浅谈太阳能光伏发电技术的特点及其发展前景

于春庆

（黑龙江省电力科学研究院，哈尔滨150030）



浅谈太阳能光伏发电技术的特点及其发展前景

于春庆

（黑龙江省电力科学研究院，哈尔滨150030）

摘要：就当前我国形势和国际形势来看，资源匮乏已经成为人们不得不重视的一个问题，常规能源的有限性和工业革命时期人们对能源的无节制开采，以及对常规能源的不合理使用造成的环境污染对常规能源的使用产生了巨大的问题。在对新能源的长期探索中，科学家得出了开发和利用太阳能资源能有效解决当今世界所面临的能源短缺问题的结论。因此，太阳能作为无污染可再生的新型资源，越来越受到全世界的瞩目。太阳能资源不但可以取代部分常规能源，可以预见的是太阳能资源将在世界能源消费结构中获得越来越重要的位置，并在将来成为世界能源的主要供应方。

关键词：太阳能；光伏发电技术；发展前景

太阳能资源具有不对环境造成污染、储量丰富、技术趋于成熟等优势，因此对太阳能光伏技术的研究具有重要意义。我国具有突出的地理优势，太阳能资源十分丰富，尤其在西北地区，西南地区，南方地区的广东省、海南岛以及沿海岛屿都拥有相对丰富和稳定的太阳能资源，我国政府对太阳能资源的开发也越来越重视。

1太阳能光伏发电的基本原理

1.1太阳能电池

太阳能电池在太阳能光伏企业的设备中占有重要地位，是光伏发电技术的关键元件，太阳能电池是光伏发电的转换器，光能通过太阳能电池直接转换成电能，所以太阳能电池转化率的高低是影响太阳能光伏发电技术高低的重要因素。硅基太阳电池、化合物半导体电池是太阳能电池的主要分类。其中硅基太阳电池主要分为晶体硅和非晶硅电池，晶体硅又可分为多晶硅电池和单晶硅电池。这两种晶体硅电池各有优势，单晶硅光伏电池将光能转换为电能的效能较高，而且比较稳定，但是它的成本花费也相对较多，影响企业的收益。多晶硅电池虽然在转换率方面处于相对劣势，但是它的成本比较低，这就是多晶硅电池成为市场上最主要的光伏太阳能电池的主要原因。晶硅光伏发电技术的发展方向主要是硅薄膜光伏发电。硅薄膜太阳电池是指将硅膜借助其他材料做成支持衬底上制成的太阳能电池，和传统的晶硅太阳能电池对比发现，生产硅薄太阳能膜电池所需的硅材料少，成本低，能耗小，但是生产程序比较烦琐。化合物半导体电池主要有CIGS电池和Cd Te电池，半导体硅和化合物半导体比较，化合物半导体在价格成本上更具优势。这些化合物半导体能隙宽度可以通过便利的调节与太阳光谱进行匹配，将足够多的光能转换为电能。从理论上说，Cd Te电池的光电转换效率可达30%，而且性能稳定，原材料成本较低。

1.2光伏发电原理叙述

太阳能资源是一种清洁能源，光伏发电技术不受地域限制，能够大规模使用，可以独立发电或联合发电。光伏发电技术的主要原理是光生伏特效原理，运用这一原理，以太阳能电池为载体，将太阳光直接转化为电能。太阳光照耀半导体材料达到一定的时间长度后，光能输入到电池，再经由电池转化为电能。它的产生主要有两个进程，分别是光波转换为电子、光能量转换为电能量的进程和形成电压的进程，电压的形成是电路回流形成的前提。

2太阳能光伏发电技术的发展前景

2.1我国光伏发电当下局势

伴随着《京都协定书》的签订，我国在世界环境保护方面承担了更大的责任。作为最大的发展中国家，我国做出了相当多的努力，颁布了相关的环境保护政策，对国际环保组织做出承诺并实践，体现了我国作为大国的责任心，同时也为太阳能资源的开发创造了更适合发展的社会环境。我国政府大力支持光伏产业的发展，颁布了一系列文件，例如，由国家发改委发布的《可再生资源中长期发展规划》中对我国太阳能光伏产业的未来发展目标按各个阶段做出了详细的规划。我国在资源占有总量处于优势，但人均占有量不足，并且是一个能源消费大国，能源使用形势越来越紧张，石油等资源还依赖进口。国际原油价格上涨，我国石油消费市场无疑面临着考验，对能源消费结构积极调整可以帮助摆脱这一困境，也能够有效避免石油丰富的国家依靠石油对我国进行经济控制。与此同时，我国光伏发电发展过程中也暴露出一些问题。我国太阳能光伏发电的技术还不够成熟，掌握高技术的技术人才还比较缺乏，国家对技术研究的投入力度还有待加大。此外，我国对太阳能光伏发电需要的原材料还不能实现自给自足，需要依赖国外进口，原材料短缺问题日益突出。

2.2光伏企业发展市场前景

在对光伏发电市场形势对比中笔者发现，我国光伏发电市场的数量低于欧洲。但就发展趋势来看，我国太阳能光伏发电市场近几年发展迅速，发展势头迅猛，和欧洲太阳能光伏技术发展初期有相似性，我国也迎来了一个高速发展的时期，可以预测到的是，我国光伏产业的发展有可能超越欧洲。英国、日本等国家逐渐成为我国光伏产业新兴海外市场。投资眼光独到的巴菲特也投资光伏产业，在世界范围内表明光伏产业处于回暖阶段，有着较好的发展前景。近年来，我国光伏企业的市场主要以欧美等发达国家的海外市场为主，为扭转这一情况，我国针对国内市场颁布了一系列光伏补贴政策，使光伏企业的发展迸发出新的活力。另外，中东部地区和广大第三世界国家也是我国光伏企业的一个重要市场目标，伴随着这些国家的发展，该地区的光伏产业市场潜力也不容忽视。市场的扩大有助于改变我国光伏企业生产过剩的情况。另外，光伏产业的市场定位也有所调整，对光伏产品的应用越来越生活化，与人民生活的联系更加密切。专业从事诸如太阳能照明或者屋顶太阳能等与生活息息相关的企业可能具有更大的发展前景，光伏企业需要加大对技术研发的资金投入，将掌握高水平技术作为支撑，借鉴欧美资本主义发达国家的先进技术，注重新技术的研发。稳定原有的欧美市场，以开发国内市场为重点，对第三世界国家等潜在市场的开拓引起重视。

3　结语

通过本文对太阳能光伏发电的基本原理和太阳能光伏发电技术的发展前景进行分析，可以得出太阳能资源的地位将越来越重要，我国光伏发电技术将越来越成熟的结论，并极有可能在不久的将来成为主体能源之一。对新能源的开发和利用将成为主流趋势，因此笔者对太阳能光伏发电产业的发展持积极态度。希望我国政府能加大光伏发电技术的支持力度，相关能源工作人员做好本职工作，在实践中不断进步，推动我国光伏发电产业朝着健康、有序、蓬勃的方向发展。未来将逐渐扩大其应用领域，提高我国太阳能装机容量的复合增长率，借助太阳能光伏发电产业的发展推动我国经济发展，从而提高我国的国际竞争力和综合国力。

参考文献：

［1］吴福保，王湘艳.太阳能光伏发电技术的特点及其发展［J］.电力与能源，2011，（01）：189.

［2］马宁.太阳能光伏发电概述及发展前景［J］.智能建筑电气技术，2011，（02）：251.

［3］王玲霞.太阳能光伏发电技术及其发展前景分析［J］.硅谷，2013，（04）：146.

Characteristics and Development Prospects of Solar Photovoltaic Technology

YU Chun-qing
(Heilongjiang Electric Power Research Institute, Harbin 150030, China)

Abstract:Limited conventional energy sources and uncontrolled exploitation during industrial revolution as well as the environmental pollution due to irrational use of conventional energy sources have brought a serious problem on the use of conventional energy sources. In the long-term exploration of new energy sources, scientists concluded that the development and utilization of solar energy resources can effectively solve the energy shortage problem faced by the world today. Therefore, solar energy are getting more and more attention as a new non-polluting renewable resources. It is foreseeable that solar energy resources will gain an increasingly important position in the world's energy consumption structure, and in the future become a major supplier of the world's energy.

Key words:Solar energy; Photovoltaic technology; Development prospects

作者简介：于春庆（1969-），男，黑龙江哈尔滨人，学士，工程师，从事智能电网、新能源开发应用研究。

收稿日期：2015- 12- 15

中图分类号：TM615

文献标志码：A

文章编号：1674-8646（2016）03-0144-02