蘭江

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)逐漸步入正軌，同時(shí)電能是其他能源不可替代的能源，且我國(guó)電能的需求量在逐漸增加，而傳統(tǒng)的發(fā)電能源燃料資源正在大幅度減少。文章對(duì)我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展前景進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；光伏發(fā)電；電能；發(fā)電能源；燃料資源 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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

環(huán)境問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題、資源問(wèn)題等是我國(guó)發(fā)展急需調(diào)整的問(wèn)題，同時(shí)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(rèn)識(shí)到再生能源發(fā)電的重要性，如風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等。本文就太陽(yáng)能的光伏發(fā)電角度分析其未來(lái)發(fā)展形勢(shì)，但就目前我國(guó)光伏發(fā)電現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，比照國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)還有較大的差距，對(duì)此加強(qiáng)此方面的研究，增加我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科技創(chuàng)新是非常有必要的。

1 我國(guó)發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電的意義

1.1 發(fā)展的重要性

我國(guó)占地面積大、資源生產(chǎn)豐富，但是能源并不是開(kāi)采不盡的，同時(shí)我國(guó)人口眾多，正處于發(fā)展時(shí)期，需要大量的能源作為物質(zhì)支持，對(duì)此我國(guó)也是一個(gè)能源消耗大國(guó)。時(shí)至今日，我國(guó)仍以煤炭燃燒作為電能生產(chǎn)的主要形式，受到經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、人才、環(huán)境、地理等方面的影響，并不能完全依靠可再生能源進(jìn)行電能的生產(chǎn)，且我國(guó)的煤炭的使用量達(dá)到幾百億噸，每年都以10%左右的速度增加，其中世界和中國(guó)的主要常規(guī)能源儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)，如圖1所示：

圖1

由此可以看出，可再生能源是未來(lái)人們的主要能源來(lái)源，而我國(guó)的能源消耗速度，占據(jù)國(guó)家的首位，但同時(shí)我國(guó)又是發(fā)展大國(guó)，雖然大力的能源開(kāi)發(fā)，但是并不能滿(mǎn)足我國(guó)用電的需求，這樣下去，我們的國(guó)家環(huán)境發(fā)展會(huì)因?yàn)槿藗兊乃烈忾_(kāi)采，而變得更加嚴(yán)重，對(duì)此發(fā)展可再生能源的利用是非常有必要的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，太陽(yáng)能輻射到地面的能量，可達(dá)到近80萬(wàn)千瓦，而光伏發(fā)電只會(huì)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(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電是未來(lái)電力發(fā)展的主要趨勢(shì)。

1.2 環(huán)保意義

霧霾、沙塵暴、溫室效應(yīng)等環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，同樣也受到了世界的關(guān)注，但是真正采取的措施卻是少之又少，比起其環(huán)境問(wèn)題帶來(lái)的影響，我們還需要加大研究。電能在生產(chǎn)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的CO2以及一些有毒性的氣體，排放在空氣中，不僅會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，同時(shí)會(huì)加劇溫室效應(yīng)。近年來(lái)，溫室效應(yīng)使其溫度升高1℃～6℃、全球海平面會(huì)持續(xù)上升、冰川消融、熱帶亞熱帶的干旱情況加重、臺(tái)風(fēng)增加等嚴(yán)重的后果，對(duì)此采取可持續(xù)發(fā)展政策是尤為重要的，同時(shí)人們可以循環(huán)使用太陽(yáng)能電池板，再利用系統(tǒng)材料，使其光伏能源的使用，有效地得到減少，使其光伏發(fā)電技術(shù)更加成熟和完善，從而更好地保護(hù)環(huán)境，為子孫后代做出貢獻(xiàn)。

2 太陽(yáng)能簡(jiǎn)介

2.1 太陽(yáng)能定義

太陽(yáng)能主要是指太陽(yáng)的熱輻射能，是由太陽(yáng)內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變而釋放出的核能產(chǎn)生的。太陽(yáng)能是取之不盡、用之不竭的可再生能源，且能源安全環(huán)保、能量巨大，其光伏發(fā)電就是利用這一理想的能源展開(kāi)的。在我國(guó)的西藏地區(qū)，日輻射量可達(dá)到每平米7千瓦時(shí)，且年日照時(shí)數(shù)超過(guò)2000小時(shí)。我國(guó)與其他國(guó)家相比，憑借著廣闊土地，具有一定的光伏發(fā)電的優(yōu)勢(shì)，對(duì)此太陽(yáng)能光伏發(fā)電是我國(guó)未來(lái)電力發(fā)展的主要研究對(duì)象，為我國(guó)和世界的環(huán)境保護(hù)邁出了關(guān)鍵性的一步。太陽(yáng)能自身具備一定的普遍、無(wú)害、無(wú)污染、能源最大、長(zhǎng)久的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有密度低、分散性、不穩(wěn)定、效率低和成本高的缺點(diǎn)。

2.2 太陽(yáng)能的利用

包括光熱利用、發(fā)電利用、光化利用以及燃油利用，其中發(fā)電利用是我國(guó)未來(lái)能源發(fā)電的主要形式。轉(zhuǎn)換的途徑分為兩種：第一種是光、熱、電的轉(zhuǎn)換形式，即利用指定的集熱器，將太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能進(jìn)行收集，并轉(zhuǎn)換為蒸汽，使其蒸汽驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電；另一種是光電轉(zhuǎn)換的形式，是利用太陽(yáng)能電池板裝置，采用光生伏特效應(yīng)原理，將其輻射轉(zhuǎn)換為電能。

3 光伏發(fā)電概述

3.1 光伏發(fā)電原理

太陽(yáng)能光伏發(fā)電的系統(tǒng)主要是由太陽(yáng)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(zhuǎn)換、控制器的作用是對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)的過(guò)程控制、蓄電池的作用是指用來(lái)儲(chǔ)存光伏電池的電力、直交流逆變器的作用是用來(lái)交直流轉(zhuǎn)換，將光伏電池轉(zhuǎn)換的電能輸送到電網(wǎng)中。其發(fā)電系統(tǒng)的分類(lèi)，主要分為離網(wǎng)光伏蓄電系統(tǒng)、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)以及以上兩種的混合系統(tǒng)。

3.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)

發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池組件進(jìn)行太陽(yáng)能、電能轉(zhuǎn)換的裝置，太陽(yáng)能電池組件是利用半導(dǎo)體材料制成，實(shí)現(xiàn)流速和壓力控制轉(zhuǎn)換的裝置，使用的原材料中，電池片可以充足的發(fā)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(tǒng)的工作效率；鋁合金邊框具有一定抗機(jī)械沖擊的能力。

4 我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電現(xiàn)狀

4.1 我國(guó)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用

我國(guó)太陽(yáng)能利用方式主要包括太陽(yáng)能光伏發(fā)電、太陽(yáng)能熱發(fā)電、太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)房、太陽(yáng)能空調(diào)等利用方式。我國(guó)是資源大國(guó)，太陽(yáng)能占世界第二位，經(jīng)過(guò)政府的高度重視和支持，我國(guó)相繼下發(fā)了《推進(jìn)全國(guó)太陽(yáng)能熱利用工作實(shí)施方案》等標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能環(huán)保、智能發(fā)展等措施的實(shí)施使我國(guó)逐漸成為了世界上太陽(yáng)能熱利用的第一生產(chǎn)大國(guó)。

4.2 近年來(lái)我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，我國(guó)太陽(yáng)能資源的開(kāi)發(fā)已經(jīng)逐步進(jìn)入到規(guī)模實(shí)用階段，我國(guó)太陽(yáng)能的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、光熱產(chǎn)業(yè)居世界第一。在2015年我國(guó)太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與火電廠合作發(fā)電，同時(shí)電站的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，大型的太陽(yáng)能光熱發(fā)現(xiàn)也支持了海水淡化工程的發(fā)展，并且分布式發(fā)電系統(tǒng)的建立有效地解決了偏遠(yuǎn)山區(qū)發(fā)電問(wèn)題。雖然我國(guó)已經(jīng)具有了15WM的太陽(yáng)能發(fā)電容量，為我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了良好的發(fā)展基礎(chǔ)，同時(shí)我國(guó)太陽(yáng)能光伏電池的應(yīng)用，在西藏發(fā)展廣泛，已經(jīng)安裝完了近100座的光伏電源，為西藏近7個(gè)縣的用戶(hù)解決了用電難的問(wèn)題，但是我國(guó)光伏發(fā)電的成本，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤電的成本，與此同時(shí)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電也有效地彌補(bǔ)了煤、核電發(fā)電存在的死角。

4.3 我國(guó)光伏發(fā)電存在的問(wèn)題

4.3.1 發(fā)電成本高。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的總裝機(jī)容量是光伏發(fā)電裝機(jī)容量的20倍，同時(shí)光伏發(fā)電的成本達(dá)到4元/kWh，是生物發(fā)電的7倍左右，是風(fēng)能發(fā)電的6倍左右，是煤電車(chē)成本的16倍左右。但是在2014年，我國(guó)光伏發(fā)電的成本已經(jīng)降到了1元/kWh，與常規(guī)發(fā)電成本已經(jīng)接近。

4.3.2 光伏規(guī)劃不完善。美國(guó)在1992年就建立了可再生能源的發(fā)電配額制，在財(cái)政、金融方面制定了一定的優(yōu)惠制度，同時(shí)市場(chǎng)推廣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的提出，也有效地促進(jìn)了美國(guó)可再生能源的市場(chǎng)化發(fā)展，但是我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)，不僅沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的國(guó)家光伏規(guī)劃，同是也沒(méi)有一個(gè)明確的光伏市場(chǎng)管理、培育和鼓勵(lì)的政策，使得我國(guó)的光伏市場(chǎng)在科學(xué)發(fā)展、材料、應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)建設(shè)。

4.3.3 科技落后。我國(guó)的光伏技術(shù)照比國(guó)外先進(jìn)的國(guó)家，具有較大的差距，日本提出的新剛光計(jì)劃，使其成為了全球先進(jìn)的光伏技術(shù)；而以色列由于政府的支持，加上與其他國(guó)家的合作，使其具有強(qiáng)大的技術(shù)支撐；我國(guó)的光伏市場(chǎng)不僅技術(shù)落后，且政府重視的程度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，當(dāng)前的太陽(yáng)能電池受到其原材料晶硅純度的影響，使其仍然無(wú)法突破材料的瓶頸，導(dǎo)致技術(shù)落后，成本增加。

5 我國(guó)光伏發(fā)電前景預(yù)測(cè)

5.1 我國(guó)政府的扶持力度

我國(guó)國(guó)務(wù)院表明會(huì)支持光伏產(chǎn)業(yè)走出困境，同時(shí)光伏發(fā)電補(bǔ)貼的出臺(tái)、六大扶持政策的利用、新能源基金的擴(kuò)容、分布式光伏發(fā)電的政策以及《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“九五”計(jì)劃和2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》《1996～2010年新能源和可再生能源發(fā)展綱要》等政策的提出，都有效地推動(dòng)了我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)政府不光有效地集中推動(dòng)光伏電站的發(fā)展，同時(shí)也積極地推動(dòng)了太陽(yáng)能屋頂電站技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于電網(wǎng)起到了補(bǔ)充的作用。

5.2 技術(shù)研發(fā)方向

大容量、連續(xù)性以及高參數(shù)的太陽(yáng)能光熱發(fā)電目標(biāo)，是我國(guó)光伏行業(yè)主要的技術(shù)研發(fā)方向。要想實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)，可以通過(guò)可再生能源十二五規(guī)劃來(lái)將發(fā)電規(guī)模擴(kuò)大，降低其光伏發(fā)電的成本角度，來(lái)有效地提高其發(fā)電的規(guī)模；從加強(qiáng)光熱發(fā)電運(yùn)行溫度、聚光度、轉(zhuǎn)換效率的角度，來(lái)有效地提高其運(yùn)行的參數(shù)；從其儲(chǔ)熱性能的提升，來(lái)有效地實(shí)現(xiàn)其發(fā)電的連續(xù)性。

5.3 結(jié)合發(fā)展

未來(lái)可以將風(fēng)力和太陽(yáng)能光伏發(fā)電進(jìn)行結(jié)合，使其綜合利用對(duì)于其發(fā)電起到互補(bǔ)的作用；中小型風(fēng)力發(fā)電以及風(fēng)光互補(bǔ)新能源市場(chǎng)的發(fā)展也會(huì)有效地推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)的完善以及技術(shù)的成熟。同時(shí)將其光伏發(fā)電，與建筑相結(jié)合，使其形成光伏—建筑一體化的發(fā)展形式，其中德國(guó)是最早實(shí)施太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃的國(guó)家，對(duì)此德國(guó)的光伏發(fā)展技術(shù)仍然處于領(lǐng)先的位置。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)于我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析，發(fā)現(xiàn)雖然我國(guó)是太陽(yáng)能利用第一大國(guó)，在很多的城市也紛紛地建設(shè)了相關(guān)的光伏發(fā)電電源，有效地為我國(guó)常規(guī)能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了補(bǔ)充，但是我國(guó)的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)受到我國(guó)經(jīng)濟(jì)、制度、技術(shù)等方面的影響，與其他國(guó)外先進(jìn)的國(guó)家相比仍有較大的差距。隨著我國(guó)政府的不斷支持和重視以及光伏技術(shù)的不斷研究，我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)會(huì)不斷進(jìn)步，從而逐漸縮小其發(fā)電成本以及國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的對(duì)比差距。

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（責(zé)任編輯：王 波）