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我國太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及前景
1,、我國能源形勢及對可再生能源的要求
1.1 我國能源形勢
*我國是一個人口大國,,也是能源消費大國,。我國常規(guī)能源資源占有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界的平均水平,只占世界總量的10.7% 左右,。我國化石燃料逐步在枯竭,,2000 年,我國人均石油,、天然氣,、煤炭可采量分別為4.7t、1262m3,、140t,。
我國能源總量形勢十分嚴(yán)峻,zui主要的還是以煤炭為主,。2001 年我國煤炭消耗比例為67%,,而世界消耗比例為24.71%?;剂系拇罅渴褂迷斐蓢?yán)重的大氣污染,。我國二氧化硫 排放占世界總排放的15%,二氧化碳排放占世界總排放的13.6%,。據(jù)專家學(xué)者統(tǒng)計,,到2020年,我國由于空氣污染造成的損失將達(dá)到全國總GDP 的13%,。
1.2 可再生能源的要求
化石燃料的大量使用不僅對環(huán)境造成了極大的損害,,而且化石燃料也逐步在枯竭。所以需要新能源來代替化石能源的使用,。而這種新能源要避開常規(guī)能源給我們帶來的危害,,既能保證滿足社會的需求,還不能破壞環(huán)境,。而且還能夠保證實際經(jīng)濟和社會正常發(fā)展,。
2、太陽能光伏發(fā)電原理及特性
2.1 太陽能光伏發(fā)電原理
太陽能光伏發(fā)電是利用太陽能電池的光生伏打效應(yīng),,是太陽輻射光通過半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電形式,。所謂光生伏打效應(yīng)是半導(dǎo)體P-N 結(jié)被光照射后,其內(nèi)部產(chǎn)生大量的自由電子,,這些自由電子在晶體中向各個方向移動,,在原來的位置上留下一個“空穴”。P-N 結(jié)阻礙著電子和空穴的移動,。當(dāng)太陽光照射時,,電子接收光能,向N 結(jié)移動,使N 結(jié)區(qū)域帶負(fù)電,,同時空穴向P 結(jié)移動,,使P 結(jié)區(qū)域帶正電,,這樣P-N 結(jié)兩端產(chǎn)生了電動勢,,即電壓,,這就是光生伏打效應(yīng),,如圖1 所示,。根據(jù)不同的應(yīng)用場合,,光伏發(fā)電系統(tǒng)主要為聯(lián)網(wǎng)運行和離網(wǎng)運行兩種形式,。離網(wǎng)運行系統(tǒng)主要是應(yīng)用于遠(yuǎn)離公共電網(wǎng)的無電地區(qū)和一些特殊場所,。聯(lián)網(wǎng)運行系統(tǒng)已經(jīng)成為電力工業(yè)中重要組成部分,,是當(dāng)今以及未來太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展的重要方向,。聯(lián)網(wǎng)運行系統(tǒng)可以對電網(wǎng)調(diào)峰;對所發(fā)電能回饋電網(wǎng),,以電網(wǎng)作為儲能裝置,;光伏發(fā)電可以與建筑物結(jié)合在一起等*性。
圖1 太陽能電池發(fā)電原理
2.2 太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)缺點
太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)點:太陽能光伏發(fā)電不需要任何燃料,,大大的降低了運行成本,;
不會受到能源危機和燃料市場等不穩(wěn)定因素影響;
太陽能是取之不盡,。用之不竭的無噪音,、無公害、無泄漏,、安全可靠,、不產(chǎn)生任何有毒氣體的清潔能源;
光伏發(fā)電適用于偏遠(yuǎn)無電地區(qū),,避免了長距離電網(wǎng)的建設(shè)和輸電損失,;
安裝簡單,除跟蹤式以外,,無任何運動部件,,不易受損;
發(fā)電組件壽命長,;
發(fā)電方式靈活,易于與建筑結(jié)合,。
太陽能光伏發(fā)電的缺點:
太陽能受地理分布,,季節(jié)變化等影響;
大規(guī)模使用時候,,占地面積比較大,;
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)投資高,推廣困難,。
3,、世界太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展前景
近幾年,,世界太陽能光伏發(fā)電發(fā)展迅速。從太陽能電池產(chǎn)業(yè)和太陽能電池的利用來看,,日本,、德國、英國,、美國和西班牙發(fā)展迅速,,這幾個國家一直保持著*地位。隨著太陽能光伏發(fā)電技術(shù)不斷更新和進步,,太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)成為當(dāng)今發(fā)展zui迅速的高新科技產(chǎn)業(yè)之一,。近30a,太陽能光伏組件成本降低了2 個數(shù)量級[2],。2004 年,,世界光伏組件產(chǎn)量達(dá)到1200MW,日本610MW,, 歐洲320MW,, 美國135MW,其他國家135MW,。2004 年光伏系統(tǒng)總裝機量已經(jīng)到達(dá)4GW,。
根據(jù)世界能源組織(IEA-PVPS)的研究和預(yù)測,2020 年太陽能光伏發(fā)電占世界總發(fā)電量的1%,,2040 年占世界總發(fā)電量的20%,。世界各國的光伏發(fā)電發(fā)展規(guī)劃,預(yù)計2020 年裝機容量日本30GWp,,歐盟15 GWp,,美國15 GWp,其他國家10 GWp,。2030 年裝機容量日本70GWp,,歐盟30 GWp,美國25GWp,,其他國家23GWp,。
4、我國太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展前景
我國太陽能光伏發(fā)電發(fā)的開發(fā)和研究起步于20 世紀(jì)70 年代,,90 年代進入穩(wěn)定發(fā)展時期,,太陽能光伏發(fā)電主要應(yīng)用在通信和工業(yè)方面。進入21 世紀(jì)開始注重發(fā)展太陽能光伏發(fā)電研究,,2000 年,,我國的光伏技術(shù)已經(jīng)步入大規(guī)模的并網(wǎng)發(fā)電階段。2002 年我國政府啟動了“光明工程”,“送電到鄉(xiāng)工程”等項目,,重點開發(fā)和利用太陽能光伏發(fā)電,。2004 年,我國又提出建設(shè)陽光三峽的設(shè)想,。2006 年~2010 年共建立8 座荒漠電站,,總?cè)萘繛?0MWp。2011 年中國國內(nèi)新增光伏裝機容量2.7GWp,,占到2011 年新增光伏裝機容量的10% 左右,。
2012 年中國光伏發(fā)電容量已經(jīng)達(dá)到了7982.68MW,主要分布在我國的西北部地區(qū),,19 個省共核準(zhǔn)了484 個大型并網(wǎng)光伏發(fā)電項目,,總?cè)萘繛?1543.9MW[6],2012 年共計98 個并網(wǎng)發(fā)電站,。主要集中在寧夏,、青海、甘肅3 個省,。根據(jù)OFweek 行業(yè)研究的數(shù)據(jù)顯示,,2013 年上半年,中國光伏發(fā)電累計容量已經(jīng)到達(dá)10.77GWp,,中大型光伏電站占5.49 GWp,,分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)為5.28GWp。2015 年我國太陽能光伏發(fā)電容量達(dá)到20 GWp,。
5,、發(fā)展我國太陽能光伏的建議
發(fā)展我國光伏產(chǎn)業(yè),必須制定有關(guān)近期,、中,、長期發(fā)展目標(biāo)。目前,,我國光伏發(fā)電站分布不均,,還是主要集中在西北部地區(qū)。雖然說我國生產(chǎn)冶金級硅,,但光伏板所用的硅片還依靠其他國家,。所以,我國光伏產(chǎn)業(yè)首要任務(wù)是發(fā)展高純度硅材料,。光伏發(fā)電zui為關(guān)鍵的問題還是提高轉(zhuǎn)換效率和降低和成本,, 通過改進目前有的制造工藝、設(shè)計新的電池結(jié)構(gòu),、開發(fā)新型電池材料等方式,降低制造成本,提高光電轉(zhuǎn)換效率,。還要發(fā)展其他新型太陽能電池,。
為了解決我國能源和環(huán)境嚴(yán)峻的問題,加快我國的光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,本位提出以下幾點建議:建立具有水準(zhǔn)的太陽能光伏研發(fā)中心,;國家設(shè)立太陽能光伏領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu);建設(shè)硅材料生產(chǎn)基地,;構(gòu)建產(chǎn),、學(xué)、研合作體系,;建議盡快完善實施《太陽能發(fā)電上網(wǎng)電價法》找到一個合理的發(fā)電,,用電準(zhǔn)則;構(gòu)建太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化的結(jié)合,;采用風(fēng)光互補來完善我國光伏市場,;制定太陽能光伏屋頂計劃,實施在房屋,;加大光伏發(fā)電的并網(wǎng)應(yīng)用工程,,從發(fā)展戶用系統(tǒng)逐步過渡到發(fā)展并網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。
通過太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化的結(jié)合,,實現(xiàn)建筑本身就是一個太陽能轉(zhuǎn)換中心的目標(biāo),。筆者相信,隨著太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的不斷提高,,其成本也會快速降低,,從而會更好的促進我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。