太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

王鵬　鞠振河　鞏贊超

摘 要：近年來，我國光伏產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，同時也遇到了許多發(fā)展問題。本文介紹了國內(nèi)外光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，以期為光伏產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：光伏產(chǎn)業(yè)；發(fā)展；問題；現(xiàn)狀

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.055

1 光伏發(fā)電介紹

1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池和光伏蓄電池、逆變器、控制和太陽能電池陣列為核心[1]。太陽能電池陣列分為平臺型和聚光型太陽能電池，半導(dǎo)體材料是由太陽能電池制作而成，電流是陽光照射到半導(dǎo)體上之后，分解成電子和正電荷，電子和正電荷流經(jīng)電流晶體管時做出定向遷移，電流在半導(dǎo)體內(nèi)流動，產(chǎn)生“光伏效應(yīng)”。近年來，晶體硅被最廣泛應(yīng)用在太陽能電池。同時，硅材料以外如磷化銦、砷化鎵也開始被應(yīng)用。

1.2 光伏發(fā)電原理

太陽能光伏發(fā)電是指不經(jīng)過熱處理直接將光能轉(zhuǎn)化為電能的過程。它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光致發(fā)電和光伏發(fā)電。光伏發(fā)電是利用太陽能半導(dǎo)體器件有效吸收太陽輻射能量并將其轉(zhuǎn)化為電能的直接發(fā)電方式?？梢哉f是當(dāng)今太陽能發(fā)電的主流。太陽能光伏發(fā)電，即太陽能電池發(fā)電[2]。太陽能電池設(shè)備，是利用半導(dǎo)體PN結(jié)直接將太陽能轉(zhuǎn)化成的電能的器件。由于單個太陽能電池不能用作電源，所以由幾個電池組成的電池陣列用來發(fā)電。

2 太陽能光伏發(fā)電行業(yè)的現(xiàn)狀

新世紀(jì)以來，太陽能光伏發(fā)電行業(yè)已經(jīng)成為世界新興產(chǎn)業(yè)之一。光伏發(fā)電是一種利用太陽能和半導(dǎo)體電子器件有效吸收太陽輻射能量并將其轉(zhuǎn)化為電能的直接發(fā)電方式。這是主流的太陽能發(fā)電模式。光伏發(fā)電不需要燃料，無氣體排放，屬于“綠色”產(chǎn)業(yè)，具有無污染、安全、壽命長、維修方便、取之不盡的資源和資源分布廣泛，二十一世紀(jì)以來被認(rèn)為是重要的新能源，可廣泛應(yīng)用于航空航天、通訊、能源、農(nóng)業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、交通、辦公用房等領(lǐng)域。

2.1 世界光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

近年來，全球太陽能電池產(chǎn)量每年平均增長近40%，2004年全球產(chǎn)量突破1000兆瓦。 印度是發(fā)展中國家的領(lǐng)導(dǎo)者，有太陽能發(fā)電技術(shù)相關(guān)制造業(yè)的企業(yè)有50多家，其中太陽能電池廠家6家，制造廠12家，年生產(chǎn)能力11兆瓦，累計產(chǎn)能為 約40兆瓦。 自本世紀(jì)初以來，一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)制定了包括太陽能電池在內(nèi)的可再生能源計劃。 歐洲太陽能電池的研究和生產(chǎn)，在美洲，亞洲的大規(guī)模推廣。 美國和日本在世界太陽能光伏市場的競爭中占優(yōu)勢地位，競爭引進(jìn)太陽能光伏技術(shù)研發(fā)計劃。

2.2 我國光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

近年來，中國太陽能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長，基本上是多晶硅材料，鑄錠，拉單晶，電池，封裝，平衡元件，系統(tǒng)集成，光伏應(yīng)用形成較完整的鏈條。 特種設(shè)備和特種材料各個環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈全面實現(xiàn)和加快了部分出口許多設(shè)備的本地化。截至2016年，我國新增裝機(jī)34.54GW，累計裝機(jī)77.42GW；分布式光伏累計裝機(jī)10GW，為10.32GW，2016年光伏發(fā)電量為662億度電，占全國發(fā)電量的1%。地區(qū)上看西北地區(qū)占比28%；山東3.22GW成為新增裝機(jī)量最大省份；分布式光伏新增裝機(jī)與2015年相比增長200%，其中浙江以860MW排名第一，其次為山東和江蘇。其中中國是全球光伏發(fā)電安裝量增長最快的國家。

在過去兩年中實現(xiàn)迅速的革新，中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)嚴(yán)格把控高純多晶硅制造技術(shù)的發(fā)展。在科技部和國家發(fā)展和改革委員會等有關(guān)部門，2007年新光硅膠，洛陽中硅，江蘇省中能等三家公司做高純硅生產(chǎn)年產(chǎn)十萬臺高純硅生產(chǎn)線增加到1130噸。 2008年，國產(chǎn)超純多晶硅年產(chǎn)量將突破4000噸，完成和生產(chǎn)江蘇中能二期和重慶大全多晶硅項目。此外，重慶小泉和江蘇中能公司在減少尾氣回收技術(shù)和多晶硅還原爐制造技術(shù)方面取得了重大進(jìn)展，報告綜合能耗降至150?180 kWh / kg（約50美元/ kg），相似公司250-300 kWh / kg，顯著低于其他國內(nèi)公司，主要材料綜合回收率達(dá)98%以上。最近江蘇等國內(nèi)企業(yè)仍然積極整合引進(jìn)新型高純硅生產(chǎn)技術(shù)如流化床，硅烷，降至20 - 50 kWh / kg，預(yù)計高純多晶硅生產(chǎn)的功耗綜合可達(dá)15-25美元/ kg。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全國至少有33家高純硅生產(chǎn)商的產(chǎn)能約為4.4萬噸（總計劃生產(chǎn)能力為8.8萬噸），預(yù)計2010年多晶硅產(chǎn)量將超過3萬噸，從根本上放寬高純硅材料供求矛盾。

采用可再生能源，無窮無盡，清潔安全的太陽能是理想的可再生能源。中國的太陽能資源相對豐富，有廣泛分布的光伏發(fā)電的可能性。此外，目前的太陽能發(fā)電技術(shù)日益成熟，是最可持續(xù)的可再生能源技術(shù)之一。截至2016年，我們正在運(yùn)輸，通訊，公共設(shè)施（照明等），家庭生活等各個方面應(yīng)用光伏發(fā)電。特別是偏遠(yuǎn)地區(qū)，太陽能發(fā)電顯示出其優(yōu)勢。中國電力短缺60%，大約3萬個村莊，7億戶，30萬農(nóng)村用電者，太陽能發(fā)電市場很大。專家預(yù)測中國在接下來的十年中，太陽能電池市場將在2017年之前發(fā)生巨大變化，中國太陽能電池將主要是獨(dú)立的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。

我國大氣環(huán)境污染有目共睹，政府在加大對該產(chǎn)業(yè)的政策支持力度，中國積極推動新能源產(chǎn)業(yè)水電，核電，太陽能，風(fēng)能發(fā)展的同時，計劃在2020年再將新能源消費(fèi)比重增至15%左右[3]。而且中國在2016年4月中國提交了關(guān)于《巴黎協(xié)議》是基于中國政府實施創(chuàng)新，協(xié)調(diào)，綠色，開放，共享發(fā)展的理念，加快實施《巴黎協(xié)議》，將藍(lán)圖轉(zhuǎn)化為實際行動，減少國內(nèi)溫室氣體減排工作，正在表達(dá)我們的積極承諾，所以發(fā)展新能源可以減少對化石原料的依賴，應(yīng)對氣候的變化，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)減少溫室氣體的排放，推動能源的可持續(xù)發(fā)展，太陽光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)作為新能源產(chǎn)業(yè)的支柱力量更要一馬當(dāng)先。

3 結(jié)語

二十一世紀(jì)初以來，由于能源短缺和需求增加的雙重限制，除常規(guī)能源短缺以及化石能源的開發(fā)利用外，能源問題也帶來了一系列環(huán)境問題。 國家依靠科技進(jìn)步的能源問題，開發(fā)利用可再生能源實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。太陽能是一個獨(dú)特的優(yōu)勢，是國家發(fā)展的要求。我們充分利用光伏發(fā)電，有效節(jié)約能源，太陽能資源成為世界領(lǐng)先的能源。

參考文獻(xiàn)：

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[3]曹石亞，李瓊慧.光伏發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及發(fā)展預(yù)測[J].中國電力，2012，45（08）：64-68.endprint