太陽能與中國光伏產(chǎn)業(yè)

夏兵

20世紀(jì)70年代能源危機(jī)爆發(fā)和戰(zhàn)爭等因素，使得許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家，加強(qiáng)了對太陽能及其他可再生能源技術(shù)發(fā)展的支持，世界上再次興起了開發(fā)利用太陽能熱潮。自從1954年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的“恰賓”和“皮爾松”等研制出了世界上第一個(gè)多晶硅太陽能電池，到1969年世界上第一座太陽能發(fā)電站在法國建成，標(biāo)志著太陽能利用進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。

一、太陽能電池發(fā)電原理

太陽能電池是對光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件，光伏發(fā)電利用太陽光短波部分激發(fā)電子躍遷產(chǎn)生電勢并直接輸出產(chǎn)生電流的過程，如下圖所示。

二、利用太陽能的優(yōu)勢

不論是海洋、陸地、高山、平原、沙漠以及太空等，都有光輻射能，這為光伏發(fā)電提供有力條件。據(jù)測算太陽輻射能到達(dá)地球上的太陽能輻射能大約1.7×1012kW，相當(dāng)于全球一年內(nèi)消耗總量的3.5萬倍。此外太陽能發(fā)電有：無能耗、無機(jī)械磨損、無有毒物質(zhì)的排放等優(yōu)勢。如圖為德國普通住宅屋頂太陽能裝置。

三、目前發(fā)展概況

太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的利用主要集中在歐洲，占世界安裝總量的81% ，德國在2003年達(dá)到7.4GW ，占世界安裝總量的44.4% ，是目前全球最大的太陽能發(fā)電市場。在2001～2008年間全球光伏發(fā)電進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，新增容量年均增速達(dá)50.2%。

四、我國在這方面的成就

受太陽能發(fā)電需要的猛烈增長，我國在2007年一躍成為世界第一大太陽能電池生產(chǎn)大國。掀起了光伏企業(yè)生產(chǎn)、研發(fā)的熱潮，帶動(dòng)了我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。像施耐德電氣就率先研發(fā)出對高海拔電站的建設(shè)起著關(guān)鍵性作用的設(shè)備。

鑒于光伏發(fā)電成本仍遠(yuǎn)高于常規(guī)電力，造成了我國光伏產(chǎn)業(yè)沒有得到長足的發(fā)展。例如，一座別墅屋頂上裝上一個(gè)每年可以發(fā)電3 000度的“太陽能發(fā)電廠” ，要花費(fèi)15萬～20萬元。

中國的荒漠太陽能輻射面積約108萬kW2，1kW2面積可安裝100MW光伏陣列，每年可發(fā)電1.5億度；如果開發(fā)利用1%的荒漠，就可以發(fā)出相當(dāng)于中國2003年全年的耗電量。可見，太陽能產(chǎn)業(yè)在我國具有廣闊的發(fā)展前景。

人教版物理九年級全一冊第二十二章《能源與可持續(xù)性發(fā)展》課外閱讀延伸