我国太阳能光伏发电发展现状及前景

我国太阳能光伏发电发展现状及前景 摘 要 太阳能是最理想的可再生能源和绿色 环保能源 在能源枯竭与环境污染日趋严峻的今天 太阳能光伏发电作为一种清洁 绿色环保的能源 是 我国近期急需的能源 又是未来能源结构的基础 主 要介绍了太阳能光伏发电的原理 特性及发展现状 以及提出健康发展我国太阳能光伏发电的建议 关键词 太阳能 光伏发电 可再生能源 中图分类号 TM615 文献标识码 A DOI 10 11974 nyyjs 20151232068 1 我国能源形势及对可再生能源的要求 1 1 我国能源形势 众所周知我国是一个人口大国 也是能源消费大 国 我国常规能源资源占有量远远低于世界的平均水 平 只占世界总量的 10 7 左右 我国化石燃料逐步 在枯竭 2000 年 我国人均石油 天然气 煤炭可 采量分别为 4 7t 1262m3 140t 1 我国能源总量形势十分严峻 最主要的还是以煤 炭为主 2001 年我国煤炭消耗比例为 67 而世界 消耗比例为 24 71 化石燃料的大量使用造成严重 的大气污染 我国二氧化硫 排放占世界总排放的 15 二氧化碳排放占世界总排放的 13 6 据专家学者统 计 到 2020 年 我国由于空气污染造成的损失将达 到全国总 GDP 的 13 11 1 2 可再生能源的要求 化石燃料的大量使用不仅对环境造成了极大的损 害 而且化石燃料也逐步在枯竭 所以需要新能源来 代替化石能源的使用 而这种新能源要避开常规能源 给我们带来的危害 既能保证满足社会的需求 还不 能破坏环境 而且还能够保证实际经济和社会正常发 展 2 太阳能光伏发电原理及特性 2 1 太阳能光伏发电原理 太阳能光伏发电是利用太阳能电池的光生伏打效 应 是太阳辐射光通过半导体转变为电能的发电形式 所谓光生伏打效应是半导体 P N 结被光照射后 其 内部产生大量的自由电子 这些自由电子在晶体中向 各个方向移动 在原来的位置上留下一个 空穴 P N 结阻碍着电子和空穴的移动 当太阳光照射时 电子接收光能 向 N 结移动 使 N 结区域带负电 同时空穴向 P 结移动 使 P 结区域带正电 这样 P N 结两端产生了电动势 即电压 这就是光生伏打效应 如图 1 所示 根据不同的应用场合 光伏发电系统主 要为联网运行和离网运行两种形式 离网运行系统主 要是应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所 联网运行系统已经成为电力工业中重要组成部分 是 当今以及未来太阳能光伏发电技术发展的重要方向 联网运行系统可以对电网调峰 对所发电能回馈电网 以电网作为储能装置 光伏发电可以与建筑物完美结 合在一起等优越性 2 2 太阳能光伏发电的优缺点 太阳能光伏发电的优点 太阳能光伏发电不需要任何燃料 大大的降低了 运行成本 不会受到能源危机和燃料市场等不稳定因素影响 太阳能是取之不尽 用之不竭的无噪音 无公害 无泄漏 安全可靠 不产生任何有毒气体的清洁能源 光伏发电适用于偏远无电地区 避免了长距离电 网的建设和输电损失 安装简单 除跟踪式以外 无任何运动部件 不 易受损 发电组件寿命长 发电方式灵活 易于与建筑结合 太阳能光伏发电的缺点 太阳能受地理分布 季节变化等影响 大规模使用时候 占地面积比较大 太阳能光伏发电系统建设投资高 推广困难 3 世界太阳能光伏发电现状及发展前景 近几年 世界太阳能光伏发电发展迅速 从太阳 能电池产业和太阳能电池的利用来看 日本 德国 英国 美国和西班牙发展迅速 这几个国家一直保持 着世界先进地位 随着太阳能光伏发电技术不断更新 和进步 太阳能光伏发电已经成为当今发展最迅速的 高新科技产业之一 近 30a 太阳能光伏组件成本降 低了 2 个数量级 2 2004 年 世界光伏组件产量达 到 1200MW 日本 610MW 欧洲 320MW 美国 135MW 其他国家 135MW 2004 年光伏系统总装 机量已经到达 4GW 3 根据世界能源组织 IEA PVPS 的研究和预测 2020 年太阳能光伏发电占世界总发电量的 1 2040 年占世界总发电量的 20 7 世界各国的光伏发电 发展规划 预计 2020 年装机容量日本 30GWp 欧盟 15 GWp 美国 15 GWp 其他国家 10 GWp 2030 年 装机容量日本 70GWp 欧盟 30 GWp 美国 25GWp 其他国家 23 GWp 4 4 我国太阳能光伏发电现状及发展前景 我国太阳能光伏发电发的开发和研究起步于 20 世纪 70 年代 90 年代进入稳定发展时期 太阳能光 伏发电主要应用在通信和工业方面 进入 21 世纪开 始注重发展太阳能光伏发电研究 2000 年 我国的 光伏技术已经步入大规模的并网发电阶段 2002 年 我国政府启动了 光明工程 送电到乡工程 等项 目 重点开发和利用太阳能光伏发电 2 2004 年 我国又提出建设阳光三峡的设想 2006 年 2010 年 共建立 8 座荒漠电站 总容量为 80MWp 2011 年中 国国内新增光伏装机容量 2 7GWp 占到 2011 年全 球新增光伏装机容量的 10 左右 2 2012 年中国光 伏发电容量已经达到了 7982 68MW 主要分布在我 国的西北部地区 19 个省共核准了 484 个大型并网 光伏发电项目 总容量为 11543 9MW 6 2012 年共 计 98 个并网发电站 主要集中在宁夏 青海 甘肃 3 个省 根据 OF