于春慶

（黑龍江省電力科學(xué)研究院，哈爾濱150030）

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淺談太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)及其發(fā)展前景

于春慶

（黑龍江省電力科學(xué)研究院，哈爾濱150030）

摘要：就當(dāng)前我國(guó)形勢(shì)和國(guó)際形勢(shì)來看，資源匱乏已經(jīng)成為人們不得不重視的一個(gè)問題，常規(guī)能源的有限性和工業(yè)革命時(shí)期人們對(duì)能源的無節(jié)制開采，以及對(duì)常規(guī)能源的不合理使用造成的環(huán)境污染對(duì)常規(guī)能源的使用產(chǎn)生了巨大的問題。在對(duì)新能源的長(zhǎng)期探索中，科學(xué)家得出了開發(fā)和利用太陽(yáng)能資源能有效解決當(dāng)今世界所面臨的能源短缺問題的結(jié)論。因此，太陽(yáng)能作為無污染可再生的新型資源，越來越受到全世界的矚目。太陽(yáng)能資源不但可以取代部分常規(guī)能源，可以預(yù)見的是太陽(yáng)能資源將在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中獲得越來越重要的位置，并在將來成為世界能源的主要供應(yīng)方。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；光伏發(fā)電技術(shù)；發(fā)展前景

太陽(yáng)能資源具有不對(duì)環(huán)境造成污染、儲(chǔ)量豐富、技術(shù)趨于成熟等優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)太陽(yáng)能光伏技術(shù)的研究具有重要意義。我國(guó)具有突出的地理優(yōu)勢(shì)，太陽(yáng)能資源十分豐富，尤其在西北地區(qū)，西南地區(qū)，南方地區(qū)的廣東省、海南島以及沿海島嶼都擁有相對(duì)豐富和穩(wěn)定的太陽(yáng)能資源，我國(guó)政府對(duì)太陽(yáng)能資源的開發(fā)也越來越重視。

1太陽(yáng)能光伏發(fā)電的基本原理

1.1太陽(yáng)能電池

太陽(yáng)能電池在太陽(yáng)能光伏企業(yè)的設(shè)備中占有重要地位，是光伏發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵元件，太陽(yáng)能電池是光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換器，光能通過太陽(yáng)能電池直接轉(zhuǎn)換成電能，所以太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化率的高低是影響太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)高低的重要因素。硅基太陽(yáng)電池、化合物半導(dǎo)體電池是太陽(yáng)能電池的主要分類。其中硅基太陽(yáng)電池主要分為晶體硅和非晶硅電池，晶體硅又可分為多晶硅電池和單晶硅電池。這兩種晶體硅電池各有優(yōu)勢(shì)，單晶硅光伏電池將光能轉(zhuǎn)換為電能的效能較高，而且比較穩(wěn)定，但是它的成本花費(fèi)也相對(duì)較多，影響企業(yè)的收益。多晶硅電池雖然在轉(zhuǎn)換率方面處于相對(duì)劣勢(shì)，但是它的成本比較低，這就是多晶硅電池成為市場(chǎng)上最主要的光伏太陽(yáng)能電池的主要原因。晶硅光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向主要是硅薄膜光伏發(fā)電。硅薄膜太陽(yáng)電池是指將硅膜借助其他材料做成支持襯底上制成的太陽(yáng)能電池，和傳統(tǒng)的晶硅太陽(yáng)能電池對(duì)比發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)硅薄太陽(yáng)能膜電池所需的硅材料少，成本低，能耗小，但是生產(chǎn)程序比較煩瑣?；衔锇雽?dǎo)體電池主要有CIGS電池和Cd Te電池，半導(dǎo)體硅和化合物半導(dǎo)體比較，化合物半導(dǎo)體在價(jià)格成本上更具優(yōu)勢(shì)。這些化合物半導(dǎo)體能隙寬度可以通過便利的調(diào)節(jié)與太陽(yáng)光譜進(jìn)行匹配，將足夠多的光能轉(zhuǎn)換為電能。從理論上說，Cd Te電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%，而且性能穩(wěn)定，原材料成本較低。

1.2光伏發(fā)電原理敘述

太陽(yáng)能資源是一種清潔能源，光伏發(fā)電技術(shù)不受地域限制，能夠大規(guī)模使用，可以獨(dú)立發(fā)電或聯(lián)合發(fā)電。光伏發(fā)電技術(shù)的主要原理是光生伏特效原理，運(yùn)用這一原理，以太陽(yáng)能電池為載體，將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)化為電能。太陽(yáng)光照耀半導(dǎo)體材料達(dá)到一定的時(shí)間長(zhǎng)度后，光能輸入到電池，再經(jīng)由電池轉(zhuǎn)化為電能。它的產(chǎn)生主要有兩個(gè)進(jìn)程，分別是光波轉(zhuǎn)換為電子、光能量轉(zhuǎn)換為電能量的進(jìn)程和形成電壓的進(jìn)程，電壓的形成是電路回流形成的前提。

2太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展前景

2.1我國(guó)光伏發(fā)電當(dāng)下局勢(shì)

伴隨著《京都協(xié)定書》的簽訂，我國(guó)在世界環(huán)境保護(hù)方面承擔(dān)了更大的責(zé)任。作為最大的發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)做出了相當(dāng)多的努力，頒布了相關(guān)的環(huán)境保護(hù)政策，對(duì)國(guó)際環(huán)保組織做出承諾并實(shí)踐，體現(xiàn)了我國(guó)作為大國(guó)的責(zé)任心，同時(shí)也為太陽(yáng)能資源的開發(fā)創(chuàng)造了更適合發(fā)展的社會(huì)環(huán)境。我國(guó)政府大力支持光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，頒布了一系列文件，例如，由國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《可再生資源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中對(duì)我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展目標(biāo)按各個(gè)階段做出了詳細(xì)的規(guī)劃。我國(guó)在資源占有總量處于優(yōu)勢(shì)，但人均占有量不足，并且是一個(gè)能源消費(fèi)大國(guó)，能源使用形勢(shì)越來越緊張，石油等資源還依賴進(jìn)口。國(guó)際原油價(jià)格上漲，我國(guó)石油消費(fèi)市場(chǎng)無疑面臨著考驗(yàn)，對(duì)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)積極調(diào)整可以幫助擺脫這一困境，也能夠有效避免石油豐富的國(guó)家依靠石油對(duì)我國(guó)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)控制。與此同時(shí)，我國(guó)光伏發(fā)電發(fā)展過程中也暴露出一些問題。我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的技術(shù)還不夠成熟，掌握高技術(shù)的技術(shù)人才還比較缺乏，國(guó)家對(duì)技術(shù)研究的投入力度還有待加大。此外，我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電需要的原材料還不能實(shí)現(xiàn)自給自足，需要依賴國(guó)外進(jìn)口，原材料短缺問題日益突出。

2.2光伏企業(yè)發(fā)展市場(chǎng)前景

在對(duì)光伏發(fā)電市場(chǎng)形勢(shì)對(duì)比中筆者發(fā)現(xiàn)，我國(guó)光伏發(fā)電市場(chǎng)的數(shù)量低于歐洲。但就發(fā)展趨勢(shì)來看，我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電市場(chǎng)近幾年發(fā)展迅速，發(fā)展勢(shì)頭迅猛，和歐洲太陽(yáng)能光伏技術(shù)發(fā)展初期有相似性，我國(guó)也迎來了一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期，可以預(yù)測(cè)到的是，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有可能超越歐洲。英國(guó)、日本等國(guó)家逐漸成為我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)新興海外市場(chǎng)。投資眼光獨(dú)到的巴菲特也投資光伏產(chǎn)業(yè)，在世界范圍內(nèi)表明光伏產(chǎn)業(yè)處于回暖階段，有著較好的發(fā)展前景。近年來，我國(guó)光伏企業(yè)的市場(chǎng)主要以歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的海外市場(chǎng)為主，為扭轉(zhuǎn)這一情況，我國(guó)針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)頒布了一系列光伏補(bǔ)貼政策，使光伏企業(yè)的發(fā)展迸發(fā)出新的活力。另外，中東部地區(qū)和廣大第三世界國(guó)家也是我國(guó)光伏企業(yè)的一個(gè)重要市場(chǎng)目標(biāo)，伴隨著這些國(guó)家的發(fā)展，該地區(qū)的光伏產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)潛力也不容忽視。市場(chǎng)的擴(kuò)大有助于改變我國(guó)光伏企業(yè)生產(chǎn)過剩的情況。另外，光伏產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)定位也有所調(diào)整，對(duì)光伏產(chǎn)品的應(yīng)用越來越生活化，與人民生活的聯(lián)系更加密切。專業(yè)從事諸如太陽(yáng)能照明或者屋頂太陽(yáng)能等與生活息息相關(guān)的企業(yè)可能具有更大的發(fā)展前景，光伏企業(yè)需要加大對(duì)技術(shù)研發(fā)的資金投入，將掌握高水平技術(shù)作為支撐，借鑒歐美資本主義發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，注重新技術(shù)的研發(fā)。穩(wěn)定原有的歐美市場(chǎng)，以開發(fā)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)為重點(diǎn)，對(duì)第三世界國(guó)家等潛在市場(chǎng)的開拓引起重視。

3　結(jié)語(yǔ)

通過本文對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的基本原理和太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行分析，可以得出太陽(yáng)能資源的地位將越來越重要，我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)將越來越成熟的結(jié)論，并極有可能在不久的將來成為主體能源之一。對(duì)新能源的開發(fā)和利用將成為主流趨勢(shì)，因此筆者對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展持積極態(tài)度。希望我國(guó)政府能加大光伏發(fā)電技術(shù)的支持力度，相關(guān)能源工作人員做好本職工作，在實(shí)踐中不斷進(jìn)步，推動(dòng)我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)朝著健康、有序、蓬勃的方向發(fā)展。未來將逐漸擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，提高我國(guó)太陽(yáng)能裝機(jī)容量的復(fù)合增長(zhǎng)率，借助太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，從而提高我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力。

參考文獻(xiàn)：

［1］吳福保，王湘艷.太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)及其發(fā)展［J］.電力與能源，2011，（01）：189.

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Characteristics and Development Prospects of Solar Photovoltaic Technology

YU Chun-qing
(Heilongjiang Electric Power Research Institute, Harbin 150030, China)

Abstract:Limited conventional energy sources and uncontrolled exploitation during industrial revolution as well as the environmental pollution due to irrational use of conventional energy sources have brought a serious problem on the use of conventional energy sources. In the long-term exploration of new energy sources, scientists concluded that the development and utilization of solar energy resources can effectively solve the energy shortage problem faced by the world today. Therefore, solar energy are getting more and more attention as a new non-polluting renewable resources. It is foreseeable that solar energy resources will gain an increasingly important position in the world's energy consumption structure, and in the future become a major supplier of the world's energy.

Key words:Solar energy; Photovoltaic technology; Development prospects

作者簡(jiǎn)介：于春慶（1969-），男，黑龍江哈爾濱人，學(xué)士，工程師，從事智能電網(wǎng)、新能源開發(fā)應(yīng)用研究。

收稿日期：2015- 12- 15

中圖分類號(hào)：TM615

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-8646（2016）03-0144-02