重視高效率、低成本的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研制和推廣應(yīng)用工作

重視高效率、低成本的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研制和推廣應(yīng)用工作

關(guān)鍵詞：重視陽能光伏發(fā)電推廣應(yīng)用工作一、前言

據(jù)預(yù)測，2050年世界人口將增至89億，屆時(shí)的能源需求將是目前的3倍，而可再生能源要占50％，絕對地說，2050年可再生能源供應(yīng)量將是現(xiàn)在全球能耗的2倍。中國能源界的權(quán)威人士預(yù)測,到2050年，中國能源消費(fèi)中煤只能提供總能耗電的30～50％，其余50~70%將靠石油、天然氣、水電、核電、生物質(zhì)能和其它可再生能源。由于中國自己的油氣資源、核電和水力資源都十分有限，直接地大量燃燒生物質(zhì)能也將逐漸淘汰。因此如何評(píng)價(jià)中國自己的可再生能源源與利用國外能資源，對中國的能源發(fā)展戰(zhàn)略有舉足輕重的關(guān)系,表1顯示在2030年以前中國能源中長期需求。

國際上普遍認(rèn)為，在長期的能源戰(zhàn)略中，太陽能光伏發(fā)電在太陽能熱發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、海洋發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等許多可再生能源中具有更重要的地位。這是因?yàn)楣夥l(fā)電有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)：（1）充分的清潔性，（2）絕對的安全性，（3））相對的廣泛性，（4）確實(shí)的長壽命和免維護(hù)性，（5）初步的實(shí)用性，（6）資源的充足性及潛在的經(jīng)濟(jì)性等。所以當(dāng)世界上第一塊實(shí)用的硅太陽電池與第一座原子能電站于1954年同時(shí)在美國誕生后，王會(huì)終受到世人矚目。但由于太陽能本身的分散性、隨機(jī)性和間歇性等特點(diǎn)，也由于太陽能光伏電池的理論、材料和器件研究的難度，使其在近50年的發(fā)展中與原子能發(fā)電拉開了距離。但是僅美國能源部每年投入約1億美元光伏研究發(fā)展基金，日本"新陽光計(jì)劃",歐盟"可再生能源白皮書”都把光伏作為首先發(fā)展項(xiàng)目。世界經(jīng)濟(jì)研究所早在十年前就預(yù)言光伏是21世紀(jì)高新技術(shù)角逐的前居之一。

考慮到核能的不安全性，德國和美國以及歐盟中的7個(gè)國家聲明自1999年開始不再興建新的核電站，德國有計(jì)劃地逐個(gè)關(guān)閉現(xiàn)有的20座核電站，歐洲一些高水平的核研究機(jī)構(gòu)開始轉(zhuǎn)向可再生能源，因而難怪有人認(rèn)為世界已進(jìn)入“核冬天”時(shí)代。1998年在維也納召開了“第二屆全球光伏大會(huì)”，世界著名太陽能專家施密特教授作為大會(huì)主席，面對2000多名與會(huì)代表，滿懷信心地指出：“太陽能將在21世紀(jì)中取代原子能作為世界性能源，唯一的問題是在2030年實(shí)現(xiàn)，還是在2050年實(shí)現(xiàn)。”二、中國與國際光伏發(fā)展的比較

中國從1958年開始研究先伏電池，40多年已經(jīng)在中國安裝了1萬多千瓦各類光伏系統(tǒng)，從空間衛(wèi)星光伏系統(tǒng)到地面的光伏微波中繼站，光伏航標(biāo)燈塔電源系統(tǒng)到進(jìn)入千家萬戶的家用人陽能光伏電源系統(tǒng)，已經(jīng)為工農(nóng)業(yè)和國防建設(shè)作出一定貢獻(xiàn)，為邊遠(yuǎn)無電地區(qū)人民實(shí)現(xiàn)初級(jí)電氣化提供了示范，已有6個(gè)工廠年產(chǎn)約2MW單晶硅、多晶硅和非晶硅光伏電池（參見表2中國主要太陽電池生產(chǎn)廠及產(chǎn)量表），約有40多個(gè)研究所和大專院校從事光伏電池的材料、器件和應(yīng)用研究。在國家“六五”、“七五”、“八五”、“九五”科技攻關(guān)各部委立項(xiàng)支持下，目前我國實(shí)驗(yàn)室光伏電池的效率已達(dá)21％，可商業(yè)化光伏組件效率達(dá)14一15％，一般商業(yè)電池效率10~13％，與國際蓬勃發(fā)展的光伏發(fā)電相比，中國落后國際發(fā)達(dá)國家10一15年，也已明顯落后子印度、臺(tái)灣。

1997年世界光伏銷量達(dá)124MW，比前年增長47％。1998年總銷量達(dá)157MW，比1997年增長37％，在世界各種能源增長速率中，光伏雄居第一（表3顯示世界各種能源發(fā)展速（表4顯示光伏銷售情況）。更為有意義的是，1997年美國提出“克林頓總統(tǒng)百萬個(gè)太陽能屋頂計(jì)劃”即預(yù)計(jì)到2010年美國將為100萬個(gè)家庭安裝太陽能屋頂，每個(gè)光伏屋頂將有3一5KM光伏并岡發(fā)電系統(tǒng)，有太陽時(shí)屋傾向電網(wǎng)供電，電表倒轉(zhuǎn)；無太陽時(shí)，電網(wǎng)向家庭供電表正轉(zhuǎn)。每月只須交“凈電費(fèi)”。如此，美國到2010年將需要4600MW。

日本“新陽光計(jì)劃”將光伏發(fā)電作為國策，計(jì)劃到2010年生產(chǎn)光伏電池4700MW。歐盟“可再生能源白皮書”規(guī)定到2010年生產(chǎn)3700MW（歐盟3．7億人口平均人手10W）供歐盟地區(qū)使用，另有3000MW出口，歐盟共計(jì)需要6700MW。僅以上3項(xiàng)政府計(jì)劃已有16000MW．加上世界其它地區(qū)如澳洲、印度、東亞、拉丁美洲、中國、非洲等。預(yù)計(jì)到2010年世界光伏容量將達(dá)20000MW。

與之相應(yīng)，國際上高效聚光光伏電池效率已達(dá)32％，高效平板電池效率已達(dá)25一28人各國政府正在投入巨資研究進(jìn)一步提高效率，擴(kuò)大生產(chǎn)，降低成本。目前世界最大的光伏工廠年產(chǎn)36MW，價(jià)格為3一4美元／WP?，F(xiàn)在正在設(shè)計(jì)制造年產(chǎn)500MW／年的大工廠，力求將光伏電池售價(jià)降至1美元/Wp，屆時(shí)光伏發(fā)電的成本當(dāng)達(dá)到6美元／KWH，可以與火電相競爭。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，人類面臨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，在有限資源和環(huán)保要求的雙重制約下發(fā)展經(jīng)濟(jì)已成為全球的熱點(diǎn)問題。逐步優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高能源效率、發(fā)展新能源和可再生能源已成為世界各國可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。

一、

太陽能光伏發(fā)電是一種理想的替代能源

從能源安全和能源戰(zhàn)略的角度來看，太陽能光伏發(fā)電無疑是一種理想的替代能源，它取之不盡，用之不竭，一年內(nèi)到達(dá)地球表面的太陽能總量是目前世界主要能源探明儲(chǔ)量的一萬多倍。我國屬太陽能資源豐富的國家之一，全國總面積2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)，陸地面積每年接受的太陽輻射能約等于數(shù)萬個(gè)三峽工程發(fā)電量的總和。太陽能光伏發(fā)電還具有如下許多優(yōu)點(diǎn)：無噪聲、無污染、能量隨處可得、不受地域限制、無需消耗燃料、可以無人值守、建設(shè)周期短、規(guī)模大小設(shè)計(jì)自由度大、可就地使用、容易儲(chǔ)存、可以方便地與建筑物相結(jié)合等。這些優(yōu)點(diǎn)都是常規(guī)發(fā)電和其它發(fā)電方式所不能相比的。使用太陽能光伏發(fā)電既不必為核電站頻發(fā)的核泄漏事故而煩惱，也不必為水電站的堤壩可能在戰(zhàn)爭或地震中崩潰而擔(dān)憂。

然而通常的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)都是非跟蹤型（即將太陽能電池固定安裝），它存在著以下缺點(diǎn)：①發(fā)電能力低，一般市售的太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)換率只有11%-14%左右；②價(jià)格居高不下，與常規(guī)電能相比缺乏競爭力。這些都限制了太陽能光伏發(fā)電的進(jìn)一步發(fā)展。二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研制情況及相關(guān)建議

太陽能光伏發(fā)電的研制開發(fā)，目前已取得了可喜的成果。如南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院等單位通過自動(dòng)跟蹤太陽、聚光等方法提高太陽能電池的發(fā)電能力，研制出了一種高效率、低成本的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，克服了發(fā)電能力低、成本高等缺點(diǎn)，可將發(fā)電能力提高幾十倍甚至幾百倍，相當(dāng)于用低價(jià)的光學(xué)和普通材料代替昂貴的半導(dǎo)體材料，因此能夠大幅度地降低成本，為太陽能光伏發(fā)電的普及推廣探索了一條行之有效的新路子。

我國在“新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展十五規(guī)劃”中提出了發(fā)展太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的宏偉目標(biāo)。建議省有關(guān)部門給予資金、政策等各方面的支持，進(jìn)一步完善該技術(shù)，盡快實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，并大力推廣高效率、低成本的光伏發(fā)電系統(tǒng)，使得這項(xiàng)新技術(shù)能夠早日造福于民。這不僅能