太陽能光伏發(fā)電系統現狀及前景分析

張世強

【摘要】：在1893年、法國科學家貝克勒爾發(fā)現“光生伏打效應”即“光伏效應”。1930，朗格首次提出用“光伏效應”制造太陽能電池，使太陽能變成電能。1954年恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶太陽電池。同年，韋克爾首次發(fā)現了砷化鎵有光伏效應，并在玻璃上沉積硫化鎘薄膜，制造出第一塊薄膜太陽能電池。文章對我國太陽能光伏發(fā)電現狀及發(fā)展前景進行了分析。

【關鍵詞】：太陽能；光伏發(fā)電系統；現狀及前景

1、導言

環(huán)境問題、經濟問題、資源問題等是我國發(fā)展急需調整的問題，同時隨著環(huán)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(fā)電的重要性，如風力發(fā)電、潮汐發(fā)電、太陽能發(fā)電等。在這些地區(qū)大力推廣戶用小型的光伏發(fā)電系統，將太陽能轉化為電能，供給人們日常生產生活的用電，能有效解決農村用電難的問題。綜上所述，太陽能光伏發(fā)電技術已成為全球普遍關注的重點研究對象。

2、太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)勢

2.1資源本身

太陽是一個巨大、永久的能量源，每秒輻射到地球的能量相當于使用500萬t的標準煤，相當于每年就要使用130萬億t標準煤。世界上可以開發(fā)的能源當中太陽是最大的。而且太陽照射大地時不會受到地域的限制，所以可以直接開發(fā)和使用，在開發(fā)時不會用到開采和運輸。在隨著煤、石油、天然氣……大量的消耗，能源的供應會越來越緊張。

2.2地理優(yōu)勢

我國太陽能資源非常豐富，理論上來說太陽能的儲量達到了每年的17000億t標準煤，太陽能的開發(fā)利用的潛力是巨大的。中國處于北半球，南北距離和東西距離都在5000km以上。在這遼闊的土地上有著豐富的太陽能資源。大多數地區(qū)年平均輻射量都在4kWh/m2以上，西藏的日輻射量更是達到了7kWh/m2。年日照時數多于2000h，和同一緯度的國家相比，比歐洲、日本具有優(yōu)勢，和美國相似。

2.3其他優(yōu)勢

光伏發(fā)電在大量供應電力的時候，為避免占用多的土地資源，光伏發(fā)電就可以安裝在只要有光地方。這就說明在公共、私人和工業(yè)建筑的屋頂或墻面上都有安裝的可能。在運行中，光伏發(fā)電系統還能減少建筑對熱量的吸收，增加通風。光伏還可以當作隔聲板安裝在光路兩側。

3、我國太陽能光伏發(fā)電現狀

3.1 我國太陽能的開發(fā)利用

我國太陽能利用方式主要包括太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱發(fā)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(fā)了《推進全國太陽能熱利用工作實施方案》等標準，節(jié)能環(huán)保、智能發(fā)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。

3.2 近年來我國太陽能發(fā)展趨勢

經過多年的實踐，我國太陽能資源的開發(fā)已經逐步進入到規(guī)模實用階段，我國太陽能的產業(yè)規(guī)模、光熱產業(yè)居世界第一。在2015年我國太陽能光熱發(fā)電技術，已經實現了與火電廠合作發(fā)電，同時電站的規(guī)模也在不斷擴大，大型的太陽能光熱發(fā)現也支持了海水淡化工程的發(fā)展，并且分布式發(fā)電系統的建立有效地解決了偏遠山區(qū)發(fā)電問題。雖然我國已經具有了15WM的太陽能發(fā)電容量，為我國光伏產業(yè)的發(fā)展奠定了良好的發(fā)展基礎，同時我國太陽能光伏電池的應用，在西藏發(fā)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(fā)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(fā)電也有效地彌補了煤、核電發(fā)電存在的死角。

3.3 我國光伏發(fā)電存在的問題

3.3.1 發(fā)電成本高。我國風力發(fā)電的總裝機容量是光伏發(fā)電裝機容量的20倍，同時光伏發(fā)電的成本達到4元/kWh，是生物發(fā)電的7倍左右，是風能發(fā)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(fā)電的成本已經降到了1元/kWh，與常規(guī)發(fā)電成本已經接近。

3.3.2 光伏規(guī)劃不完善。美國在1992年就建立了可再生能源的發(fā)電配額制，在財政、金融方面制定了一定的優(yōu)惠制度，同時市場推廣標準規(guī)范的提出，也有效地促進了美國可再生能源的市場化發(fā)展，但是我國的光伏產業(yè)，不僅沒有標準統一的國家光伏規(guī)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(fā)展、材料、應用等方面的基礎建設。

3.3.3 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。

4、我國的鼓勵政策

我國政府部門也對太陽能產業(yè)提供了大力支持。2006年1月，正式實施《中華人民共和國可再生能源法》。這項法律在經濟激勵和監(jiān)督措施、價格管理和費用分攤、產業(yè)指導和技術支持、資源調查和發(fā)展規(guī)劃、推廣和應用及法律責任等方面做出了嚴格定義。隨后，國家又陸續(xù)出臺了《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》《可再生能源建筑應用專項資金管理暫行辦法》等實施細則，支持可再生能源的發(fā)展。由此可以看出，國家為可再生能源的發(fā)展已鋪平了道路。這一系列的法律、政策對我國太陽能發(fā)電產業(yè)的發(fā)展給予了重要保障。

結論

綜上所述，在我國對太陽能開發(fā)和利用時，我國光伏發(fā)電的應用還在不斷摸索前進中，太陽能光伏發(fā)電系統與常用的火力發(fā)電系統相對比光伏發(fā)電的優(yōu)點體現在：安全可靠、沒有噪聲、無污染、無公害；無枯竭危險；不受資源分布地域的限制，可以利用建筑屋面。因為受到材料的限制所以人們對光伏發(fā)電系統的使用率還是不高。就必須研究新的材料來提高發(fā)電率，降低成本。把光伏發(fā)電系統廣泛的運用在國內。

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