让光伏驱动中国

本书从当下面临的环境和气候问题入手，分析了控制化石能源使用的有效途径，和清洁可再生能源特别是太阳能的开发和利用。本书以解构光伏发电系统为主线，深入浅出地介绍了光伏发电原理、光伏电站的基本类型、基本构成以及工作机理。作者通过亲自参与我国第一个光伏发电示范项目的特许权招标、项目设计、工程建设以及生产运维全过程，分析指出在中国发展太阳能光伏发电的机会之窗已经开启，并乐观判断大型荒漠光伏电站与传统发电同网同价的时刻即将到来。同时，作者通过开展“光伏+”项目建设、农村绿色能源建设以及实施光伏产业从“中国制造”到“中国创造”的行动计划，分析指出在能源供给和创造新的经济增长方面，光伏不但可以挑起大梁并驱动中国，而且有望迎来中国引领世界的一场工业革命！

本书适合于关心太阳能行业发展的各界人士，从事太阳能光伏发电行业、电力行业、能源工业及与之相关的规划、设计等技术人员和管理人员阅读，也适合于高等学校电力类、能源与动力类专业学生阅读参考。

从全国第一个并网光伏发电示范项目——敦煌光伏发电特许权招标项目建设至今，短短不过5年时间，但光伏发电在中国得到了飞速发展。截止到2015年上半年，中国的光伏发电装机已经达到3900万千瓦，而2015年一年，国家两次下达光伏发电计划指标，按计划全年将新增装机1780万千瓦！这在中国发展可再生能源特别是太阳能光伏方面是令世人惊叹的速度！鉴于太阳能光伏发电已经逐渐被国人所熟知，业内外的许多人士都希望了解或系统掌握光伏发电的基本原理和光伏行业的发展现状。本书就是为了满足这方面需求而作的一部普及性专业读物，希望能使大家有所获益。

本书共有十六章。第一章到第四章，描述了我国当前所面临的环境、气候及能源安全等问题，分析了控制化石能源使用和加快开发利用可再生能源特别是太阳能的可能性与有效途径；第五章介绍了敦煌光伏发电示范项目的招标、设计、施工和生产运营情况；第六章通过解构光伏发电系统，分析与解剖了光伏发电的系统构成、发电过程以及设计、施工应掌握的有关事项；第七章对敦煌示范项目的典型设计进行了系统分析；第九章、第十章、第十一章分别介绍了“光伏+”发展前景、光伏给微网运行提供正能量以及光伏将为农村绿色能源建设发挥大作用等方面，全方位呈现了光伏发电在中国的发展现状与未来趋势；第八章、第十二章、第十三章从中国的光资源分布情况，光伏发电的投资成本走向，以及中国目前所具备的特高压设计、施工、运维与设备制造的能力方面，指出中国开发建设大型荒漠光伏电站的时机已经成熟，并指出我国荒漠光伏电站与传统发电同网同价的时刻即将来临；第十四章讲述了光伏产业从“中国制造”到“中国创造”的过程；第十五章指出光伏发电有望引领世界的一场工业革命。

光伏可以驱动中国。这是本书所要表达的主要意思，希望读者也能同意并支持这个观点。当然，太阳能光伏发电技术发展迅速，本书中如相关论述如有不当之处，希望读者能批评指正！

在此，还要特别感谢武汉大学方彦军教授的鼓励与支持，是他让我坚持并顺利完成本书的写作。谢谢！

作 者

2015年10月于福州

前言
第一章 从2013年雾霾说起 1
第一节 雾霾频密来袭 1
第二节 沙尘暴雪上加霜 3
第三节 空气污染日益严重 4
第四节 多地区出现普遍性缺水 5
第五节 西北部沙漠化持续扩散 6
第六节 区域发展陷于“超载” 7
第二章 追根溯源明真相，能源优化是关键 9
第一节 粗放低效的能源结构 9
第二节 能源资源配置欠优化 11
第三节 燃煤污染认识不到位 12
第四节 燃油品质提升不及时 14
第五节 可持续发展难以为继 16
第六节 能源安全面临威胁 17
第七节 转变观念，控制化石能源使用 17
第八节 开拓创新，实施能源优化替代 19
第三章 控制温室效应，世人当务之急 21
第一节 相信科学，不争论 21
第二节 迎接挑战，不质疑 24
第四章 众里寻它急，光伏初亮相 30
第一节 从普罗米修斯盗火到瑞士小镇借光 30
第二节 从后羿射日到当代农业种植大棚 31
第三节 从聚光取能到太阳能热电站 31
第四节 从透镜取火到分解水中氢能 33
第五节 光伏飘然而至，来而不迟 34
第五章 成功试金的敦煌光伏发电 36
第一节 全国第一个光伏发电示范项目 36
第二节 示范项目投标方案与项目实施 39
第三节 敦煌示范项目投运三年来的基本情况 41
第四节 示范项目建设后评价 43
第五节 项目示范带动作用 46
第六节 值得关注的经验和体会 48
第六章 解构光伏发电系统 51
第一节 光伏效应及发电原理 51
第二节 光伏发电系统类型 52
第三节 光伏阵列布设 54
第四节 逆变并网系统及其构成 65
第五节 电气二次及系统构成 68
第六节 光伏发电系统的效率计算 70
第七节 光伏发电量的估算 71
第八节 光伏发电节能减排效益计算 71
第九节 光伏发电的造价及成本构成 72
第十节 光伏发电的同网同价路径 74
第七章 敦煌示范项目典型设计分析 76
第一节 综合说明 77
第二节 示范项目总体设计方案 89
第三节 示范项目的技术设计 95
第八章 光伏可以驱动中国 149
第一节 中国太阳能资源分布情况 149
第二节 中国太阳能资源几大特点 151
第三节 中国太阳能资源的可开发潜力 152
第四节 甘肃省太阳能资源 154
第五节 敦煌示范项目对太阳辐射数据的选取 158
第六节 中国光伏发电能挑大梁 164
第九章 “光伏+”发展前景美好 167
第一节 “光伏+种植”提高土地利用效率 167
第二节 “光伏+养殖”拓展产业发展空间 169
第三节 “光伏+沼气”促进农村能源绿色化 171
第四节 “光伏+热水器”实现家用太阳能最大化 172
第五节 “光伏+困难户”达到快速有效扶贫 173
第六节 “光伏+互联网”能源互联网的今天明天 174
第十章 光伏给微网运行提供正能量 179
第一节 只要有阳光的地方就能用上电 179
第二节 光伏微网为海上孤岛解决供电难题 180
第三节 光伏微网给内陆无电村镇带来光明 181
第四节 光伏微网强化“电力孤岛”供电模式 182
第五节 光伏微网优化区域电力系统资源配置 183
第十一章 光伏为农村绿色能源建设发挥大作用 186
第一节 “绿色能源示范县”建设应包括光伏发电 186
第二节 绿色能源建设宜化县为镇贴近乡村 187
第三节 绿色能源建设必须既能实施又可持续 189
第四节 绿色能源建设应与高效农业发展互为依托 193
第五节 绿色能源建设应与城镇化建设紧密结合 195
第六节 绿色能源建设应坚持专业化开发市场化运作 197
第十二章 光伏发电机会之窗已经开启 199
第一节 光伏发电成本已经处于煤电社会成本中位 199
第二节 光伏等可再生能源发电成本解读 204
第三节 光伏产业链成龙配套占据高位 215
第四节 光伏发电设计、施工、运营、维护人才齐备 217
第五节 光伏发电远距离大容量输送能力已经具备 218
第六节 光伏发电电网系统储能方式有望突破 219
第七节 光伏发电能够满足电力安全生产要求 220
第十三章 掘金荒漠不是梦 226
第一节 荒漠地开发光伏电站的经济价值分析 226
第二节 荒漠太阳能电站的近期开发设想 227
第三节 北电南送的资源调配 228
第四节 东西互送的时差搭配 229
第五节 水光互补的峰谷调剂 230
第六节 抽蓄联调的保障供给 231
第七节 分布集中的经济互补 233
第十四章 光伏要从“中国制造”走向“中国创造” 235
第一节 光伏产业面临的“形势和环境” 235
第二节 光伏产业应清楚的“战略定位” 236
第三节 光伏产业应承接的“战略任务” 237
第四节 光伏产业应明确的“战略目标” 239
第五节 光伏产业应寻求的“战略支撑” 241
第六节 跨越“中国制造”到“中国创造” 243
第十五章 有望引领世界的一场工业革命 245
第一节 加快光伏发电同价并网 245
第二节 促进更加安全高效的电能输送设施建设 246
第三节 推动电能存储技术不断进步 247
第四节 推进分布式光伏发电全面发展 248
第五节 带动清洁交通工具普及应用 249
第六节 助力百姓养成更健康的饮食烹饪习惯 251
第十六章 结束语 253
参考文献 256

1. 高职院校“德技并修·三育协同”的育人模式研究 [童世华 邓丹枫 彭韩柳依 周叶]
2. 凉山脱贫地区乡村治理研究 [余滢 著]
3. 中国—东盟竞技体育文化共同体研究 [郑花 著]
4. 电子认证技术可信身份研究 [郭亓元 著]
5. 大学生理想信念教育研究 [李莎　著]
6. 基于深度学习的人体行为识别算法研究 [陈华锋 著]
7. 粒子群算法在优化选取问题中的应用研究 [尹浩 著]
8. 风光水多能互补优化调度及风险分析研究 [刘为锋 郭旭宁 邢西刚 马彪 ]
9. 海绵城市雨水花园可持续发展设计研究 [何茜 著]
10. 典型替代燃料的低温氧化反应动力学理论研究 [邢利利 著]
11. 职前教师职业伦理教育研究—以云南为例 [侯阿冰 著]
12. 氧化石墨烯在页岩陶粒高强轻质混凝土中的应用研究 [洪晓江 著]
13. 应用型高校通识教育课程思政教学设计研究 [唐敬伟 江娜 著]
14. 新形势下全球价值链视角的地方汽车产业集群升级实证研究 [张兆英 著]
15. 化工分离技术与优化策略研究 [王婷婷 著]
16. 广西瑶族传统服饰文化研究 [容婷 著]
17. 南阳汉代画像石造型语言研究 [庞国华 著]
18. 多维视域下的高校篮球教学创新研究 [张利超 李宁 著]
19. 三峡梯级电站水资源决策支持系统研究与开发 [姚华明 潘红忠 汤正]
20. 农村新型社区移民的社会适应性问题研究 [董洪清 蔡昌艳 马衍阳 徐学英]
21. 第四代系统论：全息系统论—全息系统的存在论、认识论和方法论 [高展 著]
22. 海上风电工程专利导航与知识产权风险管理研究 [戚海峰 贾献林 许丹海　著]
23. 湖湘文化与交互艺术的融合创新 [徐英 尹志强 著]
24. 海洋工程装备制造业产业发展研究—以山东省为例 [王连海 马强 郭俊杰 刘刚]
25. 黄河流域非遗衍生品传播与经济开发协同发展研究 [毕雪燕 赵爽 著]
26. 大学英语信息化教学探索研究 [张强 著]
27. 基于诊断与改进制度的高职院校内部治理研究与实践—以重庆电子工程职业学院为例 [主编 孙卫平 聂强]
28. “互联网+”背景下网络课程教学团队建设的关键问题研究 [杨帆 李小华 任雅琳 著]
29. 光合细菌合成高价值物质的代谢研究 [刘淑丽 著]
30. 媒体融合影响下的体育电视传播与价值开发策略研究——以世界杯/NBA为例 [赵晓琳 著]