中國(guó)太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀及前景

陳 靜，鄭維娟

（四川省水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610000）

隨著世界人口的增多以及工業(yè)的發(fā)展，需要的能源量也越來越多，但是目前消耗的能源大多是不可再生能源，長(zhǎng)此以往，資源必將枯竭，并且化石燃料的燃燒會(huì)排放大量的有害氣體和二氧化碳，造成大氣的破壞。對(duì)此，對(duì)于新能源的開發(fā)迫在眉睫，水能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮?、太陽能是目前較為理想的新能源，綜合比較，太陽能是由太陽照射而產(chǎn)生的能力，取之不盡用之不竭，并且能源清潔使用安全，是理想能源。

1 太陽能發(fā)電的原理及特點(diǎn)

通過將太陽的輻射轉(zhuǎn)化為能量，也就是人們所說的太陽能，如何能夠完成這一轉(zhuǎn)化是需要進(jìn)行研究討論的內(nèi)容，以下對(duì)此進(jìn)行相關(guān)分析。

（1）光伏發(fā)電的原理。光伏發(fā)電是一種將太陽輻射轉(zhuǎn)化為電能的裝置，利用的是光生伏打效應(yīng)，該原理為當(dāng)有光照射時(shí)，物理內(nèi)部電荷發(fā)生變化，發(fā)生電動(dòng)勢(shì)的變化和電流的變化。當(dāng)進(jìn)行太陽能發(fā)電時(shí)，陽光照射半導(dǎo)體PN節(jié)，此時(shí)，兩邊會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，即完成太陽能發(fā)電。

（2）太陽能發(fā)電的特點(diǎn)。太陽能發(fā)電有其特有的優(yōu)勢(shì)：①太陽能發(fā)電的光能直接由太陽輻射而來，取之不盡用之不竭，并且太陽能安全清潔，不會(huì)出現(xiàn)氣體污染與化學(xué)污染，也不會(huì)有化石燃料的燃燒帶來的危險(xiǎn)；于太陽能發(fā)電需要太陽能電池板，對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)而言，有足夠的空地與無遮擋的太陽能，方便偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電，并且能夠減輕目前的電網(wǎng)壓力；③太陽能發(fā)電只需要電池板，不需要其他的化學(xué)反應(yīng)或者其他的輔助，節(jié)約人力成本；④太陽能電池板安裝完成，便可自行發(fā)電，不需要進(jìn)行物理移動(dòng)，其穩(wěn)定性高，不易損壞，節(jié)約成本，便于維護(hù)；⑤太陽能發(fā)電安全潔凈，不像化石燃料一般，燃燒后產(chǎn)生其他的物質(zhì)，對(duì)環(huán)境和大氣造成一定的影響，而太陽能發(fā)電則有效的避免了這一問題；⑥太陽能的電池板在偏遠(yuǎn)地區(qū)可以直接安置在空閑的山坡或者其他陽光充足的地帶，不會(huì)影響人的正常居住。在人口密集的城市或者村莊，可以在樓頂或房頂安置太陽能電池板，不需要占用其他的空間。

太陽能發(fā)電雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是也具有一定的局限性，其有光照影響大，在光照條件差或者日照時(shí)間短的地區(qū)則影響發(fā)電量；其次太陽能電池板占地較大，在人口密集地帶難以大規(guī)模展開；太陽能電池板初期投入較大，因此限制了很多人的使用。

2 太陽能發(fā)光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀

對(duì)于太陽能的發(fā)展應(yīng)用，要追溯到1954年，美國(guó)貝爾研究所的PEASON等3科學(xué)家研制出了單晶硅太陽能，使世界進(jìn)入了太陽能發(fā)電的時(shí)代，開啟了歷史的先河。此后各國(guó)，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，爭(zhēng)相開始該類技術(shù)的研究，希望能夠及時(shí)做出成果占據(jù)市場(chǎng)。其中以日本的“Sunshine計(jì)劃”尤為突出，此后各國(guó)研究各有突破，各種形式的太陽能發(fā)電便涌現(xiàn)出來，種類各異，應(yīng)用范圍在擴(kuò)大。到了90年代，太陽能發(fā)電進(jìn)入到了黃金時(shí)期，1990年，德國(guó)率先提出“一千屋頂計(jì)劃”來實(shí)現(xiàn)太陽能的發(fā)電，1997美國(guó)宣布“百萬太陽能屋頂”計(jì)劃。此后德國(guó)等又相繼推出若干政策來發(fā)展太陽能發(fā)電，整個(gè)世界進(jìn)入了太陽能發(fā)電達(dá)到時(shí)代。

在國(guó)內(nèi)，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)等原因的掣肘，太陽能發(fā)電起步比較晚，80年代前幾乎沒有什么作為，落后于國(guó)外幾十年，80年代后，相關(guān)政府開始注意到太陽能發(fā)電優(yōu)點(diǎn)，并開始大力支持太陽能發(fā)電工作。2002年，政府啟動(dòng)了“光明工程”，對(duì)太陽能發(fā)電列為研究項(xiàng)目并進(jìn)行集中突破。此后相關(guān)工程項(xiàng)目不斷推進(jìn)，2009年起，又繼推出了若干關(guān)于太陽能發(fā)電的項(xiàng)目。據(jù)統(tǒng)計(jì)，進(jìn)入21世紀(jì)后，我國(guó)的太陽能發(fā)電應(yīng)用量不斷攀升，覆蓋面積不斷擴(kuò)大，并且依舊在持續(xù)增長(zhǎng)。2002年至2009年，光伏裝機(jī)量從20.3MW增加至500MW，增長(zhǎng)了23.6倍。此后依舊在大幅度增長(zhǎng)，2012年底，一舉超過美國(guó)，成為太陽能發(fā)電量排名世界第三的國(guó)家，相關(guān)的大型項(xiàng)目在不斷的建設(shè)，重要的省市相繼進(jìn)行覆蓋，但是我國(guó)的主要太陽能發(fā)電工程集中在西部偏遠(yuǎn)地區(qū)，那里人煙稀少、光照充足。對(duì)此，我國(guó)進(jìn)行一定審查調(diào)整。

在近三十年的發(fā)展中，我國(guó)的太陽能發(fā)電發(fā)展越來越快，也越來越好，在各個(gè)領(lǐng)域都廣泛應(yīng)用，從之前的實(shí)驗(yàn)階段僅僅在工程項(xiàng)目當(dāng)中使用，發(fā)展到現(xiàn)在可以在民用各個(gè)領(lǐng)域廣泛使用并且支持使用，便是進(jìn)步所在，并且隨著太陽能發(fā)電的廣泛應(yīng)用，其效果也極其顯著。以鳥巢為例，2008年在鳥巢體育館裝有100kWp并網(wǎng)光伏電站，其每日的發(fā)電量不僅能夠滿足體育館內(nèi)的電量應(yīng)用，并且能夠并網(wǎng)供給其他地方使用。除去鳥巢之外，眾多的體育館以及大型游樂場(chǎng)都逐漸配備類似的電站，通過太陽能進(jìn)行發(fā)電，隨著技術(shù)的成熟進(jìn)步，由項(xiàng)目走向具體的私營(yíng)企業(yè)，再有企業(yè)走向平常百姓家，目前很多村莊中配有太陽能電池板，將電池板安裝在屋頂上，將產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)。

3 太陽能發(fā)電的發(fā)展前景

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，科技的不斷推進(jìn)，需要的能源量越來越高，為了實(shí)現(xiàn)全球能源的可持續(xù)發(fā)展，需要大量的開發(fā)可再生能源進(jìn)行不可再生能源的代替。日本太陽光發(fā)電協(xié)會(huì)的資料顯示，若是能夠100%地利用好太陽能，僅僅一小時(shí)的照射量，便可滿足世界一年的能源需求，這樣龐大的數(shù)據(jù)令人震撼。我國(guó)擁有廣袤的土地，并且我國(guó)西北地區(qū)地廣人稀，陽光照射充足，若是能夠充分利用，則能夠?yàn)槲覈?guó)提供充足的電能。

2011年以來，受國(guó)際金融危機(jī)和貿(mào)易保護(hù)主義影響，我國(guó)的太陽能發(fā)電事業(yè)受到一定的擱淺，但是從各方面來看，太陽能發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)確實(shí)不容動(dòng)搖，對(duì)我國(guó)能源事業(yè)有著一定的推動(dòng)作用。并且2012年國(guó)務(wù)院出臺(tái)了相關(guān)政策來發(fā)展太陽能發(fā)電，要求我國(guó)在2015年太陽能發(fā)電裝機(jī)量達(dá)到21GW，這一目標(biāo)已經(jīng)得到很好的實(shí)現(xiàn)，給予了我國(guó)一定的鼓勵(lì)，使其繼續(xù)發(fā)展。在未來，隨著人口的繼續(xù)增長(zhǎng)，需要的能源量越來越高，隨著不可再生資源的不斷減少以及環(huán)境問題的惡化，對(duì)于太陽能發(fā)電的需求越來越高，也越來越緊迫。

我國(guó)能源局為此進(jìn)行了詳細(xì)的目標(biāo)規(guī)劃，要求我國(guó)2020年裝機(jī)1億kW，到2030年，其太陽能發(fā)電量要達(dá)到50億噸煤燃燒熱量，實(shí)現(xiàn)逐步代替不可再生資源的目的，到2050年，我國(guó)的可再生資源產(chǎn)生的能量需要占總量的40%以上。在電力方面，可再生資源需要占60%。對(duì)于太陽能發(fā)電量而言，需要裝在10億kW。

4 我國(guó)太陽能發(fā)電的相關(guān)建議

為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)的太陽能發(fā)電應(yīng)用范圍和應(yīng)用能力，我國(guó)需要制定一定的計(jì)劃來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。首先，需要解決我國(guó)的技術(shù)問題，雖然我國(guó)具有良好的太陽能發(fā)電條件，并且正在大量投入太陽能電池板的應(yīng)用，但是很多核心技術(shù)都不屬于我國(guó)，大量依賴于進(jìn)口，這對(duì)我國(guó)而言是極大的損失。其次，我國(guó)的太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率較低，很多結(jié)構(gòu)不合理，使得總體的發(fā)電效率低，達(dá)不到希望的水平。最后是成本太高，目前難以進(jìn)行大范圍推廣使用。這些是我國(guó)目前需要攻克的難題。

5 結(jié)語

太陽光是自然的饋贈(zèng)，若是能夠有效利用太陽進(jìn)行發(fā)電，那將是有利于國(guó)家發(fā)展的大事。太陽能是標(biāo)準(zhǔn)的可再生資源和綠色資源，太陽能發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生其他有害物質(zhì)，也不需要借助其他能源，是非常潔凈安全的能源。文章就太陽能發(fā)電進(jìn)行了具體的闡述，首先介紹了太陽能發(fā)電的原理、太陽能發(fā)電的有點(diǎn)以及其所具有的局限性；其次對(duì)太陽能的國(guó)內(nèi)外發(fā)展過程進(jìn)行介紹；最后闡述了太陽能發(fā)電的應(yīng)用前景，在未來，太陽能發(fā)電將繼續(xù)深入應(yīng)用。

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