蘭江

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國光伏發(fā)電技術(shù)逐漸步入正軌，同時電能是其他能源不可替代的能源，且我國電能的需求量在逐漸增加，而傳統(tǒng)的發(fā)電能源燃料資源正在大幅度減少。文章對我國太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展前景進行了分析。

關(guān)鍵詞：太陽能；光伏發(fā)電；電能；發(fā)電能源；燃料資源 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM615 文章編號：1009-2374（2016）25-0093-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.045

環(huán)境問題、經(jīng)濟問題、資源問題等是我國發(fā)展急需調(diào)整的問題，同時隨著環(huán)境污染情況的加重以及燃料資源的日益缺乏，使人們逐漸認識到再生能源發(fā)電的重要性，如風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、太陽能發(fā)電等。本文就太陽能的光伏發(fā)電角度分析其未來發(fā)展形勢，但就目前我國光伏發(fā)電現(xiàn)狀來說，比照國外先進國家的技術(shù)還有較大的差距，對此加強此方面的研究，增加我國的社會經(jīng)濟以及科技創(chuàng)新是非常有必要的。

1 我國發(fā)展太陽能光伏發(fā)電的意義

1.1 發(fā)展的重要性

我國占地面積大、資源生產(chǎn)豐富，但是能源并不是開采不盡的，同時我國人口眾多，正處于發(fā)展時期，需要大量的能源作為物質(zhì)支持，對此我國也是一個能源消耗大國。時至今日，我國仍以煤炭燃燒作為電能生產(chǎn)的主要形式，受到經(jīng)濟、技術(shù)、人才、環(huán)境、地理等方面的影響，并不能完全依靠可再生能源進行電能的生產(chǎn)，且我國的煤炭的使用量達到幾百億噸，每年都以10%左右的速度增加，其中世界和中國的主要常規(guī)能源儲量的預(yù)測，如圖1所示：

圖1

由此可以看出，可再生能源是未來人們的主要能源來源，而我國的能源消耗速度，占據(jù)國家的首位，但同時我國又是發(fā)展大國，雖然大力的能源開發(fā)，但是并不能滿足我國用電的需求，這樣下去，我們的國家環(huán)境發(fā)展會因為人們的肆意開采，而變得更加嚴(yán)重，對此發(fā)展可再生能源的利用是非常有必要的。據(jù)統(tǒng)計，太陽能輻射到地面的能量，可達到近80萬千瓦，而光伏發(fā)電只會占用其地球表面的0.1%，那么每年就能得到5.6×109MW·h。由此可以看出，發(fā)展太陽能光伏發(fā)電是未來電力發(fā)展的主要趨勢。

1.2 環(huán)保意義

霧霾、沙塵暴、溫室效應(yīng)等環(huán)境問題日益嚴(yán)重，同樣也受到了世界的關(guān)注，但是真正采取的措施卻是少之又少，比起其環(huán)境問題帶來的影響，我們還需要加大研究。電能在生產(chǎn)的過程中，會產(chǎn)生大量的CO2以及一些有毒性的氣體，排放在空氣中，不僅會破壞生態(tài)環(huán)境，同時會加劇溫室效應(yīng)。近年來，溫室效應(yīng)使其溫度升高1℃～6℃、全球海平面會持續(xù)上升、冰川消融、熱帶亞熱帶的干旱情況加重、臺風(fēng)增加等嚴(yán)重的后果，對此采取可持續(xù)發(fā)展政策是尤為重要的，同時人們可以循環(huán)使用太陽能電池板，再利用系統(tǒng)材料，使其光伏能源的使用，有效地得到減少，使其光伏發(fā)電技術(shù)更加成熟和完善，從而更好地保護環(huán)境，為子孫后代做出貢獻。

2 太陽能簡介

2.1 太陽能定義

太陽能主要是指太陽的熱輻射能，是由太陽內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變而釋放出的核能產(chǎn)生的。太陽能是取之不盡、用之不竭的可再生能源，且能源安全環(huán)保、能量巨大，其光伏發(fā)電就是利用這一理想的能源展開的。在我國的西藏地區(qū)，日輻射量可達到每平米7千瓦時，且年日照時數(shù)超過2000小時。我國與其他國家相比，憑借著廣闊土地，具有一定的光伏發(fā)電的優(yōu)勢，對此太陽能光伏發(fā)電是我國未來電力發(fā)展的主要研究對象，為我國和世界的環(huán)境保護邁出了關(guān)鍵性的一步。太陽能自身具備一定的普遍、無害、無污染、能源最大、長久的優(yōu)點，同時具有密度低、分散性、不穩(wěn)定、效率低和成本高的缺點。

2.2 太陽能的利用

包括光熱利用、發(fā)電利用、光化利用以及燃油利用，其中發(fā)電利用是我國未來能源發(fā)電的主要形式。轉(zhuǎn)換的途徑分為兩種：第一種是光、熱、電的轉(zhuǎn)換形式，即利用指定的集熱器，將太陽輻射產(chǎn)生的熱能進行收集，并轉(zhuǎn)換為蒸汽，使其蒸汽驅(qū)動氣輪機帶動發(fā)電；另一種是光電轉(zhuǎn)換的形式，是利用太陽能電池板裝置，采用光生伏特效應(yīng)原理，將其輻射轉(zhuǎn)換為電能。

3 光伏發(fā)電概述

3.1 光伏發(fā)電原理

太陽能光伏發(fā)電的系統(tǒng)主要是由太陽能光伏電池組、電池控制器、蓄電池、直交流逆變器組成，其中光伏電池的作用是光電轉(zhuǎn)換、控制器的作用是對于光伏發(fā)電系統(tǒng)的過程控制、蓄電池的作用是指用來儲存光伏電池的電力、直交流逆變器的作用是用來交直流轉(zhuǎn)換，將光伏電池轉(zhuǎn)換的電能輸送到電網(wǎng)中。其發(fā)電系統(tǒng)的分類，主要分為離網(wǎng)光伏蓄電系統(tǒng)、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)以及以上兩種的混合系統(tǒng)。

3.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)

發(fā)電是利用太陽能電池組件進行太陽能、電能轉(zhuǎn)換的裝置，太陽能電池組件是利用半導(dǎo)體材料制成，實現(xiàn)流速和壓力控制轉(zhuǎn)換的裝置，使用的原材料中，電池片可以充足的發(fā)電功率；白玻璃可以耐輻射，保證足夠的透光率；EVA作為電池板的密封劑；TPT利用自身的反射作用，提高系統(tǒng)的工作效率；鋁合金邊框具有一定抗機械沖擊的能力。

4 我國太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀

4.1 我國太陽能的開發(fā)利用

我國太陽能利用方式主要包括太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱發(fā)電、太陽能熱水器、太陽房、太陽能空調(diào)等利用方式。我國是資源大國，太陽能占世界第二位，經(jīng)過政府的高度重視和支持，我國相繼下發(fā)了《推進全國太陽能熱利用工作實施方案》等標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能環(huán)保、智能發(fā)展等措施的實施使我國逐漸成為了世界上太陽能熱利用的第一生產(chǎn)大國。

4.2 近年來我國太陽能發(fā)展趨勢

經(jīng)過多年的實踐，我國太陽能資源的開發(fā)已經(jīng)逐步進入到規(guī)模實用階段，我國太陽能的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、光熱產(chǎn)業(yè)居世界第一。在2015年我國太陽能光熱發(fā)電技術(shù)，已經(jīng)實現(xiàn)了與火電廠合作發(fā)電，同時電站的規(guī)模也在不斷擴大，大型的太陽能光熱發(fā)現(xiàn)也支持了海水淡化工程的發(fā)展，并且分布式發(fā)電系統(tǒng)的建立有效地解決了偏遠山區(qū)發(fā)電問題。雖然我國已經(jīng)具有了15WM的太陽能發(fā)電容量，為我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了良好的發(fā)展基礎(chǔ)，同時我國太陽能光伏電池的應(yīng)用，在西藏發(fā)展廣泛，已經(jīng)安裝完了近100座的光伏電源，為西藏近7個縣的用戶解決了用電難的問題，但是我國光伏發(fā)電的成本，還是遠遠高于煤電的成本，與此同時，太陽能光伏發(fā)電也有效地彌補了煤、核電發(fā)電存在的死角。

4.3 我國光伏發(fā)電存在的問題

4.3.1 發(fā)電成本高。我國風(fēng)力發(fā)電的總裝機容量是光伏發(fā)電裝機容量的20倍，同時光伏發(fā)電的成本達到4元/kWh，是生物發(fā)電的7倍左右，是風(fēng)能發(fā)電的6倍左右，是煤電車成本的16倍左右。但是在2014年，我國光伏發(fā)電的成本已經(jīng)降到了1元/kWh，與常規(guī)發(fā)電成本已經(jīng)接近。

4.3.2 光伏規(guī)劃不完善。美國在1992年就建立了可再生能源的發(fā)電配額制，在財政、金融方面制定了一定的優(yōu)惠制度，同時市場推廣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的提出，也有效地促進了美國可再生能源的市場化發(fā)展，但是我國的光伏產(chǎn)業(yè)，不僅沒有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的國家光伏規(guī)劃，同是也沒有一個明確的光伏市場管理、培育和鼓勵的政策，使得我國的光伏市場在科學(xué)發(fā)展、材料、應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)建設(shè)。

4.3.3 科技落后。我國的光伏技術(shù)照比國外先進的國家，具有較大的差距，日本提出的新剛光計劃，使其成為了全球先進的光伏技術(shù)；而以色列由于政府的支持，加上與其他國家的合作，使其具有強大的技術(shù)支撐；我國的光伏市場不僅技術(shù)落后，且政府重視的程度也遠遠不夠，當(dāng)前的太陽能電池受到其原材料晶硅純度的影響，使其仍然無法突破材料的瓶頸，導(dǎo)致技術(shù)落后，成本增加。

5 我國光伏發(fā)電前景預(yù)測

5.1 我國政府的扶持力度

我國國務(wù)院表明會支持光伏產(chǎn)業(yè)走出困境，同時光伏發(fā)電補貼的出臺、六大扶持政策的利用、新能源基金的擴容、分布式光伏發(fā)電的政策以及《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“九五”計劃和2010年遠景目標(biāo)的建議》《1996～2010年新能源和可再生能源發(fā)展綱要》等政策的提出，都有效地推動了我國光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。同時政府不光有效地集中推動光伏電站的發(fā)展，同時也積極地推動了太陽能屋頂電站技術(shù)的發(fā)展，對于電網(wǎng)起到了補充的作用。

5.2 技術(shù)研發(fā)方向

大容量、連續(xù)性以及高參數(shù)的太陽能光熱發(fā)電目標(biāo)，是我國光伏行業(yè)主要的技術(shù)研發(fā)方向。要想實現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)，可以通過可再生能源十二五規(guī)劃來將發(fā)電規(guī)模擴大，降低其光伏發(fā)電的成本角度，來有效地提高其發(fā)電的規(guī)模；從加強光熱發(fā)電運行溫度、聚光度、轉(zhuǎn)換效率的角度，來有效地提高其運行的參數(shù)；從其儲熱性能的提升，來有效地實現(xiàn)其發(fā)電的連續(xù)性。

5.3 結(jié)合發(fā)展

未來可以將風(fēng)力和太陽能光伏發(fā)電進行結(jié)合，使其綜合利用對于其發(fā)電起到互補的作用；中小型風(fēng)力發(fā)電以及風(fēng)光互補新能源市場的發(fā)展也會有效地推動光伏產(chǎn)業(yè)的完善以及技術(shù)的成熟。同時將其光伏發(fā)電，與建筑相結(jié)合，使其形成光伏—建筑一體化的發(fā)展形式，其中德國是最早實施太陽能屋頂計劃的國家，對此德國的光伏發(fā)展技術(shù)仍然處于領(lǐng)先的位置。

6 結(jié)語

綜上所述，通過對于我國太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析，發(fā)現(xiàn)雖然我國是太陽能利用第一大國，在很多的城市也紛紛地建設(shè)了相關(guān)的光伏發(fā)電電源，有效地為我國常規(guī)能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)進行了補充，但是我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)受到我國經(jīng)濟、制度、技術(shù)等方面的影響，與其他國外先進的國家相比仍有較大的差距。隨著我國政府的不斷支持和重視以及光伏技術(shù)的不斷研究，我國的光伏產(chǎn)業(yè)會不斷進步，從而逐漸縮小其發(fā)電成本以及國外先進國家的對比差距。

參考文獻

[1] 胡云巖，張瑞英，王軍.中國太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展

現(xiàn)狀及前景[J].河北科技大學(xué)學(xué)報，2014，（1）.

[2] 張爽瑩.中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)競爭力及其成長性研究

[D].華北電力大學(xué)，2012.

[3] 毛亮.我國發(fā)展太陽能光伏發(fā)電的必要性及技術(shù)分析

[J].科技傳播，2011，（20）.

（責(zé)任編輯：王 波）