非洲地區光伏發電應用現狀與發展前景研究

摘要：太陽能光伏發電是眾多新能源中最具有商業化發展前景和開發價值的應用技術，具有低投入、高收益的優點。非洲地區位于東半球的西南部，赤道從其北部穿過，全年氣候高溫干燥，素有“熱帶大陸”之稱。也正是因為如此，非洲地區有著得天獨厚的太陽能資源條件。本文將對光伏發電在非洲地區的應用現狀與發展前景進行論述，旨在為相關研究提供參考。

關鍵詞：光伏發電技術;非洲地區;應用現狀;發展前景

自從進入21世紀以來，隨著世界經濟的不斷發展，化石能源逐漸被消耗，日益枯竭，且開采難度不斷加大，都需要投入更多的人力物力，這無疑給不斷發展前進的經濟社會增添了一部分阻力。而且隨著人們環保意識的不斷加強，化石能源已不再是首選。新的、清潔的可再生能源逐漸走入人們的視線，成為了備受矚目的新選擇。據專業機構的統計數據顯示，非洲地區所擁有的太陽能總量占全世界的一半以上[1]。如此龐大的占有量給太陽能光伏發電在非洲地區的應用提供了可能，因此，太陽能光伏發電在非洲地區具有極大的應用前景。本文將對太陽能光伏發電在非洲地區的應用現狀與發展前景進行論述，旨在為相關研究提供參考。

一、光伏發電技術

光伏發電技術的原理就是將太陽輻射的能量利用光生伏打效應轉換為直流電能。光伏發電系統主要由四部分組成：光伏電池組件（陣列）、光伏控制器、蓄電池、逆變器。其中，并網型光伏系統可以不需要蓄電池。目前主流的光伏電池組件，其光伏電池材料為晶體硅，包括：單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池和薄膜晶體硅電池，此外也出現了多元化合物太陽能電池，如銅銦鎵硒太陽能電池。不同種類的太陽能電池具有不同特點，但從目前的情況來看，占主流位置的仍為單晶硅太陽電池和多晶硅太陽電池。由于光伏發電具有無噪聲、無污染、太陽光照資源隨處可得、無機械轉動部件的特點，相對故障率低、可維護性好，可實現無人值守，近年來成為可再生能源發電應用的一種最普遍和最有前景的應用形式[3]。

二、非洲地區光伏發電的應用現狀及原因

非洲地區位于東半球的西南部，地跨赤道南北，全年氣候高溫干燥，素有“熱帶大陸”之稱。也正是因為如此，非洲地區有著得天獨厚的日照條件。但是，即便是擁有如此好的先天條件，非洲光伏發電技術的應用卻并不盡如人意[4]。甚至是縱觀全非洲，也只有南非一個國家擁有超過50兆瓦的光伏電站。究其原因，一來是因為光伏發電成本較高，而非洲經濟發展相對落后，這也是遏制非洲地區光伏發電技術發展的最根本原因。非洲大陸不但電網缺乏，而且基礎設施不完善，這些都又反過來抑制了經濟的發展。其二是下游配套問題。我們應用光伏發電技術，不僅僅要實現把電生產出來的目的，還要把電輸送出去。而輸送到那里，如何分配，這些都需要政府安排相應的機關部門負責。非洲地區在這一方面也還需要繼續投入較多的人力和物力支持。其三，非洲部分國政局比較動亂，政策變化性也比較大，這也是非洲至今電網等基礎設備不完善的原因所在，更是經濟發展落后的根本所在。同時，光伏發電造價成本高，而且都必須安裝在戶外空曠邊遠地帶，而一旦這些地區處于戰爭區域，是很容易遭到破壞的。其四，非洲各國由于受到經濟限制的影響，技術研發手段還有待加強，在光伏發電技術方面的實力相對較弱，使得非洲國家難以實現應用太陽能技術光伏發電。因此，盡管非洲地區有著極好的先天條件，但一直以來的發電方式還主要是通過水力發電和燃氣發電。這種傳統的發電方式在帶來資源消耗和環境污染的同時，也給非洲國家的地區經濟帶來了困擾。

三、太陽能光伏發電技術在非洲地區的發展前景

毫無疑問，光伏發電技術必然在非洲地區擁有者極為廣闊的發展前景。從地域特點上來說，非洲地區大多數為沙漠地帶，世界上最大的沙漠，撒哈拉沙漠就在非洲。這里一年四季氣候干旱，太陽光照強度高，時間長，尤其是在夏季，是光伏發電最好的應用地區。可以預見，如果光伏發電技術能夠順利應用，非洲地區的地域特點必然能夠大大提高光伏發電的有效利用率，甚至會遠遠高于世界其他地區。從人口特點上來說，非洲地區地廣人稀，光伏發電裝置安裝和使用的安全系數較高。而據資料統計，非洲用電嚴重缺乏地區的人口數幾乎占全球用電嚴重缺乏地區人口數的一半，也就是說，用電荒已成為了非洲居民的一種生活常態。甚至在南非曾一度出現了五天停電的狀況，非洲地區人均用電水平遠遠低于世界其他地區的人均用電水平。如此龐大的數據顯示都給光伏發電技術在非洲地區的應用提供了有力證明。從經濟發展來說，非洲地區雖屬于經濟落后地區，但是卻蘊含著無限的發展商機，尤其是工業方面。非洲每年可開發的電力資源高達20億千瓦時，遠高于歐洲及北美各國。而隨著非洲地區經濟的不斷發展，工業用電必然會形成一個巨大的缺口，倘若光伏發電技術能夠順利應用，必然能夠為非洲地區減輕很大一部分的經濟負擔，從而促進非洲經濟更快更環保的發展。此外，光伏發電技術擁有獨立的發電系統，此系統既可安裝在居民的住宅區，還可安裝在工業應用區等地。這樣既能同時滿足居民和工業的共同需求，還能有效減少能源損耗，減少環境污染，從而為非洲地區的經濟發展減輕負擔。不僅如此，我們還可以在非洲地區大力推廣獨立光伏發電系統，這樣就可以將其安裝在公路隧道、賓館商場、機場跑道等大型照明系統需求場地。光伏建筑一體化是非洲地區太陽能光伏發電技術應用未來發展的又一方向[5]，它在滿足景觀用電需求的同時，還能夠增強景點的觀感，設計特色景觀，促進當地旅游業。近年來，隨著光伏系統的成本不斷下降，經濟性的制約在逐步減少，光伏發電系統在非洲的推廣更加具有可行性。目前我司在非洲部分國家已經建立了小型光伏發電系統，預期在今后業務量還將進一步擴大。

綜上所述，光伏發電技術其實在非洲地區有著極為廣闊的發展前景，但是若想真正實現光伏發電技術的全面應用，非洲地區各國家還有很長的一段路要走。為了更快更好地實現光伏發電技術在非洲地區的應用，非洲各國政府需要團結起來，共同下大決心進行電力改革，不斷在世界各國招商引資，不斷引進世界先進國家的太陽能光伏發電技術，共同發展國家電力項目。同時，非洲地區各國政府還應適當放寬電力工業管制要求，改革電力發展體制，激活非洲電力市場。此外，還應該繼續研發光伏發電系統，降低成本，使得光伏發電能夠飛入尋常百姓家。中國作為非洲地區的第一大貿易國，中非貿易合作有著堅實的基礎，也應積極配合非洲光伏發電產業的發展，最終實現雙贏。

參考文獻：

[1]葉贊.太陽能光伏發電應用現狀與發展趨勢[J].中國高新技術企業，2012，04

[2]施先鋒.光伏發電技術推廣應用路徑分析——以浙江省為例[D].浙江工業大學，2012，12

[3]樊曉俊.基于合同能源管理的太陽能光伏并網示范項目運營模式研究[D].武漢科技大學，2012，05

[4]易曠怡.太陽能光伏建筑一體化協同設計研究[D].北京交通大學，2013，06

[5]袁小強.中外太陽能光伏產業融資比較研究[D].中國海洋大學，2012，03

基金項目：珠海市公共技術服務平臺資助項目（2014D0501990012）。