光伏太阳能光伏发电应用的现状及发展

光伏太阳能光伏发电应用的现状及发展

作者：岳小强

来源：《中国房地产业·中旬》2017年第11期

摘要：太阳能光伏发电是利用太阳能储蓄电池接收太阳辐射能源转化为可供千家万户生活、生产的电能，是当前一种重要的电能来源。

关键词：光伏发电；现状；发展趋势

1、前言

不完全统计太阳每秒钟辐射到达地面的能量可高达80万千瓦。如果把地球表面0.1%的太阳辐射能转化为电能来计算（转变率为5%），那么每年的总发电量可达5.6×10[9]mW·h，其相当于世界上所有能耗的40倍。因此，太阳能发电技术具有广阔的发展前景。

2、太阳能光伏发电的发展现状

1954年美国贝尔研究所的PEARSON等3位科学家在美国首次研制成功了实用的单晶硅太阳能电池，从此诞生了将太阳能转换为电能的实用光伏发电技术.20世纪70年代，发达国家以国家级计划积极研究开发太阳能发电，其中日本于1974年开始的国家

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“阳光计划”尤为突出.20世纪80年代后期，太阳能电池的种类不断增多，应用范围不断扩大，20世纪90年代光伏发电迅速发展。年德国率先提出并实施“一千屋顶计划”，1997年美国宣布实施“百万太阳能屋顶计划”，1999年1月德国又开始实施“十万屋顶计划”，2000年安装光伏容量超过40兆瓦。

进入21世纪的今天，太阳能光伏发电这种新兴的产业开始向民用领域渗透，最明显的是在民用建筑设计，施工中的应用，在船舶，交通枢纽等运输业中也有2008应用。年的国家鸟巢体育馆拥有100kWp并网光伏电站；深圳国际园林花卉博览园拥有1MWp的并网光伏电站；上海世博园区中国馆和主题馆拥有的3MWp的并网光伏电站；2009世运会主场馆在看台的屋顶上安装了太阳能光伏发电系统，装机容量为1027kW；呼和浩特东站的站房安装的太阳能光伏发电系统的直流峰值总功率为132.48kW；山西省肿瘤医院2011年建设实施的2007年中国沉阳太阳能混合动力游船问世太阳能混合动力光伏发电在中国国内大型交通枢纽中应用较多，如上海虹桥枢纽光伏发电装机容量达6.57兆瓦，杭州东站枢纽光伏发电装机容量达10MW，南京南站枢纽光伏发电装机容量达10.67MW等。

3、太阳能光伏发展的趋势

3.1提高光电转换效率，降低电池材料成本

3.1.1提高光电转换效率的材料

在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的

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电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池，从理论研究看，在阳光集中辐照时，利用希泽光电效应可能达到的光电转换效率的极限值为63.2%，但只有使用理想的材料才能达到。若使晶体结构中形成的缺陷能准确无误地出现在所需要的地方，实际上也很难做到。德国科学家正在进行这方面的实验，他们在单晶硅中掺入稀土金属元素铒（Er）来制造太阳电池，以测试它对转换效率可能产生的影响，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一个13nm厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合。通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23.3%。Kyocera公司制备的大面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为19.44%。

3.1.2降低目前主流光伏电池材料的成本

降低硅材料用量是降低价格的主要途径。目前，太阳电池材料主要以硅材料为主，但是硅材料还面临着许多问题，多晶硅产业上游环节技术壁垒高、投入大、量产时间长、市场风险高，因此不仅要寻找更为方便易行的硅材料提纯技术以扩大生产，而且要采用新技术，在获得同样电能的基础上减少硅材料用量。而与晶体硅电池相比，薄膜电池在效率与成本方面改善的空间更大，多晶硅价格的上涨会增加薄膜电池的成本优势。

3.2提高光伏发电的面积

3.2.1提高建筑光伏发电面积

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大量的建筑屋顶都是没有充分的利用，应建立建筑相结合的并网光伏系统，主要形式是城市并网发电的屋顶并网光伏系统。在我国东部沿海经济发达地区，用电量大，对光伏发电能力需求强；同时目前我国光伏产业主要集中在东部省份，光伏产业对当地经济的发展起着重要作用，在城市建设屋顶并网发电系统（BAPV）及光伏建筑一体化集成光伏系统（BIPV），对于城市的供电与节能起到很好的作用。《可再生能源中长期发展规划》提出，到2020年安装建筑光伏2万套，累计安装100万千瓦。

3.2.2提高地面光伏发电

在世界各地的沙漠、戈壁、荒漠都可以大面积的利用，比如在我国有约264万平方公里的荒漠资源，其中干旱区荒漠化土地面积为250多万平方公里；主要分布在光照资源丰富的西北地区，其年总辐射在1600-2300千瓦时/平方米。在内蒙古的鄂尔多斯、甘肃的河西走廊绿洲边缘、新疆的塔克拉玛干沙漠边缘、晋西北及陕北等靠近电力线路和负荷中心，还有很好的旅游资源，可以作为大型并网光伏项目的起步区域。随着电力输送技术和储能技术的发展，大规模沙漠、戈壁、荒漠光伏电站将必然成为未来的电力基地。

3.2.3光热发电

太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。光热发电产业布

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局应当注重资源优势、优势的合理利用，有条件的可综合利用多种可再生能源，互补发电，甚至也可考虑与热电站联合运行。

4、结束语

综上所述，随着光伏发电技术的不断成熟、光伏组件成本的不断降低、国家政策的大力扶持，中国的太阳光伏发电将会得到快速发展。

参考文献：

[1]李胜茂.2011～2015年中国太阳能光伏发电产业投资分析及前景预测报告[R].中国投资咨询网，2011，（24）.

[2]李安定.太阳能光伏发电系统工程[M].北京：北京工业大学出版社，2016