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太阳：是太阳系中唯一的恒星和会发光的天体，是太阳系的中心天体，太阳系质量的百分之99点86都集中在太阳。太阳系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天体以及星际尘埃等，都围绕着太阳运行。而太阳则围绕着银河系的中心运行，也就是公转。太阳是位于太阳系中心的恒星，它几乎是热等离子体与磁场交织着的一个理想球体。
化学组成：现在太阳质量的大约四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，包括氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量少于百分之二。
太阳能资源的特征是清洁、无污染，到达地球表面的太阳辐射总功率巨大并取之不尽，但另一方面却是它的分散性和间歇性。所谓分散性是指太阳能在地球表面到处可得，但它的辐射度低，到达地球表面的太阳辐照度的最大值小于1000W／m2，年曝辐量因地而异，其最大值也只有2500kWh／m2*a左右。太阳辐照度的间歇性源于地球绕太阳的公转和自转。因此，太阳能利用装置要求有足够的采光面积，而且还需其他能源作备用、补充或设置储能系统。
目前太阳能的开发与利用已经成为日益关注的热点，其中主要集中在太阳能热利用与太阳能发电等领域。在太阳能热利用方面，太阳能热水器及热水系统得到了较为普遍的应用，太阳能热水器主要供应生活和热水。在欧洲、澳大利亚等国，太阳能热水系统主要是作为辅助能源与常规能源系统联合运行，既能供应生活和热水，还为建筑供暖：在美国，太阳能热水器主要用于游泳池的加热。
太阳能发电主要包括太阳能热发电与太阳能光伏发电等形式。首先，太阳能热发电主要指聚光类太阳能热发电，是利用聚光集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环持续发电的技术。其次，通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统，即太阳能光伏发电系统。
首先，太阳能热利用是一种可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍、最现实、最有前途，最有可能替代化石能源消耗的太阳能利用方式与技术之一。我国太阳能热利用工程主要包括太阳热水、太阳房、太阳灶、采暖与空调、制冷、太阳能干燥、海水淡化和工业用热等领域。其中太阳能热水器在我国得到了快速发展和推广应用，但产品质量总体水平不高，目前太阳能热水器生产企业有3000多家，大量作坊式企业生产使得市场上近70％太阳能产品在冬天存在安全隐患，消费者总体满意率只有33％至54％。
其次，我国太阳能发电领域起步较早，在国际市场和国内政策的拉动下，我国已成为世界三大光伏电池生产国之一，电池效率达到了21％。但我国太阳能发电技术存在3大问题：一是我国太阳能光伏产业的硅材料主要依靠进口，特别是多晶硅原料严重依赖进口；二是我国太阳能产业，尤其是光伏产业的核心技术及制造装备主要在国外。研究表明，专利主要集中于太阳能热利用技术领域，企业专利申请多以实用新型与外观设计为主，专利质量与创新水平不容乐观；发明专利权人主要是科研机构与高校，作为技术创新主体的企业却因为参与不够或缺乏创新能力而未能成为发明专利的真正创新主体：三是我国绝大部分的光伏产品都出口到欧美及日本等国外市场，国内对太阳能光伏的应用也主要集中在农村电气化和离网型太阳能光伏产品，真正并网型太阳能光伏市场目前还远未形成。
第一，我国是个农业大国，粮食产量已超5亿吨，蔬菜产量已达7亿多吨。我国约有80％的粮食、果蔬等农产品储存在农村，贮藏与加工技术手段普遍落后，导致大量的农产品资源白白浪费，未能创造社会财富，也减少了农民收入。我国农产品的损失率大大高于世界平均水平，据统计，我国粮食生产后损失占粮食总产量的12％～15％，果蔬产后损失率20％~30％；而发达国家农产品产后损失率很低，如粮食损失率控制在1％以下，果蔬在1.7％～5％。
第二，能源紧张是我国乃至世界性资源短缺问题，这是不可抗拒的问题。因地制宜开创太阳能在农产品加工中的工业化应用，实现节能减排，保护生态环境的目标。据统计，脱水果蔬时除去1公斤的水，需要0.57公斤的标准煤(7000千卡／公斤标准煤)：每消耗1吨标准煤，小锅炉要向外排放12公斤的二氧化硫、1.5吨的二氧化碳、15公斤的烟尘和260公斤左右灰渣。
此套设备由农业部规划设计研究院研制，主要由进风筒、太阳能集热器、导风筒、支撑架、离心式风机、电控装置、换热装置、顶升车、载料车等组成，其工作原理是冷空气经过太阳能集热器后被加热，经过导风筒后，由离心式风机送入干燥室，使得空气与被烘干物料间产生温差与相对湿度差，从而加速物料水分扩散蒸发，达到干制的目的。混联式太阳能果蔬烘干机可以烘干散粒状、穗状、条状、片状等物料。
该技术装备集隧道式和箱式干燥于一体，采用太阳能热风控温干燥原理。主要利用太阳能集热板采集热量，加热空气；采用清洗、臭氧杀菌、护绿促干等技术对干燥原料进行清洗、杀菌、护绿、促干等前处理；通过变频调速风机将热空气送入干燥系统实现农产品干燥。具有节能减排，大大缩短干制周期，改善作业环境，无污染，提高产品质量，经济、社会和生态环境效益显著。
此套设备是甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所经多年集成创新研究成功，核心是利用日光温室屋面+太空管集热器及水循环换热器，解决太阳能接收、转化和蓄能问题；通过湿差通风排湿系统充分利用西部地区干燥空气资源，解决冬季、夜间及阴天的辅助加热问题。
太阳能烘干车间采用阳光板采光斜屋面，轻质铝合金支架，其余部分采用砖混结构，车间宽度5～6.5m为宜。集热器选用桑普太空管，太空管集热面积与车间采光层面面积比例1：2～2.5较为经济。物料架为不锈钢网盘式结构，每组设三层，高度1.7m。层间距0.5m，可装载果蔬物料30～50kg。其工作原理为：太阳能集热器接收太阳能后转换释放给传热介质水，水吸热后经车间大面积的片式散热器将热量释放于车间，散热后的水继续进入室内蓄热水箱持续散发余热，然后经循环泵强制压入太阳能集热器继续吸热，周而复始完成太阳能的吸收、转换、释放全过程循环。车间控制系统由配备具有可编程逻辑(PLC)的工控机、控制柜、室内外温湿度传感器、循环风机和MCGS组态全自动控制系统组成，可全天候同时控制、监测、记录和处理脱水车间实时温度、湿度等参数。
此套设由宁夏大学研制，可用于干燥果蔬各种产品。热源主要由1 OOm 2集热板提供，热风炉为辅助。物料从一侧由小车送入，一次装入量为10000～20000kg，最高温度可达到80~C，平均耗煤量在20～70kg／h，干燥周期为35h。
此套设备由福建圣元太阳能科技有限公司研制，干燥房尺寸为：长×宽×高=4000mm×2500mm×3000mm，配备10m2太阳能集热器和l台YG-KRK，14Ⅱ高温热泵烘干机，最高温度可达85~C。按全年290天晴天，75天阴天来计算，太阳能配高温热泵干燥房年运行费用与电加热相比，可节约用电总量为30181kWh，约21126元，节约比高达94.56％。
摘要:本文概述了目前全球能源现状,表明了太阳能发电的重要性和前景,详细介绍了各种太阳能发电方式和它们的优点,并对这几种发电方式作了参数对比。同时指出太阳能发电面临的困难和解决措施,以及我国太阳能发电的有利条件和难点,对未来我国太阳能发电进行了展望。
人类社会已进入21世纪,在新千年开始之际,热门正面临着一系列重大的挑战,全球经济发展,人口迅速增加,需要提供更多的食物、住房和原料,因而对能源的需求量也不断增加。在过去20年中,全世界能源消耗量增加了40%,其中85%以上使用的是矿物燃料。这些矿物燃料燃烧时要产生大量温室气体,全球单是CO2排放量每年就超过500亿吨,而且还在不断扩大。形成的酸雨造成土壤退化,危害动植物。全球气候变暖可能会产生灾难性后果,必须采取坚决措施,减少温室气体的排放。因此,治理环境污染,已成为当务之急。同时,矿物燃料的储藏量是有限的,按目前探明的储藏与开发速度的比例计算,地球上可再开采的能源,石油为40年,天然气约为60年,煤炭为200年。如不采取有效措施,到本世纪中叶,人类必将面临矿物燃料枯竭的严重局面。
为了减少大气污染、保护人类生态环境、保证能源的长期稳定供应,必须实施可持续发展战略,逐步改变现有的能源结构,大力开发利用新能源。这已成为各国的共识。
在新能源中,公认技术含量最高、最有发展前途的是太阳能发电。下面就这两大类太阳能发电方式逐一介绍。
聚光式系统的集热部分由聚光器、、吸收器构成,不同的技术常在此部分有所区别;传输部分由管道和介质构成,介质常是空气或水;储热部分用来保证发电的连续性,介质多为熔盐。聚光式系统可分为塔式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统以及碟式太阳能热发电系统。
塔式太阳能热发电系统也称为集中式太阳能热发电系统。它利用定日镜将太阳光聚焦在中心吸热塔的吸热器上,在那里将聚焦的辐射能转变成热能,然后将热能传递给热力循环的工质,再驱动热机做功发电。
槽式太阳能热发电系统是利用槽式抛物面反射镜聚光的太阳能热发电系统的简称。该聚光镜面从几何上看是将抛物线平移而形成的槽式抛物面,它将太阳光聚在一条线上,在这条焦线上安装有管状集热器,以吸收聚焦后的太阳辐射能,并常常将众多的槽式抛物面串并联成聚光集热器阵列。该系统中机热油回路和动力蒸汽回路分离开来,经过一系列换热器来交换热量。当太阳能供应不足时,利用一个辅助加热器将油回路中的导热油加热,从而实现系统的稳定连续运行。
碟式太阳能热发电系统借助双轴跟踪,利用旋转抛物面反射镜,将入射的太阳辐射进行点聚集,聚光点的温度一般为500—1000℃,吸热器洗手这部分辐射能并将其转换成热能,加热工质以驱动热机(如燃气轮机、斯特林发动机或其他类型透平等),从而将热能转换成电能。该方式的优点是:转化效率最高;可模块化;可以混合发电。
除了上述几种聚光式太阳能热发电方式以外,太阳池发电、太阳能塔热气流发电等新领域的研究也有进展。
太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式,是的那股劲太阳光发电的主流。目前世界上应用最广泛的太阳电池是单晶体硅太阳电池、多晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等。
单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的加工处理工艺基础上的。它的转换效率最高,技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为23%,而规模生产的单晶硅太阳能电池,其效率为15%。硅电池进展的重要原因之一是表面钝化技术的提高。此外,倒金字塔技术、双层减反射膜技术以及陷光理论的完善也是高晶硅电池发展的主要原因。
多晶硅电池与单晶硅比较,由于所使用的硅远比单晶硅少,其成本远低于单晶硅电池,具有独特的优势。但是由于它存在着晶粒界面和晶格错位的明显缺陷,造成多晶硅电池光电转换率一直无法突破20%的关口,低于单晶硅电池。薄膜太阳能电池
薄膜太阳能电池发电是另一种光伏发电方式。由于受到原材料、加工工艺和制造过程的制约,若要再大幅度地降低单晶硅太阳电池成本是非常困难的。作为单晶硅电池的替代产品,现在发展了薄膜太阳电池。目前薄膜电池主要有硅基薄膜太阳电池、化合物半导体薄膜电池、燃料敏化TiO2太阳电池等。
太阳能光伏发电系统的主要优点是:可以有效利用建筑物屋顶和幕墙,无需占用土地资源;可原地发电,原地使用,减少电力输送的线路损耗;各种彩色光伏组件可取代和节约外饰材料(如玻璃幕墙等)在白天用电高峰期供电,从而舒缓高峰电力需求;配备蓄电池后,还能满足安全用电设施的不断电要求;太阳能发电板阵列直接吸收太阳能,降低墙面及屋顶的温升,减轻建筑空调负荷。
前面介绍了几种太阳能热发电技术,除碟式发电系统外,都属于大规模发电系统,只有做成几十到几百兆瓦级的发电站,成本才可能降下来。太阳能塔热气流发电和太阳池发电占地面积大,利用效率不高,仅仅在1%左右。因此太阳能塔热气流发电应放在土地广阔、人口稀少的沙漠地区使用;而太阳池发电应适合放在日照条件好、盐资源比较丰富的地区使用。总体来看,槽式发电系统技术上最为成熟,且其跟踪机构比较简单易于实现,总体成本最低。太阳能热发电系统要实现的是低成本的投资和技术上的高可靠性运行。这要求未来在技术上要进行新型集热材料的研究和开发,快速提高跟踪机构的技术并降低其实现成本。同时发电产业要努力实现规模化,建立大规模的并网系统,既节约成本,又保证系统平稳安全运行。
对于光伏发电来说,总体来看,该产业尚处于起步阶段,主要是由于太阳能发电初期投资大,控制成本高,而太阳能转化效率比较低,且容易受天气等多种因素影响。根据目前光伏发电发展状况和其技术难点,未来的光伏发电研究需要重视以下几个方面:一是加快太阳能原材料晶体硅生产技术的研究和新型替代材料的开发,降低材料成本并提高其转化效率;二是提高系统控制技术,如达到光伏电池阵列的最优化排列组合、实现太阳光最大功率跟踪等;三是研究光伏发电的并网技术,减少光伏电能对电网的冲击;四是研究光伏发电与其他可再生能源发电技术的结合应用,保证供电持续性。
发展太阳能发电的需求主要来自满足农村和边远地区的生产与生活用电和21世纪中持续发展我国电力事业两个方面。在太阳能发电上我国具有得天独厚的有利条件:
(1)丰富的太阳能资源。我国总面积2/3以上的地区年平均日照时数在2000h以上,年平均日辐射量在4000MJ/m2以上,要优于欧洲和日本,与美国相近。如此丰富的太阳能资源可以节省太阳能电池的用量,有利于太阳能发电在较低成本下加以推广。
(2)我国太阳能电池的生产能力超过日本、美国和欧洲,居世界第一位,2007年我国太阳能电池的产量约为1180兆瓦。2007年在全球太阳能生产企业16强中,我国占据了6席。(3)逆变技术是太阳能发电的关键技术之一,由于在大功率开关器件开发和逆变技术的应用等方面,我国已取得长足进步,生产出适用于光伏并网、高效率、高可靠性、低污染、低成本的逆变器成为可能。
(1)我国生产太阳能电池的原材料主要依靠进口,而绝大多数太阳能电池和切片用于出口,这种不利于产业发展的加工业局面必须尽快扭转。
(2)太阳能发电的成本在每千瓦小时3元以上,远远高于目前居民电网用店家的每千瓦小时0.5元。这也是发展太阳能发电的不利一面。
(3)目前,太阳能电池的光电转换效率比较低,比如小尺寸(1cm2)多晶硅太阳能电池的光电转换效率为19.8%,而大尺寸(1000cm2)多晶硅太阳能电池的光电转换效率为12%,为了降低太阳能发电的成本必须提高太阳能电池的光电转换效率。
(4)我国的太阳能发电产业起步于独立型太阳能发电设备(10kW以下),主要用于解决太阳能资源丰富而又无电的边远地区的居民用电。而更大容量(MW级)的并网型太阳能发电设备的投产是降低成本的途径之一。
(5)截止到2005年,我国的风力发电总装机容量为1500MW左右,是太阳能发电总装机容量的20倍,到2020年规划总装机容量为30000MW,也是规划太阳能发电总装机容量的15倍。但两者特点各异。夏季日照足风速低,冬季日照弱风速强;同样白天日照强时风小,夜晚无光照时风大。太阳能发电与风力发电并网是提高电能质量和降低成本的另一途径。
原油价格涨疯了，7月14日，北海布伦特原油竟触及78.66美元/桶的新高。能源危机在世界各国拉响了警报，在此背景下，发展可再生能源的呼声越来越高。而太阳能作为一种可再生的新能源，因其节能和环保的效果，日益受到广泛的重视。
太阳能产业高额的利润率以及对资本市场莫大的吸引力强烈地刺激着资本的神经，一时间，从多晶硅原料到太阳能电池板整个光伏产业链各个环节的项目在国内各地遍地开花，上市公司自然也不甘落寞，纷纷宣布进军太阳能领域。然而，这个被视为继互联网之后掀起的又一轮投资热潮，最终得到是“沙子”还是“金矿”仍有待时间检验。
对于整个产业而言，近年以争夺原材料为主，以技术领先者为王。太阳能的主要开发利用方式为太阳能热电、太阳能热水、以及太阳能光伏发电，而从目前的发展趋势来看，重点发展方向为太阳能光伏发电。
太阳能光伏发电在技术上主要包括晶体硅、非晶硅以及合金薄膜涂层两类，其中，晶体硅光伏发电系统成为目前重点发展对象。整个产业的价值链包括：晶体硅、硅片、电池片、组件以及系统等主要环节。自2004年二季度以来整个光伏发电设备市场处于供不应求的局面，下游环节电池片、电池组件进入壁垒相对较低，扩产速度过快（扩产周期4～6个月），而上游太阳能级晶体硅原料扩建速度较慢，需要长达18～24个月左右的扩产周期，原材料的短缺导致整个产业布局呈现出“倒置漏斗”形状。
由于太阳能级晶体硅原料的短缺，导致高纯硅价格大幅上涨，整个市场基本处于有价无市局面，晶体硅的争夺成为近两三年内相关公司发展战略中的重点。2008年以后，原料的供应随着国际各大晶体硅厂家扩产产能的集体释放将会得到一定程度的缓解，至2010年，整个光伏发电晶体硅的供需基本达到平衡局面。
从整个晶体硅光伏发电产业长期的发展趋势来说，决定整个产业以及公司发展前途的决定性因素在于公司工艺的改进以及技术的提高，例如硅片切割厚度变薄以及电池片转换效率的提高等。
目前，技术领先者量产所使用的硅片厚度在200～210um，到2010年预计硅片切割的厚度将从2004年的300um下降到150um，厚度的下降将导致光伏发电电池成本降低40％左右。此外，目前量产化的多晶体硅电池转换效率在15%左右，如果能将电池转换效率提高1个百分点，整个电池的成本将至少下降6.7%。
而非晶体的电池中，多层砷化镓合金薄膜电池在实验室的转换效率可以达到惊人的35%，但是其生产成本更是高得惊人，暂时还不具备量产的条件。整个非晶体电池在量产化转换效率以及稳定性的提高上还需要一个漫长的过程，在十年之内，难以撼动晶体硅电池占据市场主体的霸主地位。
近年来，由于欧洲、美国、日本等国家需求大幅增长，光伏发电设备市场处于供不应求的局面。EPIA（欧洲光伏工业协会）于2006年1月调整了对全球光伏市场的需求预测，预计至2010年，将全球光伏发电系统安装容量从3.2GWp（亿千瓦）调高到5.4GWp，太阳能级晶体硅需求量为30000吨/年。国际市场光伏发电设备市场将维持超过30％的复合增长率。
就国内市场前景而言，类似于发达国家采取的一些政府鼓励、财政补贴手段将会得到实施，光伏发电设备市场潜力巨大，近期内主要的安装地区为西部以及一些城市示范工程等。
根据《中国可再生能源法》，国内整个光伏发电安装容量将从2005年的65MWp（兆瓦）发展到2010年的450MWp，复合增长率将超过38％，至2010年国内在光伏发电系统的投资总额将达到131亿～175亿元。
国内的长期需求来自类似于目前发达国家的阳光屋顶计划以及沙漠发电计划。光伏发电安装总量将发展到2020年3万MWp，2050年的10万MWp。
目前，国内在高纯度晶体硅上游企业分布比较少，2005年高纯晶体硅的主要厂家有四川峨眉半导体厂，产能设计为100MWp，实际产量为90吨。生产高纯度晶体硅的原料为金属硅，从硅矿到金属硅的工艺相对简单，主要生产国家有德国、西班牙等国，全球金属硅总产能至少有200万吨。
技术上的突破难度以及专业团队的匮乏成为国内发展高纯硅产业的瓶颈。高纯晶体硅的生产具有较高的进入门槛，是资金密集性，技术密集性的产业，目前高纯硅的生产制造工艺基本由国外七大厂家所垄断。
相对来说，国内目前的技术上处于落后水平，生产成本较高，技术团队短缺，相关人才严重缺乏，涉及的项目主要有四川乐山、宁夏石嘴山、湖北宜昌、辽宁陵海、浙江金华等。
从实际的产出来分析，这些厂家在技术上取得突破并顺利达产可能性非常大，新光硅业以及洛阳中硅最有可能分享由于原料短缺引起毛利率大幅提升所产生的额外利润。
目前为止，直接与新光硅业晶体硅原料厂关联的上市公司主要包括G天威（600550，拥有新光硅业的部分股权）以及岷江水电（600131，拥有小部分新光硅业股权，对公司盈利影响很小）等。另外，新近计划进行晶体硅原料生产的上市公司包括G南玻（000012）、G苏阳光（600220）等。
而在目前的情况下，国内晶体硅太阳能电池片生产企业都面临同样的困境，即晶体硅原料短缺，如何解决好晶体硅原料的稳定与长期供应成为当务之急，生产企业产能释放程度决定了整个公司的盈利能力、经营的稳定性以及持续性。只有很好地解决了原料供应的问题，才能在原料短缺的2～3年内完成在太阳能电池片的生产上资金以及技术的积累，奠定企业的核心竞争能力。
国内上市公司中，参与晶体硅电池片生产的上市公司主要包括G航天、G天威以及G杉杉（600884）等上市公司，竞争十分激烈。
G 天威拥有天威英利51%的股权和四川新光硅业35.66%的股权，属于一体化光伏企业。其中天威英利硅片年产能70 兆瓦、电池60兆瓦、组件100兆瓦。四川新光硅业在建1260 吨多晶硅产能，计划2006年底投产。2006年一季度，太阳能电池组件占其主营业务收入的41.80％、占主营业务利润的40.73％。并且，有分拆天威英利到纳斯达克市场上市的计划。
此外，G航天控股上海太阳能科技公司52%的股权。2005年，太阳能占到公司主营业务收入和主营业务利润的13.37%和10.87％。G特变（600089）持有新疆新能源股份有限公司约47%的股权。该公司主要在新疆地区从事太阳能的开发和利用，目前对特变电工盈利贡献可忽略不计。而G安泰（000969）2004年与德国Odersun 公司就太阳能电池项目签订了研发合作合同，公司还与清华大学进行了合作并设立了太阳能电池研发中心，并与科委共同开发在地区适用的太阳能电池产品。公司依托德国技术发展的是薄膜电池，未来成本有可能会低于晶体硅电池。目前尚无盈利贡献。
大力开发利用新能源和可再生能源,是我国优化能源结构,改善环境,促进社会经济可持续发展的重要战略措施之一。太阳能光伏发电行业作为可再生能源开发利用行业中的佼佼者,近年来在德国、日本等发达国家光伏市场的推动下,得到了飞速的发展。特别是在传统能源供应日益紧张、价格飞涨的今天,各个国家已经逐步意识到太阳能光伏发电具备永不枯竭、清洁、免维护等多种优势,该产业是世界能源领域的朝阳行业,是未来能源发展的主要方向。该行业今后的大发展必然引领一场新能源开发利用的,从而彻底地改变人们的生活方式。
我国的太阳能光伏发电行业经历了一个从无到有，迅速发展的过程。2000年以后,我国太阳能光伏发电产业的平均年增长率超过40％。2001年,我国光伏电池产量仅3兆瓦,2007年已达到2000兆瓦,居世界第一,6年增长了600多倍,行业内涌现出了无锡尚德、天威保变等一批龙头企业。目前我国的光伏产业链中,太阳能电池产量已占到世界总产量的30%。
国际和国内资本市场的火暴,引发了国内空前的投资热潮,大量的民营企业、国有控股集团从传统行业中转型,以及私人投资、风险投资等各种投资主体,不顾自身的行业背景和经验等条件约束,纷纷加入。大规模的盲目投资促成我国太阳能光伏产业的表象繁荣,产业的进一步发展还面临着技术、市场、管理和环境等众多风险却被普遍忽视。2008年国际金融危机的爆发,使我国近年来快速发展的太阳能光伏产业潜在的危机日益凸显。当国外市场需求出现萎缩,国内市场需求不足的情况下,由于缺乏核心技术的支撑,我国太阳能光伏产业的发展陷入瓶颈。
从目前我国太阳能光伏产业的发展市场特点、产业链特点和产业集群分布上看,其投资风险主要表现在以下几点：
目前,由于国内没有掌握提纯技术,我国太阳能光伏产业发展所需的上游原料主要依赖国际供应。国内多晶硅生产除了中硅公司等在自主研发外,还有一些厂家利用俄罗斯的多晶硅提纯技术,但这些技术与国际先进的技术相比还存在一定的差距,还无法彻底解决高能耗和尾气处理问题。目前,国际上绝大多数多晶硅生产企业都采用闭环改良西门子法生产多晶硅,这种技术基本上可满足环保要求,但是发达国家对我国采取了技术封锁,这个技术在我国还是一个空白领域。此外,企业一旦管理不善,还会造成有毒气体泄漏,发生爆炸事件,这也给很多技术不成熟的企业埋下了安全隐患。
技术差距还将直接导致生产成本的提高。在中国提纯单位多晶硅的耗电量是国际厂商的两倍以上。从企业角度看,硅料项目的高风险还体现在投资巨大且项目建设及回收周期长等方面。通常一个硅料项目的建设周期长达2年,而要完全达产则需要4~5年时间。国内光伏发电技术的不成熟,使光电转换效率尚未达到将光伏发电成本与传统发电成本拉平或接近的程度,一般光伏发电成本在1.5元左右,与传统发电0.43元的上网电价存在较大的差距,也阻碍了国内光伏发电进入商业运营。
国内外市场容量限制也使太阳能光伏产业发展面临瓶颈。以产业链上游原料多晶硅为例,多晶硅作为太阳能产业发展所需要的重要工业原料,在我国市场上长期处于供不应求的局面。价格也从最初的20美元/公斤一度飙升到了400美元/公斤。受暴利,国内企业对多晶硅的投资猛增。截至2009年上半年,四川、河南、江苏、云南等20多个省有近50家公司正在建设、扩建和筹建多晶硅生产线亿元。倘若这些产能全部实现,相当于全球多晶硅年需求量的两倍以上。虽然国内新能源的供给很大,但国内市场需求量却相对较小,目前大部分产能依赖出口,占比高达40%~50%。以光伏电池为例,2008年我国总产量达2300MW(百万瓦),其中97%的产品出口国外,出口总额超过100亿美元。
国际上美国、日本、德国等主要多晶硅生产国都对多晶硅生产实行了技术封锁和市场垄断,国内上马的众多多晶硅项目,实际上都是低水平重复建设,由此导致国内市场无序的价格战和恶性竞争不可避免。在国际贸易摩擦日益激烈的今天,国外市场的任何波动,如通过行业政策或严格的市场准入资质来设置门槛,也会使投资者面临巨大的国际市场风险。
多晶硅光伏电池产品产业链较长,而多晶硅的生产位于产业链的上游,由于技术限制,其产量供应控制在国外少数几个厂家手中。话语权的缺失增加了管理者决策的主观臆测性和管理风险。在具体的生产过程中,从原料、设备、人力168体育app下载、经费等的投入到产品的形成,可能遇到的风险还包括：原材料缺乏或价格上扬；生产设备提前报废；对生产技术人员的培训及其对技术掌握初期估计不足；生产经费投入不足；成品的报废率过高；水、电、煤等能源的供应问题等。
随着光伏产品价格的持续下降,在原材料价格不断上涨的情况下以低成本锁定材料的长期供应,在国际、国内竞争不断加剧的市场环境中打开和保持领先的市场地位,在不断扩张产能的前提下保证设备开工率,这就要求国内太阳能光伏产业建设具备一支过硬的管理队伍,确保科技研发,保证技术不断进步,保证扩张经营中资金链不断裂。
目前在我国太阳能光伏发电系统尚未得到普遍应用,在鼓励利用可再生能源的一系列法律法规中也并没有明确国家具体推行太阳能光伏并网发电的具体时间、要求和优惠条款。2009年9月召开的国务院常务会议上指出,风电、多晶硅等新兴产业出现重复建设倾向，这是多年来中央首次就一贯支持的新能源产业发出产能过剩的警示信号。此后,国家环保部和国家发改委先后发文限制多晶硅进口。国内市场尚未大幅启动,对国外市场的过分依赖必然受到国际间因素的影响制约。如2008年受金融危机影响,欧洲各国相继调减了光伏补贴计划,严重影响了欧洲企业的发展。2008年,占全球市场1/6份额的西班牙一年安装了250万千瓦光伏电池,超过日本政府的10年阳光计划,而2009年西班牙安装的光伏电池缩减到了50万千瓦。在外需明显不足的同时,欧美中国低价产品倾销的声浪却从轮胎行业蔓延至新能源领域。近期,全球最大的太阳能电池制造商德国Q-Cells、美国SunPower等大厂,陆续向当地政府呼吁,重视中国太阳能企业“低价抢单”的状况,希望官方采取保护措施。国内外政策环境的不确定性,给我国太阳能光伏发电行业的发展又带来巨大的市场风险。
通过上述分析可见,我国的太阳能光伏产业发展的速度过快与政策配套、技术进步和内部需求的矛盾正日益凸显和激化。虽然从2008年四季度以来,全球太阳能光伏企业在席卷全球的金融危机中陷入了业绩大幅下滑的窘境。但从根本上来讲,多晶硅价格的“过山车式”波动源于太阳能光伏产业的过度投资。从长期来看,太阳能光伏产业的泡沫被挤压有助于产业长期健康发展。
我国近期陆续出台了《电子信息产业调整和振兴规划》、《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》、《太阳能光电建设应用财政补助资金管理办法暂行办法》等相关政策,太阳能光伏发电《上网电价法》、新能源振兴规划等政策也正在积极制定中。一系列政策的导向性作用将有助于促进太阳能光伏产业的长期健康发展。
首先,我国太阳能光伏产业政策将逐步激活内需市场。国内太阳能光伏市场需求能否启动取决于成本。目前太阳能发电成本依然在2元/度以上,大大高于常规火电、水电的成本,也无法和风电、核电竞争。近期的“太阳能屋顶计划”将中等以上规模的太阳能光伏项目纳入补贴范围,单项工程应用太阳能光电产品装机容量应不小于50kWp；目前太阳能光伏发电成本约为30～40元/Wp,计划补贴20元/Wp,相当于成本的50%以上,发电单位成本可有效降至1元/度电左右。可以预见,受相关政策的刺激,国内太阳能光伏市场将逐步启动。
其次,低成本仍是未来5年太阳能光伏产业的主要策略。我国目前太阳能光伏发电的比重仍相对偏低,未来5年太阳能光伏产业投资策略应该由产能扩充转移至各项技术的成本竞争,资金实力足、整合度高、管理能力强的企业才有机会存活。在次世代的光伏技术威胁下,晶体硅电池上下游产业链的整合力度将进一步强化。另外,根据我国的国情与消费习惯,各类低成本的光伏技术都将有其应用市场。
最后,从长远看,核心技术仍然是发展的关键要素。核心技术的进步可以推动企业成本不断降低,核心技术的掌握还决定着产品的性能和定价权。过去几年,我国的太阳能电池行业和中国某些行业的经历一样,也在充当着代工的角色：一方面,国内太阳能企业高价进口多晶硅等原材料；另一方面,生产出的太阳能电池大部分平价销往国外。这使得国内太阳能电池的生产利润越来越薄,耗费国内能源和人力只能换取到微薄的代工费。长远来看,掌握核心技术是未来太阳能光伏产业健康发展的必由之路。从投资角度看,应该密切关注创新能力强、有望在核心技术上取得突破的企业。
［2］程雪涛.太阳能光伏发电供热系统的性能分析［J］.太阳能学报,2009(5)：624-627.
［3］陈雪,宣益民,韩玉阁. 太阳能热光伏系统性能分析研究［J］.中国科学,2009(5)：1026-1033.
有这么简单吗？多年以来，每当太阳能技术取得什么进展，人们总会欢呼雀跃地认为新的来临了。但是这些每次都以失败告终，主要是因为太阳能技术太过昂贵，而且和核能、风能等其他替代能源比较起来产出效率太低，没有足够的资金来启动大规模的太阳能转化项目。最近，事情却不同了。在意愿、经济压力和技术进展的共同作用下，我们即将迎来一个太阳能时代。
石油价格居高不下，民众普遍认识到石油给环境造成的破坏，对太阳能电池产业的投资狂飙突进，太阳能电池的效率稳定提升，所有这些因素使得我们利用太阳来满足全世界所有电力需求――2005年的保守估计是1.5亿千瓦时――的愿望终于变成了现实。
应用最为广泛的太阳能技术是聚光系统。成排的聚光镜对准太阳，将它的能量聚集在充满液体（比如油或水）的管道上。然后将液体加热到大约400摄氏度，产生的蒸汽推动传统的涡轮发电机。聚光系统能够将它所捕捉的太阳热量的大约20%转化为电能，和某些商业光伏电池差不多，但成本相比之下低得多。
20世纪80年代，美国内华达沙漠建起了9个聚光太阳能发电庄园，它们的总面积才1平方公里，装机容量为35.4万千瓦。这些太阳能庄园本来有扩张的计划，但在20世纪90年代初期，由于石油价格低迷，该计划没有得到实施，但它们继续向当地电网输送电能。现在石油价格高涨，这些计划又重新被提起。2005年12月，自1988年以来美国第一个聚光系统在亚利桑那州宣告落成，它的装机容量为1000千瓦。
其他传统的太阳能发电技术包括西班牙的阳光塔和美国加州的碟状镜。前者的太阳能利用率大约为15%，后者约为24%。2006年西班牙方面投资兴建了第二座阳光塔，装机容量为两万千瓦。美国加州则在该州的沙漠地带兴建两万个碟状镜，建成之后装机容量将达到50万千瓦。
1954年，美国的贝尔实验室发明了第一块光伏电池；自那以后，电池将光能转化为电能的效率就一直是该技术的弱点。问题的根源在于光伏电池运作的方式。所有的光伏电池本质上都是半导体材料，每受到一个光子的撞击，就会释放出一个电子。科学家们设法让这些电子形成电流。
贝尔实验室发现硅最适合于阳光中的光子能量谱。即便如此，他们所制造的第一块电池的转化率只有6%。在随后很长一段时间里，该技术的进展非常缓慢，转化率最高只能达到百分之十几，且成本十分高昂，只能派上军事或航天用途。但过去10年相关技术取得了极大的进展，商业化的光伏电池转化率能够达到20%，实验室的转化率则更高。
2006年，艾伦・巴奈特和他在特拉华大学的同事打破了纪录，他们设计的光伏电池的能量转化率高达42.8%。巴奈特说在不久的将来，转化率为50%的光伏电池将会进入商业领域。他们的设计和现代的生产技术结合在一起，意味着利用太阳能发电的成本已经迅速下降。
德国亚琛的太阳能产业分析家迈克尔・罗格尔指出，由于这项科研成果，在全世界电价最高的地方（日本的部分地区、美国的加州和意大利），太阳能发电的成本已经接近甚至相当于天然气和核能发电的成本。例如在美国，平均电价（传统方式发电）是每度电10美分，而太阳能发电的成本已经下降到差不多每度电20美分。
在这场阳光中领先的国家是德国。2003年11月，由于石油和天然气价格飞涨、全球变暖越来越严重，德国国会批准了一项“馈入税”计划，这项计划给太阳能开辟了广阔的市场。任何人只要利用太阳能发电，就能把所发的电卖给国家电网，价格为每度45～57美分，这几乎是市场价的3倍――消费者用电每度只需支付19美分。法律规定德国的电力公司在2024年之前必须按照这个价格收购居民利用太阳能所发的电。这项计划使大量的德国人产生了投资太阳能电池板的兴趣。时至今日，德国的光伏发电系统已经超过30万套。这让德国成为全世界增长最快的光伏发电市场。世界上已经安装的光伏电池板有55%在德国，每年能够利用太阳能发电30亿瓦特，相当于3到5座传统的发电厂。
意大利和西班牙在2006年追随德国的脚步，也颁布了他们的“馈入税”方案；美国加州的太阳能促进计划投入了28亿美元的现金，资助新安装的光伏发电系统，分摊下来每瓦特的资助额大约为2.5美元。罗格尔预测到2008年，将会有20个国家颁布同样的税收方案。
人们希望，通过刺激需求，这些资助也会刺激光伏技术研究和相关材料的制造技术，将光伏发电的成本降下来。这可能有助于加速已经存在的光伏技术的发展，但也有可能将这个产业逼进死胡同，因为用硅材料制成的光伏电池板很快就会到达转化率的理论极限――大约为30%。然而，澳大利亚新南威尔士大学的马丁・格林认为，人们有可能利用其他材料制造出转化率极限为74%的光伏电池。而且尽管这些资助从某些方面来讲刺激了市场，但多数分析家认为现有光伏电池的成本还是太高，无法成为主流。
所以有许多研究人员开始寻找其他的替代方案。最为便宜的光伏电池是薄膜电池，薄膜电池的体积只有传统光伏电池体积的1%，而且它的禁带可以通过调整薄膜中所含成分的比例而得到改善。例如，一种由铜、铟、镓和硒混合而成的电池很便宜，但在实验室的实验中，它的转化率已经能够达到19%左右。