我国户用屋顶光伏发电系统使用面积的实证分析
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摘要：近年来我国光伏产业发展迅猛。自2008年起，我国已成为世界第一大光伏组件制造国和未来最大的光伏组件使用国，而户用屋顶光伏发电系统作为重要的光伏产品在未来几年必将为我国光伏市场拓宽推波助澜。本文通过建立各地区户用太阳房面积、国内生产总值、并网光伏电站装机量、政策补贴及是否存在大型光伏企业的回归模型并运用计量经济学软件EViews5.0对其估计，分析试得出户用屋顶光伏发电系统使用面积提升的发展路径。
屋顶电站(PV ROOFTOP)作为支架式和构件式建筑光伏系统，其主要是利用光伏组件代替屋顶、窗户和外墙，形成光伏与建筑材料的集成产品。户用屋顶光伏发电系统属小规模发电系统，与大型地面用光伏发电系统相比具有投资较小、资金回收期短、利润较高等特点，极适于民营企业投资开拓国内市场，以尽快改善我国目前光伏产业污染留在国内，使用出口国外的状况。今年3月11日，日本发生九级地震继而引发福岛核电站爆炸，促使各国在核能问题上重新思考，或取消或暂停运营计划，同为新能源的光伏产业借此得到更为广泛的关注。
一、研究综述
1.户用屋顶光伏发电系统原理简述
作为光伏产业链终端之一的户用屋顶光伏发电系统包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、逆变器等部件。
(1)太阳能电池板：太阳能电池板是整个发电系统的核心部分，其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中储存起来，或推动负载工作。而太阳能电池板按使用材料划分，又分为单晶硅电池板、多晶硅电池板、化合物式薄膜电池等。
(2)控制器：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、放电保护作用。在温度较高的地方，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。在小微型系统中，也可以用镍氢电池，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：太阳能的直接输出一般都是12VDC，24VDC，48VDC。为能向220VAC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。
2.国内外光伏发电应用简介
(1)国外发展概况。光伏产业作为本世纪最重要的战略型产业之一受到了世界大多数国家的广泛重视。日本、德国、美国等发达国家都相继制定了一系列激励政策用于鼓励产业界和科技界对光伏产业的投人。日本早在1997年太阳能累积发电总量达91MW，超越美国成为第一并保持至2006年被西班牙取代。今年1―3月日本住宅用太阳能电池出货量达169.98MW，年增长率达3.07倍，占日本内需出货量达8成。2001年德国国内光伏发电安装量达到2000年的230％，2004年可再生能源发电在德国占其总发电量的9.3％，2009年德国光伏系统装机容量达到3.8GW，累计装机容量达到9.8GW，占全球总量的50％。
(2)国内发展概况。中国光伏市场发展总体上保持了稳步发展的态势，但在特点上表现为基数低，增长慢，总量小，特别是与我国光伏制造业的发展速度不对称。我国2001年以后光伏装机量情况如下表所示。虽然中国光伏系统装机量持续猛增，但与德国、日本、美国等发达国家光伏系统的使用量相比，依然差距甚大，特别是在户用屋顶型光伏发电系统的装机量上，我国还处于起步阶段。
二、计量模型估计与分析
1.模型估计
本文通过选取2008年我国各地区户用太阳房面积为被解释变量，各地区GDP(X1)、各地区并网光伏电站装机量(X2)、政策补贴(D1)及是否存在大型光伏企业(D2)作为解释变量构造虚拟变量回归模型(数据如表四所示)：
Y=a+b*X1+c*X2+d*D1+e*D2+μt
用最小二乘法(0ls)对模型作回归分析，剔除非显著性变量和异方差后得到函数：
Y=13.41381-0.031445*X2+155.7154*D1
T=
-10.84010
221.1550
Adjust R-squared=0.999908
F=27056.83
D.W.=1.377240
2.模型分析
前两次回归结果分别剔除了各地区GDP(X1)、是否有大型企业(D2)，剔除异方差后各地区并网光伏电站(X2)、政策(D1)依旧表现显著性，F统计量也表现显著，方程拟合度很高。由此我们可以判定并网光伏电站及政策扶持对户用屋顶光伏发电系统的使用普及具有显著性影响，且分别表现为每单位-0.031445负影响和155.7154的正影响，而GDP、是否具有大型光伏企业对户用光伏发电系统使用的普及并没有显著性影响。
由此，笔者提出以下三点结论：
1.政策具有先导性作用。新领域，特别是新能源领域的发展，在萌芽阶段，国家或地方的政策扶持将起到先导性作用，待该领域达到发展后期，市场逐步取代政策作为主导性影响因素。这在于萌芽阶段，尚未形成典型的经济市场，不能依靠市场本身进行调控和自我发展，需要宏观性拉动与指引。
2.“经济―发展陷阱”。一国或地区新兴产业发展对其经济水平提升的贡献具有滞后性，即当一国或地区扶持该产业初期，并不能表现出经济水平与产业发展水平的高度相关性，而需具备一定基础后，产业的发展才会反哺经济，优化结构。
3.光伏应用依旧落后。我国的光伏终端产品应用的推广作为政策性产物，在发展初期具有很强的方向性、局限性、高成本和非市场化等特点。近年光伏电站特许招标项目和试点城市“光伏屋顶计划”的出现，才标志着我国光伏应用逐步由解决西部无电区为核心任务的政策走向市场化。此外，并网光伏电站作为户用屋顶光伏发电系统的替代品，更受政府青睐，也使户用屋顶光伏发电在我国的推广速度远落后于发达国家。
三、解决策略分析
光伏发电在我国仍处于起步阶段，而户用屋顶光伏发电系统应用普及更需要国家和地方政府的政策扶持，才能逐步打开我国在户用屋顶光伏发电系统的巨大市场。而在微观层面上存在以下四个方面的影响作用：
1.行业准入标准的制定
我国在光伏技术标准制定、检测实验室建设、光伏产品认证机构能力建设等方面尚处于摸索阶段，早日完善光伏行业各项标准制定和安全认证体系是促进我国光伏市场健康发展的重要保证。
2.光伏上网电价标杆价及配套补贴政策的制定
中国扶持光伏发电产业发展的政策主要是两方面。一是特许招标，二是补贴政策，而从德国的《上网电价法》出台至今所取得的成果也不难看出，若能尽快的出台光伏上网电价标杆价并配以补贴政策，将有力促进户用屋顶光伏发电系统的普及运用。
3.光伏发电系统与建筑的结合能力
太阳能建筑一体化(BIPV)是一个系统工程，需要太阳能界、建筑界及其通暖、动力、空调、制冷、给排水等各方面的专家、工程技术人员、企业家和房地产开发商的团结合作。由于整体上缺乏太阳能行业的相互配合与沟通，太阳能光伏发电绝大多数情况下作为后背设置置于建筑物上，额外增加了建筑的负额和造价。此外在建筑功能、结构、美学等因素也影响了太阳能建筑一体化的进程。因此，普及户用光伏发电系统还应迅速同步提升建筑与光伏发电系统粘合的标准化、行业化水平。
参考文献：
[1]中国新能源――光伏版[J].中国科学院广州能源研究所，2010.
[2]中国新能源与可再生资源年鉴[Z].中国可再生能源学会，2009.
[3]李方正：新能源[M].化学工业出版社，2008.
[4]冯垛生：太阳能发电原理与应用[M].人民邮电出版社，2007.