【关键词】光伏产业，产业发展，问题，战略对策
我国目前正面临着严重的能源危机，且伴随着大量的环境问题，致使社会经济发展的可持续性面临严峻的挑战。可再生资源不但能够环节当前人类的能源结构，还能更好地促进社会经济的可持续发展。太阳能是人们最为关心的可再生资源，其不但廉价、环保，对环境的污染也小，若是能够充分利用太阳能的热量来进行发热的话，能源危机将能得到很大的缓解。
1.我国光伏产业发展出现的问题分析
为了更好地提出光伏产业发展的战略对策，就需要对我国当前光伏产业发展中出现的一些问题进行深入地研究，具体来说，主要包括如下几点：
1.1产业融资状况不乐观。为了进行产业相关的研发和生产，需要大量的资本投入，作为资本密集型行业，企业进行融资的渠道仅有上市融资、银行信贷、风险投资等几种。我国当前的金融环境不景气，货币政策收缩，要从银行争取到信贷存在着很大难度。对于中小企业而言，要想上市融资几乎不可能，国内关于风险投资的实践还不十分很充分，当前的融资环境对光伏企业的发展十分不利，生产效率低下的企业将很快被市场所淘汰。
1.2产业对外依赖较强。火力发电会导致CO2排放量增多，光伏产业本来是为了解决这个问题，然而我国当前的光伏产品去主要用于出口，CO2排放量问题并没有得到解决，我国也并没有享受清洁能源，这使得产业发展的目标并未实现，其对于国外市场存在着很大的依赖性。若是国外市场的需求量减小或者出口国贸易保护政策实施，我国的光伏行业都会受到很大的影响。为了缩减财政支出，当前很多对于光伏产业的扶持政策都逐渐降温，太阳能电池需求量也逐渐降低。一些国家为了保护本国的光伏生产企业，陆续出台了贸易保护政策，以维护本国的企业的利益。之所以我国的光伏产业的发展存在较大的对外依赖性，技术限制是一个重要的方面，为了更好地降低对国外市场的依赖，使我国的百姓享受更多的清洁能源，就需要从核心技术的掌握上入手。
1.3产能过剩严重。自2006年开始，我国的光伏产业获得了快速的发展，诸多企业在海外上市，光伏产业逐渐成为了中央和地方支持的新兴产业，这使得进军光伏行业的中小企业的数量越来越多，规模也在不断扩大，截止到2011年底，超过500家光伏企业在进行光伏产品的生产。然而这些产品的结构并不是十分合理，处于光伏产业链下游的企业数量占到了大多数，企业重复竞争的现象比较严重，产能过剩情况日益突出。自2008年金融危机以来，我国的光伏产业面临了“寒冬”，很多光伏企业就此夭折。
1.4光伏并网不畅。当前国外市场仍旧是我国光伏企业主要的依赖，为了更好地促进光伏产业的发展，就需要将国内市场逐渐打开，为此就需要并网发电向居民出售电力，然而这却存在着诸多方面的问题，具体来说，主要包括如下几点：其一，技术不是非常成熟，在电网中接入光伏发电的技术还不是十分成熟，若是鲁莽地进行光伏并网，将会出现诸多方面的问题。其二，太阳能发电受限因素较多。无论是季节、昼夜，还是天气的变化都会对光伏发电造成影响，致使其发电不稳定，若当其出现供电不稳定状况用储备能源发电弥补，则就会造成大量的额外成本的支出。其三，太阳能资源存在区域性，我国太阳能辐射最多的地方是我国的西北部，大量的光伏电当地并不能消耗，需要运输到东部才能实现价值，而长距离的运输成本，也是这一设想的重要的阻碍。其四，补贴政策不完善。光伏电站企业是我国当前主要的政策补贴对象，而电网运输企业获得的补贴则比较少，而电网公司为了改善原有设备需要投入大量的资金，资金链条容易断裂，若是缺乏相应补贴的话，则很难促进其发展。
2.我国光伏产业发展的战略对策
通过对我国光伏产业发展问题的分析，我们对光伏产业的发展有了进一步的认识和了解，在此基础上就需要提出相应的战略对策来促进我国光伏产业的发展，具体来说，主要可以从如下几个方面着手：
2.1加强政策扶持。为了促进光伏行业的发展，政府出台了相应的扶持政策，然而这些政策不系统，难以进行有效地落实，为此，需要从如下几个方面进行改善：其一，要提升公众对光伏产业的认知度。作为一项新兴产业，看似和公众存在一定的距离，但是我们需要认识到的是，只有公众认可和接受这些新兴产业，认识到太阳能资源的重要作用，产业的发展才能得到更好的用户，采油更广阔的市场空间和群众基础。为了提升公众对光伏产业的认知度，台湾地区采取了相关的政策，通过教育系统的教育、公共系统太阳能的使用来逐渐提升公众的认知。大陆也应该出台相似的政策，这样才能更好地提升公众的认知度，奠定光伏产业的市场基础。其二，采取有效的产业政策，为了更好地促进光伏产业的发展，应该对国内外光伏产业的发展状况进行深入的了解，并对产业的发展路径进行选择，这样才能更好地完善产业链条，制定系统的光伏行业发展战略，细化产业政策和决策，使产业目标能够更好地实现。其三，出台相应的财政税收政策，为了更好地促进光伏产业的发展，政府应该制定津贴、税收减免等措施，这样才能为光伏产业的发展创造有利的环境。其四，进行价格激励政策，不断降低光伏发电的成本，并逐渐增强传统发电行业的成本，使新能源价格的市场适应性能够得以提升。
2.2解决贸易争端。“双反”调查在欧美等国家发起，由于缺乏在这方面的应对经验，我国的很多光伏企业蒙受了损失，为了更好地在国际贸易中争取权益，创造公平的贸易环境，完善应对机制，应该从如下几个方面着手：其一，建立预警体系，对行业的相关信息，诸如政策、政治、价格等，这样才能更好地对行业发展的走向进行越策，以便完善相应贸易争端应对手段。其二，提升应诉能力，为了更好地对我国企业的正当利益进行维护，是国外的贸易环境对我国的贸易自由权进行保障，就需要提高我国企业的抗诉能力，以争取应有的权益和保障。其三，加强与国外政府、企业的交流和沟通，为了更好地预防争端的发生，应该建立广泛的交流机制和协商机制，这样才能逐渐改善当前的贸易争端状况。
2.3创新关键技术。巨大的利润是促使光伏企业发展的巨大的动力，然而由于政府引导不到位，我国的光伏产业的发展中出现了产能过剩的现象，其企业多处于产业链的下游，技术能力不强，产品重复竞争压力大，这样就限制了我国光伏产业的发展。为了更好地提升我国光伏产业的核心竞争力，就需要在关键的技术上予以突破，实现技术上的创新，才能更好地促进企业的永恒发展。具体来说，主要可以从如下几个方面着手：其一，促进产学研合作，光伏产业不但需要科研能力、资金实力，还需要技术转化能力，为了更好地促进我国技术的自主创新，攻破更多的核心技术，就需要推动产学研的合作与发展，这样才能更好地将技术转化为产量，促进产业的长远发展。其二，吸取国际经验，为了更好地实现我国光伏产业的发展，应该逐渐与国际接轨，在分析自身状况的基础上制定发展目标和路径，这样才能使我国的光伏产业尽快走出困境。要实现技术的发展，就需要一个系统化的产业平台，国家不但需要建立研发中心、信息中心，还需要建立检测中心、培训中心，只有完善这些企业的服务体系，才能更好地推动我国光伏产业的快速发展，使相关的光伏企业能够得到整合，完善相应的配套设施，实现企业之间的有序竞争与长远发展。
2.4规范行业发展。光伏产业本身是资金密集型产业，若是不顾企业的实际而使这个行业涌入大量的企业的话，只能造成大量的资金、资源的浪费，为此政府应该制定相应的行业准入门槛，使行业的初始发展状况能够更加规范，避免不必要的经济损失，并在行业组织和检测体系的建设上加强力度。通过行业组织，可以更好地优化我国的行业形象，使其更好地进行自律，在国际竞争中表现出优势；要对行业进行调查和监督，将行业报告进行定期，这样能够保障行业发展的正确方向，使相应的重复建设的问题得到改善；整合光伏产业，对于当前我国的光伏产业存在的问题，要有效地解决，加强对行业的整合，完善中小企业联合经营模式，鼓励优势企业进行兼并、收购，这样才能有效地控制产能过程的状况。
3.总结
随着社会经济的快速发展，能源和环境问题日益凸显，若是不对这种状况予以改善的话，我们的生活质量不但会大幅下降，社会经济发展的可持续性也将面临严峻的挑战，在这样的形势下出现了一些新兴产业，如何促进这些新兴产业的发展是摆在我们面前的一个重大问题。太阳能是人们最为关心的可再生资源，其不但廉价、环保，对环境的污染也小，若是能够能够充分利用太阳能的热量来进行发热的话，能源危机将能得到很大的缓解。本文分析了光伏产业发展中出现的问题，在此基础上提出了光伏产业战略发展的对策，希望能够对光伏产业的发展有所帮助。
参考文献：
[1]李红波，俞善庆.太阳能光伏技术及产业发展[J]. 上海电力，2006（04）.
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关键词：太阳能光伏行业；建议
去年下半年以来，受欧盟光伏政策补贴标准下调、美国“双反”调查影响，我国光伏行业发展遇到一些困难。为积极应对光伏产业面临的严峻复杂局面，促进产业健康快速发展，3月份，我们以问卷方式对全省太阳能光伏企业进行调查，了解重点光伏企业现状，征求意见建议，共发放143份调查问卷，回收有效问卷112份，占总发放问卷的78%，主要涉及晶硅材料制造、光伏电池片、电池组件、终端光伏产品和光伏配套产品等领域。从调查情况看，我省太阳能光伏产业保持了平稳较快发展态势，但也存在一些发展隐忧，应当引起充分重视，及时采取切实有效的政策措施，积极加以应对。
1、光伏产业发展现状
1.1 太阳能光伏发电的基本概念。太阳能光伏发电是指利用太阳能光照射晶体材料后产生电子跃迁这一现象进行发电，是一种方便、清洁、安全的可再生能源。目前，普遍使用的光伏元件由硅材料制成，利用太阳光照射时硅元件内的点和分布状态发生变化而产生的电动势能和电流的效应发电。通常情况下，我们将基于硅材料应用开发所形成的太阳电池相关产业链称之为光伏产业。光伏发电产业链主要包括晶体硅原料生产-硅片切割-电池片制造-系统封装与应用四个主要环节。
1.2 太阳能资源概况。我省总体属于太阳能利用条件较好地区，太阳能资源理论总储量居全国第17位，具有较大可开发利用价值和节约常规能源潜力。全省三分之二以上的面积年日照时数在2200小时以上，太阳能可开发利用总量年折合标准煤超过1000万吨，其中，技术上可开发的光伏装机容量超过2000万千瓦，较为丰富的太阳能资源为光伏发电提供了广阔前景。
1.3 产业发展现状。“十一五”以来，省委、省政府高度重视太阳能光伏产业发展，将其摆上突出位置，不断加大措施，狠抓政策落实，各项工作取得积极成效，全省太阳能光伏产业发展势头强劲，有力地促进了能源消费结构优化，为推动经济平稳较快发展做出了重要贡献。一是政策体系不断完善。省政府先后出台了《关于加快我省新能源和节能环保产业发展的意见》、《关于促进新能源产业加快发展的若干政策》和《关于扶持光伏发电加快发展的意见》等一系列政策文件，为光伏产业发展营造了良好政策环境。 2011年，全省规模以上光伏及相关企业达到200多家，实现主营业务收入371亿元，光伏电池及组件产量672兆瓦，同比分别增长19.7%和20%；太阳能光伏发电装机3.7万千瓦，同比增长94.7%。二是技术创新能力逐步增强。坚持将政策引导与市场相结合，通过引进外资和自主投资，光伏电池组件制造能力快速提升，技术创新不断加快。在硅材料、晶硅电池、薄膜电池、光伏电池组件、光伏发电系统、光伏逆变器、太阳能灯具、城市照明及景观应用等领域新上了一批项目，形成了以东营光伏、孚日光伏、力诺光伏、威海中玻光电等骨干企业为主体的企业集群。三是薄膜光伏电池实现突破。拥有自主知识产权的第五代太阳能光伏薄膜电池组件，大中型薄膜电池玻璃广泛应用于现代大型建筑装饰领域，进一步拓宽了太阳能光电建筑一体化应用领域。目前，薄膜电池产能已超过150兆瓦，产量和技术水平位居全国前列，薄膜光伏发电最高光电转换效率可达10%左右。预计到2015年,全省薄膜电池年产能将达到2000兆瓦。四是建成了一批光伏发电项目。目前，在建太阳能光伏电站54个，建设规模147.4兆瓦，建成太阳能光伏发电站43个，发电能力100.6 兆瓦，同比增长110%。先后有20个项目被列为国家太阳能光电建筑应用示范，装机容量30兆瓦。青岛、烟台、威海、德州等四市和沂水、即墨、兖州、垦利、巨野等五县先后列入国家可再生能源建筑应用示范市，一批太阳能光电建筑投入使用。五是骨干企业保持较快增长态势。2011年，东营光伏公司电池组件产量220兆瓦，增长39.5%,主营业务收入30.22亿元，增长58.49%；埃孚光伏电池组件产量50.88兆瓦，增长128%，主营业务收入5.17亿元，增长50.02%；商河晟朗、禹城汉能建设的光伏电池生产线, 新增产能 500 兆瓦。今年1季度，全省光伏行业实现主营业务收入101亿元，光伏电池及组件产量达到197兆瓦，同比分别增长16.7%和19.8%,光伏发电并网容量超过10万千瓦。其中力诺光伏公司产、销量分别增长10.07%、35.32%。
2、主要困难和问题
关键词：新能源 光伏产业 发展现状
1.当前国际国内光伏产业应用分析
1.1国际现状
1.1.1世界光伏产业市场发展现状及趋势。近年来，全球光伏发电装机容量逐年递增，欧、美、日是可再生资源的积极推行者，占据了光伏应用市场大部分空间。为不断提高可再生资源发电的比例，各国均提出了2020年光伏发电累计装机容量的中长期目标：
1.1.2世界光伏产业应用领域及成本。一是应用领域，目前发达国家光伏应用领域主要是电站建设和分布式发电两类，分布式发电应用于商业、工业区等领域，此外美国、德国、日本等国均推出“屋顶计划”，鼓励家庭式发电，家庭在满足自身用电的基础上，多于电量可出售给国家电网。2011年，德国分布式发电系统容量占光伏发电装机总量80%，其中主要应用形式为屋顶光伏发电系统。
二是应用成本，美国太阳能先导计划（SAI）2006年预计2015年光伏电价将下降到10美分/kwh（相当于0.7元/kwh）;德意志银行预计到2015年光伏电价达到1元/kwh;日本政府（NEDO）公布的新光伏发展路线图预测到2017年光伏电价达到1元/kwh;欧洲光伏工业协会（EPIA）2009年“sale for 2020”，认为到2020年光伏将在76%的发电市场具有可竞争力。综合世界各大机构的预测，预计全球光伏电价在2015年左右达到1元/kwh，基本实现“电网平价”。
1.2国内光伏产业应用现状
1.2.1国内市场需求逐步开启。可再生资源是未来国与国之间竞争的主要领域，国家对新能源产业的发展尤为重视，特别在欧美“双反”后，国家政策更多的转向了促进国内市场应用，统一上网标杆电价、新能源城市、金太阳工程、光电建筑、光伏下乡等政策正在或即将实施，政策对市场的激励效应将逐步显现。2012年，中央财政拨付资金130亿元，支持光伏发电国内推广应用的总规模达到5200兆瓦。2012年全国光伏发电量占总发电量的1.8%，而欧美等国的占比已达到了3%―5%，国内市场增长潜力巨大。
1.2.2应用领域逐步多样化。一是地面光伏电站建设，青海、宁夏、等日照充足地区地面光伏发电站建设稳步推进，从2009年开始，国家能源局已连续启动两批光伏电站特许招标项目，大型光伏发电站建设扩大了光伏应用需求。二是分布式发电，金太阳工程和光电一体化建筑示范项目逐步推广加速释放了屋顶及建筑物光伏应用的大量需求，2012年金太阳工程招标总量达到4.53GW。三是光伏应用领域进一步拓展，在交通领域，交通警示、公交站台太阳能供电系统、太阳能测速雷达、光伏隔音墙等应用逐步开启;在国内民生领域，光伏应用已开始涉足到太阳能无线音箱外的太阳能家居生活、太阳能户外休闲运动领域、太阳能森林防火数字监控预警系统、智能微型并网逆变器等与民生息息相关的领域。
1.2.3发电成本逐步下降。据国家能源局数据，目前光伏发电的成本比三年前较低了50%，中国太阳能发电价格，在不考虑土地成本的情况下已降到了1元/kwh，2009―2010年国家能源局启动的光伏电站特许招标项目上网电价已接近1元/kwh（见下表）。《中国光伏发电平价上网路线图》预测，中国光伏发电有望在2014年实现工商业用电平价上网，2018年实现居民用电平价上网。
1.3双流县光伏产业应用优劣势分析
1.3.1光伏应用比较优势。一是产业链逐步完善，晶硅光伏方面，已形成多晶硅铸锭、切片、电池片、电池组件等完善的产业链;薄膜光伏方面，非晶硅、碲化镉等薄膜电池全面发展，具备薄膜材料、玻璃基板、薄膜电池的较完整的产业链。二是组件转化率逐步提高，我县光伏企业生产的组件中，薄膜类组件一般转换率为8―10%，其中汉能计划启动的二期项目，利用非晶锗硅纳米硅技术，量产组件光电转换率可达12%，处于行业领先水平。三是产业创新体系逐步完善，“六中心三平台”新能源产业产学研用一体化发展公共服务平台正逐步搭建;与四川大学、中国核动力研究院等高校和科研院所的合作不断深入;国家光伏产品质量监督检验中心第三方平台效应逐步显现;天威新能源 “神鸟”电池、汉能光伏三结叠层结构组件、中光电阿波罗高效碲化镉薄膜太阳能电池等自主创新产品在行业内具备较强竞争力。
1.3.2光伏应用比较劣势。一是产业链高端环节缺失，我县晶硅和薄膜产业链已初步完善，但是上游原料生产和下游工程开发实力明显不足，缺乏多晶硅料生产商和下游安装和发电系统，关键环节的缺失不仅提高了组件成本，也阻碍了光伏应用推广。二是产业创新机制有待突破，我县光伏产业创新已具备了一定的平台，天威、汉能等龙头企业具备自主创新能力，但上下游企业、科研院所和第三方机构基本处于各自为阵的孤立状态，供应链合作创新、产学研协同创新缺乏一个集成创新的行业联盟和协同创新机制。三是产业应用能力急需提升。天威、新光、四川阿波罗等企业已采取放缓投资、缩产销存、降损少亏等方式维持现状。
2.关于加快光伏应用促进产业持续健康发展的建议
2.1拓展应用领域，坚持以市场应用带动产业健康发展
借鉴广东、江苏、合肥等省市经验做法，扩展光伏产品应用领域;鼓励光伏企业与电力部门加强沟通合作，通过合理的电价标准、适度的财政补贴和金融扶持，进一步向分布式发电、远离电网、零星分布的离网农村光伏发电等领域延伸：
建设光电一体化建筑：基于当前光伏发电成本，光电一体化建筑推广主要集中于学校、医院、大型商业综合体、工业区等单体建筑面积较大，用电成本较高的公共建筑领域。
公共设施领域：新建城市公共绿地、广场、公园、景区，住宅小区内的路灯、草坪灯、灯箱等照明设施，应优先采用太阳能光伏、LED综合绿色照明系统，并逐步对现有路灯、警示灯、景观灯、指示牌供电等相关设备进行改造。
促进光伏产业带动传统产业发展：利用分布式发电模式，充分发挥光伏发电对以工代赈、扶贫开发等工程的支持作用，如建设小型光伏发电系统解决农村小型水利设施、植树造林等工程的用电需求。
2.2强化政策匹配，用足用好和积极争取各级政策支持
2.2.1用好用足当前国家政策。一是鼓励天威、汉能、旭双等企业积极包装项目争取“金太阳”、“光电一体化建筑”等政策支持;二是鼓励企业走出去，到青海、、内蒙古、新疆、宁夏以及省内甘阿凉等日照充足的地方建设分布式发电站，充分利用国家对10千伏及以下电压入网，单个并网点总装机容量在6兆瓦以下分布式发电站的政策支持。三是《国家能源局关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》等文件明确提出了对分布式光伏发电示范区等示范项目的支持，根据我县实际条件，积极向上申报示范区建设，增加光伏产品集中应用。四是工信部目前正在制定“光伏下乡”相关政策，鼓励企业积极响应，抢先占领农村市场发展先机。
2.2.2积极争取省市政策支持。一是降低土地成本，根据国家能源局数据，除去土地成本，我国太阳能发电的度电成本已降至一元以下，土地成本成为光伏发电站建设中较重的负担，积极向上对接，争取省市能够给予三州或其他地区光伏发电站项目较为优惠的土地政策，降低企业投资建电站的成本。二是缓解资金压力，积极向省市争取，促进企业创新商业模式，实施资产证券化、金融租赁、中小企业集合债等方式融资;争取省市新能源专项扶持资金能够更大程度的向双流光伏企业倾斜。三是提高电价补贴，借鉴合肥、江苏等地做法，在国家统一上网电价补贴的基础上，对太阳能光伏发电运营企业给予地方配套0.3―0.4元/千瓦时的补贴。
2.3深化协同创新，切实降低光伏终端应用交易成本
2.3.1不断提高光伏产业系统创新能力。一是提高纵向产业链创新能力，鼓励天威新能源、汉能光伏等企业通过长期合约或控股等方式，与上游供应商建立合作创新模式，双方在共同平台上，优势互补，共同进行关键材料和关键设备的研发与应用，减少企业采购和产品推广应用成本。二是提升产学研协同创新能力，利用我县已形成的创新平台，鼓励光伏企业建立由供应链生产方、市场需求方和行业协会、科研院所等机构共同组成的光伏产业联盟，在充分明确供需的基础上，提升“企业+高校+产学研服务平台”协同创新能力，支持关键共性技术研发，全面提升本土化光伏设备技术水平。
电站监控管理水平落后，运维人员技能低下，是制约光伏电站发电能力重要因素。传统管理平台只提供了设备运行状态的基本监控，远无法满足现今电站生产需求。基于现代化信息技术的管理平台通过各类技术集成创新则很好弥补了这一空白，为光伏企业实现数字化运营，可视化管理；为电站提供实时监控、自动告警定位等服务，减少电站运维人员和运维时间，提高发电量也减少电站运行管理成本。青海某大型光伏电站事实证明，使用了现代化信息技术的管理平台，一台20MW的电站至少能减少2~4名运维人员。
2故障设备及时处理，提高光伏发电效率
基于大数据与计算技术的光伏电站管理平台的使用，实现自动定位故障设备，确保故障设备的及时维修或更换，提高光伏电站主要发电设备的发电效率，提升光伏电站运行可靠性，促使电站运行成本降低和电站收益明显提高。
3加强电站监测与诊断，保证发电能力
目前的电站监测与诊断主要侧重单立的设备,检测数据无法共享,不同设备间的运行状况无法进行统筹分析,智能电网环境下数据量远远超出传统电网监测的数据量,包括一次、二次设备;实时在线状态数据;设备的基本信息、试验数据、运行数据、缺陷数据、巡检记录等。面对这些海量的、分布式的、异构的状态数据,传统管理平台常规的数据存储与分析方法会遇到极大的困难，无法满足未来智能电网的可视化监测管理。而基于大数据，云计算技术的管理平台使得成为解决上述问题的利器。
4减少电能损耗，增加企业收益
光伏发电系统作为复杂的技术的集成,使用传统管理平台分析其电能损耗异常困难。目前,较精确的电损计算基本是离线的,主要依靠进出线端和进出变压器端电能表测量得到的数据进行统计。实际中往往因表计不全而难以实现,由于表计的误差或不可靠等因素也会造成数据失常或缺少,以致对所采集的测量数据通常要进行剔除不良数据并进行状态估计处理。随着智能电网的发展,电气元件的数量和种类在不断增加,电损的统计精度、难度在不断加大。依靠现代化信息技术管理平台对电量数据采集、处理能力的强大性和健壮性，精确分析出电网系统中电能损耗各类因素，从而去尽量规避、消除这类因素，减少电能损耗。经过对综合效率在65%~75%、装机容量分别为20MW、30MW和50MW的3个光伏电站10月份数据进行分析,结果显示，电能损耗占比约24%~36%。进一步分析上述30MW光伏电站,其建设投资约4亿元左右,该电站在10月份损耗电量为274.66万kW•h,占理论发电量的34.8%,如果按一度电1.0元计算,10月份至少损失274.66万元,对企业经济效益影响巨大。
5结语
关键词：太阳能瓦片；小户型；屋顶光伏发电系统
对小户型的屋顶光伏发电系统来说，光伏建筑一体化设计能发挥非常好的能效。这是因为小户型建筑的屋顶空间有限，对发电量的需求通常也比较低，所以相比注重光伏发电量和发电效率的的分离式光伏发电设计，发电效率较低但节省空间、综合性能高、功能多样化的一体化设计更适合小户型建筑。在光伏建筑一体化的相关技术中，屋顶用的太阳能瓦片技术是典型代表，该技术融合了光伏发电设计与建筑瓦片设计，令瓦片可以同时满足光伏发电功能和建筑上的力学、防水、防晒等功能，具有很高的实用价值。
1 屋顶光伏发电系统概述
光伏发电系统视其安装位置的不同可以分为两种，一种是安装在建筑外墙位置的侧面光伏发电系统，另一种是安装在屋顶的屋顶光伏发电系统。其中以后者更为常见，因为这种光伏发电系统可以后续添加，具有更高的适性，即使是太阳能瓦片这种对设计有较高要求的光伏发电系统，也只需要在建筑屋顶进行少量的后期设计改造就能实现。基于上述原因，屋顶光伏发电系统拥有更高的应用普及价值。
2 屋顶光伏发电系统在我国的发展现状
（一）我国屋顶光伏发电系统的技术发展现状
我国的光伏产业虽然在近些年呈现欣欣向荣的发展趋势，但从总体技术水平来看仍处于初期的发展培育阶段，相关技术远远称不上成熟。目前来看，我国的光伏发电技术有如下几个特征：
其一，能量转换率低。这是目前制约我国光伏发展的最主要因素，也是要面对的首要问题。我国的光伏发电系统通常只有10%到15%的实际转换率，过低的转换率令光伏发电的成本居高不下，大大降低了技术实用性。直到2010年推出了转换率达到26%的聚光光伏发电技术，这种状况才有所好转，但提高能量转换率依然是光伏发电的首要技术目的。
其二，技术应用化程度不高。我国目前有相当一部分研究机构在进行光伏发电系统的研究，包括光伏企业、各个大学的实验室等，但这些机构中有相当一部分重理论，轻实践，获得的技术成果局限于实验室里，应用程度不高。还有部分研究人员的光伏技术研究与实践缺乏联系，偏离目前对光伏发电系统的实际需求，导致研究成果的社会能效不大。
其三，环境能效相对成熟。我国目前常用的屋顶光伏发电系统理论寿命普遍超过十年，其能量回收周期则大致在三年左右。所以仅从环境能效上来看，我国的光伏发电系统还是有相当水准的，能够在环保节能方面发挥相当大的作用。
（二）我国屋顶光伏发电系统的行业发展现状
从行业发展的角度来看，我国光伏产业的现状有如下两方面特征：
其一，零散发展特征。我国的光伏产业非常分散，缺乏统筹规划，这使得虽然有部分地区或建筑在光伏发电系统的应用上获得了极好的成效，但总体水平迟迟得不到提升，各地的产业发展参差不齐。
其二，社会效益低。光伏产业受限于技术水平，目前还无法实现太高的经济效益，这是其社会效益得不到提升的主要原因。另一方面，我国的光伏产业还无法实现完全独立的产业链经营，晶硅材料之类的主要原材料还要依赖国外的加工技术，这对我国光伏产业的社会效益也造成了一定的负面影响。
3 屋顶光伏发电系统的设计方式
（一）光伏组件设计
光伏组件的设计是传统屋顶光伏发电系统中的主要设计环节，在以光伏建筑一体化理论为基础的光伏设计中，该环节更为重要，也更为复杂。因为太阳能瓦片同时负担光伏发电和建筑功能两方面的任务，所以在选择光伏组件时不只要关注组件的发电能效，还要注意与瓦片基底的组合适性。
光伏发电系统中常用的光伏组件有三种，分别是晶硅组件、薄膜组件、聚光组件。其中聚光组件虽然转换效率高、价格便宜，但需要额外的冷却装置和大体积的聚光镜，不适合应用于太阳能瓦片，所以目前太阳能瓦片选择的组件基本都是晶硅组件与薄膜组件。因为晶硅组件的厚度较大，所以出于美观和体积考虑，又以薄膜组件的选择较多。
（二）光伏阵列设计
在传统的屋顶光伏发电系统设计中，为了保证光伏组件能接受最大限度的光照，发挥更高的能效，需要结合当地的日照条件设计光伏阵列。在应用了太阳能瓦片的屋顶一体化光伏发电系统设计中，由于光伏发电的太阳能电池板与建筑瓦片是一体的，所以光伏发电阵列无法额外设计，必须与瓦片阵列等同。这种硬性要求对光伏发电系统的发电效率有一定的影响，因为无法进行专门光伏阵列设计的太阳能瓦片在接受光照的效率和时间上往往比分离式的太阳能电池板要低，兼之太阳能瓦片使用的光伏组件大多是发电效率较低的薄膜组件，所以这种屋顶光伏发电系统的发电效率基本都比非一体化的光伏发电系统低上一个档次。为了尽可能弥补这一缺陷，需要在最初的建筑工程设计时就把光伏需求考虑进去，令瓦片的排列方式能尽可能接受光照，换言之，太阳能瓦片的光伏整列设计时间需要大幅提前到建筑总体设计阶段。
（三）光伏逆变器设计
光伏逆变器是屋顶光伏发电系统的中枢装置之一，因此选择时务必要谨慎。不过由于其与光伏组件的类型、排列等并无太大的关系，所以应用了太阳能瓦片的光伏发电系统在光伏逆变器的设计选择上与传统的光伏设计基本一致。
太阳能瓦片的每片瓦片都可以看作一个独立的光伏组件，由于转换率较低，所以每片太阳能瓦片的输出电压也不高。而光伏逆变器想要正常运作需要足够高的直流输入电压，单一瓦片的输出电压基本无法满足这一要求，所以需要将太阳能瓦片进行适当串联。由于光伏逆变器功率与组件温度有关，所以在串联瓦片时必须严格计算串联工作电压、光伏组件温度、光伏逆变器电压区间的关系，保证最高温度时的串联工作电压大于光伏逆变器最小电压，最低温度时的开路电压小于光伏逆变器最大输入电压，否则有引发功率失真、逆变器损坏等故障的可能性。
（四）系统组件设计
屋顶光伏发电系统的系统组件指的是不与光伏发电过程本身直接相关的附加系统组件，这些组件虽然不参与直接的光伏发电过程，但对整个系统的正常运作有保障作用。传统的光伏发电系统有两套附加系统组件，分别是防雷系统和保护测控系统，而应用了太阳能瓦片的光伏发电系统因为还要满足建筑工程需求，所以还要增加额外的防水系统。
在这三类附加系统的设计中，保护测控系统的设计基本相同，但太阳能瓦片的防雷系统和防水系统是设计难点。目前常用的设计模式是让太阳能瓦片借用整个建筑的防雷系统，防水系统则延续传统的建筑屋顶防水系统，虽然有一定的能效，但针对性较差，有进一步优化的必要。
4 屋顶光伏发电系统针对小户型的设计优化措施
（一）小户型屋顶光伏发电系统转换效率的优化设计
如前文所述，一体化的屋顶光伏发电系统与小户型拥有非常好的适性，因为小户型建筑对光伏发电的需求量通常比较低，太阳能瓦片这类光伏转换效率相对较低的组件也能发挥较好的能效。但这种情况长期持续下去并不利于太阳能瓦片的进一步应用，所以依然需要针对转换效率进行优化。
在当前的技术条件下，可以尽快应用的转换效率提升措施有二：其一是以小区为单位，实行光伏发电系统的并网化，从小区规划设计阶段就将全部的住宅屋顶设计成太阳能瓦片，以实现全小区的光伏系统联网。虽然不能提升个别瓦片的转化率，但提高了整体的电能接收利用率，相当于间接提高转换效率。其二是在设计建筑的整体结构时，考虑屋顶的日照率，保证屋顶的太阳能瓦片能接受最充分的日照，弥补无法进行光伏阵列设计的效率损失。
（二）小户型屋顶光伏发电系统材料成本的优化设计
材料成本一直以来都是制约光伏产业发展的大问题。目前来看，我国并没有加工和提炼光伏发电系统需要的晶硅材料的必要技术，因此这些材料基本都需要进口，材料成本在这种情况下很难降低。基于此种原因，我们有必要尽快发展我国的光伏产业产业链，积极培养光伏产业的配套企业，争取实现光伏产业原材料生产的国有化，从根本上控制住光伏发电系统的材料成本。
对太阳能瓦片来说，常见的材料成本控制问题发生在光伏组件的选择与瓦片基底的脱离实际上。因此想要优化太阳能瓦片的材料成本，一方面要优选光伏组件，尽可能选用具有较好弱光响应特性与较低价格的非晶硅材料组件，另一方面要结合实际的建设条件设计瓦片基底，尽量选用价格便宜、易于取用的基底材料，避免不切实际的设计。
（三）小户型屋顶光伏发电系统防水措施的优化设计
太阳能瓦片无论从作为发电系统的角度来看还是从作为屋顶瓦片的角度来看，防水功能都是一个必不可少的功能。但目前实际应用了太阳能瓦片的屋顶光伏发电系统基本都没有进行有针对性的独立防水设计，这为光伏发电系统未来的长时间正常运作埋下了一定的隐患。因此，有必要针对太阳能瓦片的结构特点进行适当的防水补强，具体来说，太阳能瓦片上的光伏导线应注意绝缘外皮的完整性；有电通过的各个接入点和接出点要进行防水密封；在有条件的情况下，太阳能瓦片的下方可设置额外的防水隔离层，避免雨水渗入电能的输送系统。
（四）小户型屋顶光伏发电系统使用寿命的优化设计
我国的光伏发电系统组件基本都具有较长的理论使用寿命，通常的使用寿命在20年左右，长的可以达到30年，最短的也超过了十年。但是在实际的应用中，往往达不到理论使用寿命，大部分光伏组件在七八年的时间内就会损坏而无法使用，有些光伏组件的实际使用寿命甚至不超过五年。太阳能瓦片的使用寿命问题更为严峻，根据实际经验，有些地区的太阳能瓦片仅能使用两三年左右。这些使用寿命问题与光伏组件在设计上脱离实际有很大关系，在设计阶段只考虑到了物理冲击与发电能效，忽略了风蚀、酸雨、温差变化等一系列实际因素对组件的侵蚀。因此想要优化太阳能瓦片等光伏组件的寿命，必须结合实际的使用条件。举例来说，在酸雨频发地区，在设计光伏组件时要特别强化其耐酸碱能力；在风沙较大的地区，要提升光伏组件的抗风蚀、抗冲击能力；在雨水较多的地区，要额外强化屋顶光伏发电系统的防水设计。
5 结语
在我国可持续发展战略的大背景下，光伏产业作为节能环保、长效发展的绿色能源产业必将获得更好的发展，光伏发电系统未来有很高的几率实现全面普及。在这一进程中，如何更有效率地将屋顶光伏发电系统应用于小户型建筑是非常重要的一个环节，太阳能瓦片在应用上的日趋成熟化正为这种应用发展指明了方向。相关技术人员有必要对太阳能瓦片的进一步应用加以研究，争取在不破坏平衡性的前提下提升太阳能瓦片的光伏发电能效和建筑工程能效，以赋予其更高的应用价值，令光伏建筑一体化理论获得更好的应用基础。
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能源是人们赖以生存发展的重要物质基础，关系着世界经济和人类社会的发展。随着世界经济的高速发展，能源消耗也急剧增加，传统的石油、煤炭等不可再生能源日渐紧缺。能源危机与由此引发的社会环境问题使世界各国开始大力开发包括太阳能在内的可再生能源，并积极提高其在能源结构中的比重，以期实现社会经济的可持续发展。太阳能是目前已知的可再生能源中最巨大最重要的基本能源，而太阳能光伏发电技术作为最具意义的太阳能利用技术，成为各国研究应用的热点。建筑能耗在能源消耗中占很大比重，建筑节能是各国节能工作的重点之一。在尽可能降低建筑能耗的大环境下，建筑界提出由建筑物本身产生能源的节能新概念，即“21世纪建筑”，光伏建筑一体化(BuildingInte盯atedphotovoltaie，BlpV)也于1991年应运而生。光伏建筑一体化技术是将太阳能光伏发电产品集成到建筑上的技术，使其不但具有护的功能，保证建筑安全防护要求，同时又能产生电能供建筑中电器使用ll]。它具有不污染环境、不占用土地、节省能源的优点。建筑能耗也是我国三大“耗能大户”之一，我国现有建筑的99%以上属高能耗建筑，单位建筑面积采暖能耗为发达国家的3倍以上[2]。我国近年来积极发展光伏产业，加速光伏建筑一体化应用，以促进我国太阳能利用与建筑节能技术的发展。国务院在2006年的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006一2020年)》中也将“太阳光伏电池及利用技术”、“太阳能建筑一体化技术”列为能源领域优先发展的主题。 光伏玻璃是光伏组件不可或缺的组成材料之一。随着光伏产业及光伏建筑一体化的加速发展，光伏玻璃在光伏组件中的使用量也大幅度增长，光伏玻璃行业也逐渐发展壮大。而光伏玻璃不同于普通的平板玻璃和建筑玻璃，除了要满足一般玻璃的物理性能和安全性能外，还必须具备高透性、耐久性、电气安全性等特殊的要求。在对国内外有关建筑用光伏玻璃标准研究的基础上，结合我国光伏玻璃的发展及检测现状，探讨我国建筑用光伏玻璃检测技术和质量控制要求。 1光伏玻璃的种类 狭义上的光伏玻璃是指应用于光伏组件的玻璃，通常以单片形式作为晶体硅组件的盖板或薄膜电池组件的基板，如超白压花玻璃、透明导电氧化物镀膜玻璃等;从广义上讲，应用于光伏建筑一体化的BIPV光伏夹层玻璃组件与光伏中空玻璃组件也可定义为光伏玻璃，因为它们同时是建筑上的安全玻璃构件。 1.1单片光伏玻璃 单片光伏玻璃按照光伏组件中对玻璃的不同性能要求和所起的作用，可分为两类。一类为封装盖板玻璃，在光伏组件中起到封装保护、固定支撑和透光散射作用的玻璃，主要包括超白压花玻璃和超白浮法玻璃。另一类为透明导电氧化物镀膜玻璃(TCO玻璃)，除了有第一类玻璃的作用外，同时还具有传输电流的作用。此类玻璃是在平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。 1.2BIPv光伏玻璃组件 典型的BIPV光伏玻璃组件结构有夹层结构和中空结构两种，简称为光伏夹层玻璃和光伏中空玻璃。夹层结构即将晶体硅电池片置于两块玻璃中间，用胶片将三者粘结为一整体;或将非晶体硅电池片(如薄膜电池片)与玻璃用胶片粘结为一整体，电池片置于结构外侧，如图1、2所示。中空结构分为外置式和内置式两种。外置式是指将上述夹层结构作为中空结构的一块玻璃，与另一块玻璃合成中空结构;内置式是指将晶体硅或非晶体硅电池片置于中空玻璃中间空气层内，如图3、4所示。 2光伏玻璃检测技术和标准现状 2.1单片光伏玻璃 在单片光伏玻璃中，封装盖板玻璃的性能要求与检测方法没有相应的国际标准可参照，国内仅有行业标准JC理200卜2009《太阳电池用玻璃》对其作出了质量要求和检测方法的规定。针对透明导电氧化物镀膜玻璃(TCO玻璃)，国内外均无相应的产品标准。行业内对单片光伏玻璃的安全性能及光学性能较为关注。光伏玻璃对组件起封装保护、固定支撑的作用，且光伏建筑一体化的快速发展，需要光伏玻璃具备安全玻璃的性能。目前对单片光伏玻璃安全性能的检测方法通常参考建筑用钢化玻璃。单片光伏玻璃的光学性能主要是指透射比，是行业内最关注的性能。由于透射比的优劣直接影响光伏组件的光电转换效率，故行业内也将其作为光伏玻璃产品质量最重要的表征。目前，通常用建筑玻璃行业内的可见光透射比来定义光伏玻璃的透射比。但这种检测方法存在缺陷，会出现检测结果一致的光伏玻璃使用在相同配置的光伏组件上，光电转换率结果不同的情况。原因是光伏电池的光谱响应波长范围为4O0nm一1200nm，而可见光透射比的波长范围为380nm一78Onm，若直接以可见光透射比的值来代替光伏玻璃的透射比，忽略响应波长范围中近红外波段的透射比，则会引起透射比与实际光电转换率对应关系出错。虽然《太阳电池用玻璃》行业标准中除了可见光透射比外，还引进了太阳光直接透射比来表征玻璃的高透性，但波长范围的不一致降低了透射比表征产品质量优劣的准确性，这是目前对光伏玻璃透射比检测技术的不足之处。另外，对于透明导电氧化物镀膜玻璃(TCO玻璃)，除了安全性能和光学性能外，还需考虑其导电性能以及镀膜层的耐久性。此两项性能中，行业内较为关注导电性能，目前通常用方块电阻来表示，但尚无统一的技术指标;而对于镀膜层的耐久性则较为忽略，对其性能指标及检测方法均未有针对性的考虑。 2.2BIPV光伏玻璃组件 在光伏建筑一体化的应用中，BIPV光伏玻璃组件可用于建筑物幕墙、门窗、屋顶及遮阳系统等多个部位。目前，国内对BIPV光伏玻璃组件的检测侧重于建筑物完成后的整体性能的检测，如光伏玻璃幕墙与门窗的发电效率、气密性、水密性、抗风压性能，光伏遮阳系统的遮阳性能、隔热性能等。而对于BIPV光伏玻璃组件作为光伏发电组件的耐久性及作为建筑玻璃构件的安全性的技术指标及检测方法均未有针对性的考虑与设计。目前，行业内对BIPV光伏玻璃组件的耐久性能与安全性能的评价及检测，直接参考建筑用夹层玻璃和中空玻璃的国家标准。例如，对光伏中空玻璃组件的耐紫外线辐照、高温高湿、气候循环等耐久性能进行检测时，按照建筑用中空玻璃标准使试样暴露在的规定的环境条件内，而后以测试露点的方式判断中空玻璃是否失效，若未失效则表示检测通过;对光伏夹层玻璃的安全性能(如抗冲击性能、霞弹袋冲击性能等)进行检测时，若试样产生破坏，但胶层未被穿透或撕裂的程度在允许范围内，则安全性能检测通过。这种参考的检测方法和评价标准只能考察BIPV光伏玻璃组件作为建筑玻璃构件的性能，而忽略了BIPV光伏玻璃组件在经受环境暴露和冲击测试后，电池片是否还能正常工作、组件会否产生漏电等电气安全性能。目前的检测方法完全未考虑到BIPV光伏玻璃组件作为光伏发电组件的使用性能，存在较多缺陷。#p#分页标题#e# 3光伏玻璃主要性能及检测方法 鉴于光伏玻璃的使用越来越多，而其评价指标和检测技术尚存在不足，无法保证产品质量评价的全面性，制约了光伏玻璃生产与应用技术的发展。因此，光伏玻璃的性能评价技术指标及检测技术的研究显得极为迫切和重要。通过多年检测和研究工作经验，总结了国外检测技术之后，针对各类光伏玻璃组件的特性及使用情况，提出以下产品的技术要求和检测建议，以期对今后标准体系的完善提供帮助与参考。 3.1单片光伏玻璃主要性能及检测方法 单片光伏玻璃的主要性能包括光学性能、安全性能、耐久性能等，详见表1。其中，安全性能只用于评价钢化光伏玻璃。 3.1.1光学性能 单片形式光伏玻璃的光学性能应考虑有效波长透射比、雾度及铁含量二项指标。有效波长透射比不同于建筑玻璃的可见光透射比或太阳光直接透射比，是指光伏玻璃在光伏电池光谱响应波长范围(4O0nm一1200nm)的透射比，透射比的波长范围与响应波长范围一致才能正确表征光伏组件的光电转换率。对此性能进行检测时，可用分光光度计测得光伏玻璃的光谱透过率，而后参照国际标准1509050一2003《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》中的太阳光辐射相对光谱分布，对40Onm一1200nm波长范围的透过率进行计算，从而得到光伏玻璃的有效波长透射比。雾度与铁含量是从散射光与元素分析的角度表征光伏玻璃的光学性能。雾度是指透明或半透明材料的内部或表面由于光漫射造成的云雾状或混浊的外观，以漫射的光通量与透过材料的光通量之比的百分率表示。雾度表征光伏玻璃对透射光散射能力的性能参数，雾度值增大，可增加光伏电池吸收光的能力，从而提高光伏电池的光电转换效率。其检测方法可参考GB理2410一2008《透明塑料透光率和雾度的测定》。玻璃中的铁元素主要以Fe20:的形式存在，在玻璃生产过程中可通过玻璃原材料或生产设备中引人。FeZO:的存在能使玻璃着色，加大吸热率，从而降低玻璃的透射比。因此，光伏玻璃都为超白低铁玻璃，其铁含量一般在0.008%一0.02%之间，检测方法可依据GB厅1347一2008《钠钙硅玻璃化学分析方法》的规定进行。 3.1.2材料安全性能 参考我国建筑钢化玻璃国家标准GB157632一2005健筑用安全玻璃第2部分:钢化玻璃》，分别从光伏玻璃在平面使用、立面使用、玻璃破碎以及遇高温的情况下，对光伏玻璃的安全性能进行考察。抗冲击性能是在光伏组件平面使用时，模拟高空坠物冲击，考察光伏玻璃是否能抵抗高空坠物冲击力，起到保护电池组件的作用。霞弹袋冲击性能是考察光伏组件以立面状态使用时，光伏玻璃抵抗撞击的能力。此项性能是摆锤式的撞击，模拟人体的肘关节或膝关节对玻璃产生突然撞击时的状态。碎片状态是光伏玻璃安全性能的另一项重要指标，用于评价光伏玻璃在破坏时的状态是否安全。光伏玻璃在破坏时碎片应成均匀的钝角小颗粒，不易对人体造成伤害。碎片状态性能的好坏可用破碎后任何50mmx50mm面积内的最小碎片数以及是否有长条形碎片存在来表征。耐热冲击性能是表征光伏玻璃热稳定性的参数，经过钢化后的光伏玻璃应可承受200摄氏度的温差，可用玻璃经200度温差变化后是否发生破裂来判断热稳定性的优劣。建筑用钢化玻璃的安全性能技术指标及检测技术已十分成熟，以上四项单片钢化光伏玻璃的安全性能可参考建筑用钢化玻璃的相关内容。由于光伏玻璃的厚度较建筑用玻璃的厚度薄，若相应的光伏组件不用于建筑物，则可依据光伏玻璃的特性降低其两项冲击性能的冲击力要求。 3.1.3导电性能及耐久性 TCO作为导电镀膜玻璃，其导电性能和耐久性是表征TCO玻璃质量的指标。导电性能是TCO玻璃的特性，是TCO玻璃作为薄膜电池基板应具备的最基本性能，而镀膜层的耐久性直接关系到薄膜电池组件的寿命。导电性能可用方块电阻值表征，电阻值越低，导电性能越好。耐久性主要包括耐磨性、耐酸性、耐碱性三项，检验方法可部分参照建筑行业镀膜玻璃的国家标准GB理18915.1一189152一2002《镀膜玻璃》。TCO玻璃表面是导电镀膜层，经过人工磨损、浸酸、浸碱等耐久考验后，应最后考察其导电性能有否受损。而建筑镀膜玻璃表面是光学镀膜层，耐久考验后考察的是其光学性能的降低率。 3.2BIPV光伏玻璃组件主要性能及检测方法 BIPV光伏玻璃组件的主要性能应包括安全性能、耐久性能、电气安全性能及防火性能，详见表2。 3.2.1材料安全性能 BIPV光伏玻璃组件首先应满足作为建筑安全玻璃构件的安全性能要求，建议通过抗冲击性能、霞弹袋冲击性能以及耐静荷载性能进行表征。抗冲击性能和霞弹袋冲击性能主要考察光伏夹层玻璃，两项性能的冲击力及冲击程序可直接参照GB15763.3一2009《建筑用安全玻璃第3部分:夹层玻璃》标准进行。但是由于光伏夹层玻璃中间层有用于发电的光伏电池，检测方法及评价标准若只满足建筑玻璃要求，不考虑电池片受冲击后使用性能有否破坏，则在实际使用中也会引起严重的电气安全问题。因此，建议在冲击性能检测前先对BIPv光伏玻璃组件进行最大输出功率及绝缘性的测试。在每个冲击高度冲击完毕后再对此两项性能进行测试，以BIPv光伏玻璃组件不发生破坏、外观质量保持良好，且最大输出功率及绝缘性的衰减在要求范围内的最大冲击高度，对试件抗冲击性能和霞弹袋冲击性能进行性能分级。最大输出功率及绝缘性的相关内容详见本文3.2.3。耐静载荷性能是用于确定BIPV光伏玻璃组件经受雪、覆冰等静态载荷的能力，可采用在组件的前表面和背表面均匀施加静态荷载的方式模拟实际使用情况，组件在加压的全过程及加压后不产生外观缺陷、漏电、最大输出功率及绝缘性严重衰减等现象。 3.2.2耐久性能 太阳能光伏模块的使用寿命一般至少是20年至30年，因此耐久性能是表征BIPV光伏玻璃组件质量优劣的重要指标，且应从建筑玻璃构件及光伏组件两方面进行综合考虑。耐热性和耐湿性是考察光伏夹层玻璃在高温高湿工作环境下是否能满足使用要求，高温高湿耐久性和气候循环耐久性是考察光伏中空玻璃在高温高湿环境下是否能满足使用要求及长时间室外工作的寿命，而耐紫外辐照性试验是为了确定BIPv光伏玻璃组件承受太阳光中紫外线辐照的能力。对此五项性能的检测均为实验室检测技术，其检测技术及评价标准可参考GB15763.3一2009《建筑用安全玻璃第3部分:夹层玻璃》及GB厅11944一2002《中空玻璃》标准。但在测试前后需增加对BIPv光伏玻璃组件最大输出功率及绝缘性的测试及比较，以防在实际高温高湿工作环境中BIPV光伏玻璃组件产生漏电等电气安全隐患。室外曝露试验可初步评价光伏玻璃经受室外条件曝晒的能力，揭示实验室试验中可能测不出来的综合衰减效应，是对实验室耐久性检测的补充。建议此项性能的检测可在GB厅4797.1一2005《电工电子产品自然环境条件温度和湿度》标准所规定的一般室外气候条件下，将BIPV光伏玻璃组件曝露在室外，使之受到一定的总辐射量，通过曝露试验后有否产生严重的外观缺陷、其绝缘电阻及最大输出功率的衰减是否满足相应要求来表征性能的优劣。#p#分页标题#e# 3.2.3电气安全性能 电气安全性能是BIPv光伏玻璃组件作为光伏发电组件的必备性能，建议通过最大输出功率、绝缘性、湿漏电流性能及引出端受力性能来表征。最大输出功率是光伏组件在标准试验条件下的电流—电压特性，此项性能的测定是为了确定BIPV光伏玻璃组件在各种安全性及耐久性试验前后的电性能变化。绝缘性的检测是为了确定光伏玻璃中的载流部分与玻璃边框或外部之间的绝缘是否良好，确保组件使用过程中不产生漏电现象。湿漏电流性能用于评估光伏玻璃在潮湿的工作条件下的绝缘性能，验证雨、雾、露水或融雪的湿气不能进人光伏玻璃内部电路的工作部分，如果湿气进人可能会引起腐蚀、漏电等安全事故。引出端受力性能用于确定引出端及其与BIPV光伏玻璃组件的附着是否能承受正常安装和操作过程中所受的力。电气安全性能评价指标及检测技术可直接参考现有地面用晶体硅光伏组件或地面用薄膜光伏组件标准: 3.2.4防火性能 预防火灾是安全工作的重中之重。对BIPv光伏玻璃组件进行防火性能测试，除了直接对光伏玻璃的耐火性能进行评估外，还应对旁路二极管耐热性能及热斑耐久性能进行评价，以降低BIPV光伏玻璃组件在使用过程中因过热而引起火灾发生的机率。耐火性能测试是为了对BIPV光伏玻璃组件的点燃性、火焰传播性及燃烧穿透性进行评估，其检测方法建议参考UL1703一31<Firetest>标准。旁路二极管耐热性能是评价旁路二极管的热设计及防止对光伏玻璃有害的热斑效应性能相对长期的可靠性。热斑耐久性的测试是为了确定光伏玻璃承受热斑加热效应的能力。热斑效应是指:当光伏玻璃中的一个电池或一组电池被遮光或损坏时，工作电流超过了该电池或电池组降低了的短路电流，在光伏玻璃中会发生热斑加热，此时受影响的电池或电池组被置于反向偏置状态，消耗功率，从而引起过热。旁路二极管耐热性能及热斑耐久性的评价指标及检测技术可参考现有地面用晶体硅光伏组件或地面用薄膜光伏组件标准。 4总结与思考 即将出台的《“十二五”太阳能光伏产业发展规划》中提出我国太阳能发电装机目标为到20巧年达10GW，折算到每年为ZGW，且政府将集中支持骨干光伏企业，提供资金、贷款等方面的扶持。相信未来几年我国光伏行业市场将大规模启动，光伏行业将迎来广阔的发展前景。《规划》也将光伏建筑一体化BIPV组件的生产技术列为十二五产业发展的重点，大力推广扩大光伏建筑一体化的应用。这也将带来光伏玻璃行业新的发展机遇。 目前，无论是各类光伏玻璃的产品标准，还是光伏玻璃主要性能的检测方法标准，都存在缺失。光伏玻璃的性能要求与检测方法也没有相应专业的国际标准可作参考。光伏玻璃行业尚缺乏完整的检测规范和质量检测体系，无法保证太阳能光伏产业的技术水平和产品质量，从而使产品的规范化和系列化的发展受到很大影响，这制约了太阳能光伏技术成果转化和工程化的进展ls]o针对目前光伏玻璃标准体系现状，应正确认识并合理把握对光伏玻璃主要性能，如光学性能、材料安全性能、耐久性能、电气安全性能及防火性能等的评价及检测技术，根据光伏玻璃产品的生产技术发展及实际使用性能要求，研究光伏玻璃特别是BIPv光伏玻璃组件，其符合光伏发电组件及建筑玻璃构件双重身份的技术要求、试验方法、检测规则及包装、运输、安装等一系列内容，编制符合我国国情的技术标准规范，并在此基础上争取上升为国际标准以填辛卜该领域的空白。
【关键词】光伏材料；专利分析
前言
光伏产业因其资源丰富、无污染等优势，有较大的发展潜力，随着能源危机和环境污染问题的日益加剧，越来越多的国家开始加强对光伏的开发利用。光伏的应用领域非常广泛，最终可归结为光伏热利用和电利用两方面。当前，美国、日本等国都将光伏列为未来的主要重点开发能源，其研发重点在于太阳能电池，在这一领域发达国家已取得了很大进展。与国际上蓬勃发展的光伏发电相比，我国光伏技术相对落后，多数跨国公司通过申请大量的高质量专利，抢占我国该领域的制高点，对光伏技术领域关键技术进行层层部署，意图垄断未来的光伏产业市场，针对现状我国光伏企业应根据各自的实际情况量身定做个人的专利布局，迎接国际市场的挑战。
1、光伏领域技术国内外现状
1.1国外现状
在全球太阳能专利技术领域中，日本、美国、德国等为太阳能技术及应用大国，非常重视太阳能光电利用技术的研发与保护，以日本为例，日本经济产业省运用各种措施，发展本国的光伏产业，相关资料显示，日本经济产业省在1993年开始实施“新阳光工程”，布局建立日本本土的太阳能光伏产业和太阳能市场。通过一系列的政府资助和相关研究、开发、示范，在太阳能电池制造技术和降低成本方面取得了长足进步。
1.2国内现状
根据国家知识产权局公布的数据显示，在中国申请的太阳能核心技术专利统计中，外国公司排名明显靠前，特别是日本公司。一个国家、一个产业知识产权的强弱，主要看它的发明专利，我国光伏发明专利市场主要为国外人占领，而光伏实用新型专利则为我国企业所占据，从而出现技术水平普遍较低、专利保护较弱，处于产业链下游的现状。国内企业技术的投入的周期循环总是慢人一步，使得我们的企业技术常常处于“微笑曲线”的底部。
1.3光伏产业的前景
预计到2030年，全世界可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。到2020年，我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW（百万千瓦），到2050年将达到600GW（百万千瓦），光伏发电装机将占到5%。未来十几年，我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。
2、国内专利分析
2.1总体趋势分析
通过整体趋势可以看出，1987年-2005年属于技术起步阶段，国内光伏材料专利申请量较低，每年申请量都在20件以下。从2006年起，专利数量逐年递增，增长幅度不断加大。从分布来看专利主要分布在广东、江苏、上海、北京等省市。这些地区集中了较多的与光伏材料相关的大型企业及科研院所，起步基础高于其他省市，排名前五位的城市除北京外都为南方地区，说明南方地区在接受新的技术上要强于北方地区。整体趋势表明，随着国家对环保、节能和可持续性发展能源技术的进一步推广以及外来技术的引进，该技术领域的专利的增长趋势还将进一步持续，光伏材料相关技术在日后将进入高速发展期。
同时，日本、韩国等国家也在中国申请了光伏材料方面的专利，一方面可能是与中国企业的技术合作；另一方面也可能是为了占领中国广大的市场所做的技术铺垫，这部分专利尤其要引起我们的注意。
2.2申请人分析
通过前10位申请人的综合比较发现，申请人的专利申请量差距明显，除李毅外相对活动年期较短，专利平均专利年龄较低，不少申请人为近几年申请的；其中李毅申报专利较早，活动年期为10年，说明该创益科技公司（李毅）对该领域较为重视投入的精力相对较多、较早，但是专利平均年龄偏低，经检索后得知该公司虽然申报较早但是专利数量偏低，大部分的专利都是2007年申请的，所以造成平均年龄偏低；多数申请人也是在近3年专注专利申报的，相对平均年龄较低，说明企业都逐渐重视专利保护。
2.3技术领域分析
根据各个IPC号对应的专利数量的多少，进行统计分析，研究发明创造活动最为活跃的技术领域，发现技术分布，通过分析发现，国内在光伏材料技术领域的发展重点方向主要集中在以下几个方面：
一是H01L31将光能转化为电能的半导体器件，占总数的63%；二是C01B33光伏产片的材料，占总数的13%；三是C30B29光伏产片的材料占总数的8%。
从IPC申请人构成可以发现，大部分申请人在H01L31领域内都有专利申请，李毅在该领域内申请较为突出，说明东南大学在频率选择方面的研究处于领先地位；通过整体来看除李毅外，其他的公司申请专利的技术领域主要为C30B领域即光伏材料的加工与生产，而李毅主要的技术点分布于生产光伏材料的设备上。
透过技术趋势分析，可以发现我国光伏技术的热点：
1、太阳能电池表面工艺与材质的构成为近几年专利申请的热点，专利数量较为集中；2、光伏材料中的硅片、晶硅的深层次的开发利用正在形成下一个发展趋势，专利的数量在不断的集中；3、新兴技术晶硅薄膜正在受到大家的重视，但是专利分布的较为分散，还没有形成领域，这部分技术可能为下步发展的重点。
3、国外专利分析
3.1趋势分析
从趋势来看，国外在光伏材料领域的专利申请量虽然存在一定的波动，但整体上处于上升的趋势，说明光伏材料相关技术在国外还处于发展期，该技术领域的专利申请数量在一定时期内还将处于上升的趋势，总体来说国外在专利申请增长上较为稳定。
3.2申请人分析
由趋势可以发现前十位专利申请人都为日本和美国的企业，其研发具有延续性与可持续性，专利申请步步为营，每年都会形成一批专利，其中2003年日本企业KYOCERA CORP申请量突增至55件，2004年日本企业SHARP CORP在申请突然增至73件，经检索两家企业申请的主要专利都集中在：将太阳能转为电能的转换器件的电压、电流发生器；说明日本的企业2003-2004年已经感觉到太阳能利用为以后新能源发展的主要方向，都在努力争取该市场的份额，尤其是针对如何将太阳能转换为电能的电子材料与设备，而国内还是将生产太阳能板的材料作为发展的重点。
通过对排名前10位的申请人分下可以看出，日本的申请人占据绝大多数，SHARP CORP和KYOCERA CORP从事研发的人员数量较多，研发实力强；日本企业申请的专利平均年限都为5年左右，活动年期为9年左右，说明日本企业早在10年前就关注该领域的发展，在现有技术的基础上正在在该领域内不断延伸，而且近期申请量正在不断增加，以上公司都是该领域强有力的竞争对手，需要对其密切跟踪、分析。
3.3技术趋势
国外在光伏材料技术领域的发展重点方向主要集中在以下几个方面：一是H01L31（对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射，或微粒辐射敏感的，并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的，或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件；专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或设备；其零部件）占总领域的67%。二是H01M14（电化学电流或者电压发生器）。三是H01Q1/28（专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备）。由此可见国外的重点在光伏材料生产设备与光电转换材料和设备上面。
4、光伏材料专利的现状
通过分析得知，当前竞争日益加剧，进入规模、成本、质量、技术竞争时期。总体来说光伏专利分布为：上游由国外厂商居多，国内企业处于中下游位置。只在最简单的环节发展迅速，其它方面都受制于发达国家，整个产业的竞争能力还有待大力提高。
1、在国外太阳能专利技术领域中，日本、美国、德国等太阳能技术大国，非常重视太阳能光电利用技术的研发、专利申请与保护
2009年在全球前十名光伏专利持有公司中，日本公司占据了9位，目前日本已不满足早期的传统光伏技术，而是把更多注意力放在新一代光伏技术（如聚光发电技术等）方面，保持技术领先。通过分析发现这些国家的太阳能专利均有一半以上集中在制备太阳能光伏材料的设备中，这表明太阳能光伏应用技术与市场紧密结合，为其赢得了先发优势，不失为我市企业学习借鉴的对象。
2、2003年之后薄膜电池的各类专利申请均呈现增长趋势
国内对于薄膜电池的专利申请虽然活跃，情况不容乐观，以硅基薄膜太阳电池为例，20世纪70年代末我国开始对其展开研究，80年代末，小面积电池效率达到11.2%，大面积电池效率超过8%，均达到国际同期先进水平，但在产业化进程中却远远落后国外，那时国内没有一条具有自主知识产权的硅基薄膜电池生产线。
3、薄膜电池产业核心技术专利仍然掌握在国外企业手里
最明显的表现特征是：以美国、日本、德国和韩国为代表的国家对于薄膜电池专利的申请量开始逐年增加，这些国家的太阳能专利一半以上集中在太阳能薄膜电池领域中，而我国专利在相关技术领域只占到三分之一，其中在华专利申请量中，日本又占据优势，中国薄膜企业则相对落后。一个产业的诸多产业链环节出现技术与市场寡断的局面，这很让人感到尴尬，同时也制约着国内薄膜电池的发展。
4、相比薄膜电池，晶硅电池的局面显然要好些，但对于相关核心技术专利不多，国内呈现专利数量多但质量不高的现状
根据报告，目前晶硅领域的专利申请分三类：一类为太阳电池及其组件制作工艺等技术的专利，其申请数量占一定比例；第二类为光伏系统、并网发电、光伏屋顶等太阳电池主要产业应用领域，占一定量的专利申请；第三类是一系列技术门槛较低、实用性强的太阳能应用产品，如太阳能庭院灯、草坪灯、交通标志、广告牌灯，此类专利有大量的申请数量。
5、国内本土实用新型专利占实用新型专利申请总量的95%以上，国外实用新型专利仅有几件
在中国申请的太阳能核心技术专利统计中，外国公司排名靠前，特别是日本的公司，如佳能株式会社、夏普株式会社、三洋电机株式会社等。当前的情况是，我国光伏发明专利市场主要为国外人占领，而光伏实用新型专利则为我国企业所占据，我国企业的技术水平普遍较低、专利保护较弱，处于产业链下游。
5、针对光伏材料现状的两点建议
技术不是一蹴而就，但需要一个积极的氛围，比如国家重视，提供必要的研发条件与资金，比如国内大企业间进行技术攀比，甚至先模仿后超越等，这些主动的、进攻的方式在处于落后状态的情况下都可以倡导。以下提出几点建议以供参考：
1、根据企业不同需求，采用不同专利策略
第一、国内光伏产业的主力军上市企业，其具有自主品牌、一定规模、长期发展计划，这类企业都应重视专利技术与知识产权的获得和保护，根据自己的核心技术建立起技术专利池，同时加大产学研合作交流，做好技术转型机遇的准备。
第二，国有企业，具有资金雄厚、产品性能与质量欠佳、各项建设处于起步阶段的现状；国有企业有条件且有必要申请专利，目前此类企业多拥有自己的实验室与技术中心，同时与国外之间存在合作的专利技术项目。
第三，国内的私营企业，可以通过申请专利来获得专利技术，进而获得丰厚的垄断利润。部分中小型企业在缺乏研发条件时，根据需求可寻找适合的专利技术发明人，进行专利转让、许可、购买等方式。
2、国内太阳能企业应逐步建立专利联盟
与跨国公司主导的各种国际专利联盟相比，我国太阳能企业的专利无论在数量上还是质量上都处于起步阶段，需要大力倡导与发展。我国太阳能企业实施专利战略应考虑企业的实力，不同企业由于其技术领域的实力差距在实施专利时也不尽相同。具有较强实力、在技术上处于领先地位的企业可以采用进攻型专利战略，其方法主要是采取专利技术垄断，通过专利技术许可、专利申请等方式，以获取最佳的收益；经济实力较弱、技术落后的企业，通常采用防御型专利联盟战略，即利用对专利技术的二次开发、技术引进等方式开拓自己的市场。
参考文献
[1]2010-2015年光伏太阳能行业发展前景分析及投资风险预测报告
关键词：太阳能利用、光伏发电、市场现状、发展前景、经济价值
中图分类号：TK511文献标识码： A
引言
太阳能是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作集热或发电。太阳能是可再生能源，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。自1995年以后，世界太阳能利用进入一个新的发展期，太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合；在加大太阳能研究开发力度的同时，注意将科技成果转化为生产力，加速商业化进程，扩大太阳能利用领域和规模，经济效益逐渐提高。
当今世界，化石能源日趋紧张，环境污染日益严重，为了顺应节能环保、绿色低碳的能源利用趋势，本文从太阳能发电系统组成入手，分析了太阳能光伏发电的投资费用、运营成本、政策补贴、发展前景等问题，对太阳能发电的前景做出展望。
太阳能系统介绍
2.1太阳能光伏发电系统组成
太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。各部分的作用为：
（1）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
（2）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。
（3）蓄电池：一般为铅酸电池，一般有12V和24V这两种，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
（4）逆变器：在很多场合，都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。
太阳能相关政策
国家相关政策
2013年8月31日，国家发展改革委出台《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》（发改价格[2013]1638号），对光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。
通知明确，对光伏电站实行分区域的标杆上网电价政策。根据各地太阳能资源条件和建设成本，将全国分为三类资源区，分别执行每千瓦时0.9元、0.95元、1元的电价标准。对分布式光伏发电项目，实行按照发电量进行电价补贴的政策，电价补贴标准为每千瓦时0.42元。 通知指出，分区标杆上网电价政策适用于今年9月1日后备案（核准），以及9月1日前备案（核准）但于2014年1月1日及以后投运的光伏电站项目；电价补贴标准适用于除享受中央财政投资补贴之外的分布式光伏发电项目。标杆上网电价和电价补贴标准的执行期限原则上为20年。国家将根据光伏发电规模、成本等变化，逐步调减电价和补贴标准，以促进科技进步，提高光伏发电市场竞争力。
北京市太阳能光伏发电经济价值分析
北京市气候条件
根据调查北京市历年气候条件得知，北京的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，年平均日照2780.2小时，属于比较优质的太阳能发电区域，平均每年为115.84天，平均每天约7小时40分钟。
经济测算补充说明
1. 分布式太阳能发电享受0.42元/度的光伏发电补贴政策；
2. 对于屋顶放置的分布式光伏发电项目来说，1MW的装机容量大概需要1.2万-1.5万平米的屋顶面积；
3. 目前太阳能发电的投资成本在8-10元/W左右,本测算中取9元/W；
4. 对于北京市来说，适用于光伏发电的全年满发小时数为1100-1300小时，鉴于北京市雾霾天气严重，而雾霾对于太阳能发电的影响较大，所以本测算中取1100小时；
5. 光伏发电项目的后期维护成本很低， 10MW的光伏发电项目，其每年的维护费用约为50万元（包含人工费用）。
太阳能光伏发电经济价值数据分析
以北京地区为例，根据北京市气候条件及能源公司到京仪集团和中材天华国际光伏工程技术有限公司调研的数据得知，目前北京市分布式太阳能发电相关数据如下表所示：
由上表计算得出，在比较理想的光照条件下，1MW光伏发电项目经济分析如下：
下面列举北京某太阳能项目经济分析的实际案例，进一步佐证本文中对太阳能发电经济价值分析的结果。
北京某影视产业园屋顶光伏电站项目
项目地址：北京东五环外，可利用屋顶面积约3800平米。项目所在地太阳资源辐射量在120-140千卡/cm2（5020-5840MJ/m2 )之间。鉴于光伏行业现状综合考虑，计算发电量时，太阳能年辐射量取4000-4650MJ/㎡，峰值日照时数取1250h。
初步估算可安装光伏发电容量350kW，本工程实际安装容量为348.4kW,得出本工程第一年理论发电量为43.55万千瓦时。电池组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减，按系统每年输出衰减0.8%计算，25年累计发电量为783.46万kwh,平均每年发电31.34万kWh/年。
下表为该项目经济价值分析：
根据两个太阳能项目的对比结果可知：理论研究得出的数值与实际案例相符。不同项目条件下，太阳能屋顶光伏发电项目的投资回收期一般为6-9年左右，在现有补贴政策下，太阳能发电具有较好的经济收益和投资价值。
结语
分布式光伏电站工程的建设，符合我国可持续发展能源战略规划，也是发展循环经济模式，建设和谐社会的具体体现。对于促进节能减排、打造低碳城市将产生积极的推动作用，同时对推进太阳能利用及光伏发电产业的发展进程具有非常大的意义。
自1995年起，太阳能光伏发电进入了一个新的发展阶段，由于技术水平的提高，太阳能项目初投资的关键——太阳能板的造价平均每五年降低一半，由此发展下去，太阳能发电必将迎来发展的黄金期。
参考文献：
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