浅谈光伏发电的现状及发展趋势(2) (1)，张国栋 中节能 〈 内蒙古 〉 风力发电有限公司 摘要 ： 本文从太阳能技术 、 市场前景等方面综述了光伏发电产业的利用现状 ， 针对我国具体市场环境和对未来的光伏发电市场对 我国的光伏发电前景进行展望 ， 为我国未来光伏发电市场的有序开发和行业发展提供借鉴 。 关键词 ： 光伏发电 现状 发展趋势

　　太阳能每分 钟 到 达 地 面 的 能 量 高 达 4800 万 千 瓦 ， 如 果 把 地 球表面 0.2% 的太阳能转为电能 ， 转变率 5% ， 每年发电量可达 11. 2×1012 千瓦小时 ， 相当于世 界上能耗的 80 倍 。 在太阳能发展巨 大空间下与政府的大量 的 资 金 投 入 使 得 这 一 领 域 的 技 术 在 稳 步 发展 ， 太阳能光伏发电在最 近 几 年 得 到 了 比 较 广 泛 的 应 用 ， 主 要 包 括 ；太 阳 能 的 光 热 应 用 ，太 阳 能 光 电 应 用 ，还 有 利 用 太 阳 的 自 然光来采光 、 传输等 。 一 、 光伏发电方式现状 1. 光伏发电耗能 太阳能作为一种 永 久 性 资 源 ， 带 来 的 经 济 效 益 是 无 可 估 量 的 。 我国有着十分丰富的太阳能资源 。 据估算 ， 陆地表面每年接 收的太阳辐射能约为 5×1019kJ ， 约相当于 1700 亿 t 标准煤的热 值 。 和火力发电 、 水力发电 、 核能发电等发电方式不同 ， 光伏发电 依托太阳能得天独厚的 自 然 存 在 ， 基 本 来 源 几 乎 不 耗 费 任 何 经 济成本 。 光伏发电中 ， 因为应用到太阳能光伏发电系统即太阳能 电池阵 、 蓄电池 、 逆变器 、 负荷 以 及 控 制 器 等 组 成 的 系 统 ， 因 此 发 电方只需要付出硬件的经 济 成 本 即 可 利 用 太 阳 能 资 源 进 行 光 伏 发电 ， 以满足各个行业对电能日益增长的需求 。 2. 光伏发电的能效利用现状 （1 ） 光伏发电的能效利用状况 光伏发电的能源 利 用 效 率 是 指 光 伏 发 电 过 程 中 ， 付 出 的 太 阳能光伏发电系统投入 所 带 来 的 经 济 产 出 量 即 发 电 量 。 用 太 阳 能 的转换效率来衡量光伏 发 电 的 能 效 利 用 状 况 。 太 阳 电 池 的 转 换效率就是电池电功率和 入 射 光 功 率 的 比 值 。 由 于 电 池 板 的 不 同 ， 不同材料的能效利用率 也 不 同 。 现 有 情 况 来 看 ， 单 晶 硅 电 池 板 的 能 效 利 用 效 率 在 18% 左 右 （ 实 验 室 可 达 到 22% 以 上 ）， 多 晶 硅 电 池 板 的 能 效 利 用 效 率 在 16% 左 右 （ 实 验 室 可 达 到 20% 以 上 ）。 从此数据来看 ， 光 伏 发 电 在 能 效 利 用 状 况 上 情 况 不 是 很 理 想 ， 尽管每年的光伏发电 装机 量 逐 年 递 增 ， 仍 应 该 从 能 源 利 用 效 率上 找 出最 根 本的 解决办法 。 （2 ） 光伏发电能效利用存在的 问题 ① 由于电池板硅 片未 达 到 规 模 生 产 、 生 产 设 备 及 工 艺 落 后 、 部 分 原 材料需要进 口 、 硅 片 生 产 能 力 不 足 ， 需 要 外 购 硅 片 等 原 因 太阳能电池成本 偏 高 ， 硅 片生 产能力不足 。 光伏发电 市场开 发的 主要 障碍 是太阳能电池 的 生 产 成 本 偏 高 。 太 阳 能 电 池 售 价 的 高 低 是 影响 光伏发电系统 价格 的 关键 。 ② 硅 片 本 身 的成本 问题 。 目 前 ， 太阳能电池的成本为 整 个系统成本的主要 部 分 。 降低 硅材料 的 生 产费用 ， 是 降低 太阳电池成本的 关键 。 多晶硅电池的材料成 本比单晶硅电池的材料成本 低 ， 应作为 研究 的 重点 。 可 研究 多晶 硅材料制 备 的 新 技术 、 快速 掺 杂 表 面 处 理 技 术 、 提 高 硅 片 质 量 的 新 技术 新工艺 等 。 最大功率 点跟踪 控制技术的日益 完善 ， 也 会 为 光伏发电 提供更强 的 竞争 实力 。 ③ 系统 配套 能力 差 。 光伏发电的 平 衡系统 包 括 ： 蓄电池 、 逆变器 、 控制器等 。 由于 尚未形 成 规模生 产 ； 缺乏 统一的 质 量标准 ； 没 有 权 威 的 质 量 监 测 中 心 ； 成 本 高 ， 质 量 差 ；产 品 开 发 跟 不 上 市 场 需 求 等 原 因 ，中 国 在 专 用 控 制 器 、逆 变 器及 专 用 直流灯具 等方 面 的 配 套 能 力 一 直 很 差 ， 中 国 在 光 伏 发电系统 部 件水 平 以及光 伏 平 衡 系 统 的 效 率 和 成 本 方 面 与 国 外 有着较大 差距 ， 应 予 以 充 分 重视并 及时 改 进 。 ④ 生 产 规模 小 。 我 国太阳电池制 造厂 的 生 产能力约 为 0.5～1 兆 瓦 / 年 ， 比 国 外 生 产

　　规模低 一个多数量 级 。 加之市场培育 和发展 迟缓 ， 缺乏市场培育 和 开拓 的 支持 政 策 、 措施 。 使光伏发电的 规模停留 在小数量上 。 二 、 光伏发电方式的未来发展趋势 1. 国 家 政 策 下光伏发电 前景 展 望 太阳能是 洁净 无 污染 的巨大能源 ， 最大 限度 地 开 发利用太阳 能 将 是 人类新 能源 利 用 方 面 的 科 技 发 展 方 向 。 随 着 世 界 能 源 的 日 趋紧张 和光伏发电 技 术 的 不 断 发 展 ， 廉 价 的 非 晶 硅 太 阳 电 池 的 生 产技术也日 渐 成 熟 。 太 阳 能 光 伏 发 电 技 术 非 常 契 合 国 家 新 能源 优化 发电的 举措 ， 加 之 太 阳 能 光 伏 发 电 的 清 洁 、 廉 价 等 性 能 ， 未 来光伏发电 将呈 现 良好 的发展 态势 。 2. 光伏发电方式 整体未 来发展 趋势 从技术的 层 面来 说 ， 将 光能转 化 为电能的光伏发电技术是一 项非常重 要的技术 手 段 。 它 能 够 实 现 人 类 向 可 持 续 的 能 源 系 统 转变 。 相对 而言 ， 目前 这 项 技术的发展还 处 在 初期阶段 ， 到 2030 年 之 后将会 有很稳 定 和 很 高 的 增 长 率 ， 会 成 为 更 加 可 行 的 电 力 供 应 者 。 随 着 科 技 发 展 ， 行 业 内 预 计 2030 年 以 后 发 电 成 本 会 继 续降低 。 一 些 技术如晶 体 硅 、 薄膜 以及一 些新 光伏发电系统材料 将会 在 市场 上大量 涌 现 。 如果这 些新举措 得以成功实 施 ， 模块 的 转换效率 将 进一步 提 高 。 最 终 ， 光伏 模块 的转换效率 将 达到 30% ～50% ， 从 而 使太阳辐射能量可以高效的利用 。 安 装在阳光 充 足地 区 的 1m2 最高效的光伏 模块 每年 将 发电 1000kWh 。 从应用领域来看 ， 由于 之前 的光伏发电 市场 主要是在 通信 领 域和 边远 地 区 。 在国 家 和行业大力 提倡 光伏发电 措施 下 ， 应用的 范围 可以 随 着光伏发电系统成本的 降低 ， 将向 光伏水 泵 ， 海岛 ， 工 业领域以及 屋顶 发电系统发展 。 而随 着 常规 电力日 趋紧张 ， 光伏 发电 必 然 向公共 电力 规 模 发 展 ， 屋 顶 光 伏 发 电 系 统 ， 大 型 独 立 光 伏电 站 (100kW 以上 ) ， 中 心并网 电 站 (100kW 到 1MW 级 电 站 ) 以及 大 型风 光 互补 电 站 必 然 会 在 公 共 电 力 中 占 到 更 大 的 份 额 。 电 动 汽车 的发展也 会给 光伏发 电 带 来 新 的 机 会 ， 如 汽 车 空 调 、 太 阳 能 快速充 电系统以及光伏制 氢 系统等 。 在 更远 的 将 来 ， 光伏发电有 可能得到 像沙漠 电 站甚至宇宙 发电等 更 大 规模 的应用 。 3. 光伏发电方式在 建筑构 件上的 重 要应用 我国的太阳能资 源 相 当 丰 富 ， 且 分 布 范 围 较 广 ， 太 阳 能 光 伏 发电的发展 潜 力巨 大 。 我 国 的 建 筑 物 能 耗 约 占 全 国 能 源 消 费 总 量 的 28% ， 将 太阳能光伏发电系统与 建 筑 相 结 合 ， 提 供 建 筑 物 自 身 用电需求 ， 实现 建筑 物 零 能 耗 ， 可 以 大 大 改 变 我 国 建 筑 物 高 耗 能的现状 。 光伏发电与 建筑 相 结 合 的 工 程 非常具 有 开拓 性 。 在相 关部 门 加强 推 广应用太 阳 能 、 制 定 相 关 政 策 和 积 极 扶 植 ， 建 筑 部 门 加快 太阳能利用的 措施 下 ， 光 伏 发 电 与 建 筑 物 构 件 相 结 合 ， 有 效地利用太阳能光 伏 发 电 能 量 ， 满 足 建 筑 物 对 电 能 等 能 源 的 需 求 ， 减少 国 家支 柱 发电 手段 的负 担 ， 使能源利用效率最大 化 。 太阳能光伏业是一个有 潜 力的行业 ， 虽 然 目前 还 有 很 多 的 障 碍 ， 包 括成本过高 、 海外 市 场 的 萎 靡 和 缺 乏 相 关 的 法 律 法 规 来 监 督 行业 ， 但 是依然是 未 来的发展 趋势 。 参考文献 ： [1] 张 作 宇 , 王 景 燕 , 李 燕 青 . 光 伏 发 电 的 现 状 和 展 望 [J]. 科 技 信 息 ,

　　作者： 作者单位： 刊名： 张国栋 中节能〈内蒙古〉风力发电有限公司 中国科技投资