有關部門估計日本2100萬戶個人住宅中如果有80％裝上太陽能發(fā)電設備，便可滿足全國總電力需要的14％，如果工廠及辦公樓等單位用房也進行太陽能發(fā)電，則太陽能發(fā)電將占全國電力的30％～40％。當前阻礙太陽能發(fā)電普及的最主要因素是費用昂貴。為了滿足一般家庭電力需要的3千瓦發(fā)電系統(tǒng)，需600萬至700萬日元，還未包括安裝的工錢。有關專家認為，至少要降到100萬到200萬日元時，太陽能發(fā)電才能夠真正普及。降低費用的關鍵在于太陽電池提高變換效率和降低成本。不久前，美國德州儀器公司和SCE公司宣布，它們開發(fā)出一種新的太陽電池，每一單元是直徑不到1毫米的小珠，它們密密麻麻規(guī)則地分布在柔軟的鋁箔上，就像許多蠶卵緊貼在紙上一樣。在大約50平方厘米的面積上便分布有1700個這樣的單元。這種新電池的特點是，雖然變換效率只有8％～10%，但價格便宜。而且鋁箔底襯柔軟結(jié)實，可以像布帛一樣隨意折疊且經(jīng)久耐用，掛在向陽處便可發(fā)電，非常方便。據(jù)稱，使用這種新太陽電池，每瓦發(fā)電能力的設備只要1.5～2美元，而且每發(fā)一度電的費用也可降到14美分左右，完全可以同普通電廠產(chǎn)生的電力相競爭。每個家庭將這種電池掛在向陽的屋頂、墻壁上，每年就可獲得一二千度的電力。中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)于20世紀70年代起步，90年代中期進入穩(wěn)步發(fā)展時期。太陽電池及組件產(chǎn)量逐年穩(wěn)步增加。經(jīng)過30多年的努力，已迎來了快速發(fā)展的新階段。在“光明工程”先導項目和“送電到鄉(xiāng)”工程等國家項目及世界光伏市場的有力拉動下，我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。中國大陸光伏產(chǎn)品主要供應給歐美市場，國內(nèi)市場份額很小。近年來，由于歐美各國市場需求的增大，我國光伏產(chǎn)業(yè)取得了快速的發(fā)展，最近5年的年均增長速度達到40%以上。在政策進一步加大扶持力度的背景下，未來光伏產(chǎn)業(yè)的增長前景將更為廣闊。我國光伏發(fā)電產(chǎn)品的市場主要在西部，另有部分產(chǎn)品出口，如組件、小系統(tǒng)和日用太陽能電子產(chǎn)品等。由于國內(nèi)太陽能電池晶片產(chǎn)量遠遠不能滿足需求，許多廠家進口大量電池片封裝組件。在光伏產(chǎn)業(yè)方面，深圳占有部分江山，產(chǎn)品加工能力、產(chǎn)品質(zhì)量和銷量在國內(nèi)外都有一定的影響。目前，中國大陸多晶硅生產(chǎn)獲取的利潤在最終電池組件產(chǎn)品利潤總額中的比例最高，約達到52%；電池組件生產(chǎn)的利潤占比約為18%；而電池片和硅片生產(chǎn)的利潤占比分別約為17%和13%。我國已成為全球最大的光伏產(chǎn)業(yè)基地，形成了一個國際化光伏產(chǎn)業(yè)群，一批民營光伏企業(yè)已