新疆太阳能资源十分丰富,全年日照时数为2550~3500小时,日照百分率为60%~80%,年辐射总量达5430~6670MJ/m2,年辐射照度总量比我国同纬度地区高10%~15%,比长江中下游地区高15%~25%。居全国第二位,仅次于西藏高原。全年日照大于6小时的天数为250~325天,日照气温高于10℃的天数普遍在150天以上。
新疆太阳能资源,主要分布于五大区域(天山南麓、天山北麓、东疆东部、北疆中部、北疆北部),依据太阳辐射量分为四个资源带。
东疆东部为资源丰富带,太阳能年辐射照度大于660万千焦/平方米,相当于156千卡/平方厘米。
天山南麓为资源次丰富带,太阳能年辐射照度为580~620万千焦/平方米,相当于140~150千卡/平方厘米。
天山北麓为资源较丰富带,太阳能年辐射照度540~580万千焦/平方米,相当于130~140千卡/平方厘米。
北疆中部、北疆北部为资源亚丰富带,太阳能年辐射照度500~540万千焦/平方米,相当于120~130千卡/平方厘米。
从全疆来看,各地气温相差很大,影响太阳能利用的重要的因素是环境和温度和风沙尘暴。春季多尘暴的南疆地区,冬季总是阳光普照,晴空万里,极少风雪天气,虽然云雨量少,但多风沙和尘暴,太阳辐射减弱,散射分量增大;而北疆1月平均气温在-10℃左右;东疆和北疆地区空气中水分少、晴天多、大气透明度高,虽然总辐射较弱,但是直射分量较大。利用太阳能的最有利季节是夏秋季,不利季节北疆为冬季、南疆为春季。所以,新疆太阳能利用的最有利时节是夏、秋,而不利季节为冬、春。(见表1)
太阳能光伏发电系统,分为太阳光伏电站(500峰瓦以上)和户用光伏(500峰瓦以下)两种电源系统,光伏电站有并网和离网两种方式。
并网电站的主要市场是在电网覆盖区域的城镇建筑、乡村、别墅等,分布式的太阳光伏并网发电技术是本世纪重点发展的新技术之一;离网(独立)电站的主要市场是远离电网的乡村、通讯中继站、公路和铁路道班、阴极保护、旅游景区等。户用光伏电源的主要市场是分散居住的农牧民家庭、边防哨所、野外工作队、地震和气象观测站、公路标志、信息电源等。
2005年光伏发电系统装机容量为3970千瓦,其中并网容量1000千瓦;2010年装机容量9120千瓦,其中并网容量3600千瓦;2020年装机容量15700千瓦,其中并网容量8500千瓦。
2005年光伏发电系统发电量635万千瓦时,折算标准煤2350吨;2010年发电量1459万千瓦时,折算标准煤5400吨;2020年发电量2512万千瓦时,折算标准煤9290吨。
随着光伏材料生产所带来的成本的下降和开发规模的扩大,光伏发电成本和光伏系统的投资所需成本将大幅度地下调。
①迄今为止,新疆还没有一条光伏电池生产线和光伏电池研发中心,制约了新疆光伏产业的发展。
②光伏技术开发人才严重短缺,光伏技术产品的研制和系统的开发力量严重不足,自主创新的能力比较差。
④太阳光伏发电设备的配套能力较差,大量的原材料、器件主要是依靠进口或内地加工,设备的生产所带来的成本较高,影响了光伏设备行业的发展。
⑤在光伏电池、大功率光伏电站设备、光伏发电系统应用软件和硬件的开发方面,与国内水平存在一定差距。
新疆的太阳能热水器经历了闷晒热水器、平板热水器、真空管热水器和热管热水器技术的发展,商业化程度逐步的提升。城镇和农村成为太阳能热水器的需求市场,目前的销售量每年以20%的速度递增,是太阳能热利用领域最具活力的新兴起的产业,产业链正在形成。
新疆早在20世纪70年代末80年代初慢慢的开始太阳能热水器的研究、开发、生产工作,由于受到本地区加工业、材料生产业落后的限制,再加上交通运输线过长和经济落后的影响,发展水平一直滞后于全国。到目前为止新疆还没有一家以硼硅为原料的真空管毛坯管加工公司,所以全玻璃真空管在新疆一直是空白。新疆生产四种类型太阳热水器的企业大多是中小企业,年生产总量约10万平方米,远落后于其他省市。目前,新疆生产真空管热水器(玻璃真空管全部区外购进)的厂家有9个,年生产能力6万平方米,最大的是新疆新能源研究所,年产量仅为3万平方米,其他厂家分布在全疆的库尔勒、阿克苏、喀什、昌吉、石河子、伊犁等地。生产热管热水器(热管全部区外购进)的唯一厂家仅有新疆新能源研究所,年产量仅为0.5万平方米。新疆只有两条半自动化全铜集热器生产线万平方米。闷晒热水器年产量只有0.5万平方米,大多为个体和手工作坊制造,分布在兵团团场和县级地区。(见表2)
①太阳能热水器产品存在着结构相对比较简单,功能单一,品种较少等问题。目前,只能生产简单的几种式样,外观造型单调。功能上欠缺与电能的结合,和控制功能单一的问题。
②产品模仿严重,缺乏技术创新。不少企业偏重集热器、水箱的生产,而忽视系统整体开发。
③产品质量监督管理体系尚未建立。近十多年来,已实施的有关太阳能热水器的国家标准和行业标准十多项,但新疆还没有建立产品质检中心,履行质量监督的职责。
⑤由于交通运输线过长,热水器所需原材料大多需购进,热水器生产周期较长。
⑥热水器产业的研发投入少,后劲不足。在全天候热水器系统的研发、承压系统的研制,特别是应用软硬件开发方面与国内水平存在一定差距。
与建筑相结合的太阳能利用技术不断的发展,占总能耗30%的建筑耗能将是太阳能利用的最大市场。太阳能与建筑的完美结合体现了可持续发展的理想范例,将根本改变太阳能利用在能源结构中的从属地位,前途十分光明。利用太阳能给建筑物供暖、空调、热水、供电等单项技术很成熟,示范应用研究普遍展开。给建筑物供电、供热、供冷三联供技术尚处在示范阶段,但发展的势头很快,将成为太阳能利用的主流和发展趋势。(见表3)
③加速太阳能建筑中的太阳能采暖、太阳光伏电站、太阳能空调、太阳能热水等建筑构件的研究开发,制定相关构件的技术标准。
太阳能热利用技术有广阔的未来市场发展的潜力,其应用场景范围十分广泛。除了太阳能热水器,太阳能建筑供热系统等主要的热利用方向外,还包括太阳能热发电技术、太阳能冶炼、太阳能温室、太阳能干燥、太阳能暖房、太阳灶等。目前我国的太阳光热利用技术基本处于研究开发阶段,有许多技术难题尚未解决,随着太阳能热利用技术的提高,经济性的不断改善,太阳能热利用市场也将逐步扩大。所以,太阳能在工业、农业和电力方面的热利用技术有较大的发展。
光伏电源系统的推广利用,为初步解决边远农牧区部分农牧民的生活用电和工程设施用电起到了非消极作用。但是,由于售后服务不到位、技术维修条件差,加上农牧民文化程度普遍很低,全疆农牧区目前能够正常使用的户用光伏电源系统约8000套(120千瓦)、微型风力发电机仅1000余台。建成民丰县尼雅乡10千瓦光伏电源系统,石河子市高新技术园区2.5千瓦光伏水泵系统,皮山县巴西兰干乡22.5千瓦光伏电源系统。(见表4)