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尽管以可再生能源为主的新能源在全球能源生产中所占的比例较小，但其发展应用的潜力巨大，其中太阳能、风能、地热能和生物质能（包括木材、废物和乙醇燃料）的消费从2005年的37010亿Btu（英热单位，1Btu＝焦耳）增加到2006年的39540亿Btu，尤其是风能在整个可再生能源（包括水电在内）消费中占比，增加了一个百分点，达到。
美国市场调查公司Clean Edge自2000年以来一直跟踪世界清洁能源的研发进程，其发布的年度报告显示，太阳能光伏、风能、生物燃油以及燃料电池等产品的收益在2007年较前一年增长40％，从2006年的550亿美元增加到2007年的773亿美元（图1）。
图1 2007年部分新能源市场规模及对2017年的预测（单位：10亿美元）资料来源：Clean Energy Trends 2008
第一节 太阳能光伏发电
第一节 太阳能光伏发电
1。 光伏发电原理
太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。 太阳能电池发电的主要原理是半导体的光电效应。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。 当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。
目前的主要的太阳能电池是硅太阳能电池。用的硅是“提纯硅”，其纯度为“11个9”，比半导体或者说芯片硅片“只少两个9”；又因为提纯硅结晶后里头的成分不同，分为多晶硅和单晶硅；目前，单晶硅太阳能电池的光电转换率为15％左右，最高达到了24％，使用寿命一般可达15年，最高达25年，比转换率仅12％ 左右的多晶硅太阳能电池的综合性能价格比高。
制作时，多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等，就形成P…N结。然后采用丝网印刷，将精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂一层防反射涂层，电池片就至此制成。电池片排列组合成电池组件，就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框，正面覆盖玻璃，反面安装电极。有了电池组件和其他辅助设备，就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电，需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储，也可输入公共电网。发电系统成本中，电池组件约占50％，电流转换器、安装费、其他辅助部件以及其他费用占另外50％。
1954年，美国贝尔实验室诞生第一个太阳能电池。上世纪60年代开始，美国用太阳能电池作为人造卫星 能源。70年代能源危机爆发，太阳能电池开始被应用到民用领域。
2。世界太阳能发电情况
在德国、西班牙、美国等的带动下，2007年全球太阳能光伏（PV）市场装机新增容量约为3430MW（兆瓦），其中装机容量在200KW以上的大规模的光伏发电厂在过去三年的增长率接近100％。目前，全球太阳能光伏总装机容量达到10GW。从各国太阳能光电市场来看，德国光伏市场在2007年的规模为1328MW，全球市占率为47％；西班牙光伏市场规模则由480MV增长为640MW，而美国的光伏市场规模则增长了57％达到220MW。
在太阳能电池方面，据Solarbuzz的数据，2007年全球太阳能电池的产量约为3436MW，增长率达；其中，薄膜太阳能电池的产能由2006年的181MW增长了一倍，在2007达到400MW。从各国厂商表现来看，日本太阳能电池制造商的产量继续下降，市场占有率从2005的46％下降为26％，而中国太阳能电池制造商的全球市占率，则由2006年的20％增长到2007年35％。
3、我国太阳能发电发展状况
我国具有丰富的太阳能资源，太阳能较丰富的区域占国土面积的2／3以上，年辐射量超过60亿焦耳／平方米，每年地表吸收的太阳能大约相当于万亿吨标准煤的能量，具有良好的太阳能利用条件。特别是西北、西藏和云南等地区，太阳能资源尤为丰富。
太阳能光伏发电是目前成熟的技术，其应用的市场障碍主要是成本过高以及硅材料的短缺，目前光伏发电的成本仍在4—6元／千瓦时左右，与商业化应用有相当的距离。但是，自2004年，在国际光伏市场尤其是德国、日本市场的强大需求的拉动下，我国的光伏产品生产能力迅速扩张，包括晶体硅片和太阳能电池的生产能力、以及太阳能电池组件的封装能力都大为增加，形成了一批具有国际竞争力和国际知名度的光伏电池生产企业。2000年，我国光伏组件的生产能力不到10兆瓦，但截止到2008年底，我国光伏电池产量达到了2500多兆瓦，居世界第1位，出现了跳跃式发展。自2006年以来，一些光伏生产企业又鉴于光伏产业链的发展不平衡的局面，即上游环节（硅锭／片的生产）能力小，下游环节（组件的封装）能力大，造成国际市场多晶硅原料的紧缺和涨价，开始考虑投资硅材料的生产，2007年已经形成了1000吨左右的生产能力，2008年可能生产4000吨的生产能力，估计2010年我国的光伏发电产品产量可能突破5000兆瓦，成为世界最大的光伏电池生产国。
在太阳能光伏市场应用方面，2002—2004年，国家组织实施了“送电到乡”工程，中央和地方财政共安排47亿元的资金，在内蒙古、青海、新疆、四川、西藏和陕西等12个省（市、区）的1065个乡镇，建设了一批独立的光伏、风光互补、小水电等可再生能源电站，其中光伏电站占大部分，应用了万千瓦的光伏电池，促进了国内光伏产业的兴起。但由于光伏发电价格高昂，与主要依赖于国际市场的蓬勃发展的产业相比，国内光伏市场发展步伐稍缓，但一直处于稳步发展和上升状态。特别是各地结合城镇建设，推广屋顶计划、路灯等太阳能发电产品的应用，使得我国光伏发电应用呈上升趋势。到2008年底，累计光伏发电容量为20万千瓦，其中40％左右为独立光伏发电系统，用于解决电网覆盖不到的偏远地区居民用电问题。此外，通信等工业领域和光伏消费品的市场份额也在增长。
考虑到经济成本和支持我国光伏产业持续发展的需要，我国的光伏发电采取了稳步发展的原则和策略。
在今后5—10年内，我国的光伏发电系统的应用一方面还将以户用光伏发电系统和建设小型光伏电站为主，解决偏远地区无电村和无电户的供电问题，将建设光伏发电20万千瓦，为200万户偏远地区农牧民（即目前我国1／3的无电人口）提供最基本的生活用电；另一方面，借鉴发达国家发展屋顶系统的经验，在经济较发达、城市现代化水平较高的大中城市，在公益性建筑物和其他建筑物以及在道路、公园、车站等公共设施照明中推广使用光伏电源，此外，还将开展大型并网光伏系统的示范，为在光伏发电成本下降到一定水平时开展大型并网光伏系统的大规模应用做准备。到2010年和2020年，光伏系统在这3个方面的应用总量将达到约40万千瓦和180万千瓦。
2009年财政部下发《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》；鼓励在建筑上应用光伏发电。对于单项工程应用太阳能光电产品装机容量应不小于50kWp；应用的太阳能光电产品发电效率应达到先进水平，其中单晶硅光电产品效率应超过16％，多晶硅光电产品效率应超过14％，非晶硅光电产品效率应超过6％； 2009年补助标准原则上定为20元/Wp，具体标准将根据与建筑结合程度、光电产品技术先进程度等因素分类确定。以后年度补助标准将根据产业发展状况予以适当调整。
2009年7月21日，国家财政部联合科技部和国家能源局发布财建＇2009＇397号公告，宣布金太阳示范工程正式启动。中央财政从可再生能源专项资金中安排一定资金，支持光伏发电技术在各类领域的示范应用及关键技术产业化，并制定了《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》同时印发。
根据《暂行办法》规定，本次金太阳示范工程项目计划实施年限为2009年…2011年。补贴范围包括利用大型工矿、商业企业以及公益性事业单位现有条件建设的用户侧并网光伏发电示范项目，提高偏远地区供电能力和解决无电人口用电问题的光伏、风光互补、水光互补发电示范项目，在太阳能资源丰富地区建设的大型并网光伏发电示范项目，光伏发电关键技术产业化示范项目，包括硅材料提纯、控制逆变器、并网运行等关键技术产业化，光伏发电基础能力建设，包括太阳能资源评价、光伏发电产品及并网技术标准、规范制定和检测认证体系建设等五项。《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》财政补贴的项目，已享受国家可再生能源电价分摊政策支持的光伏发电应用项目不在本办法支持范围。
工程要求单个项目装机容量不低于300kWp，建设周期原则上不超过1年，运行期不少于20年，并网光伏发电项目的业主单位总资产不少于1亿元，项目资本金不低于总投资的30％。
对于符合条件的示范工程项目，并网光伏发电项目原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50％给予补助，偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70％给予补助�