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鼎点主管
作者:管理员    发布于:2023-11-12 06:47   文字:【】【】【

  鼎点主管该【太阳能光伏发电的现状与前景 】是由【平平库】上传分享,文档一共【8】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【太阳能光伏发电的现状与前景 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。太阳能光伏发电的现状与前景doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。太阳能光伏发电研究现状与发展前景探讨可再生能源,包括太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等,是取之不尽、用之不竭、清洁环保、免费使用的能源,也是世界上最终可依赖的初级[1]能源。太阳能是一种清洁的可再生能源。太阳能开发利用的巨大潜力推动着太阳能光伏发电技术不断向前发展。1893年,法国科学家贝克勒尔发现“光生伏打效应”,即“光伏效应”。1930年,朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳能电池”,使太阳能变成电能。1954年,恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶太阳能电池。同年,韦克尔首次发现了***化镓有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成了第1块薄膜太阳能电池。随着世界经济的不断发展,全球能源短缺、环境污染等问题日益严重,可再生能源的应用受到了各国的普遍关注。太阳能光伏发电作为可再生能源利用的重要组成部分,得到了众多国家政府的大力扶持。20世纪70年代以来,美国、德国、日本等国政府陆续出台相关政策,加大太阳能光伏发电产业的发展力度,使得世界光伏发电产业高速发展。11027—2007年,(该功率为峰值功率,下同),%。根据欧盟联合研究中心的预测,到2030年太阳能光伏发电在世界总电力供应中将达到10%以上,到2040年这一比例将达到20%以上,在不远的未来将成为世界能源供应的主体。[2]1太阳能光伏产业的发展现状在技术进步和相关鼓励政策的双重推动下,太阳能光伏产业自20世纪90年代后期进入了快速发展时期。截止2007年底,[3]电池,由此推断,光伏发电的实际总装机应该接近12GW。欧洲光伏市场是世界最大的光伏市场,而且在持续增长。其中,德国光伏市场份额全球最大,%,%。亚洲光伏市场近几年有所萎缩(主要由于亚洲拥有最大光伏市场的日本结束了光伏补贴政策,导致市场发展滞后),我国光伏市场份额更小。2006年、2007年亚洲太阳能电池产量约占世界电池产量的65%。由此可见,亚洲是太阳能电池的主要生产和输出地区。亚洲的太阳电池生产主要集中在中国大陆、中国台湾和日本。2007年中国大陆太阳能电池产量达到1088MW,%。从产量看,我国已经成为太阳能电池的第一生产国。2太阳能光伏发电的原理光伏发电的基本原理如图l所示。半导体材料组成的PN结两侧因多数载流子(N区中的电子和P区中的空穴)向对方的扩散而形成宽度很窄的空间电荷区w,建立自建电场Ei。它对两边多数载流子是势垒,阻挡其继续向对方扩散,但它对两边的少数载流子(N区中的空穴和P区中的电子)却有牵引作用,能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时,少数载流子极少,难以构成电流和输出电能。但是,当太阳光照射到PN结时,如图l(a)、(b)所示,以光子的形式与组成PN结的原子价电子碰撞,产生大量处于非平衡状态的电子-空穴对,其中的光生非平衡少数载流子在内建电场Ei的作用下,将P区中的非平衡电子驱向N区,N区中的非平衡空穴驱向P区,从而使得N区有过剩的电子,P区有过剩的空穴。这样在PN结附近就形成与内建电场方向相反的光生电场Eph。光生电场除一部分抵消内建电场外,还使P型层带正电,N型层带负电,在N区和P区之间的薄层产生光生电动势。当接通外部电路时,就会产生电流,输出电能。当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起构成光伏阵列,就会在太阳能作用下输出足够[4]大的电能。3太阳能光伏发电的几个关键问题发展太阳能光伏发电产业的关键问题包括光伏电池技术、光伏发电成本、光伏发电政策以及光伏电网的接入等。。光伏电池大规模应用需要解决2大难题:提高光电转换效率和降低生产成本。太阳能光伏电池通常用晶体硅或薄膜材料制造,前者由切割、铸锭或者锻造的方法获得,后者是一层薄膜附着在低[5]价的衬背上。晶体硅仍是当前太阳能光伏电池的主流。晶体硅电池包括单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。%,商业化电池效率为16%~20%。多晶硅太阳能电池的实验室最高效率也超过了20%,商业化电池效率为15%~18%。除效率外,电池的厚度也很重要。降低硅片厚度是减少硅材料消耗、降低晶硅太阳电池成本的有效技术措施。。薄膜太阳能电池是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料衬底上附上非常薄的感光材料制成,比用料较多的晶体硅技术造价更低,其价格优势可抵消低效率的问题。目前,已商业化的薄膜光伏材料有3种(硅基薄膜,主要包括非晶硅(a-Si)、微晶硅(μc-Si)及微非迭层(a-Si/μc-Si);铜铟镓硒(CIGS);碲化镉(CdTe)),它们的厚度只有几微米。商业化硅基薄膜电池的效率在不断提高,其中,单结非晶硅电池效率为5%~7%,双结非晶硅电池效率为6%~8%,非晶硅/微晶硅迭层电池效率为8%~10%。商业化碲化镉薄膜电池的转换效率可以达到10%,但是镉具有毒性、碲产量较少等因素都制约了其发展。商业化铜铟镓硒薄膜电池的转换效率可以达到10%以上,不过镓的短缺也可能成为该技术发展的一个瓶颈。目前,在3种商业化的薄膜光伏技术中,硅基薄膜的生产和安装所占比重最大。2007年世界前10大太阳能电池生产厂商及其在2006年和2007年的太阳电池产量见表1。由表1可以看出,中国有无锡尚德(Suntech)、台湾茂迪(Motech)、保定英利(Yingli)3家公司位列其中。表2是2003—2007年单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池的产量。从表2可以看出,晶体硅太阳能电池占据整个光伏市场份额90%以上。但未来发展的重点可能是薄膜太阳能电池,它因用材少、质量小、外表光滑、安装方便而更具发展潜力。目前,国内外众多太阳能电池厂商都把薄膜太阳能电池作为未来发展的重点。[6](即光伏发电的成本达到常规能源发电电价的水平)是一个备受关注的问题。国家发改委能源研究所提出,所谓平价上网有2个概念,即输电侧上网和配电侧上网。配电侧上网也即分布式发电系统,分布式发电系统应为净电表运行,就是自发自用,可以与电网销售电价比较(~1元/(kWh)),这表明光伏发电自用更容易实现“平价上网”。但如果是输电侧中高压并网,/(kWh),要在这个水[7]平上达到平价上网还有相当的难度。光伏发电系统成本的60%以上来自太阳能电池。2006年,并网光伏发电系统成本约为5万元/kW,系统各部分成本比例见表3。我国最早在海外上市的太阳能企业无锡尚德公司于2023年7月宣布,计划在5年内将太阳能发电成本降至1元/(kWh)。目前来看,其在2023年就能提前实现该目标,总体而言,到2023年以前实现光伏发电的配电侧平价上网是没有问题的。基于薄膜技术的发展及其价格上的优势,薄膜太阳能电池有望最先达到电网等价点。。由于原材料硅的价格下跌导致光伏发电价格从2023年10月快速下降,但目前光伏市场仍然是由政府和政策驱动的。下面介绍一下我国光伏发电主要扶持政策。中国的太阳能光伏市场总体发展速度比较缓慢。“六五”和“七五”期间,国家对光伏市场的发展给予支持,2002年国家计委启动的“西部省区无电乡通电计划”也大大刺激了光伏产业的发展。中国太阳能电池的产量不断突破,截止到2005年底,中国太阳电池组件的生产能力就已经达到400MW,当年产量达到140MW。但国内的光伏市场发展却相对滞后,年装机量占年太阳能电池产量的比例相当小,绝大部分太阳能电池需要出口国外。2007年中国光伏系统的安装量总计约20MW,仅为当年太阳电池产量(1088MW)%,意味着太阳能电池产量的102%需要出口。近期中国政府推出一系列的光伏发电刺激政策。2023年3月,财政部联合住房和城乡建设部发布了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》,支持开展光电建筑应、用示范,实施“太阳能屋顶计划”;6月发布的《新能源产业振兴规划征求意见稿》提出2023年建成30GW的光伏发电厂;7月,财政部、科技部、国家能源局联合宣布在我国正式启动金太阳示范工程。政府的大力支持使得各方普遍看好中国光伏市场的前景。,如何接入电网成了一个关键的问题。对于光伏电站的并网要求,国际上已经有了很多标准,中国的标准分散在一些传统标准之中,大多只是对电压和电流的谐波、电压和频率偏差、电压波动和闪变、直流分量和[8]功率因数的要求。在光伏电站容量较小时,这些参数要求基本适用。但是,当光伏电站的规模越来越大(几十甚至上百兆瓦)时,就必须考虑光伏电站接受电网调度以及参与电网管理等方面的因素,具体包括低电压穿越、无功补偿、有功功率降额等。4光伏发电技术的应用前景近年来各国都将太阳能光伏发电摆在利用可再生能源的首位。特别是从20世纪末,在一些国家实施“太阳能屋顶计划”的推动下,11027年以后全球太阳电池产量每年以30%以上的速度上升,自2004年以来,产品始终处于供不应求的状态。2004年世界产量达到1256MW,,预计2023年4GW,2023年15GW以上;欧洲光伏工业协会预测2023年可达到40GW,系统总装机容量将达到195GW,届时太阳能光伏发电量将达到274Twh,占当时全球发电量的1%[12-13]。在太阳能光伏发电领域,德国、日本、美国一直保持着世界领先的位置。与发达国家相比,我国的光伏产业还处于初级阶段,2006年我国太阳能电池仅占世界总产量的6%左右。依照目前的经济发展趋势和中国的资源情况,到2023年的电力供应单靠传统的煤、水是不够的,%,这部分缺口将通过可再生能源来补充。因此,光伏发电将在中国未来的电力供应中扮演重要的角色,预计到2023年累计装机将达到30GWp;2050年将达到102GWp。随着光伏电池技术的进步,其发电成本将会进一步降低,并能够和常规的化石能源发电技术相竞争。根据我国光伏发电的发展情况。在今后一段时间。我国光伏发电主要应用在以下几个方面:(1)城市并网光伏发电,(2)荒漠和海岛地区的供电,(3)边远地区离网供电,(3)景观灯、LED照明等商业应用。太阳能光伏发电作为一种取之不尽、用之不竭的清洁环保能源将得到前所未有的发展。随着光伏发电产业化进程和技术开发的深化,它的效率、性价比将得到提高,它在包括BIPV在内的各个领域都将得到广泛的应用,也将极大地推动中国“绿色电力工程”的快速发展。1

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