新能源光伏發(fā)電的發(fā)展思路探析

張軍

【摘 ?要】文章首先對(duì)中國(guó)新能源光伏發(fā)電技術(shù)的主要概念進(jìn)行簡(jiǎn)要論述，探討該技術(shù)在基本運(yùn)作原理以及當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r，并就此類技術(shù)的具體應(yīng)用方向進(jìn)行介紹，從經(jīng)濟(jì)角度對(duì)今后光伏發(fā)電的發(fā)展思路進(jìn)行深入探究，以期為相關(guān)人員提供問(wèn)題解決的新思路，為該技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用發(fā)展提供幫助。

【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)能;可再生;原理;應(yīng)用范圍

太陽(yáng)能是人類可利用的一類清潔型能源，太陽(yáng)能也具備可再生、轉(zhuǎn)換效率較高等優(yōu)勢(shì)。目前為止，中國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)仍處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，相較世界頂尖光伏技術(shù)仍有較大差距，因此積極開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研究是中國(guó)落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵，由此可見(jiàn)，對(duì)新能源光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行深入研究對(duì)于推動(dòng)未來(lái)階段光伏技術(shù)的發(fā)展具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1.光伏發(fā)電技術(shù)的概念簡(jiǎn)述

新能源技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用是我國(guó)今后能源領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向，新能源的開(kāi)發(fā)應(yīng)用切實(shí)關(guān)系到民眾的日常的生活與各類產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因此積極開(kāi)展新能源研發(fā)工作對(duì)于維護(hù)國(guó)家發(fā)展提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益都具重要意義。因此，在國(guó)內(nèi)開(kāi)展大量新能源技術(shù)研發(fā)后發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)電力項(xiàng)目在引入光能與智能化融合技術(shù)后對(duì)對(duì)于國(guó)內(nèi)電力項(xiàng)目建設(shè)與發(fā)展具有良好的促進(jìn)作用，具體而言，其主要技術(shù)成果多集中于光伏發(fā)電領(lǐng)域。因此若要積極探索光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用及其可靠性，必需結(jié)合光伏發(fā)電的概念入手進(jìn)行分析論述。

1.1光伏發(fā)電的基本原理

光伏發(fā)電主要借助半導(dǎo)體中發(fā)生的光生伏特效應(yīng)從而實(shí)現(xiàn)光電能源轉(zhuǎn)換的一類特殊技術(shù)。其主體結(jié)構(gòu)由太陽(yáng)電池板（組件）、控制電路和逆變電路等單元構(gòu)成，另有部分傳感器對(duì)各電路原件進(jìn)行監(jiān)控。太陽(yáng)能電池可采用串聯(lián)方案排列裝配，進(jìn)而形成面積較大的聯(lián)合電池組件，再加上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置[1]。

1.2光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展歷史十分悠久，在十八世紀(jì)中葉，法國(guó)科學(xué)家Becqurel曾在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了光伏效應(yīng)。在十九世紀(jì)中葉，美國(guó)科學(xué)家恰斌和皮爾松再次進(jìn)行類似試驗(yàn)，并開(kāi)創(chuàng)性地制成了單晶硅太陽(yáng)電池，這一創(chuàng)舉也標(biāo)志著太陽(yáng)能光伏發(fā)電的正式誕生。自光伏技術(shù)誕生以來(lái)，其技術(shù)優(yōu)越性使其成為新能源領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，許多國(guó)家均針對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)開(kāi)展了大量的技術(shù)研究，因此，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)以及太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展前景十分廣闊。

2.光伏發(fā)電技術(shù)的具體應(yīng)用方向探討

光伏發(fā)電技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展時(shí)間有限。本文通過(guò)對(duì)生活中常見(jiàn)的中光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用案例進(jìn)行了研究與探討，并總結(jié)出如下幾個(gè)應(yīng)用方向。

2.1生活用電中的光伏發(fā)電應(yīng)用

光伏發(fā)電技術(shù)的典型應(yīng)用案例即為日常生活中涉及的各類電力系統(tǒng)。近些年，在光伏發(fā)電技術(shù)的迭代速度逐漸提升的背景下，太陽(yáng)能電源逐漸成為生活用電的重要組成部分，特別在電力傳輸困難的貧困地區(qū)，光伏發(fā)電顯著降低了此類用戶的用電成本。由于太陽(yáng)能電源的通常供電功率普遍維持在10到100瓦不等，因此，可滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)的基本用電需求[2]。

2.2交通領(lǐng)域內(nèi)的光伏發(fā)電實(shí)例應(yīng)用

光伏發(fā)電在交通領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用十分廣闊，具體實(shí)例包含航向燈、交通/鐵路信號(hào)燈、交通警示/標(biāo)志燈、街邊路燈、高空障礙燈、高速公路導(dǎo)航燈牌、無(wú)人值守道班供電等，為國(guó)內(nèi)的交通事業(yè)的發(fā)展提供了便利。

2.3通訊、通信領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)例應(yīng)用

太陽(yáng)能自動(dòng)化微波中繼站、光纜檢修站、信號(hào)中繼電源系統(tǒng);農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、微型通信終端、手持GPS供電等。

2.4其他領(lǐng)域

光伏發(fā)電技術(shù)在石化、勘探、測(cè)繪等領(lǐng)域均取得較好的應(yīng)用效果。在實(shí)際生活應(yīng)用方面，常見(jiàn)于家庭燈具供電、光伏電站、綠色建筑供電與光伏汽車。由此可見(jiàn)，太陽(yáng)能再生發(fā)電系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的民用領(lǐng)域的應(yīng)用范圍十分廣闊。另外，部分新能源光伏與建筑一體化設(shè)計(jì)思路已經(jīng)在部分西方國(guó)家取得實(shí)質(zhì)性研究成果。光伏與建筑物可通過(guò)以下兩類方式融合：第一，通過(guò)在建筑物頂部加設(shè)大量太陽(yáng)能電池板實(shí)現(xiàn)建筑供電，形成用戶并聯(lián)系統(tǒng)，典型案例為國(guó)內(nèi)的“太陽(yáng)能屋頂設(shè)計(jì)”。第二種是從建筑光伏供電的升級(jí)版本，除在建筑頂部的光伏電池板，在建筑外部架設(shè)光伏發(fā)電的玻璃墻從而進(jìn)一步提高光伏發(fā)電的功率，借助屋頂和墻面的電池組并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的高效吸收與轉(zhuǎn)換，現(xiàn)階段在墻體材料研制方面已經(jīng)取得突破性進(jìn)展。

3新能源光伏發(fā)電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性分析

光伏發(fā)電技術(shù)的自身優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)是光伏電能新產(chǎn)業(yè)從誕生到應(yīng)用的根本原因，另外，經(jīng)濟(jì)性是決定這一新技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)大面積應(yīng)用的核心因素。

3.1影響新能源光伏發(fā)電成本的因素

新能源光伏發(fā)電的整體經(jīng)濟(jì)性影響著此類技術(shù)的市場(chǎng)推廣與實(shí)際應(yīng)用，技術(shù)的應(yīng)用成本則主要受到發(fā)電的總成本以及發(fā)電總量數(shù)據(jù)的影響。就實(shí)際而言，光伏發(fā)電設(shè)備在建設(shè)完成后運(yùn)行的運(yùn)行維護(hù)投入成本較低，所以影響光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)的主要因素是項(xiàng)目的初期建設(shè)費(fèi)用。資料顯示，光伏設(shè)備的自身成本占據(jù)整個(gè)光伏發(fā)電項(xiàng)目總投資成本的60%左右。但在2010年后，國(guó)際市場(chǎng)上的各類型光伏組件材料價(jià)格顯著降低，進(jìn)而使得整個(gè)光伏項(xiàng)目的投資成本趨于小規(guī)模化，大規(guī)模推廣光伏電站項(xiàng)目也具備了一定的可行性。此外，光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量普遍受到氣象條件制約，中國(guó)大型新能源光伏電站主要安裝在西部地區(qū)，每年的有效運(yùn)行時(shí)間大約為1500h，綜合折舊、稅收等有關(guān)因素考慮，大約25a能收回成本圈。

3.2新能源光伏發(fā)電均成本

由于我國(guó)的新能源光伏發(fā)電技術(shù)起步相對(duì)較晚，多數(shù)數(shù)據(jù)內(nèi)容無(wú)法反映真實(shí)的情況，所以文章選取國(guó)外類似項(xiàng)目進(jìn)行論述。資料顯示：西方國(guó)家的地面光伏電站的整體建造成本以及發(fā)電量均超過(guò)屋頂光伏，而采用薄膜光伏技術(shù)的整體建設(shè)成本雖低于晶硅光伏電站，但是其工作效率并未達(dá)標(biāo)，因此整體發(fā)電成本仍然高于晶硅光伏發(fā)電站。因此，國(guó)內(nèi)的新能源光伏發(fā)電項(xiàng)目需結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行立項(xiàng)，并結(jié)合勘測(cè)數(shù)據(jù)選定適宜自身?xiàng)l件的最佳的建設(shè)方案。

3.3新能源光伏發(fā)電成本變化趨勢(shì)

部分調(diào)研機(jī)構(gòu)對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電平均成本進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)顯示，新能源光伏發(fā)電成本已處于下降態(tài)勢(shì)，這也推動(dòng)了此類技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。預(yù)計(jì)至2020年底，我國(guó)新能源光伏發(fā)電項(xiàng)目的總裝機(jī)容量為40GW，到2030年會(huì)達(dá)到200GW。中國(guó)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)成本至2020年將下降到0.35元/（kW·h），2030年將下降到0.21元/（kW·h）。

4結(jié)語(yǔ)

受國(guó)內(nèi)特殊條件限制，整體人口結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，人均資源占有量少，對(duì)各類型能源的需求逐漸增加。且國(guó)內(nèi)各類型能源的綜合利用率均處于較低水平，在污染環(huán)境的同時(shí)，還進(jìn)一步提高了資源枯竭的速度。因此，積極探索新能源技術(shù)，迅速推廣建設(shè)各類光伏發(fā)電產(chǎn)品是改善中國(guó)能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的主要渠道，也是提高國(guó)內(nèi)新能源領(lǐng)域發(fā)展規(guī)模的重要的手段。新能源光伏發(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)具有廣闊發(fā)展前景的環(huán)保技術(shù)，整體商業(yè)價(jià)值較高，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，在能源市場(chǎng)方面具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]覃廣德. 太陽(yáng)能光伏發(fā)電材料的研究進(jìn)展及發(fā)展前景[J]. 科學(xué)與財(cái)富，2020（18）：152，178.

[2]高巍. 我國(guó)發(fā)展光伏發(fā)電存在的問(wèn)題面臨的形勢(shì)及建議[J]. 百科論壇電子雜志，2020（5）：291.