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    太陽能光伏發電技術發展現狀及前景展望

    來源:太陽能遙控路燈

    導讀: “ 隨著全球能源危機和環境污染的日益加劇,太陽能這一永不枯竭、零污染的了理想可再生能源受到了各個國家的親睞。本文主要論述了太陽能光伏發電技術及各國在推進光伏發電產業發展等方面取得的成效,展望 ...

     隨著全球能源危機和環境污染的日益加劇,太陽能這一永不枯竭、零污染的了理想可再生能源受到了各個國家的親睞。本文主要論述了太陽能光伏發電技術及各國在推進光伏發電產業發展等方面取得的成效,展望了我國光伏發電技術的發展前景。

       

       世界能源形式緊迫,已經成為世界十大焦點問題之首。預計到2050年,全世界人口總數預計將達到100億,經濟可開采的資源大約只有0.9TW,風能實際可開發資源僅約2-4TW,生物能3TW(總計8TW);太陽能潛在資源120000TW,實際可開采資源達到600TW,所以,太陽能是唯一能保證人類未來需求的能源來源。所謂太陽能光伏發電技術,就是利用半導體界面的光生伏效應將光能直接轉變為電能。自哥哈本會議后,從美國到歐盟等各個發達國家已經把新能源和節能提高到社會和經濟發展的戰略高度,中國政府也在2009年的國務院文件中提出要加大對新能源等戰略性新興產業的金融支持,太陽能光伏發電成為了電力學科的一大研究熱點。



       

    國外光伏發電技術研究現狀


      

       自1839年法國科學家E.Becquerel發現光生伏打效應以來,太陽電池已經有170多年的發展歷史[1],1954年美國貝爾實驗室成功制備了具有實用價值的單晶硅太陽能電池,該硅太陽電池的轉換效率從開始的4.5%,到幾個月后的6%[2],光伏技術的研究與應用進入了新的發展階段。21世紀以來,太陽能電池開始規?;a,太陽能光伏發電技術成為朝陽產業,特別是在西方等發達國家,太陽能光伏發電技術的應用滲透到各個行業領域當中。



     

        在2012年5月25~26日的2天時間內,德國太陽能發電創下史上最高發電量記錄,最大輸出功率達2200萬kW,使太陽能發電可供應該國近一半的總電力需求。同時,德國的太陽能年裝機量也在不斷地刷新著記錄。2010年德國太陽能發電總裝機容量為7.4GW,2011年為7.5GW,2012年為7.6GW 。

     


        德國政府還提出了未來獨立太陽能光伏發電系統的發展趨勢:2011年,德國決定在2022年之前退出占發電總量四分之一的17座核電,并以可更新能源代替。甚至提出雄心勃勃的太空太陽能發電計劃,即,利用太陽能電池在離地球3.6萬公里的太空收集太陽能,通過激光光束精確的找到地面接收設備,并與地面能量傳輸網進行連接,最終在太空中建立太陽能發電廠,直接為地球上的人類提供能源。將太陽能產業作為朝陽產業,從政策、法規、研發等各方面支持,促進其發展。


    國內光伏發電技術研究現狀


    上個世紀70年代開始,我國的一些專家、學者就開始對太陽能光伏發電的相關理論進行探索。然而,當時主要是為了解決一些其他應用問題,并沒有作為重點能源開發。直到本世紀,太陽能光伏發電才得到國家層面戰略高度的重視與支持。2007年年底,我國發電裝機只有10萬kW,與國外發達國家相比,還存在不少差距。



        由于國家的重視,我國在近十幾年來的風能發電、光伏發電方面的發展也非??焖?。一些大型風電、太陽能發電站相繼建成,新能源發電在總發電量中的所占比例逐年上升。2010年開始,中國電力科學研究院新能源研究所投入40億元,開展了357項科研項目,致力于新能源建模分析與優化、電網友好型風電控制技術、風光火協調優化運行與調度、特高壓交直流大功率外送對電網穩定的影響和對策等方面的研究,開發出了綜合監控系統,并將該系統投入到實際運行,實現了新能源的可觀測性;掌握了功率預測技術,實現了新能源的可預報性;攻克了新能源設備并網運行控制核心技術,實現了新能源的可控、可調。2012年,我國在河北張北縣建成了當年世界上規模最大的集風力發電、光伏發電、儲能發電以及智能輸電四位一體的新能源智能穩定接納系統。

     

    該系統讓風電、光伏發電等這些不穩定的電源通過與儲能發電相結合,瞬時搭配成像火電一樣平穩的電源并入主網。這套系統運行一年半以來,已經累計接納新能源發電近4億度。2013年,國家電網技術人員成功獲得了1100千伏直流特高壓輸電線路的外絕緣參數,這一高壓線路的經濟輸電距離可以達到4500公里。

     


    在政府的支持下,我國近多年光伏發電的發展已進入快速道。相比于歐美、日本等發達國家,中國是光伏產業的后來者。但是,中國卻用十幾年的時間實現了這一領域從培育期、成長期到成熟期的追趕和超越,堪稱彎道超車的典范。




         

    我國太陽能光伏發電技術發展前景


       目前,國家明確提出鼓勵分布式光伏發電系統的發展,因而分布式光伏發電和建筑光伏一體化將會成為我國未來光伏產業的重要發展方向。諸如太陽能照明或者屋頂太陽能之類的太陽能下游市場將會得到大力的發展。今后,光伏并網電路的拓撲結構、分布式光伏發電系統的能量管理,對光伏發電系統的遠程控制、監控和顯示等相關技術,也將會得到等多的研究與開發。同時,根據我國光伏發電技術的發展情況,今后一個時段內,我國的光伏發電技術應用將主要集中在城市并網光伏發電、荒漠和海島等地區的供電、景觀和LED照明等商用領域。




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