太陽能與中國光伏產業

夏兵

20世紀70年代能源危機爆發和戰爭等因素，使得許多工業發達國家，加強了對太陽能及其他可再生能源技術發展的支持，世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。自從1954年美國貝爾實驗室的“恰賓”和“皮爾松”等研制出了世界上第一個多晶硅太陽能電池，到1969年世界上第一座太陽能發電站在法國建成，標志著太陽能利用進入一個嶄新的階段。

一、太陽能電池發電原理

太陽能電池是對光有響應并能將光能轉換成電力的器件，光伏發電利用太陽光短波部分激發電子躍遷產生電勢并直接輸出產生電流的過程，如下圖所示。

二、利用太陽能的優勢

不論是海洋、陸地、高山、平原、沙漠以及太空等，都有光輻射能，這為光伏發電提供有力條件。據測算太陽輻射能到達地球上的太陽能輻射能大約1.7×1012kW，相當于全球一年內消耗總量的3.5萬倍。此外太陽能發電有：無能耗、無機械磨損、無有毒物質的排放等優勢。如圖為德國普通住宅屋頂太陽能裝置。

三、目前發展概況

太陽能光伏發電技術的利用主要集中在歐洲，占世界安裝總量的81% ，德國在2003年達到7.4GW ，占世界安裝總量的44.4% ，是目前全球最大的太陽能發電市場。在2001～2008年間全球光伏發電進入快速發展時期，新增容量年均增速達50.2%。

四、我國在這方面的成就

受太陽能發電需要的猛烈增長，我國在2007年一躍成為世界第一大太陽能電池生產大國。掀起了光伏企業生產、研發的熱潮，帶動了我國光伏產業的發展。像施耐德電氣就率先研發出對高海拔電站的建設起著關鍵性作用的設備。

鑒于光伏發電成本仍遠高于常規電力，造成了我國光伏產業沒有得到長足的發展。例如，一座別墅屋頂上裝上一個每年可以發電3 000度的“太陽能發電廠” ，要花費15萬～20萬元。

中國的荒漠太陽能輻射面積約108萬kW2，1kW2面積可安裝100MW光伏陣列，每年可發電1.5億度；如果開發利用1%的荒漠，就可以發出相當于中國2003年全年的耗電量。可見，太陽能產業在我國具有廣闊的發展前景。

人教版物理九年級全一冊第二十二章《能源與可持續性發展》課外閱讀延伸