光伏發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及對(duì)策

曹麗麗+李爭(zhēng)虎

【摘要】：能源短缺是當(dāng)今世界能源的主要問(wèn)題，隨著化石能源的不斷消耗，能源短缺問(wèn)題日益嚴(yán)重，且因化石燃料的燃燒利用效率較低，對(duì)大氣的污染影響極其嚴(yán)重，全球氣候變暖、霧霾、冰川融化等近幾年熱度很高的話題都與化石能源的利用密不可分，鑒于此，可再生替代能源的應(yīng)用研究引起了人們的高度重視并取得了重大突破，目前可再生利用能源包括風(fēng)能、水能、潮汐能、太陽(yáng)能、核能等，其中太陽(yáng)能以其資源豐富、清潔無(wú)污染、能量高、不受地域限制等優(yōu)勢(shì)為大眾所廣泛研究應(yīng)用，特別是在發(fā)電領(lǐng)域嶄露頭角。然而在我國(guó)，有關(guān)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的研究與國(guó)際上尚存在較大差距，因此研究太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)尤其是光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有不可替代的重要意義。

【關(guān)鍵詞】：發(fā)電技術(shù)；問(wèn)題 ；對(duì)策；

1發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1光伏裝機(jī)量方面的發(fā)展現(xiàn)狀

截止至去年年末，光伏發(fā)電的裝機(jī)容量已經(jīng)超過(guò)了4000萬(wàn)千瓦，在世界范圍內(nèi)我國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)容量最大。集中式光伏發(fā)電站3700萬(wàn)千瓦，而分布式光伏發(fā)電站600千瓦。2015年的年發(fā)電量約為400億千瓦時(shí)，裝機(jī)容量新增1500萬(wàn)千瓦，約占世界裝機(jī)新增總數(shù)的25%。同時(shí)我國(guó)建有光伏發(fā)電站的區(qū)域光伏發(fā)電系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行良好，我國(guó)在2015年平均利用1000余小時(shí)，總發(fā)電量超過(guò)400億度，其中集中式光伏發(fā)電站約占總發(fā)電量的6/7，分布式約占總發(fā)電量的1/7左右。

1.2新能源的開發(fā)利用

新能源利用方式較多，比如新能源光伏發(fā)電、太陽(yáng)能熱發(fā)電等。過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)，對(duì)不可再生能源、資源等進(jìn)行過(guò)度開采和浪費(fèi)，如今能源緊張問(wèn)題的解決工作已經(jīng)變得刻不容緩。我國(guó)地域遼闊，太陽(yáng)能方面的資源在世界范圍內(nèi)排名第2。我國(guó)政府和人民對(duì)環(huán)境保護(hù)以及能源節(jié)約方面的工作產(chǎn)生更多重視，下發(fā)一些文件并制定了一些標(biāo)準(zhǔn)，其中智能發(fā)展、能源節(jié)約以及環(huán)境保護(hù)方面的工作取得一定成績(jī)，新能源光伏發(fā)電站也有了一定程度的發(fā)展。

1.3新能源光伏發(fā)電站的現(xiàn)存問(wèn)題

我國(guó)新能源光伏發(fā)電站在發(fā)展過(guò)程中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，下面對(duì)幾方面問(wèn)題進(jìn)行分析：其一，技術(shù)方面存在一定不足。較西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)新能源光伏發(fā)電技術(shù)較為落后，同屬亞洲的日本已經(jīng)開始著手進(jìn)行新剛光計(jì)劃，在光伏技術(shù)方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平，還有一些國(guó)家在政府的支持下和光伏發(fā)電技術(shù)較為出色的國(guó)家建立合作關(guān)系，獲得更多技術(shù)方面的支持。但是我國(guó)新能源光伏發(fā)電站在技術(shù)方面較為落后，國(guó)家對(duì)其雖有重視但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，存在技術(shù)等方面的瓶頸，新能源光伏發(fā)電站運(yùn)行成本較高。其二，對(duì)成本方面的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行細(xì)致分析。我國(guó)光伏發(fā)電站裝機(jī)容量方面尚且存在較大的發(fā)展空間，較風(fēng)力發(fā)電相比總裝機(jī)容量仍然較少，在發(fā)電成本方面約為每千瓦時(shí)四元，較生物發(fā)電相比高出6倍，與風(fēng)能發(fā)電相比高出5倍，與煤電車相比高出15倍。前年在新能源光伏發(fā)電成本方面取得一定突破性進(jìn)展，如今已經(jīng)降至每千瓦時(shí)一元，和一般發(fā)電成本相比沒(méi)有太大差距。其三，光伏發(fā)電站規(guī)劃工作存在一定問(wèn)題。西方發(fā)達(dá)國(guó)家在可再生能源發(fā)電配額機(jī)制方面較為健全，國(guó)家財(cái)政部門也給予新能源光伏發(fā)電站許多優(yōu)惠政策，并且在市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)方面也較為完善。然而我國(guó)新能源光伏發(fā)電行業(yè)在規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)方面未能進(jìn)行統(tǒng)一，其市場(chǎng)管理工作的規(guī)范性較差，鼓勵(lì)政策以及培育政策方面沒(méi)有過(guò)多的傾向，對(duì)新能源光伏發(fā)電站發(fā)展以及應(yīng)用方面造成一定負(fù)面影響。

2光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用前景及展望

2.1太陽(yáng)能光伏電池的發(fā)展前景

根據(jù)太陽(yáng)能光伏電池的研究進(jìn)展，未來(lái)應(yīng)用前景較大的四大技術(shù)分別是太陽(yáng)能煉硅技術(shù)、高效聚光硅基電池、高效低價(jià)硅絲光電池以及染料敏化太陽(yáng)電池。太陽(yáng)能煉硅技術(shù)是利用太陽(yáng)能爐將一萬(wàn)倍以上的太陽(yáng)光聚集在一個(gè)直徑在2.6厘米左右的球體范圍內(nèi)，以獲取足額能量來(lái)冶煉高純度硅的一門新型技術(shù)，目前該技術(shù)已經(jīng)取得技術(shù)突破，實(shí)驗(yàn)得到利用該技術(shù)煉制的單晶硅的純度達(dá)6個(gè)9的純度，能夠大幅度提高光電池的電力達(dá)4.3倍左右，該技術(shù)的大范圍應(yīng)用有望降低但單晶硅的制作成本。利用太陽(yáng)能煉硅技術(shù)制成的高效聚光硅基電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了20%的高轉(zhuǎn)換效率。硅金屬絲太陽(yáng)能電池的研制實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能光譜96%的大范圍吸收，且硅絲的結(jié)構(gòu)大大降低了高純度硅的消耗量，太陽(yáng)能煉硅技術(shù)+硅金屬絲的高效低價(jià)硅絲光電池是又一發(fā)展趨勢(shì)，該電池不僅低成本而且轉(zhuǎn)換效率高。染料敏化太陽(yáng)能電池是將光感染料敏化材料、穩(wěn)定電解質(zhì)、半導(dǎo)體基底和納米多孔半導(dǎo)體薄膜等物質(zhì)組成夾層結(jié)構(gòu)，模仿光合作用所制成的太陽(yáng)能電池，目前達(dá)到的轉(zhuǎn)換效率在11%左右，也是低成本高轉(zhuǎn)換率的代表。

2.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用前景

太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用前景主要表現(xiàn)在四點(diǎn)，分別是混合式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光伏建筑一體化應(yīng)用、太陽(yáng)能商品和光伏發(fā)電站的推廣應(yīng)用。太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)未來(lái)的應(yīng)用均能充分利用可再生能源，減少化石能源的消耗和環(huán)境污染，是可持續(xù)發(fā)展理念的有力體現(xiàn)。混合式光伏發(fā)電系統(tǒng)是將光伏發(fā)電系統(tǒng)與其他發(fā)電系統(tǒng)組合設(shè)計(jì)，以利用多種發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，合理規(guī)避單個(gè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)。光伏建筑一體化是將建筑與光伏發(fā)電技術(shù)合為一體，代表技術(shù)是太陽(yáng)能光伏屋頂設(shè)計(jì)，這一應(yīng)用不僅清潔環(huán)保，而且當(dāng)供電系統(tǒng)故障時(shí)，可以使光伏建筑內(nèi)保證正常供電。太陽(yáng)能商品的設(shè)計(jì)制造能夠有效提升人們的生活體驗(yàn)。光伏發(fā)電站的推廣使用可以豐富發(fā)電類型，最大限度地滿足社會(huì)用電需求，并且可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)立獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)，解決電網(wǎng)延伸不到的難題，降低成本。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)電能的供應(yīng)性問(wèn)題，同時(shí)其廣泛應(yīng)用有助于緩解能源短缺現(xiàn)狀，有望成為替代能源，同時(shí)也應(yīng)該看到，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的研究和應(yīng)用還存在著很多問(wèn)題需要解決和研究，特別是在我國(guó)這樣一個(gè)起步比較晚的國(guó)家，但毋庸置疑的是，隨著科研人員的不斷努力，未來(lái)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的技術(shù)瓶頸一定會(huì)被不斷突破，而其應(yīng)用前景也將越來(lái)越廣闊。

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