【正文】 煤每生產(chǎn) 1度電，對空氣產(chǎn)生的污染物為： 碳粉塵 千克、二氧化碳 千克 、 二氧化硫 千克 、氮氧化物 。 常規(guī)能源資源的有限性和環(huán)境壓力的增加，使世界上許多國家重新加強(qiáng)了對新能源和可再生能源技術(shù)發(fā)展的支持。太陽能是一種清潔、高效和永不 衰竭的新能源，各國政府都將太陽能資源利用作為國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。近幾年，國際市場對太陽能轉(zhuǎn)化科技環(huán)保產(chǎn)品迅猛發(fā)展。美國、日本及歐洲許多國家相繼制定了政府級陽光發(fā)電計(jì)劃，并紛紛投入巨資支持太陽能光伏產(chǎn)業(yè)，包括太陽能光伏發(fā)電照明行業(yè)的發(fā)展。 我國太陽能資源非常豐富，理論儲量達(dá)每年 17000 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。太陽能資源開發(fā)利用的潛力非常廣闊。中國地處北半球，南北距離和東西距離都在 5000 公里以上。在中國廣闊的 10 土地上，有著豐富的太陽能資源。大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在每平方米 4 千瓦時以上，西藏日輻射量最高達(dá)每平米 7 千瓦時。我國太陽能資源與同緯度的其他國家相比，與美國相近，比歐洲、日本優(yōu)越得多，因而有巨大的開發(fā)潛能。近幾年我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展，我國已發(fā)展成為太陽能電池的重要生產(chǎn)國，太陽能電池板裝配方便，大小、功率、外觀可以根據(jù)需要任意調(diào)整，不像其它可再生能源的發(fā)電技術(shù)需要龐大的成套設(shè)備，各種美觀實(shí)用的太陽能光伏燈具便應(yīng)運(yùn)而生。我國每年向歐美、日本、東南亞等發(fā)達(dá)國家出口的太陽能燈具年銷售額達(dá) 30 多億人民幣，市場潛力十分巨大。 我國現(xiàn)有 9 億多人生活在農(nóng)村，現(xiàn)尚有約 1 億人口還沒用上電，約 4000 萬人生活在貧困線 以下。由于農(nóng)村燃料、電力等能源短缺，利用水平低，造成森林過度采伐，植被破壞，生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重阻礙農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展。面對壓力，而我國太陽能照明產(chǎn)業(yè)應(yīng)用速度慢，力度小，主要存在如下幾個方面的問題：一是對開發(fā)太陽能資源的戰(zhàn)略意義認(rèn)識不夠。長期以來，太陽能項(xiàng)目沒有象常規(guī)能源建設(shè)項(xiàng)目那樣的固定資金渠道或已有的資金渠道不暢，沒有把發(fā)展太陽能完全納入政府的議事日程。從觀念看，是對開發(fā)推廣太陽能可以減少或替代常規(guī)能源和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的意義認(rèn)識不足。二是缺乏完整的激勵政策。政府支持是發(fā)展太陽能的關(guān)鍵，也是太陽 能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初始動力。目前缺少有利于太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和 11 刺激廣大居民應(yīng)用光伏電源裝置等新能源設(shè)備的激勵政策和健全的法規(guī)支持。三是投人力度不夠。長遠(yuǎn)規(guī)劃，缺少資金支持，對太陽能進(jìn)入市場的全面影響是難以預(yù)測的。部分省市自治區(qū)對扶持推廣太陽能實(shí)行專項(xiàng)補(bǔ)貼，使太陽能得到有效推廣。但由于投入過少，分散，尤其是對光伏電池、燈具等關(guān)鍵原器件，大部分靠進(jìn)口，造成太陽能成本高，群眾購買力有限，太陽能照明的成熟技術(shù)很難盡快大規(guī)模推廣應(yīng)用到無電群眾中去。 太陽能 LED 照明燈具作為冷光源產(chǎn)品，具有綠色環(huán)保、節(jié)能降耗、 安全可靠、使用壽命 長、安裝維護(hù)簡便等特點(diǎn)， 高亮節(jié)能、無需鋪設(shè)電纜，與傳統(tǒng)光源相比，無用電量價格等優(yōu)勢， 可廣泛應(yīng)用于綠地照明、公路照明、廣告燈箱照明、城市造型景觀照明及家居照明 等 系統(tǒng)， 其研究應(yīng)用已越來越得到人們的重視。 太陽能 LED 照明燈具 系統(tǒng)主要由 太陽能電池 板 （包括支架）、 LED 燈頭、控制箱 （內(nèi)有控制器、蓄電池）和燈桿幾部分構(gòu)成 。太陽能電池板是太陽能 LED 照明燈具 中的核心部件。目前，太陽能電池板普遍采用單晶硅、多晶硅或非晶硅電池作為組件，光電轉(zhuǎn)化率較低，在實(shí)際應(yīng)用中，光電轉(zhuǎn)化率最高達(dá)到 15%左右，且價格昂貴，影響了太陽能 LED 燈具推廣應(yīng)用。蓄電池是太陽能 LED 照明燈具 中的關(guān)鍵部件。當(dāng)前太陽能燈具系統(tǒng)中的蓄電池大都選用鉛酸蓄電池或凝膠蓄電池，存在著污染、維護(hù)不便、容量低、壽命短等缺點(diǎn)，使用 12 壽命最年高不超過 5 年，且最高儲能供電時間僅為 3 天，在連續(xù)陰雨天氣影響了燈具的照明時間。 本項(xiàng)目是在項(xiàng)目承擔(dān)單位已成功研制開發(fā)出納米材料太陽能電池和納米膠體蓄電池的基礎(chǔ)上，對 LED 太陽能光伏發(fā)電照明燈具完善生產(chǎn)工藝，旨在提高燈具的使用壽命，降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高太陽能燈具的推廣應(yīng)用力度，促進(jìn)我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 二 、 項(xiàng)目 建設(shè)的必要性 符合國家產(chǎn)業(yè)政策和 **省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)劃 國家《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄 (2020 年本 )》列出了國家鼓勵發(fā)展的二十六大類， “新型節(jié)能照明產(chǎn)品、生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)和配套的材料、設(shè)備技術(shù)開發(fā) ”屬于 “二十六、環(huán)境保護(hù)與資源節(jié)約綜合利用 ”?！?**省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》第十八章 (加快建立節(jié)約型社會 )明確指出：堅(jiān)持資源高效利用和循環(huán)利用，依靠科技進(jìn)步，以節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)約礦產(chǎn)資源和原材料為重點(diǎn)，實(shí)施資源節(jié)約戰(zhàn)略，建立節(jié)約型社會。該項(xiàng)目屬于再生資源回收利用產(chǎn)業(yè)化和資源高效利用及循環(huán)利 用工程 。 因此， 該項(xiàng)目 符合國家產(chǎn)業(yè)政策和 **省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)劃的要求。 是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好性社會的重要舉措 黨中央、國務(wù)院十分重視能源資源節(jié)約和建設(shè)節(jié)約型社會 13 工作。 前不久 ， 國務(wù)院下發(fā)了《關(guān)于做好建設(shè)節(jié)約型社會近期重點(diǎn)工作的通知》，國家現(xiàn)已啟動包括綠色照明在內(nèi)的七項(xiàng)節(jié)能工程作為建設(shè)節(jié)約型社會的工作重點(diǎn)。 這充分表明， 太陽能光伏照明 工作已經(jīng)引起了黨中央、國務(wù)院的高度重視，已將其納入國家實(shí)施能源資源節(jié)約戰(zhàn)略的發(fā)展觀規(guī)劃，成為我國 建設(shè)節(jié)約型社會 工作中的一件大事，成為 全社會 工作中的中心任務(wù)之一 。 有利于節(jié)約 電力 資源 ，保護(hù)環(huán)境 照明是人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)中最基本和最重要的需求。我國經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展階段，隨著人們生活水平的不斷提高，對照明用電的需求也迅速增長，照明用電已成為我國電力需求的重要部分。 2020 年，我國的總用電量約為 22020 億千瓦時， 2020 年約為 25000 億千瓦時， 2020 年約為 32500 億千瓦時，而照明用電約占總用電量的 12%， 2020 年照明用電高達(dá) 3900 億千瓦時，這是一個相當(dāng)龐大的數(shù)字。 本項(xiàng)目生產(chǎn)的太陽能光伏燈具與目前普遍使用的白熾燈相比，在同等亮度下，耗電量將降低近 90%以上。如全國對太陽能光伏燈具的采用率達(dá)到 30%，每年照明節(jié)省電耗可達(dá) 1000 億千瓦時，折標(biāo)煤約 3660 萬噸，減少燃煤發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳 8758 萬噸，二氧化硫 28 萬噸，氮氧化物 25 萬噸。 符合國家發(fā)展和改革委員會關(guān)于《申報(bào)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù) 2020 年中央預(yù)算內(nèi)投資備選項(xiàng)目》的有關(guān)要求 14 本項(xiàng)目為太陽能 LED 照明燈具產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，符合國家發(fā)展和改革委員會關(guān)于《申報(bào)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù) 2020 年中央預(yù)算內(nèi)投資備選項(xiàng)目》中節(jié)能目錄中綠色照明工程的半導(dǎo)體（ LED）照明產(chǎn)業(yè)化子目錄。 因此，本項(xiàng)目的建設(shè)有利于節(jié)約電力資源 和保護(hù)環(huán)境。 15 第三章 市 場 分 析 一、項(xiàng)目競爭優(yōu)勢分析 節(jié)能、環(huán)保和長壽 命 是 太陽能光伏燈具 區(qū)別于傳統(tǒng)白熾燈的三大優(yōu)勢， 同時 LED 是有名的 “ 冷 ” 光源，它不依賴燈絲發(fā)熱來發(fā)光，能量轉(zhuǎn)化效率非常高，理論上 耗能 只有白熾燈耗能的 二十分之一 ，相比普通熒光燈也要節(jié)能 十分之一以上 。 發(fā)達(dá)國家計(jì)劃 35 年內(nèi)用 LED 光源技術(shù)產(chǎn)品替代 20%的常規(guī)光源產(chǎn)品。本項(xiàng)目選用的 LED 燈頭采用國際先進(jìn)的 LED 光源設(shè)計(jì)技術(shù)，用大擴(kuò)散角度超高亮度專用 LED 二極管做光源板；太陽能電池板（組件）和蓄電池納入能夠顯著提高光電轉(zhuǎn)化率和儲能 量的納米稀土材料，與目前的太陽能燈具相比，具有亮度高、使用壽命長、使用成本低等優(yōu)勢，適用于太陽能路燈、庭院燈、草坪燈、倉庫燈等系統(tǒng)的照明。例如，在太陽能路燈中 12 米燈桿亮度達(dá)到 27LUX，可大大的高于現(xiàn)有帶逆變器太陽能路燈及普通光源燈具。在相同照度下極大地節(jié)約太陽能電池耗電量，徹底解決了常規(guī)太陽能路燈系統(tǒng)用交流逆變不可靠、低溫啟動難、燈管壽命短以及系統(tǒng)造價高等缺點(diǎn)。 太陽能照明燈具具有充分的清潔性、絕對的安全性、資源的相對廣泛性和充足性、長壽命以及免維護(hù)性等與其它常規(guī)能源產(chǎn)品所不具備的優(yōu)點(diǎn)。然而目前 太陽能光 伏發(fā)電照明燈具所采用的太陽能電池主要為單晶硅、多晶硅、非晶硅等太陽能電池， 光電轉(zhuǎn)換效率較低，在實(shí)際應(yīng)用中最高達(dá)到 15%；太陽 16 能蓄電池普遍采用鉛酸或凝膠蓄電池，存在著污染、儲能抵、壽命短（一般為 3 年）、維護(hù)不便等缺點(diǎn)，限制了太陽能燈具的推廣應(yīng)用。 該項(xiàng)目太陽能電池 選用優(yōu)質(zhì)硅體 光 源極板，并對其納入納米材料進(jìn)行性能改善，增加光源極板吸收太陽輻射光線的比表面積，提高光電轉(zhuǎn)換率；同時 采用高頻輝光放電方法使硅烷氣體分解沉積 ， 由于分解沉積溫度低，可在玻璃、不銹鋼 板、陶瓷板、柔性塑料片上沉積約 1μm 厚的薄膜，易于大面積化 （ ），成本較低， 較硅體電池降低 15%左右，光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 18%以上，使用壽命可達(dá) 30 年以 上，年衰退率≤ 2%。 該項(xiàng)目太陽能蓄電池 采用 項(xiàng)目承擔(dān)單位 的 專利 產(chǎn)品 納米膠體蓄電池。該電池技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)主要有三個方面：⑴對傳統(tǒng)電池的電解液進(jìn)行了改性，可顯著提高電池的壽命。將納米氧化硅和稀硫酸按一定的比例進(jìn)行混合，形成一種有眾多微孔和通道的高分子膠狀聚合物，將這種膠狀聚合物作為蓄電池的電解質(zhì)。這種膠狀高分子聚合物的粒徑為納米級，可以儲存更多的稀硫酸和水，使蓄電池“化成”的有效物質(zhì)增加，擴(kuò)大了蓄電池的容量 ；納米級的膠體聚合物因粒徑小，其表面積大，表面能量高，活性高，能吸附水分子形成水化層，對蓄電池在化學(xué)反應(yīng)過程中因水解生成的氧氣形成一層保護(hù)層，阻止其外溢，使氧、氫再復(fù)合成水的損失減少，并對正極還原時生成水的擴(kuò) 17 散有阻礙作用，從而避免了傳統(tǒng)蓄電池因失水干涸使蓄電池失效的弊端得以控制，提高了蓄電池的壽命，使蓄電池的使用壽命在一定的充放條件下可長達(dá) 10 年。⑵對傳統(tǒng)電池的極板進(jìn)行了改進(jìn)，提高電池的性能。蓄電池的電極對充放電起著關(guān)鍵作用。電化學(xué)過程和電極材料的表面積有關(guān)，當(dāng)電極材料達(dá)到納米級時，其表面積會有數(shù)量級的變化 ，電極的結(jié)構(gòu)也將隨之改變，電化學(xué)性能會呈現(xiàn)出優(yōu)化。將傳統(tǒng)涂膏電極、發(fā)泡電極改成鎳合金納米材料電極，使電極比表面積明顯增加，大比表面積使電極的電流密度下降，從而減少了極化，在一定程度上能使電池的容量與功率都有所增加，可充電的次數(shù)增加，提高了蓄電池的質(zhì)量；為提高電極的利用率，在電極的材料中加入納米鋅錳化合物，提高了極板的強(qiáng)度，減少了電極膨脹、掉粉和能量損失，提高了電池壽命。⑶對蓄電池外殼增加保護(hù)層，提高電池耐高低溫性能。蓄電池的性能對溫度非常敏感，溫度過低時，電解液不能很好地與極板上的活性物質(zhì)充分反應(yīng)，容量降低 ，在 10℃時，蓄電池只放出實(shí)際容量的 70%，而溫度升高 1℃時，單格電池的電壓下降 3mv，每升高 10℃電池的壽命縮短一半。該電池用具有隔熱性能的納米材料做成多孔氣凝膠，包敷在蓄電池外面，從而使蓄電池不受使用環(huán)境溫度的變化，使蓄電池的溫度使用范圍可達(dá) 40℃ 40℃。采用納米膠體電解質(zhì)，使得電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，防止活性物脫落，不造成電解質(zhì)分層，強(qiáng)度高，在放電深度為 10% 時，放電周期可達(dá) 5000 18 次以上，相當(dāng)于 10 年的使用壽命?，F(xiàn)在傳統(tǒng)蓄電池的壽命實(shí)際為三年，先進(jìn)閥控蓄電池壽命也只有五年，而使用納米膠體蓄電池壽命 在一定的放電條件下可長達(dá)十年以上。 采用本項(xiàng)目產(chǎn)品與傳統(tǒng)的電力燈具相比，雖然初始投資成本稍高，但使用成本可大幅度地降低。 以公路項(xiàng)目 2 公里長 ，12 米寬主路，需安裝道路燈為例說明。 按兩燈間距 3040 米，采用兩側(cè)對稱排列布燈，共需路燈 100 盞，使用 10 年分析對比。見下表 （按 6 米高時照度相等情況對比） : 6 米普通電力路燈（ 400W 高壓鈉燈） 6 米太陽能路燈（ 80W 太陽能組件） 項(xiàng)目 數(shù)量 單價 合計(jì)金額（元） 項(xiàng)目 數(shù)量 單價 合計(jì)金額（元） 燈具 100 2020 202000 燈具 100 6000 600000 安裝費(fèi) 100 300 30000 安裝費(fèi) 100 800 80000 管線鋪設(shè) 4200M 80 336000 配套費(fèi)用 566000 10% 56600 控制柜 1 5600 5600 首次投資費(fèi)用 628200 首次投資費(fèi)用 680000 電費(fèi) 400W 8 小時 365 天 10 年 100 盞/ 元 1121280 更換蓄電池 600 元 100 盞 60000 更換光源 220 元 3 只 100 盞 66000 更 換光源 LED10 年不會壞 維護(hù)費(fèi) 120 元 10 年 100 盞 120200 維護(hù)費(fèi) 80 元 10 年 100 盞 80000 19 10 年費(fèi)用總額 1935480 10 年費(fèi)用總額 820200 由上表可得出以下 五 項(xiàng)基本結(jié)論： ① 就產(chǎn)品本身而言，太陽能