我國太陽能光伏發電現狀及前景

1、我國能源形勢及對可再生能源的要求
1.1 我國能源形勢
*我國是一個人口大國，也是能源消費大國。我國常規能源資源占有量遠遠低于世界的平均水平，只占世界總量的10.7% 左右。我國化石燃料逐步在枯竭，2000 年，我國人均石油、天然氣、煤炭可采量分別為4.7t、1262m3、140t。
我國能源總量形勢十分嚴峻，zui主要的還是以煤炭為主。2001 年我國煤炭消耗比例為67%，而世界消耗比例為24.71%?；剂系拇罅渴褂迷斐蓢乐氐拇髿馕廴?。我國二氧化硫 排放占世界總排放的15%，二氧化碳排放占世界總排放的13.6%。據專家學者統計，到2020年，我國由于空氣污染造成的損失將達到全國總GDP 的13%。
1.2 可再生能源的要求
化石燃料的大量使用不僅對環境造成了極大的損害，而且化石燃料也逐步在枯竭。所以需要新能源來代替化石能源的使用。而這種新能源要避開常規能源給我們帶來的危害，既能保證滿足社會的需求，還不能破壞環境。而且還能夠保證實際經濟和社會正常發展。
2、太陽能光伏發電原理及特性
2.1 太陽能光伏發電原理
太陽能光伏發電是利用太陽能電池的光生伏打效應，是太陽輻射光通過半導體轉變為電能的發電形式。所謂光生伏打效應是半導體P-N 結被光照射后，其內部產生大量的自由電子，這些自由電子在晶體中向各個方向移動，在原來的位置上留下一個“空穴”。P-N 結阻礙著電子和空穴的移動。當太陽光照射時，電子接收光能，向N 結移動，使N 結區域帶負電，同時空穴向P 結移動，使P 結區域帶正電，這樣P-N 結兩端產生了電動勢，即電壓，這就是光生伏打效應，如圖1 所示。根據不同的應用場合，光伏發電系統主要為聯網運行和離網運行兩種形式。離網運行系統主要是應用于遠離公共電網的無電地區和一些特殊場所。聯網運行系統已經成為電力工業中重要組成部分，是當今以及未來太陽能光伏發電技術發展的重要方向。聯網運行系統可以對電網調峰；對所發電能回饋電網，以電網作為儲能裝置；光伏發電可以與建筑物結合在一起等優越性。

圖1 太陽能電池發電原理
2.2 太陽能光伏發電的優缺點
太陽能光伏發電的優點：太陽能光伏發電不需要任何燃料，大大的降低了運行成本；
不會受到能源危機和燃料市場等不穩定因素影響；
太陽能是取之不盡。用之不竭的無噪音、無公害、無泄漏、安全可靠、不產生任何有毒氣體的清潔能源；
光伏發電適用于偏遠無電地區，避免了長距離電網的建設和輸電損失；
安裝簡單，除跟蹤式以外，無任何運動部件，不易受損；
發電組件壽命長；
發電方式靈活，易于與建筑結合。
太陽能光伏發電的缺點：
太陽能受地理分布，季節變化等影響；
大規模使用時候，占地面積比較大；
太陽能光伏發電系統建設投資高，推廣困難。
3、世界太陽能光伏發電現狀及發展前景
近幾年，世界太陽能光伏發電發展迅速。從太陽能電池產業和太陽能電池的利用來看，日本、德國、英國、美國和西班牙發展迅速，這幾個國家一直保持著*地位。隨著太陽能光伏發電技術不斷更新和進步，太陽能光伏發電已經成為當今發展zui迅速的高新科技產業之一。近30a，太陽能光伏組件成本降低了2 個數量級[2]。2004 年，世界光伏組件產量達到1200MW，日本610MW， 歐洲320MW， 美國135MW，其他國家135MW。2004 年光伏系統總裝機量已經到達4GW。
根據世界能源組織（IEA-PVPS）的研究和預測，2020 年太陽能光伏發電占世界總發電量的1%，2040 年占世界總發電量的20%。世界各國的光伏發電發展規劃，預計2020 年裝機容量日本30GWp，歐盟15 GWp，美國15 GWp，其他國家10 GWp。2030 年裝機容量日本70GWp，歐盟30 GWp，美國25GWp，其他國家23GWp。
4、我國太陽能光伏發電現狀及發展前景
我國太陽能光伏發電發的開發和研究起步于20 世紀70 年代，90 年代進入穩定發展時期，太陽能光伏發電主要應用在通信和工業方面。進入21 世紀開始注重發展太陽能光伏發電研究，2000 年，我國的光伏技術已經步入大規模的并網發電階段。2002 年我國政府啟動了“光明工程”，“送電到鄉工程”等項目，重點開發和利用太陽能光伏發電。2004 年，我國又提出建設陽光三峽的設想。2006 年~2010 年共建立8 座荒漠電站，總容量為80MWp。2011 年中國國內新增光伏裝機容量2.7GWp，占到2011 年新增光伏裝機容量的10% 左右。
2012 年中國光伏發電容量已經達到了7982.68MW，主要分布在我國的西北部地區，19 個省共核準了484 個大型并網光伏發電項目，總容量為11543.9MW[6]，2012 年共計98 個并網發電站。主要集中在寧夏、青海、甘肅3 個省。根據OFweek 行業研究的數據顯示，2013 年上半年，中國光伏發電累計容量已經到達10.77GWp，中大型光伏電站占5.49 GWp，分布式光伏發電系統為5.28GWp。2015 年我國太陽能光伏發電容量達到20 GWp。
5、發展我國太陽能光伏的建議
發展我國光伏產業，必須制定有關近期、中、長期發展目標。目前，我國光伏發電站分布不均，還是主要集中在西北部地區。雖然說我國生產冶金級硅，但光伏板所用的硅片還依靠其他國家。所以，我國光伏產業首要任務是發展高純度硅材料。光伏發電zui為關鍵的問題還是提高轉換效率和降低和成本， 通過改進目前有的制造工藝、設計新的電池結構、開發新型電池材料等方式，降低制造成本，提高光電轉換效率。還要發展其他新型太陽能電池。
為了解決我國能源和環境嚴峻的問題，加快我國的光伏產業的發展，本位提出以下幾點建議：建立具有水準的太陽能光伏研發中心；國家設立太陽能光伏領導機構；建設硅材料生產基地；構建產、學、研合作體系；建議盡快完善實施《太陽能發電上網電價法》找到一個合理的發電，用電準則；構建太陽能光伏發電與建筑一體化的結合；采用風光互補來完善我國光伏市場；制定太陽能光伏屋頂計劃，實施在房屋；加大光伏發電的并網應用工程，從發展戶用系統逐步過渡到發展并網應用系統。
通過太陽能光伏發電與建筑一體化的結合，實現建筑本身就是一個太陽能轉換中心的目標。筆者相信，隨著太陽能光伏發電技術的不斷提高，其成本也會快速降低，從而會更好的促進我國太陽能光伏產業的穩步發展。