太陽能光伏發電現狀分析及發展方向

摘 要：從21世紀開始，不可再生能源幾乎枯竭，開采難度也有所增大，開采時對環境的破壞也越來越大。此時，可再生能源的利用被提到議程上來，清潔、無污染的太陽能自然是開發利用的一個主要方面。鑒于此，本文論述了利用太陽能進行光伏發電的現狀及其未來的發展方向。

關鍵詞：光伏發電 市場 現狀 發展趨勢 特點

中圖分類號：TK514 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（c）-0128-01

由于全球經濟的飛速發展及人口的急劇增長，化石能源正在被逐漸耗盡，如：煤、石油、天然氣等，能源危機擺在世界各國面前。另一方面，由化石能源引起的環境污染與生態不平衡等問題也影響著社會經濟的發展，甚至可能成為影響人類生存的重大障礙。新能源的應用逐漸變成全球的熱點。其中，太陽能屬于一種最常用的可再生能源，不僅分布廣，無污染，而且可再生，被國際上認為是最好的能源代替品。

1 地區簡介

某鎮在長江下游南岸，土地總面積為10 km2，農戶有1696戶。其中，新建村落34439 m2，入住農戶189戶，戶均占地為126 m2。位于北緯31°46'42″～31°17'26″和東經118°21'38″～118°52'44″之間，屬于亞熱帶濕潤的季風氣候，年平均氣溫為15.7 ℃。峰值日照時數的均值是3.94 h，連續陰雨的天數按5天算，兩連續陰雨天數之間的設計最少按15天算。

該地年均能源消耗為：蜂窩煤為0.3/塊，電為0.58元/kWh，液化氣為75元/15 kg，該村最大的能源消耗是電費，年耗費12萬元，占到總消費的73.03%，節電勢在必行。

2 光伏發電原因與特點

太陽能光伏發電是借助太陽能電池產生的光生伏打現象直接把太陽輻射能變成電能的一種發電技術。按照應用場合不同，光伏發電系統有離網的光伏發電系統及并網的光伏發電系統。光伏發電受氣象條件的影響，出力的變化總是呈現一定的周期性，比如日變化與季節變化的周期性呈現；由于太陽能輻射的時空分布具有任意性與間斷性，使得光伏發電出力呈現出不連續性及不穩定性。光伏發電的預報技術不僅是電網科學調度與進行發電規劃的根據，而且能減少光伏發電的出力波動對電網的不斷撞擊。

光伏發電能將太陽能電池的俘獲通過直接輻射、散射輻射或者反射輻射等方式直接變為電，常見優點有：（1）沒噪音，沒公害，不會泄漏，無毒，不會引起溫室效應；（2）旋轉部件少，僅有跟蹤式外，難損壞，易安裝，易維護；（3）與能源危機和燃料市場的穩定性無關；（4）發電組件的使用時間通常多于25年；（5）能回用；（6）適合偏遠無電區域，減少長距電網的設立和輸電損耗；（7）發電方式多樣，容易于建筑物進行集成；（8）建設光伏系統的能量能很快回收（當前能量的償還周期是6個月到3年），而且回收將越來越快。

3 光伏發電技術的現狀分析

（1）環境污染嚴重太陽能屬于綠色能源，但是太陽能的上游組件以及硅原料加工卻能產生很嚴重的污染。生產太陽能薄膜電池時，會產生四氯化硅、氯化氫及氫氣等廢氣。尤其是四氯化硅，假如不處理，可能會變成鹽酸等酸性物質從而污染土壤。許多歐洲國家都無力承擔太陽能制造引起的消極影響，因此，中國才會成為世界太陽能的制造中心；（2）產業化產品長時間出口 中國太陽能的光伏發電業里的眾企業多數自顧自發展、不夠團結，往往不能齊心對外。太陽能光伏發電行業之前并沒著力于各企業間的協作，面臨反傾銷危機的時候，合作很重要。可是，中國太陽能的光伏發電行業缺少一個大家都認可的組織或者協調機制去調和大廠與大廠、大廠與小廠之間的利益糾葛，單憑為數不多的光伏產業協會可以發揮的功用十分微弱。

4 光伏發電技術在我國的發展

我國首次研究太陽能電池是1958年，在1971年，第一次成功的將其應用于東方紅二號衛星的發射，1973年以后，太陽能電池逐漸被用于地面工程。20世紀80年代初，我國的光伏工業剛剛起步，太陽能電池的年產量基本低于10 kW，且價格不便宜。20世紀80年代以來，國家開始關注光伏工業及光伏市場的發展狀況，中央和地方政府都在光伏領域有一些資金投入，這讓我國渺小的太陽能電池工業有機會發展同時在眾多應用領域成立了典范，例如微波中繼站、部隊的通信系統及水閘與石油管道的保護系統等等。

目前，我國致力于光伏發電技術的研究開發，相繼進行了晶體硅高效電池、非晶體硅薄膜電池與碲化鎘及銅銦硒薄膜電池的應用系統的主要技術的研究。尤其是“十五”期間，國家利用科技攻關與863計劃大力支持了一系列提高現有裝備的生產能力的工程，使得光伏發電技術得到很大發展，產業水平也相應提高，也使得我國光伏發電制造業水平與國際水平的差距減小。

就應用技術而言，國家“十五”期間計劃并實施了屋頂的并網發電技術以及高壓并網發電技術的科技攻關，建設了一系列10～50 kW的屋頂系統，替我國2010年及2020年屋頂光伏的并網發電技術以及沙漠電站技術的成批發展奠定了基礎。對于產業化，現在國內光伏發電最常用的產品是晶硅電池和少數的非晶硅電池。到2006年年末，我國已經建立了10余個相當規模的、專門的光伏電池生產廠，每年生產的光伏電池組件多于200 MW。特別是它可以增強晶體硅光伏電池組件的封裝水平，年生產能力在10 MW及以上的光伏電池的封裝技術和它的配套設備已變成商業化的工業設備。

但是，現在我國批量生產的單晶硅、多晶硅及非晶體硅電池的效率通常比發達國家低一些，一般為11%～14%、10%～12%及4%～6%。此外，到2006年，中國還沒生產用于光伏系統的蓄電池。小功率逆變器的生產水平相對較高，但大功率的逆變器生產水平和國外的差距很大。

5 結語

受城市道路的照明需要及有關控制的影響，現在的太陽能路燈系統只是用于城市居民區、公園及農村鄉鎮等非主干路線。但資源危機一步步深化，太陽能一定會被重視。針對太陽能用于道路照明存在的質量好壞不一、轉換率低、亮燈率低等問題，國家可通過規范市場，制定專門的國家標準或者行業標準等辦法來解決。總體看來，太陽能路燈技術的使用利大于弊，可以節省能源，減少有害氣體排放。把太陽能發電技術應用于新農村建設，一定會推動經濟社會的可持續性發展，同時對目前我國正在進行的節能減排工程具有深遠的意義。

參考文獻

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