我国太阳能光伏发电现状及前景

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
*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。
我国能源总量形势十分严峻，zui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%。
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结合在一起等*性。

图1 太阳能电池发电原理
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*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zui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。
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%。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23GWp。
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。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 年新增光伏装机容量的10% 左右。
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OFweek 行业研究的数据显示，2013 年上半年，中国光伏发电累计容量已经到达10.77GWp，中大型光伏电站占5.49 GWp，分布式光伏发电系统为5.28GWp。2015 年我国太阳能光伏发电容量达到20 GWp。
5、发展我国太阳能光伏的建议
发展我国光伏产业，必须制定有关近期、中、长期发展目标。目前，我国光伏发电站分布不均，还是主要集中在西北部地区。虽然说我国生产冶金级硅，但光伏板所用的硅片还依靠其他国家。所以，我国光伏产业首要任务是发展高纯度硅材料。光伏发电zui为关键的问题还是提高转换效率和降低和成本， 通过改进目前有的制造工艺、设计新的电池结构、开发新型电池材料等方式，降低制造成本，提高光电转换效率。还要发展其他新型太阳能电池。
为了解决我国能源和环境严峻的问题，加快我国的光伏产业的发展，本位提出以下几点建议：建立具有水准的太阳能光伏研发中心；国家设立太阳能光伏领导机构；建设硅材料生产基地；构建产、学、研合作体系；建议尽快完善实施《太阳能发电上网电价法》找到一个合理的发电，用电准则；构建太阳能光伏发电与建筑一体化的结合；采用风光互补来完善我国光伏市场；制定太阳能光伏屋顶计划，实施在房屋；加大光伏发电的并网应用工程，从发展户用系统逐步过渡到发展并网应用系统。
通过太阳能光伏发电与建筑一体化的结合，实现建筑本身就是一个太阳能转换中心的目标。笔者相信，随着太阳能光伏发电技术的不断提高，其成本也会快速降低，从而会更好的促进我国太阳能光伏产业的稳步发展。