非洲地區(qū)光伏發(fā)電應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景研究

摘要：太陽(yáng)能光伏發(fā)電是眾多新能源中最具有商業(yè)化發(fā)展前景和開(kāi)發(fā)價(jià)值的應(yīng)用技術(shù)，具有低投入、高收益的優(yōu)點(diǎn)。非洲地區(qū)位于東半球的西南部，赤道從其北部穿過(guò)，全年氣候高溫干燥，素有“熱帶大陸”之稱(chēng)。也正是因?yàn)槿绱?，非洲地區(qū)有著得天獨(dú)厚的太陽(yáng)能資源條件。本文將對(duì)光伏發(fā)電在非洲地區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景進(jìn)行論述，旨在為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電技術(shù);非洲地區(qū);應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展前景

自從進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，化石能源逐漸被消耗，日益枯竭，且開(kāi)采難度不斷加大，都需要投入更多的人力物力，這無(wú)疑給不斷發(fā)展前進(jìn)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)增添了一部分阻力。而且隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，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(xiàn)，成為了備受矚目的新選擇。據(jù)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，非洲地區(qū)所擁有的太陽(yáng)能總量占全世界的一半以上[1]。如此龐大的占有量給太陽(yáng)能光伏發(fā)電在非洲地區(qū)的應(yīng)用提供了可能，因此，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在非洲地區(qū)具有極大的應(yīng)用前景。本文將對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電在非洲地區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景進(jìn)行論述，旨在為相關(guān)研究提供參考。

一、光伏發(fā)電技術(shù)

光伏發(fā)電技術(shù)的原理就是將太陽(yáng)輻射的能量利用光生伏打效應(yīng)轉(zhuǎn)換為直流電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)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(wǎng)型光伏系統(tǒng)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：?jiǎn)尉Ч?、多晶硅、非晶硅太?yáng)能電池和薄膜晶體硅電池，此外也出現(xiàn)了多元化合物太陽(yáng)能電池，如銅銦鎵硒太陽(yáng)能電池。不同種類(lèi)的太陽(yáng)能電池具有不同特點(diǎn)，但從目前的情況來(lái)看，占主流位置的仍為單晶硅太陽(yáng)電池和多晶硅太陽(yáng)電池。由于光伏發(fā)電具有無(wú)噪聲、無(wú)污染、太陽(yáng)光照資源隨處可得、無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件的特點(diǎn)，相對(duì)故障率低、可維護(hù)性好，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，近年來(lái)成為可再生能源發(fā)電應(yīng)用的一種最普遍和最有前景的應(yīng)用形式[3]。

二、非洲地區(qū)光伏發(fā)電的應(yīng)用現(xiàn)狀及原因

非洲地區(qū)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(chēng)。也正是因?yàn)槿绱?，非洲地區(qū)有著得天獨(dú)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(fā)電技術(shù)的應(yīng)用卻并不盡如人意[4]。甚至是縱觀全非洲，也只有南非一個(gè)國(guó)家擁有超過(guò)50兆瓦的光伏電站。究其原因，一來(lái)是因?yàn)楣夥l(fā)電成本較高，而非洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，這也是遏制非洲地區(qū)光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的最根本原因。非洲大陸不但電網(wǎng)缺乏，而且基礎(chǔ)設(shè)施不完善，這些都又反過(guò)來(lái)抑制了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。其二是下游配套問(wèn)題。我們應(yīng)用光伏發(fā)電技術(shù)，不僅僅要實(shí)現(xiàn)把電生產(chǎn)出來(lái)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(yīng)的機(jī)關(guān)部門(mén)負(fù)責(zé)。非洲地區(qū)在這一方面也還需要繼續(xù)投入較多的人力和物力支持。其三，非洲部分國(guó)政局比較動(dòng)亂，政策變化性也比較大，這也是非洲至今電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)備不完善的原因所在，更是經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后的根本所在。同時(shí)，光伏發(fā)電造價(jià)成本高，而且都必須安裝在戶(hù)外空曠邊遠(yuǎn)地帶，而一旦這些地區(qū)處于戰(zhàn)爭(zhēng)區(qū)域，是很容易遭到破壞的。其四，非洲各國(guó)由于受到經(jīng)濟(jì)限制的影響，技術(shù)研發(fā)手段還有待加強(qiáng)，在光伏發(fā)電技術(shù)方面的實(shí)力相對(duì)較弱，使得非洲國(guó)家難以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用太陽(yáng)能技術(shù)光伏發(fā)電。因此，盡管非洲地區(qū)有著極好的先天條件，但一直以來(lái)的發(fā)電方式還主要是通過(guò)水力發(fā)電和燃?xì)獍l(fā)電。這種傳統(tǒng)的發(fā)電方式在帶來(lái)資源消耗和環(huán)境污染的同時(shí)，也給非洲國(guó)家的地區(qū)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了困擾。

三、太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在非洲地區(qū)的發(fā)展前景

毫無(wú)疑問(wèn)，光伏發(fā)電技術(shù)必然在非洲地區(qū)擁有者極為廣闊的發(fā)展前景。從地域特點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，非洲地區(qū)大多數(shù)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(yáng)光照強(qiáng)度高，時(shí)間長(zhǎng)，尤其是在夏季，是光伏發(fā)電最好的應(yīng)用地區(qū)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，如果光伏發(fā)電技術(shù)能夠順利應(yīng)用，非洲地區(qū)的地域特點(diǎn)必然能夠大大提高光伏發(fā)電的有效利用率，甚至?xí)h(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界其他地區(qū)。從人口特點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，非洲地區(qū)地廣人稀，光伏發(fā)電裝置安裝和使用的安全系數(shù)較高。而據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，非洲用電嚴(yán)重缺乏地區(qū)的人口數(shù)幾乎占全球用電嚴(yán)重缺乏地區(qū)人口數(shù)的一半，也就是說(shuō)，用電荒已成為了非洲居民的一種生活常態(tài)。甚至在南非曾一度出現(xiàn)了五天停電的狀況，非洲地區(qū)人均用電水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界其他地區(qū)的人均用電水平。如此龐大的數(shù)據(jù)顯示都給光伏發(fā)電技術(shù)在非洲地區(qū)的應(yīng)用提供了有力證明。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)說(shuō)，非洲地區(qū)雖屬于經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)，但是卻蘊(yùn)含著無(wú)限的發(fā)展商機(jī)，尤其是工業(yè)方面。非洲每年可開(kāi)發(fā)的電力資源高達(dá)20億千瓦時(shí)，遠(yuǎn)高于歐洲及北美各國(guó)。而隨著非洲地區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)用電必然會(huì)形成一個(gè)巨大的缺口，倘若光伏發(fā)電技術(shù)能夠順利應(yīng)用，必然能夠?yàn)榉侵薜貐^(qū)減輕很大一部分的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，從而促進(jìn)非洲經(jīng)濟(jì)更快更環(huán)保的發(fā)展。此外，光伏發(fā)電技術(shù)擁有獨(dú)立的發(fā)電系統(tǒng)，此系統(tǒng)既可安裝在居民的住宅區(qū)，還可安裝在工業(yè)應(yīng)用區(qū)等地。這樣既能同時(shí)滿(mǎn)足居民和工業(yè)的共同需求，還能有效減少能源損耗，減少環(huán)境污染，從而為非洲地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展減輕負(fù)擔(dān)。不僅如此，我們還可以在非洲地區(qū)大力推廣獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，這樣就可以將其安裝在公路隧道、賓館商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)跑道等大型照明系統(tǒng)需求場(chǎng)地。光伏建筑一體化是非洲地區(qū)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用未來(lái)發(fā)展的又一方向[5]，它在滿(mǎn)足景觀用電需求的同時(shí)，還能夠增強(qiáng)景點(diǎn)的觀感，設(shè)計(jì)特色景觀，促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)。近年來(lái)，隨著光伏系統(tǒng)的成本不斷下降，經(jīng)濟(jì)性的制約在逐步減少，光伏發(fā)電系統(tǒng)在非洲的推廣更加具有可行性。目前我司在非洲部分國(guó)家已經(jīng)建立了小型光伏發(fā)電系統(tǒng)，預(yù)期在今后業(yè)務(wù)量還將進(jìn)一步擴(kuò)大。

綜上所述，光伏發(fā)電技術(shù)其實(shí)在非洲地區(qū)有著極為廣闊的發(fā)展前景，但是若想真正實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電技術(shù)的全面應(yīng)用，非洲地區(qū)各國(guó)家還有很長(zhǎng)的一段路要走。為了更快更好地實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電技術(shù)在非洲地區(qū)的應(yīng)用，非洲各國(guó)政府需要團(tuán)結(jié)起來(lái)，共同下大決心進(jìn)行電力改革，不斷在世界各國(guó)招商引資，不斷引進(jìn)世界先進(jìn)國(guó)家的太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，共同發(fā)展國(guó)家電力項(xiàng)目。同時(shí)，非洲地區(qū)各國(guó)政府還應(yīng)適當(dāng)放寬電力工業(yè)管制要求，改革電力發(fā)展體制，激活非洲電力市場(chǎng)。此外，還應(yīng)該繼續(xù)研發(fā)光伏發(fā)電系統(tǒng)，降低成本，使得光伏發(fā)電能夠飛入尋常百姓家。中國(guó)作為非洲地區(qū)的第一大貿(mào)易國(guó)，中非貿(mào)易合作有著堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也應(yīng)積極配合非洲光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)雙贏。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：珠海市公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)資助項(xiàng)目（2014D0501990012）。