太陽能光伏發電的現狀

王鵬　鞠振河　鞏贊超

摘 要：近年來，我國光伏產業實現了跨越式發展，同時也遇到了許多發展問題。本文介紹了國內外光伏發電產業現狀，以期為光伏產業的可持續發展提供參考。

關鍵詞：光伏產業；發展；問題；現狀

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.055

1 光伏發電介紹

1.1 光伏發電系統

太陽能發電系統由太陽能電池和光伏蓄電池、逆變器、控制和太陽能電池陣列為核心[1]。太陽能電池陣列分為平臺型和聚光型太陽能電池，半導體材料是由太陽能電池制作而成，電流是陽光照射到半導體上之后，分解成電子和正電荷，電子和正電荷流經電流晶體管時做出定向遷移，電流在半導體內流動，產生“光伏效應”。近年來，晶體硅被最廣泛應用在太陽能電池。同時，硅材料以外如磷化銦、砷化鎵也開始被應用。

1.2 光伏發電原理

太陽能光伏發電是指不經過熱處理直接將光能轉化為電能的過程。它包括光伏發電、光化學發電、光致發電和光伏發電。光伏發電是利用太陽能半導體器件有效吸收太陽輻射能量并將其轉化為電能的直接發電方式?？梢哉f是當今太陽能發電的主流。太陽能光伏發電，即太陽能電池發電[2]。太陽能電池設備，是利用半導體PN結直接將太陽能轉化成的電能的器件。由于單個太陽能電池不能用作電源，所以由幾個電池組成的電池陣列用來發電。

2 太陽能光伏發電行業的現狀

新世紀以來，太陽能光伏發電行業已經成為世界新興產業之一。光伏發電是一種利用太陽能和半導體電子器件有效吸收太陽輻射能量并將其轉化為電能的直接發電方式。這是主流的太陽能發電模式。光伏發電不需要燃料，無氣體排放，屬于“綠色”產業，具有無污染、安全、壽命長、維修方便、取之不盡的資源和資源分布廣泛，二十一世紀以來被認為是重要的新能源，可廣泛應用于航空航天、通訊、能源、農業、基礎設施、交通、辦公用房等領域。

2.1 世界光伏產業現狀

近年來，全球太陽能電池產量每年平均增長近40%，2004年全球產量突破1000兆瓦。 印度是發展中國家的領導者，有太陽能發電技術相關制造業的企業有50多家，其中太陽能電池廠家6家，制造廠12家，年生產能力11兆瓦，累計產能為 約40兆瓦。 自本世紀初以來，一些發達國家已經制定了包括太陽能電池在內的可再生能源計劃。 歐洲太陽能電池的研究和生產，在美洲，亞洲的大規模推廣。 美國和日本在世界太陽能光伏市場的競爭中占優勢地位，競爭引進太陽能光伏技術研發計劃。

2.2 我國光伏產業現狀

近年來，中國太陽能產業爆發式增長，基本上是多晶硅材料，鑄錠，拉單晶，電池，封裝，平衡元件，系統集成，光伏應用形成較完整的鏈條。 特種設備和特種材料各個環節的產業鏈全面實現和加快了部分出口許多設備的本地化。截至2016年，我國新增裝機34.54GW，累計裝機77.42GW；分布式光伏累計裝機10GW，為10.32GW，2016年光伏發電量為662億度電，占全國發電量的1%。地區上看西北地區占比28%；山東3.22GW成為新增裝機量最大省份；分布式光伏新增裝機與2015年相比增長200%，其中浙江以860MW排名第一，其次為山東和江蘇。其中中國是全球光伏發電安裝量增長最快的國家。

在過去兩年中實現迅速的革新，中國太陽能光伏產業將繼續嚴格把控高純多晶硅制造技術的發展。在科技部和國家發展和改革委員會等有關部門，2007年新光硅膠，洛陽中硅，江蘇省中能等三家公司做高純硅生產年產十萬臺高純硅生產線增加到1130噸。 2008年，國產超純多晶硅年產量將突破4000噸，完成和生產江蘇中能二期和重慶大全多晶硅項目。此外，重慶小泉和江蘇中能公司在減少尾氣回收技術和多晶硅還原爐制造技術方面取得了重大進展，報告綜合能耗降至150?180 kWh / kg（約50美元/ kg），相似公司250-300 kWh / kg，顯著低于其他國內公司，主要材料綜合回收率達98%以上。最近江蘇等國內企業仍然積極整合引進新型高純硅生產技術如流化床，硅烷，降至20 - 50 kWh / kg，預計高純多晶硅生產的功耗綜合可達15-25美元/ kg。據不完全統計，目前全國至少有33家高純硅生產商的產能約為4.4萬噸（總計劃生產能力為8.8萬噸），預計2010年多晶硅產量將超過3萬噸，從根本上放寬高純硅材料供求矛盾。

采用可再生能源，無窮無盡，清潔安全的太陽能是理想的可再生能源。中國的太陽能資源相對豐富，有廣泛分布的光伏發電的可能性。此外，目前的太陽能發電技術日益成熟，是最可持續的可再生能源技術之一。截至2016年，我們正在運輸，通訊，公共設施（照明等），家庭生活等各個方面應用光伏發電。特別是偏遠地區，太陽能發電顯示出其優勢。中國電力短缺60%，大約3萬個村莊，7億戶，30萬農村用電者，太陽能發電市場很大。專家預測中國在接下來的十年中，太陽能電池市場將在2017年之前發生巨大變化，中國太陽能電池將主要是獨立的太陽能發電系統。

我國大氣環境污染有目共睹，政府在加大對該產業的政策支持力度，中國積極推動新能源產業水電，核電，太陽能，風能發展的同時，計劃在2020年再將新能源消費比重增至15%左右[3]。而且中國在2016年4月中國提交了關于《巴黎協議》是基于中國政府實施創新，協調，綠色，開放，共享發展的理念，加快實施《巴黎協議》，將藍圖轉化為實際行動，減少國內溫室氣體減排工作，正在表達我們的積極承諾，所以發展新能源可以減少對化石原料的依賴，應對氣候的變化，調整能源結構減少溫室氣體的排放，推動能源的可持續發展，太陽光伏發電產業作為新能源產業的支柱力量更要一馬當先。

3 結語

二十一世紀初以來，由于能源短缺和需求增加的雙重限制，除常規能源短缺以及化石能源的開發利用外，能源問題也帶來了一系列環境問題。 國家依靠科技進步的能源問題，開發利用可再生能源實現可持續發展。太陽能是一個獨特的優勢，是國家發展的要求。我們充分利用光伏發電，有效節約能源，太陽能資源成為世界領先的能源。

參考文獻：

[1]趙爭鳴，雷一.大容量并網光伏電站技術綜述[J].電力系統自動化，2011，35（12）：101-107.

[2]劉東冉，陳樹勇.光伏發電系統模型綜述[J].電網技術，2011，35

（08）：47-52.

[3]曹石亞，李瓊慧.光伏發電技術經濟分析及發展預測[J].中國電力，2012，45（08）：64-68.endprint