太阳能光伏发电的现状

王鹏　鞠振河　巩赞超

摘 要：近年来，我国光伏产业实现了跨越式发展，同时也遇到了许多发展问题。本文介绍了国内外光伏发电产业现状，以期为光伏产业的可持续发展提供参考。

关键词：光伏产业；发展；问题；现状

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.055

1 光伏发电介绍

1.1 光伏发电系统

太阳能发电系统由太阳能电池和光伏蓄电池、逆变器、控制和太阳能电池阵列为核心[1]。太阳能电池阵列分为平台型和聚光型太阳能电池，半导体材料是由太阳能电池制作而成，电流是阳光照射到半导体上之后，分解成电子和正电荷，电子和正电荷流经电流晶体管时做出定向迁移，电流在半导体内流动，产生“光伏效应”。近年来，晶体硅被最广泛应用在太阳能电池。同时，硅材料以外如磷化铟、砷化镓也开始被应用。

1.2 光伏发电原理

太阳能光伏发电是指不经过热处理直接将光能转化为电能的过程。它包括光伏发电、光化学发电、光致发电和光伏发电。光伏发电是利用太阳能半导体器件有效吸收太阳辐射能量并将其转化为电能的直接发电方式。可以说是当今太阳能发电的主流。太阳能光伏发电，即太阳能电池发电[2]。太阳能电池设备，是利用半导体PN结直接将太阳能转化成的电能的器件。由于单个太阳能电池不能用作电源，所以由几个电池组成的电池阵列用来发电。

2 太阳能光伏发电行业的现状

新世纪以来，太阳能光伏发电行业已经成为世界新兴产业之一。光伏发电是一种利用太阳能和半导体电子器件有效吸收太阳辐射能量并将其转化为电能的直接发电方式。这是主流的太阳能发电模式。光伏发电不需要燃料，无气体排放，属于“绿色”产业，具有无污染、安全、寿命长、维修方便、取之不尽的资源和资源分布广泛，二十一世纪以來被认为是重要的新能源，可广泛应用于航空航天、通讯、能源、农业、基础设施、交通、办公用房等领域。

2.1 世界光伏产业现状

近年来，全球太阳能电池产量每年平均增长近40%，2004年全球产量突破1000兆瓦。 印度是发展中国家的领导者，有太阳能发电技术相关制造业的企业有50多家，其中太阳能电池厂家6家，制造厂12家，年生产能力11兆瓦，累计产能为 约40兆瓦。 自本世纪初以来，一些发达国家已经制定了包括太阳能电池在内的可再生能源计划。 欧洲太阳能电池的研究和生产，在美洲，亚洲的大规模推广。 美国和日本在世界太阳能光伏市场的竞争中占优势地位，竞争引进太阳能光伏技术研发计划。

2.2 我国光伏产业现状

近年来，中国太阳能产业爆发式增长，基本上是多晶硅材料，铸锭，拉单晶，电池，封装，平衡元件，系统集成，光伏应用形成较完整的链条。 特种设备和特种材料各个环节的产业链全面实现和加快了部分出口许多设备的本地化。截至2016年，我国新增装机34.54GW，累计装机77.42GW；分布式光伏累计装机10GW，为10.32GW，2016年光伏发电量为662亿度电，占全国发电量的1%。地区上看西北地区占比28%；山东3.22GW成为新增装机量最大省份；分布式光伏新增装机与2015年相比增长200%，其中浙江以860MW排名第一，其次为山东和江苏。其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家。

在过去两年中实现迅速的革新，中国太阳能光伏产业将继续严格把控高纯多晶硅制造技术的发展。在科技部和国家发展和改革委员会等有关部门，2007年新光硅胶，洛阳中硅，江苏省中能等三家公司做高纯硅生产年产十万台高纯硅生产线增加到1130吨。 2008年，国产超纯多晶硅年产量将突破4000吨，完成和生产江苏中能二期和重庆大全多晶硅项目。此外，重庆小泉和江苏中能公司在减少尾气回收技术和多晶硅还原炉制造技术方面取得了重大进展，报告综合能耗降至150?180 kWh / kg（约50美元/ kg），相似公司250-300 kWh / kg，显着低于其他国内公司，主要材料综合回收率达98%以上。最近江苏等国内企业仍然积极整合引进新型高纯硅生产技术如流化床，硅烷，降至20 - 50 kWh / kg，预计高纯多晶硅生产的功耗综合可达15-25美元/ kg。据不完全统计，目前全国至少有33家高纯硅生产商的产能约为4.4万吨（总计划生产能力为8.8万吨），预计2010年多晶硅产量将超过3万吨，从根本上放宽高纯硅材料供求矛盾。

采用可再生能源，无穷无尽，清洁安全的太阳能是理想的可再生能源。中国的太阳能资源相对丰富，有广泛分布的光伏发电的可能性。此外，目前的太阳能发电技术日益成熟，是最可持续的可再生能源技术之一。截至2016年，我们正在运输，通讯，公共设施（照明等），家庭生活等各个方面应用光伏发电。特别是偏远地区，太阳能发电显示出其优势。中国电力短缺60%，大约3万个村庄，7亿户，30万农村用电者，太阳能发电市场很大。专家预测中国在接下来的十年中，太阳能电池市场将在2017年之前发生巨大变化，中国太阳能电池将主要是独立的太阳能发电系统。

我国大气环境污染有目共睹，政府在加大对该产业的政策支持力度，中国积极推动新能源产业水电，核电，太阳能，风能发展的同时，计划在2020年再将新能源消费比重增至15%左右[3]。而且中国在2016年4月中国提交了关于《巴黎协议》是基于中国政府实施创新，协调，绿色，开放，共享发展的理念，加快实施《巴黎协议》，将蓝图转化为实际行动，减少国内温室气体减排工作，正在表达我们的积极承诺，所以发展新能源可以减少对化石原料的依赖，应对气候的变化，调整能源结构减少温室气体的排放，推动能源的可持续发展，太阳光伏发电产业作为新能源产业的支柱力量更要一马当先。

3 结语

二十一世纪初以来，由于能源短缺和需求增加的双重限制，除常规能源短缺以及化石能源的开发利用外，能源问题也带来了一系列环境问题。 国家依靠科技进步的能源问题，开发利用可再生能源实现可持续发展。太阳能是一个独特的优势，是国家发展的要求。我们充分利用光伏发电，有效节约能源，太阳能资源成为世界领先的能源。

参考文献：

[1]赵争鸣，雷一.大容量并网光伏电站技术综述[J].电力系统自动化，2011，35（12）：101-107.

[2]刘东冉，陈树勇.光伏发电系统模型综述[J].电网技术，2011，35

（08）：47-52.

[3]曹石亚，李琼慧.光伏发电技术经济分析及发展预测[J].中国电力，2012，45（08）：64-68.endprint