太陽能光伏發電的特點及發展前景

摘要：傳統的燃料能源正在一天天減少，對環境造成的危害日益突出，同時全球還有15億人得不到正常的能源供應。這個時候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變人類的能源結構，維持長遠的可持續發展，太陽直接輻射到地球的能量豐富，分布廣泛，可以再生，不污染環境，是國際社會公認的理想替代能源。

關鍵詞：能源 太陽能光伏發電 并網發電 發展 前景

化石能源是目前全球消耗的最主要能源，2012年全球消耗的能源中化石能源占比高達87.9%，我國的比例高達93.8%。但隨著人類的不斷開采，化石能源的枯竭是不可避免的，大部分化石能源本世紀將被開采殆盡。從另一方面看，由于化石能源的使用過程中會新增大量溫室氣體CO2，同時可能產能一些有污染的煙氣，威脅全球生態。因而，開發更清潔的可再生能源是今后發展的方向。本文將對太

陽能光伏發電技術的特點及其發展進行簡要的介紹與分析。

1. 國內太陽能光伏發電的發展現狀

2011年7月24日，發改委頒布了《關于完善太陽能光伏發電上網電價政策的通知》，出臺了太陽能光伏發電的標桿電價，在2011年7月前核準建設的、在當年年底前建成投產的項目，執行1.15元/千瓦時電價，7月1日以后核準，以及在年底前未投產項目，則按照1.00元/千瓦時電價執行。此外，發改委將可根據投資成本變化、技術進步等因素適時調整上網電價。近10年全球太陽能光伏產業年均增長41.3%，近5年為49.5%。中國已經為世界上最大的光伏電池組件生產國，2008年產量達到了2540.7MW，2009年產量約4000MW，約占世界產量的40%。

2013年3月26日頒布光電建筑應用財政補助政策、7月26日頒布 “金太陽示范工程”政策，敦煌10MW光伏項目成功招標，將大力推動建筑光電和大規模光伏電站的建設。初步預計，到2015年中國光伏發電的裝機總量將達到500萬千瓦，2020年到2000萬千瓦。

2. 光伏發電的基本工作原理

光伏發電是根據光生伏特效應原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網發電，光伏發電系統主要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件，所以，光伏發電設備極為精煉，可靠穩定壽命長、安裝維護簡便。理論上講，光伏發電技術可以用于任何需要電源的場合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級電站，小到玩具，光伏電源無處不在。太陽能光伏發電的最基本元件是太陽能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。目前，單晶和多晶電池用量最大，非晶電池用于一些小系統和計算器輔助電源等。由一個或多個太陽能電池片組成的太陽能電池板稱為光伏組件。

3. 陽能光伏發電的優缺點

與常用的火力發電系統相比，太陽能光伏發電的優點主要體現在：①無枯竭危險；②安全可靠，無噪聲，無污染排放外，絕對干凈（無公害）；③不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優勢；④無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電；⑤能源質量高；⑥使用者從感情上容易接受；⑦建設周期短，獲取能源花費的時間短。

缺點：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積；②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。

4. 太陽能光伏并網發電的應用前景

所謂并網光伏發電系統就是太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電這后直接接入公共電網。并網光伏發電系統有集中式大型并網光伏電站一般都是國家級電站，主要特點是將所發電能直接輸送到電網，由電網統一調配向用戶供電。但這種電站投資大、建設周期長、占地面積大，目前還沒有太大發展。而分散式小型并網光伏系統，特別是光伏建筑一體化發電系統，由于投資小、建設快、占地面積小、政策支持力度大等優點，是目前并網光伏發電的主流。

我國利用太陽能光伏發電的產業每年正以年增長率為30%的速度增長，最近幾年，全世界太陽能電池的產量增長比率高達49.8%。如果我們按日本的新能源計劃、歐盟可再生能源白皮書、美國光伏計劃等推算，到2030年全世界利用太陽能光伏發電裝機容量將達到300GW，那么到2040年太陽能光伏發電將達到全世界發電總量的15%--20%。照此推算到2040年光伏行業的復合增長率將會達到25%以上。

5. 陽能光伏并網發電系統市場化中存在的問題

長遠來看，太陽能發電在2030年后具備成為戰略能源的資源、技術、成本和環境優勢，2050年后可能成為重要的能源供應來源。 當光伏發電在電網電源中的比例達到一定規模時，必須考慮其對電網電壓頻率控制的影響，必須對光伏電站進行科學合理的調度運行控制。

“集中開發、高壓送出”模式開發的大規模光伏電站多集中在西北、華北等日照資源豐富的荒漠/半荒漠地區，光伏電站的電力需要進行遠距離輸送。隨著光伏電站數量和規模的不斷加大，光照短期波動和周期性變化引起的線路電壓超限現象將逐步出現，長距離輸電的電壓穩定性問題將成為制約光伏電站建設開發的主要因數之一。

與常規發電機組不同，光伏發電的運行控制特性完全由電力電子逆變器決定，沒有轉動慣量和阻尼特性，控制功能靈活。光伏發電的大規模接入增加了電網的安全穩定控制難度，如何利用光伏發電并網智能化技術提高電網安全穩定水平是突破的重點之一。

參考文獻：

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