光伏發電技術在國內實際應用前景分析

【摘 要】在人們的生產和生活中，太陽能是一種十分重要的能源，太陽能是人們的生活息息相關，除此之外，太陽能還是一種重要的可再生的清潔能源。因此對光伏發電的技術研究具有十分重要的意義。本文對光伏發電的概念和原理進行了說明，對如何做好光伏發電進行了探討，對光伏發電的未來趨勢進行了預判。筆者希望光伏發電技術能夠擁有十分廣闊的未來前景。

【關鍵詞】光伏發電；發展前景；實際應用

一、前言

近年來，隨著我國經濟的高速發展，人們對生態系統的破壞也日益嚴重，因此對新能源的使用和開發就十分迫切。堅持我國可持續發展的原則，高舉我國科學發展觀的大旗，研究光伏發電已經成為了發電領域的焦點問題，下面請隨筆者一期對光伏發電的應用和前景進行探討。

全球范圍內一次能源的逐漸枯竭以及經濟社會發展對能源的需求，太陽能光伏并網發電商業化已是不可避免。因此太陽能光伏發電已是全球新能源領域的研究熱點。太陽能發電只有進入電光伏發電概述

太陽能的發電的原理是在發電過程中利用太陽能的電池組把太陽能最大限度的轉換成電能。當太陽能電池受到太陽光的照射時，電池會吸收太陽能，產生光電子。光生電子和空穴在電池組內的作用下被分離，然后產生了電壓，這個電壓被稱為“光生電壓”。若在內建電場的兩側引出電極并接上負載，則負載就有“光生電流”流過，從而獲得功率輸出。按照運行及組成方式不同，太陽能光伏發電系統可分為：獨立光伏發電系統、并網光伏發電系統、混合光伏發電系統。太陽能光伏發電系統的規模和應用形式各異，但其組成結構基本相同，主要部件為：光伏組件陣列、蓄電池、控制器、逆變器。

早在2002年，國家有關部委啟動了“西部省區無電鄉通電計劃”，這一項目的啟動大大刺激了太陽能光伏產業市場。之后國家發改委、科技部制定出未來5年太陽能資源開發計劃，這對光伏產業的發展有一定的促進作用，一直到2008年，光伏產業的發展都比較快，2008年受經濟危機等因素的影響，光伏產業發展停滯，2009年在國家政策的刺激下光伏產業得到了一定的發展。我國光伏產業目前所面臨的主要問題：國家戰略支持欠缺、政策跟進較慢、產業鏈畸形、自主知識產權缺乏、行業標準缺失及高層次人才短缺等。

二、光伏發電的原理

光伏發電的原理和太陽能發電的原理相類似，都是利用太陽能電池組件將太陽能直接轉變為電能。

太陽能電池是太陽能光伏企業的核心設備，光伏發電利用太陽能電池將光能直接轉換成電能。1839 年Becquerel 發現了光生伏打效應，為太陽能電池的產生奠定了基礎。太陽能電池芯片的PN 結被光照射后，高能狀態下的電子吸收了光能，被激發成為自由電子，自由電子在晶體里移動，余下的空穴也圍繞晶體移動，自由電子在N 結聚集，空穴在P 結聚集，由此PN 結間形成電勢差，從而可以作為電源使用。

（一）太陽能電池

1、硅基電池：電池和化學電池是目前商業化最成熟的太陽電池。硅基太陽電池分為晶體硅和非晶硅電池，晶體硅可分為多晶硅電池和單晶硅電池，單晶硅光伏電池雖然轉換效率高，穩定性好但是成本也比較高，多晶硅電池雖然轉換率低些。硅薄膜太陽電池的是指將硅膜放在其他材料比如玻璃等做成的支持襯底上制成的太陽能電池，相對傳統的晶硅太陽能電池而言，生產硅薄太陽能膜電池所需的硅材料少，成本低，能耗小但是生產工藝比較復雜。

（二）化合物半導體電池

半導體硅的價格比較貴，相對而言化合物半導體的成本就比較低了，化合物半導體電池主要有CdTe 電池和CIGS 電池。這些化合物半導的體能隙寬度可以方便的調節，從而與太陽光譜匹配，將更多的光能轉換為電能。理論上CdTe 電池的光電轉換效率可達30%，而且性能穩定，原材料價格低廉。另外，金屬鎘Cd 具有毒性，會嚴重的污染環境，根據有關研究結果，生產相同多的電量，CdTe 與煤、石油和晶體硅電池相比，排放的鎘等重金屬的量是最低的。

加強光伏發電技術應用的具體措施

關注光伏動態，預判發展趨勢

光伏產業是中國七大新興戰略產業之一。自2012年歐盟和美國對中國光伏產品進行“雙反”調查后，一些供電公司就明確專人收集光伏產業的動態信息。2012年10月國家電網發布《關于做好分布式光伏發電并網服務工作的意見》后，海寧供電公司密切關注國網官方微博，第一時間了解各地分布式光伏發電項目的申請、受理、安裝與并網情況。

走訪光伏企業，了解區域動向

為了更準確地了解光伏企業的最新動態，可以對一些發電公司做好調研工作這些調研工作會影響光伏企業項目的投資回報比例。對光伏企業項目投資回收期影響巨大，投資回收期會延長3-5年甚至更長，這直接影響項目投資的可行性

（三）收集相關資料，訪談業內專家

為了準確分析分布式光伏發電項目對企業經營的影響，海寧通過中國知網等途徑收集了分布式光伏發電對配網影響、國內外光伏政策比較、分布式光伏發電綜合效益評價和光伏上網定價分析等方面的資料，分門別類進行梳理歸納。同時，向上海電力學院和國家發改委能源研究所的相關專家請教，改變了一些錯誤理念。

五、早期光伏發電技術的的發展歷史

光伏發電技術大規模應用面臨的障礙有：技術問題、制造問題、電力部門的結構、標準化、融資、安裝者的教育和培訓及市場意識或公眾接受能力。當前需要所有相關各方共同參與，以解決不同方面的障礙。光伏發電產業的發展僅僅依靠實驗室里的優秀科研成果還是不夠的，所有開發的技術解決辦法必須能進行產業處理，并在實際中得到應用。

我國的光伏電池技術是從60年代發展空間用太陽能電池起步的，地面用光伏電池的生產是從70年代初開始，主要的低成本技術及生產能力則在80年代中期建立起來。經過10多年的努力，我國光伏發電技術有了很大的發展，光伏電池轉換效率不斷提高，目前單晶硅電池實驗室效率達20%，批量生產效率為14%，多晶硅實驗室效率為12%。到1999年，單晶硅電池和非晶硅電池成為了我國的主要光伏電池產品，其中多晶硅的使用有一定的局限性，其主要用于實驗室的研發使用。而到了2000年以后，多晶硅產品才逐漸走出實驗室，開始進行規模化的生產，而現在，多晶硅的批量生產率約為13%，與發達國家相比還是有一定的差距，但是這種差距在逐漸減小。

六、未來光伏發電技術的發展趨勢與應用前景分析

現階段，我國的科學技術處于高速發展的階段，按照現在的趨勢計算，大概在2030年后發電的經濟成本會再次下降，在相關的研究領域會出現一些新的概念和理念，并且在市場中會涌現出一批新產品。若光伏發電新理念能得以在實際中應用實施，光能的使用率會繼續提高。據估計，光能模塊的最終轉換率可以高達百分之五十，做到對太陽能最大限度的使用。比如在太陽光較為充足的地區，1平方米的光伏模塊每年可發電約1000千瓦時。預計到2030年，將推出一批具有光伏組建特性的建筑部件，這樣就可以把光伏發電進行大規模的推廣。所有的建筑都可以安裝光伏模塊，從而把光能轉換成電能。

太陽能是理想的可持續發展綠色能源，也是21世紀最重要的能源之一。隨著力系統規模應用，才能真正對于緩解能源緊張和抑制環境污染起到積極作用，因此光伏發電的迅猛發展是必然的。全球范圍內太陽能光伏電池產能顯著增長的同時，太陽能光伏并網發電的發展步伐逐年加快。目前國內建筑光伏發電和開闊地并網發電總共所占市場份額僅5．1％ ，還遠落后于世界并網發電的發展速度以及市場規模，但是隨著中國關于并網發電的政策法規相繼頒布和落實，中國光伏發電的市場前景還是值得樂觀的。在未來，光伏發電的投資大約能在5年內收回前期的回報，并且國家會出臺一些相關的政策法規。通過政府的宣傳，居民和住戶會對光伏發電有更多的了解，因此光伏發電會有廣泛前景。

七、結束語

光伏發電技術的應用在我國國內和國外應用范圍越來越廣，發展迅速。結合本文的論述可知，要想強化光伏發電技術，就要關注光伏動態、預測發展趨勢，走訪光伏企業、了解機遇動向，收集光復資料，走訪業內行家，以此來提稿光伏發電的技術和水平。

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