我國太陽能光伏發電現狀及發展前景分析

蘭江

摘要：隨著我國科學技術的不斷發展，我國光伏發電技術逐漸步入正軌，同時電能是其他能源不可替代的能源，且我國電能的需求量在逐漸增加，而傳統的發電能源燃料資源正在大幅度減少。文章對我國太陽能光伏發電現狀及發展前景進行了分析。

關鍵詞：太陽能；光伏發電；電能；發電能源；燃料資源 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM615 文章編號：1009-2374（2016）25-0093-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.045

環境問題、經濟問題、資源問題等是我國發展急需調整的問題，同時隨著環境污染情況的加重以及燃料資源的日益缺乏，使人們逐漸認識到再生能源發電的重要性，如風力發電、潮汐發電、太陽能發電等。本文就太陽能的光伏發電角度分析其未來發展形勢，但就目前我國光伏發電現狀來說，比照國外先進國家的技術還有較大的差距，對此加強此方面的研究，增加我國的社會經濟以及科技創新是非常有必要的。

1 我國發展太陽能光伏發電的意義

1.1 發展的重要性

我國占地面積大、資源生產豐富，但是能源并不是開采不盡的，同時我國人口眾多，正處于發展時期，需要大量的能源作為物質支持，對此我國也是一個能源消耗大國。時至今日，我國仍以煤炭燃燒作為電能生產的主要形式，受到經濟、技術、人才、環境、地理等方面的影響，并不能完全依靠可再生能源進行電能的生產，且我國的煤炭的使用量達到幾百億噸，每年都以10%左右的速度增加，其中世界和中國的主要常規能源儲量的預測，如圖1所示：

圖1

由此可以看出，可再生能源是未來人們的主要能源來源，而我國的能源消耗速度，占據國家的首位，但同時我國又是發展大國，雖然大力的能源開發，但是并不能滿足我國用電的需求，這樣下去，我們的國家環境發展會因為人們的肆意開采，而變得更加嚴重，對此發展可再生能源的利用是非常有必要的。據統計，太陽能輻射到地面的能量，可達到近80萬千瓦，而光伏發電只會占用其地球表面的0.1%，那么每年就能得到5.6×109MW·h。由此可以看出，發展太陽能光伏發電是未來電力發展的主要趨勢。

1.2 環保意義

霧霾、沙塵暴、溫室效應等環境問題日益嚴重，同樣也受到了世界的關注，但是真正采取的措施卻是少之又少，比起其環境問題帶來的影響，我們還需要加大研究。電能在生產的過程中，會產生大量的CO2以及一些有毒性的氣體，排放在空氣中，不僅會破壞生態環境，同時會加劇溫室效應。近年來，溫室效應使其溫度升高1℃～6℃、全球海平面會持續上升、冰川消融、熱帶亞熱帶的干旱情況加重、臺風增加等嚴重的后果，對此采取可持續發展政策是尤為重要的，同時人們可以循環使用太陽能電池板，再利用系統材料，使其光伏能源的使用，有效地得到減少，使其光伏發電技術更加成熟和完善，從而更好地保護環境，為子孫后代做出貢獻。

2 太陽能簡介

2.1 太陽能定義

太陽能主要是指太陽的熱輻射能，是由太陽內部氫原子發生氫氦聚變而釋放出的核能產生的。太陽能是取之不盡、用之不竭的可再生能源，且能源安全環保、能量巨大，其光伏發電就是利用這一理想的能源展開的。在我國的西藏地區，日輻射量可達到每平米7千瓦時，且年日照時數超過2000小時。我國與其他國家相比，憑借著廣闊土地，具有一定的光伏發電的優勢，對此太陽能光伏發電是我國未來電力發展的主要研究對象，為我國和世界的環境保護邁出了關鍵性的一步。太陽能自身具備一定的普遍、無害、無污染、能源最大、長久的優點，同時具有密度低、分散性、不穩定、效率低和成本高的缺點。

2.2 太陽能的利用

包括光熱利用、發電利用、光化利用以及燃油利用，其中發電利用是我國未來能源發電的主要形式。轉換的途徑分為兩種：第一種是光、熱、電的轉換形式，即利用指定的集熱器，將太陽輻射產生的熱能進行收集，并轉換為蒸汽，使其蒸汽驅動氣輪機帶動發電；另一種是光電轉換的形式，是利用太陽能電池板裝置，采用光生伏特效應原理，將其輻射轉換為電能。

3 光伏發電概述

3.1 光伏發電原理

太陽能光伏發電的系統主要是由太陽能光伏電池組、電池控制器、蓄電池、直交流逆變器組成，其中光伏電池的作用是光電轉換、控制器的作用是對于光伏發電系統的過程控制、蓄電池的作用是指用來儲存光伏電池的電力、直交流逆變器的作用是用來交直流轉換，將光伏電池轉換的電能輸送到電網中。其發電系統的分類，主要分為離網光伏蓄電系統、光伏并網發電系統以及以上兩種的混合系統。

3.2 光伏發電系統

發電是利用太陽能電池組件進行太陽能、電能轉換的裝置，太陽能電池組件是利用半導體材料制成，實現流速和壓力控制轉換的裝置，使用的原材料中，電池片可以充足的發電功率；白玻璃可以耐輻射，保證足夠的透光率；EVA作為電池板的密封劑；TPT利用自身的反射作用，提高系統的工作效率；鋁合金邊框具有一定抗機械沖擊的能力。

4 我國太陽能光伏發電現狀

4.1 我國太陽能的開發利用

我國太陽能利用方式主要包括太陽能光伏發電、太陽能熱發電、太陽能熱水器、太陽房、太陽能空調等利用方式。我國是資源大國，太陽能占世界第二位，經過政府的高度重視和支持，我國相繼下發了《推進全國太陽能熱利用工作實施方案》等標準，節能環保、智能發展等措施的實施使我國逐漸成為了世界上太陽能熱利用的第一生產大國。

4.2 近年來我國太陽能發展趨勢

經過多年的實踐，我國太陽能資源的開發已經逐步進入到規模實用階段，我國太陽能的產業規模、光熱產業居世界第一。在2015年我國太陽能光熱發電技術，已經實現了與火電廠合作發電，同時電站的規模也在不斷擴大，大型的太陽能光熱發現也支持了海水淡化工程的發展，并且分布式發電系統的建立有效地解決了偏遠山區發電問題。雖然我國已經具有了15WM的太陽能發電容量，為我國光伏產業的發展奠定了良好的發展基礎，同時我國太陽能光伏電池的應用，在西藏發展廣泛，已經安裝完了近100座的光伏電源，為西藏近7個縣的用戶解決了用電難的問題，但是我國光伏發電的成本，還是遠遠高于煤電的成本，與此同時，太陽能光伏發電也有效地彌補了煤、核電發電存在的死角。

4.3 我國光伏發電存在的問題

4.3.1 發電成本高。我國風力發電的總裝機容量是光伏發電裝機容量的20倍，同時光伏發電的成本達到4元/kWh，是生物發電的7倍左右，是風能發電的6倍左右，是煤電車成本的16倍左右。但是在2014年，我國光伏發電的成本已經降到了1元/kWh，與常規發電成本已經接近。

4.3.2 光伏規劃不完善。美國在1992年就建立了可再生能源的發電配額制，在財政、金融方面制定了一定的優惠制度，同時市場推廣標準規范的提出，也有效地促進了美國可再生能源的市場化發展，但是我國的光伏產業，不僅沒有標準統一的國家光伏規劃，同是也沒有一個明確的光伏市場管理、培育和鼓勵的政策，使得我國的光伏市場在科學發展、材料、應用等方面的基礎建設。

4.3.3 科技落后。我國的光伏技術照比國外先進的國家，具有較大的差距，日本提出的新剛光計劃，使其成為了全球先進的光伏技術；而以色列由于政府的支持，加上與其他國家的合作，使其具有強大的技術支撐；我國的光伏市場不僅技術落后，且政府重視的程度也遠遠不夠，當前的太陽能電池受到其原材料晶硅純度的影響，使其仍然無法突破材料的瓶頸，導致技術落后，成本增加。

5 我國光伏發電前景預測

5.1 我國政府的扶持力度

我國國務院表明會支持光伏產業走出困境，同時光伏發電補貼的出臺、六大扶持政策的利用、新能源基金的擴容、分布式光伏發電的政策以及《中共中央關于制定國民經濟和社會發展“九五”計劃和2010年遠景目標的建議》《1996～2010年新能源和可再生能源發展綱要》等政策的提出，都有效地推動了我國光伏發電技術的發展。同時政府不光有效地集中推動光伏電站的發展，同時也積極地推動了太陽能屋頂電站技術的發展，對于電網起到了補充的作用。

5.2 技術研發方向

大容量、連續性以及高參數的太陽能光熱發電目標，是我國光伏行業主要的技術研發方向。要想實現發展目標，可以通過可再生能源十二五規劃來將發電規模擴大，降低其光伏發電的成本角度，來有效地提高其發電的規模；從加強光熱發電運行溫度、聚光度、轉換效率的角度，來有效地提高其運行的參數；從其儲熱性能的提升，來有效地實現其發電的連續性。

5.3 結合發展

未來可以將風力和太陽能光伏發電進行結合，使其綜合利用對于其發電起到互補的作用；中小型風力發電以及風光互補新能源市場的發展也會有效地推動光伏產業的完善以及技術的成熟。同時將其光伏發電，與建筑相結合，使其形成光伏—建筑一體化的發展形式，其中德國是最早實施太陽能屋頂計劃的國家，對此德國的光伏發展技術仍然處于領先的位置。

6 結語

綜上所述，通過對于我國太陽能光伏發電現狀及發展前景分析，發現雖然我國是太陽能利用第一大國，在很多的城市也紛紛地建設了相關的光伏發電電源，有效地為我國常規能源發電產業進行了補充，但是我國的光伏發電產業受到我國經濟、制度、技術等方面的影響，與其他國外先進的國家相比仍有較大的差距。隨著我國政府的不斷支持和重視以及光伏技術的不斷研究，我國的光伏產業會不斷進步，從而逐漸縮小其發電成本以及國外先進國家的對比差距。

參考文獻

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（責任編輯：王 波）