光伏產(chǎn)業(yè)概述精選(九篇)

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第1篇：光伏產(chǎn)業(yè)概述范文

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電，原理 ，應(yīng)用研究

Abstract: with the rapid world resources consumption, and use the traditional energy brings the environment pollution of the great distress, most countries in the world are the development of new type, no pollution, environmental protection, renewable energy as his country's important research subject. Now in addition to biological energy beyond, photovoltaic power generation technology in the world also rapid development more and more attention. This paper, from the photovoltaic process node of the particularity of, through to the correlation of the strength of the analysis, find the need to focus on the key process node monitoring, and then the key factor affecting the node analysis, and carry on the specific control, realize (pv) power system control the quality.

Keywords: photovoltaic power generation, principle, applied research

中圖分類號：F206文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

1 概述

由于化石能源導(dǎo)致全球氣候變暖，傳統(tǒng)能源的貯備量有限的條件下，全世界都在尋找新的替代能源方案。而從目前技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用前景，相對于其他新能源，核能、風(fēng)能而言，太陽能最有機會成為全世界的主要替代能源。在經(jīng)歷了2010年光伏市場的繁榮，隨著國際環(huán)境的大變化，迅速導(dǎo)致了供求關(guān)系的完全逆轉(zhuǎn)，光伏產(chǎn)業(yè)從賣方市場變?yōu)橘I方市場。質(zhì)量成為了中國光伏企業(yè)需要關(guān)注的重點，質(zhì)量不過關(guān)的產(chǎn)品將成為光伏行業(yè)洗牌的淘汰者。

2、光伏發(fā)電應(yīng)用面臨的問題

據(jù)日本有關(guān)部門估計日本2100萬戶個人住宅中如果有80％裝上太陽能發(fā)電設(shè)備，便可滿足全國總電力需要的14％，如果工廠及辦公樓等單位用房也進行太陽能發(fā)電，則太陽能發(fā)電將占全國電力的30％－40％。當(dāng)前阻礙太陽能發(fā)電普及的最主要因素是費用昂貴。為了滿足一般家庭電力需要的3千瓦發(fā)電系統(tǒng)，需600萬至700萬日元，還未包括安裝的工錢。有關(guān)專家認(rèn)為，至少要降到100萬到200萬日元時，太陽能發(fā)電才能夠真正普及。降低費用的關(guān)鍵在于太陽電池提高變換效率和降低成本。

但是就我國而言，目前光伏發(fā)電技術(shù)的運用和推廣主要面臨著兩大技術(shù)難題，第一是光電轉(zhuǎn)換效率不高，難以滿足使用的需求。受天氣影響大，某些季節(jié)和區(qū)域陰天、雨天多，使得光電轉(zhuǎn)換的效率難以穩(wěn)定而高效。第二生產(chǎn)成本高昂。光伏電池技術(shù)雖然已經(jīng)成熟，但是以硅片作為基礎(chǔ)使得成本高昂。近年來，對光伏發(fā)電研究的深入，出現(xiàn)了以薄膜為基礎(chǔ)的光伏電池，電池成本下降。但是即使如此，要大規(guī)模推廣使用的話，價格仍然是一個很大的制約因素。

另外還有幾個材料以及市場的問題也是制約因素中比較重要的環(huán)節(jié)。全國沒有一個統(tǒng)一的國家光伏規(guī)劃，僅有一些部委或地區(qū)規(guī)劃恐怕是不夠的。光伏科學(xué)的基礎(chǔ)研究、材料研究、發(fā)展研究、應(yīng)用研究，產(chǎn)業(yè)化研究、市場開發(fā)研究；光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和原材料供應(yīng)；光伏市場的培育及建設(shè)；促進光伏超速發(fā)展的鼓勵政策等。生產(chǎn)單位缺少資金、設(shè)備陳舊、工藝技術(shù)落后、成本高、品種少、缺乏競爭力。原材料如太陽級硅原料、封裝材料和漿料等都依賴進口。應(yīng)用單位得不到廉價的、可靠的、性能優(yōu)越的光伏產(chǎn)品。中國尚有6千萬元電人口。、新疆、內(nèi)蒙古等許多地方的區(qū)域供電都有極大的困難，正好是光伏發(fā)電的巨大市場。太陽能光伏的科普教育和人才培養(yǎng)薄弱，中青年光伏人才緊缺。

3、光伏發(fā)電的技術(shù)運用研究

3.1光伏發(fā)電最大功率技術(shù)

研究表明，光伏陣列功率輸出受到多方面因素的影響，以太陽輻射強度、環(huán)境溫度等因素的影響尤為突出。如圖所示，圖中兩條曲線分別為光伏陣列電流特性和電壓輸出特性。我們假定不同太陽輻射強度的光伏陣列輸出特性為曲線1和曲線2。A、B代表相應(yīng)曲線的最大功率輸出點，并且假設(shè)現(xiàn)在運行到A點。當(dāng)光照發(fā)生變化，則輸出的特性將由1上升來到2，這個時候，保持負載1不發(fā)生變化，則整個系統(tǒng)就在A’上運轉(zhuǎn)，將達不到對應(yīng)最大的功率點。那么為了可以達到最大的功率點，負載1就必須變?yōu)樨撦d2，讓系統(tǒng)可以運行在最大的功率點B上。

要讓光電轉(zhuǎn)換效率高，就要實時控制光伏電池以獲取最大的功率輸出。通過前后功率的比較，舍棄小的數(shù)值，在檢測之后，再比較，由此使得光伏電池陣列可以維持在最大功率，這就是MPPT技術(shù)。

3.2孤島效應(yīng)檢查技術(shù)

孤島效應(yīng)是指供電中斷時候，光伏系統(tǒng)仍在發(fā)電，并向周圍供電。如圖所示。

當(dāng)光伏發(fā)電網(wǎng)處在孤島狀態(tài)時，會產(chǎn)生諸多難以控制的情況，如電壓和頻率升高，損壞用戶使用的電器、設(shè)備等，如果這時有工作人員正在進行電路維修，會對其生命產(chǎn)生威脅。孤島效應(yīng)目前主要的解決辦法有頻率偏移法。

3.3光伏發(fā)電和建筑物集成技術(shù)

光伏發(fā)電和建筑物集成技術(shù)在1991年被正式提出，成為世界光伏技術(shù)研究的關(guān)注的一個焦點。目前研究的主要成果有兩種：一種是在建筑物上安裝平面光伏原件，形成光伏陣列后，將其和電網(wǎng)連接在一起，從而實現(xiàn)對用戶的供電；另一種辦法則是把光伏器件植入建筑物中，例如使用可以光伏發(fā)電的幕墻，使光伏器件成為建筑物的構(gòu)成部分，降低光伏發(fā)電的成本。

4、新能源發(fā)展離不開政策的扶持和引導(dǎo)

光伏發(fā)電相對于火力發(fā)電而言成本比較高，對光照資源、技術(shù)設(shè)備等還有一定要求，所以推行起來比較有困難，在發(fā)展初期必須有賴于政策的扶持，才能更好更快的發(fā)展。此外光伏發(fā)電節(jié)能減排的顯著特性，充分體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀，還有利于緩解未來的能源危機，擁有良好的外部性。鑒于光伏產(chǎn)業(yè)高額的經(jīng)濟效益和良好的社會效益，我省應(yīng)該借鑒國外成功經(jīng)驗，增加稅收補貼和財政支持，引導(dǎo)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。

政府應(yīng)該在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期加大產(chǎn)業(yè)扶持力度，盡快統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和制定行業(yè)規(guī)范，完善市場監(jiān)管體制，推動光伏發(fā)電的平價化、民用化和商業(yè)化，希望在不久的將來能實現(xiàn)光伏發(fā)電成本能降到1元左右。

5、開發(fā)培育國內(nèi)應(yīng)用型市場

市場開發(fā)分為自主發(fā)展和政府培育。由于光伏產(chǎn)業(yè)具有良好的外部性，能夠長效地促進我省甚至我國經(jīng)濟社會的穩(wěn)定發(fā)展，所以政府應(yīng)該大力發(fā)展公共事業(yè)，大力推進“屋頂并網(wǎng)發(fā)電工程”、“建筑一體化并網(wǎng)發(fā)電工程”和“地面并網(wǎng)電站工程”三大工程建設(shè)。提高光伏產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的能力，營造全社會共同推進光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的氛圍。

光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著巨大的潛力，在未來的十幾年內(nèi)，隨著國內(nèi)應(yīng)用型市場的擴展、行業(yè)規(guī)范和監(jiān)督機制的完善、制造技術(shù)的進步，獨立發(fā)電發(fā)展成為并網(wǎng)發(fā)電，促進我國經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，最終承擔(dān)起我國乃至世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重任。

結(jié)語：太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)被擺在可再生能源的第一位。我國與德國、日本等國家相比，在這項技術(shù)上面還只是處在初級階段。從中國人均資源和經(jīng)濟發(fā)展迅猛的勢頭比較來看，不久的未來，中國的資源就無法再支持中國經(jīng)濟的高速發(fā)展。中國發(fā)展太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)是刻不容緩，對其應(yīng)用也應(yīng)加速研究。

參考文獻：

[1]趙爭鳴,劉建政,孫曉英,等.太陽能光伏發(fā)電及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2005:20-26.

[2]倪萌,太陽能電池研究的新進展[J].可再生能源,2004,114(2):9-11.

第2篇：光伏產(chǎn)業(yè)概述范文

【關(guān)鍵詞】太陽能技術(shù)；建筑節(jié)能；熱水；制冷；光伏

一、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)概述

太陽能光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)，將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N轉(zhuǎn)化技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是太陽能電池板。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進行封裝，形成大面積太陽電池組件，即光伏發(fā)電裝置。目前，太陽能電池板主要有有單晶硅、多晶硅、非晶硅及薄膜電池等。

目前，太陽能光伏技術(shù)主要為太陽能光熱利用與光電利用。太陽能光熱利用通常指采暖與制冷。其中，大型供熱工程屬于太陽能高溫利用，而居民生活熱水供應(yīng)屬于低溫利用；太陽能制冷技術(shù)，主要應(yīng)用于太陽能制冷空調(diào)與太陽能通風(fēng)降溫系統(tǒng)中。

二、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

根據(jù)光伏方陣與建筑結(jié)合的緊密程度，通常將光伏建筑分為光伏建筑一體化（簡稱 BIPV）和光伏系統(tǒng)附著在建筑上（簡稱 BAPV）兩種形式。

1、BAPV 應(yīng)用形式

BAPV 是直接把封裝好的光伏方陣安裝在建筑物上，組成光伏發(fā)電系統(tǒng)。它的主要功能是發(fā)電，作為附著在建筑物上吸收太陽光的發(fā)電構(gòu)件，與建筑物的功能不發(fā)生沖突，不會破壞或削弱原有建筑物的功能。

圖 1 是 BAPV 應(yīng)用的一種形式，利用建筑物屋面安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)縱向主支撐型鋼采用 H 型鋼，構(gòu)造簡單又具有一定的高度，使光伏電池板與建筑有一定的通風(fēng)間距，可保證電池板背面溫度不致過高，以免降低光電轉(zhuǎn)換效率；橫向承接型鋼采用 C 型鋼，既簡化了施工工序，又解決了構(gòu)件與線路間的連接問題，方便拆卸，有利于線路的檢修。

圖 2 是 BAPV 應(yīng)用的另一種形式，利用建筑金屬屋面安裝太陽能光伏系統(tǒng)支架與太陽能光伏組件，太陽能光伏系統(tǒng)雖不具有建筑屋頂護結(jié)構(gòu)的功能，但增加了建筑物的美感，且具有發(fā)電功能。

（二）BIPV 應(yīng)用形式

BIPV 是太陽能光伏系統(tǒng)與建筑物同時設(shè)計、同時施工和安裝，與建筑物形成完美結(jié)合。光伏方陣代替建筑物傳統(tǒng)的建筑材料成為建筑物的構(gòu)件，作為建筑物采光頂、外幕墻、外遮陽等結(jié)構(gòu)的一部分，既具有發(fā)電功能，又兼顧節(jié)能降耗，同時光伏方陣的顏色與建筑物搭配協(xié)調(diào)，與建筑物完美統(tǒng)一。BIPV是完整意義上的光伏建筑一體化概念。

光伏建筑一體化建筑集發(fā)電、隔音、隔熱、安全和裝飾功能于一身，應(yīng)用形式主要有光伏幕墻、光伏采光頂、光伏遮陽、光伏雨蓬、光伏欄板等。

1、光伏幕墻

光伏幕墻是最能體現(xiàn)光伏建筑一體化在建筑中應(yīng)用的一種形式。它通過在玻璃夾層中壓入光伏方陣，組成雙玻璃光伏組件融合到玻璃幕墻中，替代普通玻璃幕墻的玻璃材料，使玻璃幕墻集發(fā)電、隔音、隔熱、安全、裝飾功能于一體，為建筑帶來額外的綠色概念，體現(xiàn)建筑的智能化與人性化的特點，代表著建筑光伏一體化技術(shù)在建筑中應(yīng)用的最新發(fā)展方向。光伏玻璃幕墻作為建筑物的護結(jié)

構(gòu)，直接吸收太陽能的輻射，可以避免幕墻表面溫度過高，減小室內(nèi)外溫差，有效地降低空調(diào)能耗。但光伏幕墻由于其光伏方陣安裝在垂直幕墻面上，偏離了吸收太陽能的最佳角度，光伏方陣的輸出功率偏低。

2、光伏采光頂

光伏采光頂是光伏建筑一體化在建筑中應(yīng)用的最佳形式，它克服了光伏幕墻偏離吸收太陽能的最佳角度的不足，將光伏方陣安裝在光照好、周圍無高大建筑物遮擋的地方，并將光伏發(fā)電系統(tǒng)作為建筑物屋頂結(jié)構(gòu)的一部分，能更有效地收集太陽能，光伏方陣的輸出功率較高。目前，市場上已開發(fā)并生產(chǎn)出透光率更高的光伏玻璃，進一步滿足了采光頂?shù)牟晒庖?。光伏采光頂與光伏幕墻相比，能更有效地降低太陽光對建筑物的輻射，實現(xiàn)遮陽、節(jié)能。

3、光伏遮陽

光伏遮陽是在建筑的遮陽板上安裝高轉(zhuǎn)換率的光伏方陣，遮陽板不但遮擋陽光，而且具有發(fā)電功能。光伏遮陽有自動跟蹤和固定兩種類型，固定光伏遮陽是根據(jù)建筑物的地理位置設(shè)計最佳的朝陽角度，有效地收集太陽能；自動跟蹤光伏遮陽是根據(jù)太陽高度角、方位角的變化，自動跟蹤最佳的朝陽角度，從而最有效地收集太陽能。

三、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在建筑節(jié)能中的推廣與應(yīng)用

目前，太陽能科技發(fā)展趨勢包括以下兩種，即太陽能光電技術(shù)與太陽能光熱技術(shù)相結(jié)合，太陽能綜合技術(shù)與建筑相結(jié)合。太陽能建筑一體化是未來建筑發(fā)展

的主要形式，它將為人類帶來嶄新的生活方式。當(dāng)前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，例如，北京奧運會、上海世博會、大型加油站、公園等。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用使人類的生活方式更綠色、環(huán)保、低碳，以更好的實現(xiàn)可持續(xù)生態(tài)環(huán)境。

1、2008 年，北京奧運會鳥巢體育場設(shè)有太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機容量約為 130 kW，該系統(tǒng)產(chǎn)生的電力資源直接并入國家體育場的電力供應(yīng)系統(tǒng)，對緩解奧運場館的電力供應(yīng)起到舉足輕重的作用。與此同時，對提倡綠色奧運，使用綠色能源、大力控制和節(jié)能減排、倡導(dǎo)綠色環(huán)保的生活方式起到積極的示范作用。

2、2010 年上海世博會，中國館、主題館、世博中心、演藝中心等安裝的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機容量超過 4.68 兆瓦，一天的發(fā)電量相當(dāng)于 150 戶居民一個月的生活用電量。太陽能光伏發(fā)電帶來的“陽光世博”也充分展示了我國太陽能利用的技術(shù)水平，極大地推動了我國太陽能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

結(jié) 語

綜上，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用前景廣闊。由于太陽能自身的優(yōu)勢，以及國家對節(jié)能環(huán)保的提倡，相信在不久的將來，建筑業(yè)會充分利用太陽能光伏技術(shù)，使太陽能與建筑成為有機的整體，面向一體化建筑，實現(xiàn)節(jié)能效果。

參考文獻

[1]李佳. 光伏技術(shù)與能源建筑的一體化設(shè)計及應(yīng)用[J]. 有色金屬設(shè)計. 2011（01）

第3篇：光伏產(chǎn)業(yè)概述范文

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；現(xiàn)狀；發(fā)展措施

中圖分類號：TM61文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

隨著人口數(shù)量的快速增長，傳統(tǒng)化石能源（以石油、天然氣及煤炭為代表）正面臨消耗殆盡的危機，能源危機問題已經(jīng)發(fā)展成為一個世界性的難題。除此之外，在使用化石能源的過程中，將會產(chǎn)生一系列環(huán)境污染問題，給生態(tài)失衡造成了嚴(yán)重的影響，制約了人類社會的進一步發(fā)展。尋找并開發(fā)新能源已經(jīng)成為世界各國的一項重要戰(zhàn)略任務(wù)。眾所周知，太陽能資源不僅豐富，而且分布廣泛，同時具有環(huán)保的特點，是各國公認(rèn)的清潔能源。

1.光伏發(fā)電技術(shù)

1.1光伏發(fā)電技術(shù)原理

對于光伏發(fā)電而言，太陽能電池屬于核心部分。所謂的光伏發(fā)電指的是在太陽能電池的幫助下，實現(xiàn)光能到電能的一系列轉(zhuǎn)化過程。光伏發(fā)電的歷史可追溯到19世紀(jì)40年代末期，科學(xué)家在科研實驗的過程中發(fā)現(xiàn)了光生伏打效應(yīng)，奠定了太陽能電池誕生的理論基礎(chǔ)。太陽能電池工作原理如下：在光照條件下，其芯片PN結(jié)中的電子將會吸收光能，進入自由電子狀態(tài)，并在晶體里高速移動，由此產(chǎn)生的空穴也會以晶體為中心按照一定的規(guī)則圍繞移動，最終自由電子完成在N 結(jié)的聚集，而空穴完成在 P 結(jié)聚集，此時，PN結(jié)之間將會存在一個電勢差，并發(fā)揮出電源的功用。[1]

1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)包括以下幾個主要部分：1）太陽能光伏電池板；2）儲電裝備；3）控制器存；4）逆變器。利用太陽能光伏電池板可實現(xiàn)太陽能到電能的轉(zhuǎn)換，然后再利用逆變器進行相關(guān)轉(zhuǎn)化之后，便可輸送給用戶了。

2.光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)狀況分析

前文提到，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能光伏電池板是核心組成部分。目前，有相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)在從事相關(guān)的生產(chǎn)以及銷售工作?？v觀世界市場，太陽能光伏電池板的年均總產(chǎn)量已經(jīng)多年保持在4000MW以上。中國在該領(lǐng)域所占的份額位居世界前列。以無錫尚德公司生產(chǎn)情況為例。該公司的產(chǎn)能在327.0MW/年（2007年數(shù)據(jù)），在中國排行第一，在世界范圍內(nèi)位居第三。由此可見，我國在光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)方面的巨大優(yōu)勢和潛力。[2]

值得一提的是，中國在光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機容量方面遠遜于光伏電池產(chǎn)業(yè)。2007年，中國光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機容量僅為世界當(dāng)年累計安裝量的1%。

由以上信息可以看出，我國在光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量方面有待提高。

除了太陽能光伏電池之外，光伏控制器也是相關(guān)廠家的關(guān)注焦點。在世界范圍內(nèi)比較，我國在這一領(lǐng)域的生產(chǎn)方面并不占優(yōu)勢，落后于歐洲以及日本等先進地區(qū)和國家。另外，在光伏控制器的自主創(chuàng)新及研發(fā)方面還有待提高。

2.2光伏發(fā)電系統(tǒng)在我國的應(yīng)用

在我國，太陽能資源不僅豐富，而且分布廣泛，整體資源占有量超過 5000兆焦/（平方米·年）。所以，中國在發(fā)展太陽能光伏發(fā)電方面具備一定的先天優(yōu)勢。在我國，光伏發(fā)電的應(yīng)用主要集中在下列四個方面：1）農(nóng)村以及邊遠地區(qū)；2）通信和工業(yè)；3）太陽能光伏產(chǎn)品；4)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。近些年來，國內(nèi)陸續(xù)建成了一批示范性光伏發(fā)電系統(tǒng)。如600W光伏提水系統(tǒng)，其輸出電壓為220VAC，日發(fā)電量為1.8kWh，日提水量為30m³/（20m）。又如100kw并網(wǎng)型光伏供電系統(tǒng)，其輸出電壓為220VAC，日發(fā)電量達350kWh。光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)屬于政府推動的示范性工程，其商業(yè)化應(yīng)用還有很長一段路要走。[3]

2.3我國光伏發(fā)電存在的主要問題

我國光伏發(fā)電存在的主要問題有：1）在太陽能的開發(fā)方面缺乏戰(zhàn)略意識。政府沒有將太陽能開發(fā)作為政府的日常工作的一部分。另外，相對于常規(guī)能源建設(shè)項目而言，太陽能開發(fā)項目缺少固定的資金投入又或者資金渠道不夠通暢，同時還缺乏科學(xué)、有效的激勵政策；2）相較常規(guī)能源產(chǎn)業(yè)而言，新能源的開發(fā)還處于起步階段。多元化、多層次的能源結(jié)構(gòu)體系尚未建立。邊遠地區(qū)的能源緊張問題仍舊存在，生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化短時間內(nèi)難以改變。以上問題制約了邊遠地區(qū)的進一步發(fā)展；3）和太陽能光伏發(fā)電相配套的市場運行機制（包括管理和服務(wù)兩大方面）還不完善，該領(lǐng)域的競爭尚處于無序、混亂狀態(tài)；4）光伏發(fā)電市場的培育度不夠，沒有形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)鏈。受經(jīng)濟因素和技術(shù)因素的制約，表現(xiàn)出了高技術(shù)含量不足的問題；5）產(chǎn)品質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，導(dǎo)致光伏產(chǎn)品在質(zhì)量方面參差不齊；6）對綜合型能源系統(tǒng)的投入、開發(fā)力度不夠。[4]

3.光伏發(fā)電的發(fā)展措施

太陽能光伏發(fā)電可以向農(nóng)村以及邊遠地區(qū)提供滿足日常需求的非聯(lián)網(wǎng)電力,且成本較低。結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況，加大對太陽能的開發(fā)力度，可將其轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的生活用電和工業(yè)用電。推動光伏發(fā)電事業(yè)的發(fā)展，不僅有利于脫貧致富,而且有利于維持人和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,這對于我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略而言具有非常重要的現(xiàn)實意義。[5]

光伏發(fā)電的相關(guān)發(fā)展措施：1）政府應(yīng)加大投入，加強引導(dǎo)，從而推進太陽能這一新能源的應(yīng)用進程；2）結(jié)合市場規(guī)則，促進新能源產(chǎn)業(yè)的市場化轉(zhuǎn)變，同時對現(xiàn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的不當(dāng)之處進行大刀闊斧的整改，建立起科學(xué)、規(guī)范、高效的市場運行機制；3）完善光伏發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，使其規(guī)范化、規(guī)?；?）建立完善的技術(shù)培訓(xùn)體系，結(jié)合實際需要培養(yǎng)不同層次的新能源技術(shù)人才，提高加工、應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)水平，從而獲取更大的經(jīng)濟效益；5）在推廣應(yīng)用過程中，切忌急躁，要穩(wěn)步發(fā)展。如根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，先推廣那些技術(shù)條件已經(jīng)相對成熟的光伏發(fā)電設(shè)備，同時將維修、管理、宣傳等一系列基礎(chǔ)工作落實到位；6）政府應(yīng)制定各項優(yōu)惠政策，建立高效的投融資機制，營造良好的投資環(huán)境，以此吸引國內(nèi)外的人才、技術(shù)以及資金，保證光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。[6]

4.光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展前景展望

目前，我國光伏企業(yè)的市場重心集中在歐美等發(fā)達國家和地區(qū)，為改變這一現(xiàn)狀，我國相繼出臺了諸多光伏補貼政策，以促進國內(nèi)市場的開放與發(fā)展，相信不久的將來，我國光伏企業(yè)大有希望擺脫當(dāng)下這種生產(chǎn)過剩的局面。國家已經(jīng)明確提出了，在中東部地區(qū)建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的計劃，并提出了結(jié)合城市建筑的理念，所以，我國光伏產(chǎn)業(yè)在未來的一段時間里將會致力于分布式光伏發(fā)電和建筑光伏一體化的研究。由此可以預(yù)見，光伏產(chǎn)業(yè)正在由高端市場轉(zhuǎn)戰(zhàn)下游市場，那些生產(chǎn)太陽能照明設(shè)備以及屋頂太陽能的相關(guān)企業(yè)將會迎來發(fā)展的契機。光伏企業(yè)應(yīng)該將主要精力投入到更高層次技術(shù)的開發(fā)、研究與應(yīng)用中去，例如以下幾個方面：1）光伏并網(wǎng)電路的拓撲結(jié)構(gòu)；2）分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量管理問題；3）對系統(tǒng)的顯示以及遠程監(jiān)控技術(shù)等。與此同時，還需要提供一系列安裝維護等方面的增值服務(wù)。就目前市場而言，晶硅太陽能板仍舊同類產(chǎn)品中主流，但是越來越多的企業(yè)開始將人力、物力投向了對薄膜太陽能板技術(shù)的研究。同晶硅太陽能板相比，薄膜太陽能板具備了更強的高溫潮濕適應(yīng)能力，因此多見于下游的建筑幕墻，造價方面也具有優(yōu)勢，在制造環(huán)節(jié)所消耗的能源還不到晶硅太陽能板的1/2。在全球經(jīng)濟衰退的大環(huán)境之下，薄膜太陽能板市場不見頹勢，仍在穩(wěn)定增長之中。[7]

5.結(jié)語

我國幅員遼闊，擁有大量的、可利用的太陽能資源。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)不僅是一種清潔能源技術(shù)，而且在轉(zhuǎn)換率方面也在日益提高，相信光伏產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展前景將會更好。隨著電價補貼政策的落實以及光伏發(fā)電的使用時間增加，相信在不久的將來，太陽能發(fā)電成本將會大幅下降，甚至達到和常規(guī)電價極為接近的水平。我國石油、煤炭以及天然氣等化石能源的儲量正在減少，如果不采取有效的解決措施，將來必然會陷入能源危機之中。在此背景下，開發(fā)、利用太陽能等清潔能源已經(jīng)成為能源領(lǐng)域的一個必然發(fā)展方向。

參考文獻：

[1] 熊燕,劉鑫,馬勝紅. 中國城市規(guī)模化光伏發(fā)電應(yīng)用條件分析[J]. 可再生能源. 2012(01).

[2] 鄧小南. 光伏發(fā)電的未來趨勢[J]. 價值工程. 2010(21).

[3] 張立文,張聚偉,田葳,張曉紅. 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 應(yīng)用能源技術(shù). 2010(03).

[4] 李芬,陳正洪,成馳,蔡濤,楊宏青,申彥波. 武漢并網(wǎng)光伏電站性能與氣象因子關(guān)系研究[J]. 太陽能學(xué)報. 2012(08).

[5] 陶文彪,萬利. 淺談太陽能發(fā)電[J]. 科技傳播. 2011(15).

第4篇：光伏產(chǎn)業(yè)概述范文

關(guān)鍵詞 光伏技術(shù);專利分析;技術(shù)路徑

1 國內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展概況

1.1 世界光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展概況

自1839年發(fā)現(xiàn)“光生伏打效應(yīng)”和1954年第一塊實用的光伏電池問世以來，國外太陽能光伏發(fā)電取得了長足進步。單晶硅電池的實驗室效率已經(jīng)從20世紀(jì)50年代的10%提高到目前25%，多晶硅電池的實驗室效率也達到20.4%，非晶硅薄膜電池實驗室效率達到10.1%，碲化鎘太陽能電池實驗室效率達到16.4%，銅銦鎵硒太陽能電池實驗室效率達到20.3%[1]。以美國SunPower和日本Panasonic為代表的高效電池組件制造商的光伏產(chǎn)品效率已達到24%。日本的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)形成了成熟的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系，尤其是住宅建筑的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，已成為最大的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)置用戶。目前高效單晶組件產(chǎn)品的成本已低于傳統(tǒng)單晶組件產(chǎn)品，但還高于多晶產(chǎn)品，高效電池技術(shù)在全球范圍內(nèi)蓄勢待發(fā)[2]。

目前，世界光伏技術(shù)呈現(xiàn)的特點是經(jīng)濟越發(fā)達的國家對光伏產(chǎn)業(yè)越重視，其技術(shù)發(fā)展也就越先進。在歐洲，德國、法國的光伏技術(shù)處于領(lǐng)先地位;在亞洲，日本走在前面，尤其是福島核電站事故后，綠色可再生能源成為日本發(fā)展的主流，日本的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)已形成了成熟的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系，戶用電源系統(tǒng)發(fā)展迅速，已成為太陽能發(fā)電的重要組成部分。中國也緊跟發(fā)展步伐，分布式電站和戶用電站將成為我國的主要支持方向。

1.2 中國光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展概況

我國光伏電池的研究始于1958年，自1981年開始，光伏電池及其應(yīng)用開始列入國家的科技攻關(guān)計劃，通過“六五”到“十一五”六個五年計劃，在光伏電池器件及應(yīng)用技術(shù)方面取得了可喜成績;2000年之后，國家科技部啟動了國家863計劃和973計劃，分別對光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和基礎(chǔ)性研究給予支持，尤其在晶體硅電池領(lǐng)域，重點加強對單晶硅電池技術(shù)、多晶硅鑄錠技術(shù)、高效電池技術(shù)、晶體硅電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)以及特殊太陽電池組件的開發(fā)[3]。目前，單晶硅電池的實驗室效率最高24%，產(chǎn)業(yè)化單晶硅電池的最高效率已經(jīng)超過20%;多晶硅電池的實驗室效率最高達19.5%，產(chǎn)業(yè)化多晶硅電池的效率已經(jīng)達到18.5%。

在世界光伏市場拉動下和國家隊發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的支持和促進下，我國光伏制造業(yè)從小到大、從弱到強，已經(jīng)成為全球太陽電池和組件的最大制造國?？傮w看，一是我國晶硅電池/組件在性價比上具有國際競爭優(yōu)勢;二是多晶硅材料不具有晶硅電池/組件那樣的競爭優(yōu)勢，特別是成本處于劣勢。我國現(xiàn)有一部分多晶硅制造企業(yè)由于成本高于國際平均水平而不得不停產(chǎn)，因此針對提高多晶硅性價比的技術(shù)是我國多晶硅的奮斗目標(biāo);三是在原輔材料及設(shè)備制造方面，有些材料，如封裝玻璃、切割液、密封膠等，基本滿足了國內(nèi)的市場需求。但有些材料，如組件封裝材料EVA和背板材料TPT等與國外還有一定差距。我國光伏設(shè)備制造為滿足國內(nèi)需求做出了重大貢獻，但高端設(shè)備與國際相比還有一定差距。高端原輔材料及高端設(shè)備制造技術(shù)水平的全面提升是我國光伏產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略任務(wù)之一。

2 河北省光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展情況

2.1 基本情況

河北光伏產(chǎn)業(yè)起步較早，具備較好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和競爭力。目前，河北省光伏產(chǎn)業(yè)水平和規(guī)模在全國處于“第一梯隊”。由《河北省高新技術(shù)企業(yè)統(tǒng)計報表》可知河北從事光伏產(chǎn)業(yè)的高新技術(shù)企業(yè)有30余家。雖然河北省有一些在全國具有較大影響力的光伏企業(yè)，比如晶龍集團、英利集團，但河北光伏行業(yè)也存在著各光伏企業(yè)科技發(fā)展水平總體差異較大的現(xiàn)實情況。

2012年行業(yè)危機對河北省光伏產(chǎn)業(yè)形成嚴(yán)重沖擊。資料顯示，當(dāng)年河北省太陽能電池產(chǎn)量3 321.4MW，同比增長26.69%;主營業(yè)務(wù)收入累計200.11億元，同比增長-33.48%，利稅總額-27.24億元，增產(chǎn)不增收，虧損額逐月加大，部分以光伏產(chǎn)業(yè)為電子信息領(lǐng)域發(fā)展重點的地市虧損局面較為嚴(yán)重。即便如此，主營業(yè)務(wù)收入占河北省光伏行業(yè)近30%的晶龍、英利集團等一批太陽能光伏重點企業(yè)，在2012年的行業(yè)危機中卻逆市上揚。

2.2 重點企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀

河北以晶龍集團和英利集團為代表的光伏企業(yè)在國內(nèi)外技術(shù)和市場方面都占有重要地位。晶龍集團以生產(chǎn)單晶硅和單晶硅太陽能電池見長，英利集團在多晶電池及多晶硅鑄碇方面發(fā)展迅猛。

晶龍集團旗下子公司晶澳公司開發(fā)了許多高效率、低成本的量產(chǎn)工藝和技術(shù)，打通了電池和組件量產(chǎn)中的技術(shù)環(huán)節(jié)，率先將所有產(chǎn)線上單晶電池（P型）效率提高至19.5%以上，單晶組件功率提升至270W以上，多晶電池效率提高至18.0%以上，多晶組件功率提升至260W以上。由于較好的產(chǎn)品品質(zhì)、有競爭力的生產(chǎn)成本，在歐盟“雙反”背景下，晶澳能夠獲得超過50%的歐盟進口配額（晶硅電池）。從2010年開始，晶澳研發(fā)N型電池技術(shù)（Bycium，倍秀）已有4年基礎(chǔ)，目前Bycium實驗室批量效率達20.5%，最高到20.9%。憑借業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的制造技術(shù)水平以及優(yōu)秀的電池技術(shù)研發(fā)能力，為低成本、高質(zhì)量、高功率N型單晶產(chǎn)品的規(guī)?；慨a(chǎn)提供富有競爭力的解決方案。

英利集團的Panda（熊貓）電池源于ECN的n-Pasha電池，熊貓電池量產(chǎn)后電池光電轉(zhuǎn)換效率在19.5%～20.0%，組件功率在270W～275W，開創(chuàng)了國內(nèi)N型太陽能電池的新發(fā)展方向。但熊貓電池為了為了平衡成本，未采用特別復(fù)雜的流程。其與傳統(tǒng)P型單晶電池技術(shù)主要差異如下：需要以少子壽命較高的N型硅片作為襯底，前表面進行硼擴獲得PN結(jié)結(jié)構(gòu)，需要應(yīng)用前表面鈍化技術(shù)和背表面鈍化技術(shù)，背面需要金屬Ag柵線收集電流，流程相對復(fù)雜、輔料成本較高。

3 光伏產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)分析

多晶硅原材料、硅片的制備、高效太陽能電池制備等幾個關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展情況是：

3.1 多晶硅原材料

改良西門子法加低溫氫化技術(shù)是目前全球多晶硅原料的主流科技方向，在提高效率、降低成本特別是降低電消耗方面效果顯著。我國90%以上是改良西門子法，改良西門子法加低溫氫化技術(shù)是我國行業(yè)發(fā)展的基本態(tài)勢。

3.2 硅片的制備

3.2.1 晶體硅的制備。晶體硅分為單晶硅和澆鑄硅，兩條技術(shù)路線的爭論持續(xù)了近30年。市場的占有率與兩種方法在不同時期所產(chǎn)生的科技進步緊密相連。澆鑄硅產(chǎn)量大成本低，但是制備電池的轉(zhuǎn)換效率相對較低;單晶硅產(chǎn)量低、成本偏高，但轉(zhuǎn)換效率是目前光伏電池中最高的。歐洲屋頂電站最興旺的時候，也是單晶硅在世界市場占有率最高的時候。中國光伏發(fā)電的發(fā)展初期階段主要以地面大型電站為主，由于不受占地面積的限制，澆筑硅因其成本較低得到了長足的發(fā)展。隨著分布式電站的實施，單晶硅還會重新占據(jù)上風(fēng)，兩條技術(shù)路線的競爭也還會長期存在。

在單晶硅制備中，目前全球主要采用的是P型摻硼晶硅制作，光照10小時后會產(chǎn)生5%～8%不可恢復(fù)效率衰減，該難題長期困擾著光伏界，河北省科學(xué)家研發(fā)低光衰摻鎵硅單晶，平均消除6%光衰，成本降低6%。

3.2.2 硅片的切割。線切割技術(shù)的問世，完全取代了內(nèi)圓切割，實現(xiàn)了切割技術(shù)的升級換代。隨著科技的不斷進步，金剛線切割技術(shù)已經(jīng)問世，不僅切割速度是常規(guī)線切割的2倍，而且冷卻漿液無污染，避免了線切割后的砂漿廢液后處理，具有很好環(huán)保效果。冷卻方式的革新，推動了線切割的更新?lián)Q代，金剛線切割技術(shù)是未來的發(fā)展主流。

3.3 高效太陽能電池的制備技術(shù)

高效太陽能電池的制備技術(shù)分為：碲化鎘薄膜電池、非晶硅薄膜電池、銅銦鎵硒薄膜電池、染料敏化柔性電池、晶硅電池。晶硅電池以轉(zhuǎn)化效率高、成本低占據(jù)了市場的主流，目前的市場占有率達到85%以上，成為光伏發(fā)電的主要技術(shù)。相比而言，薄膜電池成本高、效率低，投資巨大。

晶硅電池的發(fā)展近幾年有了突破性的進展，量產(chǎn)效率已超過20%，2012-2014年科技部資助的863計劃把中國晶硅電池的轉(zhuǎn)化效率提高到了一個嶄新的階段，達到國際先進水平。繼續(xù)提高晶硅電池的轉(zhuǎn)化效率，是目前光伏發(fā)電的研究的主流方向和目標(biāo)。

3.4 其他關(guān)鍵光伏制造技術(shù)

背接觸電池技術(shù)、二次印刷技術(shù)、大功率高效低衰減光伏組件技術(shù)是目前最新的科技動態(tài)和發(fā)展方向。

4 光伏技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠治鯷4]

本部分對光伏領(lǐng)域的專利進行分析，從發(fā)展規(guī)模、發(fā)展趨勢、主要國家技術(shù)領(lǐng)域和主要機構(gòu)技術(shù)分布等方面考察光伏技術(shù)發(fā)展態(tài)勢。研究對象為全球光伏技術(shù)的相關(guān)專利，專利數(shù)據(jù)來源于中國科技信息研究所專利分析數(shù)據(jù)庫，通過關(guān)鍵詞與分類號的組配檢索下載建成“光伏產(chǎn)業(yè)專題專利數(shù)據(jù)庫”，并基于該數(shù)據(jù)庫進行相關(guān)分析。由于專利數(shù)據(jù)的延遲性，導(dǎo)致2010年和2011年的專利數(shù)據(jù)不完整，因此下文分析中這兩個年度的內(nèi)容僅供參考，不做結(jié)論。

4.1 世界光伏領(lǐng)域技術(shù)情況專利分析

4.1.1 世界光伏技術(shù)專利逐年申請情況

20世紀(jì)60-70年代光伏技術(shù)處于發(fā)展初期，總體專利申請量較小，每年的專利申請數(shù)量基本維持在10之內(nèi);直到20世紀(jì)70年代末，光伏技術(shù)越來越受到重視，專利申請數(shù)量開始逐步增長，最高的年份是1983年，達235項;20世紀(jì)80年代中后期光伏技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)波動，表現(xiàn)為專利申請數(shù)量開始小幅回落，這種回落的態(tài)勢一直持續(xù)到20世紀(jì)90年代中期，由每年200余項降到不足百項;從1995年開始光伏技術(shù)開始進入上升階段，穩(wěn)步、平緩的發(fā)展一直持續(xù)到2001年，該年專利申請量達306項;在2002年增長速度有一個小幅回調(diào)之后，光伏技術(shù)度專利申請量出現(xiàn)了新一輪的、真正的高速發(fā)展期，全球?qū)＠暾垟?shù)量迅猛增長，在2002年到2005年4年間，專利申請數(shù)量翻了一番，由每年近300項上升到600余項，在2006年到2009年的4年間，專利申請數(shù)量又翻了一番，由每年不到1 000項增長2 085項。

4.1.2 光伏技術(shù)專利在各國的分布

美國、中國、韓國、日本、英國、法國、德國、中國臺灣、加拿大、澳大利亞這10個國家和地區(qū)擁有全球?qū)＠暾垟?shù)的96.7%，其中美國和中國均占24%，日本占20.5%，韓國和德國分別占有8%左右的份額。

4.1.3 光伏重點技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠植?/p>

在六大技術(shù)領(lǐng)域中，結(jié)晶硅專利申請量最多，其次為化合物薄膜和薄膜硅，化合物結(jié)晶及染料敏化最少。其中結(jié)晶硅專利申請起始年限最早在20世紀(jì)60年代。

4.1.4 各國重點發(fā)展技術(shù)

中國在光伏技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量總量位于世界領(lǐng)先地位，在結(jié)晶硅和化合物薄膜方面研發(fā)實力強，專利申請數(shù)量超過了其他國家，而化合物結(jié)晶核方面研發(fā)能力弱，專利數(shù)量較少;美國在不同領(lǐng)域的技術(shù)分布態(tài)勢和全球技術(shù)分布一致，專利申請量最多的是結(jié)晶硅，薄膜硅和化合物薄膜專利申請數(shù)量相近，位于其次，染料敏化方面的專利申請數(shù)量最少;日本在結(jié)晶硅和薄膜硅兩個領(lǐng)域的專利申請數(shù)量相近，且為最多，其次是化合物薄膜專利申請數(shù)量，染料敏化方面的專利申請數(shù)量最少;歐洲和德國的光伏技術(shù)專利分布相似，它們的專利申請數(shù)量遠低于前三個國家，專利申請量最多的是結(jié)晶硅，薄膜硅和化合物薄膜專利申請數(shù)量相近，位于其次，化合物結(jié)晶的專利申請數(shù)額位于倒數(shù)第二，不過在染料敏化和有機半導(dǎo)體方面，這兩個地區(qū)存在明顯差異，德國染料敏化專利數(shù)遠大于歐洲，而歐洲的有機半導(dǎo)體專利數(shù)遠大于德國;韓國在專利申請量最多的是結(jié)晶硅，其次化合物薄膜，薄膜硅和有機半導(dǎo)體專利申請數(shù)量相近，位于再次，最少的染料敏化和化合物結(jié)晶的專利申請數(shù)額。

4.1.5 光伏研究機構(gòu)的專利分析

光伏技術(shù)領(lǐng)域主要專利申請機構(gòu)全球排名如圖2，在前20位的排名中，日本機構(gòu)有12家，占60%;美國機構(gòu)有4家，占20%;韓國和德國分別有2家機構(gòu)。其中，專利申請數(shù)量最多的3個機構(gòu)分別是日本的三洋電力、佳能和三菱集團，其次是德國西門子;再次是德國默克集團、日本夏普、日本昭和殼牌石油、美國RCA以及美國應(yīng)用材料公司;剩余的11家機構(gòu)光伏專利申請量差別不大。從中看出，日本科研機構(gòu)在光伏領(lǐng)域具有很強實力，不僅擁有光伏專利的機構(gòu)數(shù)量多，而且機構(gòu)擁有光伏專利的數(shù)量也多;德國雖然只有2家機構(gòu)進入全球20強，但這2家機構(gòu)擁有的專利數(shù)量都在排名前5位。中國雖然擁有光伏專利總數(shù)很多，但沒有一家機構(gòu)能進入全球20強。

4.2 中國光伏領(lǐng)域技術(shù)情況專利分析

4.2.1 中國光伏技術(shù)總體專利申請情況

中國光伏專利發(fā)展動向如圖3，在20世紀(jì)90年代中期之前中國光伏技術(shù)仍處于發(fā)展初期，總體專利申請量較小，每年的專利申請數(shù)量基本維持在1～2項;在1995年-2004年的10年間，中國光伏技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，專利申請量逐漸增加，這比世界光伏技術(shù)增速發(fā)展的時間晚20年;2005-2010年是中國光伏技術(shù)真正的高速發(fā)展期6年間光伏專利申請數(shù)量增長了7倍，在2010年達到頂峰。

由世界和中國光伏領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢圖的分析，初步認(rèn)為從生命周期上看，光伏技術(shù)已經(jīng)走過萌芽期和成長期，正處于成熟期。

4.2.2 中國光伏技術(shù)領(lǐng)域分布

通過對近10年中國光伏技術(shù)專利申請情況的統(tǒng)計分析，不同類型的光伏技術(shù)在中國的發(fā)展情況各有不同。結(jié)晶硅和化合物薄膜起步稍早，在2002年已經(jīng)開始進入新一輪較長時期的快速增長階段，在經(jīng)過4年的穩(wěn)步增長之后，接下來又有5年的飛速發(fā)展階段，2010年的專利申請數(shù)是2002年的幾十倍到上百倍;薄膜硅的發(fā)展趨勢類似于結(jié)晶硅，只是該領(lǐng)域?qū)＠暾垟?shù)最多的年份是2009年，早結(jié)晶硅1年;化合物結(jié)晶在2002-2007年度6年間，專利申請數(shù)量保持較穩(wěn)定的狀態(tài)，在2008年有一個突然急速增長，之后的4年就維持在這個較高專利申請數(shù)狀況;有機半導(dǎo)體專利申請數(shù)在這些年變化不大，前幾年保持穩(wěn)定狀態(tài)，后幾年又保持在比前面稍高的一個穩(wěn)定狀態(tài);染料敏化起步稍晚，從2006年起一直處于穩(wěn)步增長的趨勢。

4.3 重點光伏領(lǐng)域情況分析

4.3.1 結(jié)晶硅

結(jié)晶硅發(fā)展趨勢圖很清晰，在經(jīng)過30多年的少有起伏的持平和平緩發(fā)展階段后，進入一個快速發(fā)展期，然后又開始回落。具體來說，結(jié)晶硅起步較早，開始于上世紀(jì)60年代中期。在1964年到1974年期間，結(jié)晶硅技術(shù)處于起步期，每年的專利數(shù)不超過5項;1975年到1985年結(jié)晶硅專利申請數(shù)開始穩(wěn)步增長;但到1986年突然開始出現(xiàn)回落，這種回落振蕩期一直延續(xù)到90年代中期;從此之后，結(jié)晶硅技術(shù)進入不斷發(fā)展階段，這種發(fā)展有個鮮明的特點，先是平穩(wěn)發(fā)展然后就有一個急速增長期，1996年到2004年就是穩(wěn)步發(fā)展期，隨后的5年就是急速發(fā)展期。整個發(fā)展趨勢看，結(jié)晶硅技術(shù)已走過初始期、增長期，目前應(yīng)該處于成熟期階段。

在結(jié)晶硅專利全球分布中，中國、美國、日本、德國、韓國、中國臺灣、澳大利亞、加拿大、法國和英國這10個國家和地區(qū)擁有全球?qū)＠暾垟?shù)的96.7%，其中中國占27%，美國23%，日本18%，韓國和德國分別占9%和7%的份額。

4.3.2 薄膜硅

薄膜硅的技術(shù)發(fā)展趨勢較簡單，經(jīng)過長期持續(xù)穩(wěn)定，進入發(fā)展階段，又迅速回落。具體可分為3個階段：1984年到2004年的20年間，都處于平穩(wěn)期，每年的專利申請數(shù)量基本穩(wěn)定在同一數(shù)值;從2005年開始的5年，薄膜硅專利申請數(shù)開始逐年增長，5年增長了近5倍。

在薄膜硅專利全球分布中，日本、美國、中國、韓國、德國、中國臺灣、澳大利亞、法國、加拿大和英國等10個國家擁有全球?qū)＠暾垟?shù)的97%，其中日本31%，美國25%，中國占17%，韓國和德國分別占6%的份額。

4.3.3 化合物薄膜

化合物薄膜專利申請數(shù)在1984年到1995年間基本穩(wěn)定在相同水平;從1995年之后的連續(xù)10年都是一個平緩的發(fā)展階段;到2005年就進入了快速發(fā)展階段，每年化合物薄膜的專利申請數(shù)量都有大幅增長。

在化合物薄膜專利全球分布中，中國、美國、日本、韓國、德國、中國臺灣、加拿大、法國、澳大利亞和英國等10個國家擁有全球?qū)＠暾垟?shù)的94%，其中中國占30%，美國24%，日本14%，韓國和德國分別占8%和6%的份額。

5 結(jié)論

5.1 河北光伏產(chǎn)業(yè)鏈最為完整，不僅有晶體制備和硅片加工，還有光伏電池封裝設(shè)備生產(chǎn)。河北晶龍實業(yè)集團、晶澳太陽能有限公司、天威英利新能源有限公司、光為綠色新能源股份有限公司等企業(yè)是河北省光伏產(chǎn)業(yè)的代表性企業(yè)，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力較強，在全國光伏企業(yè)名列前茅，具有較強影響力。但同時河北省光伏企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平差別很大，僅有少數(shù)幾個企業(yè)實力較強，大部分企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新實力不足。

5.2 從世界和中國光伏領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢分析，初步認(rèn)為從生命周期上看，光伏技術(shù)已經(jīng)走過萌芽期和成長期，正開始步入成熟期。美國、中國、韓國、日本、英國、法國、德國、中國、加拿大和澳大利亞這10個國家和地區(qū)擁有全球?qū)＠暾垟?shù)的96.7%。中國在光伏技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量總量位于世界領(lǐng)先地位，在結(jié)晶硅和化合物薄膜方面研發(fā)實力強，而化合物結(jié)晶核方面研發(fā)能力弱。

5.3 河北是光伏大省，代表性企業(yè)在中國光伏界具有舉足輕重的地位，擁有引領(lǐng)潮流的科研成果也較多。因此，支持這些企業(yè)將突破性科研成果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化對河北省乃至全國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都具有重大意義?？蓪⒌湫推髽I(yè)多項先進技術(shù)集成形成拳頭產(chǎn)品、優(yōu)秀品牌進行推廣，通過以點帶面推動河北省光伏技術(shù)的進步。

參考文獻：

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[2]高一翔，高子涵.未來太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展前景分析[J].電子世界，2012（10）：13.

[3]鐘史明.太陽能光伏發(fā)電概述與預(yù)測[J].熱電技術(shù)，2012（4）：1-8.

[4]肖滬衛(wèi).專利地圖方法與應(yīng)用[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2011.

基金項目：本文由石家莊經(jīng)濟學(xué)院博士科研啟動基金、石家莊市軟科學(xué)項目與中國科學(xué)技術(shù)信息研究所科研項目共同資助。

第5篇：光伏產(chǎn)業(yè)概述范文

現(xiàn)如今環(huán)境污染問題逐漸嚴(yán)重，能源也面臨短缺的危機，太陽能發(fā)電逐漸受到各國的關(guān)注和重視，提高太陽能等清潔能源的使用效果，減少環(huán)境污染。文章就計算機模擬技術(shù)在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)用情況進行分析和研究。

關(guān)鍵詞：

計算機模擬技術(shù)；太陽能；光伏發(fā)電；應(yīng)用

太陽能光伏發(fā)電是使用太陽能電池對太陽光輻射能進行有效的吸收，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N發(fā)電方式?？茖W(xué)的開發(fā)利用太陽能這種清潔可再生的能源，能夠使得能源短缺的問題得到有效的解決，使環(huán)境得到有效的保護。

1太陽能光伏發(fā)電概述分析

1.1太陽能光伏發(fā)電

太陽能光伏發(fā)電說的是通過半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)，使得光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)。[1]太陽能光伏發(fā)電的關(guān)鍵性元件使太陽能電池，將太陽能電池串聯(lián)起來然后密封保護起來，從而構(gòu)成面積比較大的太陽能電池組件，加之功率控制器等的配合，形成光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能是清潔性的、無污染、綠色能源，能夠使得火力發(fā)電產(chǎn)生的空氣污染物排放得到有效的解決。

1.2太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展

19世紀(jì)40年代，太陽能發(fā)電方式就已經(jīng)出現(xiàn)了，20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了光伏電池，到了70年代，太陽能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用。在美國、日本等發(fā)達國家太陽能發(fā)電技術(shù)有效的應(yīng)用，在國家政策的支持下實現(xiàn)良好的發(fā)展。當(dāng)前我國也對新能源的應(yīng)用逐漸重視起來，太陽能光伏發(fā)電等一些產(chǎn)業(yè)也達到了國際的先進水平。

1.3太陽能光伏發(fā)電的特點分析

太陽能是一種可再生的能源，太陽能的覆蓋范圍是十分廣泛的，并且儲存著巨大的能量。利用太陽能的方式是比較簡單的，不需要進行采掘，可以直接對輻射進行收集。利用太陽能生產(chǎn)不會出現(xiàn)多余的污染，這是一種新型的、綠色環(huán)保的能源，太陽能也比較溫和、安全，不會出現(xiàn)工業(yè)事故。我國中西部地區(qū)陽光輻射量比較大，可以通過太陽能發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。

2計算機模擬技術(shù)與太陽能光伏發(fā)電

2.1計算機模擬技術(shù)

當(dāng)前的科學(xué)研究中，計算機模擬技術(shù)是比較常見的，通過計算機模擬對于科學(xué)試驗而言是極為重要的。計算機模擬就是利用計算機對真實的事物進行模擬，通過模型對真實的系統(tǒng)進行模擬，實驗系統(tǒng)中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能、行為等內(nèi)容，利用實驗使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的性能，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟以及社會效益。60年代開始研究計算機模擬方面的內(nèi)容，最開始研究的內(nèi)容主要涉及軍事、國防等方面，比如航空航天、核試驗等，以及自動控制等內(nèi)容。計算機應(yīng)用逐漸廣泛，涉及的面積比較大，當(dāng)前在自然科學(xué)、社會科學(xué)等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2計算機模擬技術(shù)與太陽能光伏發(fā)電

使用計算機模擬技術(shù)，數(shù)學(xué)建模各種對太陽能光伏發(fā)電情況的因素，從而獲得太陽能輻射強度、積累的輻射量、特性曲線等對應(yīng)的電流、電壓、輸出功率、發(fā)電效率等。[2]通過這些內(nèi)容能夠獲得太陽能實時輻射的強度、對應(yīng)曲線，光伏發(fā)電的發(fā)電功率曲線、電流、電壓曲線等，建模之后科學(xué)的評價太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，使得系統(tǒng)得以優(yōu)化。

3建模太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

3.1建立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

在利用太陽能輻射時，會受到很多外部因素的影響和干擾，涉及大氣層的性質(zhì)、入射角、透明程度、輻射維度高低、土壤反射率等，[3]科學(xué)的考慮各種對數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系產(chǎn)生影響的因素，結(jié)合多種因素建設(shè)數(shù)學(xué)模型，確立函數(shù)表達式，使得計算機模擬太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立更加科學(xué)，保證計算過程更加順利。輻射到地球表面的太陽能分為兩個部分，一些直接被大地所接受，另一部分輻射出現(xiàn)了分散。需要綜合考慮影響輻射的干擾因素以及太陽能輻射種類，建立計算機模擬太陽能光伏發(fā)電數(shù)學(xué)模型。建立了數(shù)學(xué)模型之后，再研究太陽能光伏發(fā)電時就能夠進行函數(shù)表達，使得研究的過程更加簡單、直觀，也為計算機模擬太陽能光伏發(fā)電奠定了程序基礎(chǔ)，使得數(shù)學(xué)模型更加精準(zhǔn)，為計算機模擬實驗提供基礎(chǔ)，使得研究人員能夠?qū)ο嚓P(guān)的內(nèi)容進行科學(xué)、直觀的分析與研究。

3.2光伏電池板的數(shù)學(xué)模型

光伏電池等值電路模型有三種，一是簡單的模型，不需要對光伏電池內(nèi)部的電阻進行分析，這種模型在光伏電池理論以及復(fù)雜的光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛。二是只將光伏電池并聯(lián)電阻的影響進行考慮的模型，這種模型有著很高的精準(zhǔn)性，在實際中并不常應(yīng)用。三是比較精準(zhǔn)的模型，需要將并聯(lián)和串聯(lián)電阻都考慮到其中。

3.3建立其他數(shù)學(xué)模型

在研究過程中，太陽能電池板是比較重要的元件，所以需要對太陽能電板的特性進行分析研究，形成太陽能電板功率數(shù)學(xué)模型，使得研究更加科學(xué)。此外也需要建立蓄電池的數(shù)學(xué)模型，形成直流-交流逆變器的函數(shù)表達式。建立數(shù)學(xué)模型之后，聯(lián)立之前建立的光伏電池數(shù)學(xué)模型、太陽能輻射數(shù)學(xué)模型，形成統(tǒng)籌的數(shù)學(xué)模型，[4]將其錄入到計算機中，形成相應(yīng)的函數(shù)庫，技術(shù)人員整合編寫，對計算機模擬太陽能光伏發(fā)電進行研究。

3.4對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進行模擬

將很多個太陽能光伏電池板組合起來，形成太陽能電池板。能夠使太陽能輻射接收面積得以擴大，獲得更多的太陽能輻射能。將接收到的太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，生成直流電，?jīng)過接線盒達到控制器，另一部分進入到直流———變流逆變器中，進而轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?。升壓降壓處理交流電，為用電一端提供使用。多余的電流可以在蓄電池?nèi)進行儲存，以便下次使用。

3.5計算機模擬技術(shù)在太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用的結(jié)論

建模太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過軟件平臺，對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電情況進行動態(tài)化的模擬，能夠依據(jù)太陽輻射強度變化了解太陽能電池的輸出特性。輻射強度增加，光照對電流的影響比較大，但是電壓影響比較小。建立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率模型，能夠確定系統(tǒng)運行的最佳電壓與電流，使得輸出功率更大。

4結(jié)束語

總而言之，現(xiàn)如今新能源逐漸受到關(guān)注和重視，太陽能光伏發(fā)電逐漸成為風(fēng)力發(fā)電之后的又一種新能源發(fā)電方法，太陽能發(fā)電被廣泛地應(yīng)用與推廣。通過計算機軟件仿真建模太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，科學(xué)的設(shè)計太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，這起到積極的促進作用。對系統(tǒng)科學(xué)的認(rèn)識，保證判斷的科學(xué)合理，挑選作為合適的方案，盡量減少付出，從而獲得最大的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]李蔚.太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用方式及發(fā)展前景[J].智能建筑電氣技術(shù)，2011，02：22-24.

[2]秦天像，任小勇，楊天虎.計算機控制太陽能光伏水制氫及儲能發(fā)電系統(tǒng)的研究[J].山西科技，2015，03：94-96.

[3]陳旭炯.屋面太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安裝施工技術(shù)應(yīng)用[J].安徽建筑，2015，03：61-63.

第6篇：光伏產(chǎn)業(yè)概述范文

關(guān)鍵詞：太陽能；光伏發(fā)電系統(tǒng)；原理；有效應(yīng)用；研究

中D分類號：TM615 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0146-01

1 光伏發(fā)電原理概述

當(dāng)太陽光照在半導(dǎo)體結(jié)的時候，會隨之形成全新空穴-電子對。在此情況下，受結(jié)電場作用，會使得空穴從n區(qū)向著p區(qū)流動，而電子則從p區(qū)向著n區(qū)的方向流動，在電路接通以后，就能夠形成電流[1]。以上則是光電效應(yīng)太陽能電池實際工作的基礎(chǔ)原理。

對于太陽能發(fā)電而言，具有兩種不同的形式：①為光能熱能電能的轉(zhuǎn)換，②光能電能的直接轉(zhuǎn)換。前者的轉(zhuǎn)換方式具體指的就是通過對太陽輻射所形成熱能的合理運用而實現(xiàn)發(fā)電目的。通常情況下，太陽能集熱器需要把實際吸收的熱能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)楣べ|(zhì)蒸汽，隨后驅(qū)動汽輪機而達到發(fā)電目的。其原理是首先應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)光能向熱能的轉(zhuǎn)換，隨后再將熱能轉(zhuǎn)換成電能。這一過程和一般火力發(fā)電相同，而通過太陽能熱量發(fā)電，實際效率并不高且成本昂貴，所以，實際的資金投入要比一般火電站的發(fā)電成本高出5-10倍。后者的轉(zhuǎn)換方式則是對光電效應(yīng)進行運用，可以使得太陽輻射直接被轉(zhuǎn)換為電能。而完成光-電轉(zhuǎn)換的主要裝置則是太陽能電池，其作用不容小覷。對于太陽能電池而言，主要是通過光生伏特效應(yīng)，實現(xiàn)光能向電能的直接轉(zhuǎn)換。太陽能電池屬于半導(dǎo)體光電二極管，只要陽光照在光電二極管之上，就會將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽罱K形成電流。為此，若將大量電池串聯(lián)亦或是并聯(lián)，則能夠形成高輸出功率太陽能電池的方陣。由此可見，太陽能電池屬于全新的電源，具有廣闊的發(fā)展前景，而且靈活、清潔，永久性特點明顯。另外，太陽能電池的使用時間很長，只要有太陽，那么電池就能夠?qū)崿F(xiàn)長期地運用。因而，同火力發(fā)電與核能發(fā)電相對比，太陽能電池的優(yōu)勢不可比擬，最關(guān)鍵的是不會對環(huán)境造成危害，屬于綠色發(fā)電。

2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的類型解構(gòu)

2.1 離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

第一，太陽能控制器。在離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能控制器可以有效調(diào)節(jié)并控制發(fā)出的電能。其中，可以將經(jīng)過調(diào)整的能量直接輸送至直流負載亦或是交流負載，同時，還能夠?qū)⒍嘤嗄芰枯斔椭列铍姵亟M進行存儲，一旦發(fā)電難以達到負載需求，就可以將所儲存的電能輸送至負載。當(dāng)蓄電池處于滿電狀態(tài)的時候，控制器則應(yīng)當(dāng)對其進行控制，以免充電過度。而在蓄電池儲存電能用盡的情況下，太陽能控制器也同樣需要對其進行控制，以免放電過度。因而，若控制器性能不理想，這直接影響蓄電池使用效果，同樣也會對系統(tǒng)可靠性帶來負面作用。

第二，太陽能逆變器。系統(tǒng)中的太陽能逆變器能夠?qū)⒅绷麟娹D(zhuǎn)變成交流電，為交流負荷提供保障[2]。同樣，逆變器在光伏風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)揮著核心作用。因為使用地區(qū)經(jīng)濟水平不高，在維護方面無法滿足要求，要想有效增強系統(tǒng)性能，且實現(xiàn)電站運行的穩(wěn)定性，就必須要不斷提高逆變器性能的可靠性。而新能源的發(fā)電成本相對較高，因而，太陽能逆變器運行的高效性逐漸突顯出重要作用。

2.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

第一，切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)本身具備了自動運行的雙向切換能力，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障而致使發(fā)電量不充足的情況下，切換器可以自動地切換至電網(wǎng)供電側(cè)，進而通過電網(wǎng)來為負載供電。另外，如果電網(wǎng)停電，系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)和光伏系統(tǒng)的分離，進而確保光伏發(fā)電系統(tǒng)處于獨立運行狀態(tài)。

第二，基于儲能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。若系統(tǒng)需要具備儲能功能，則可以運用這一系統(tǒng)。其主動性明顯，只要電網(wǎng)停電亦或是發(fā)生故障，能夠?qū)崿F(xiàn)獨立運行，確保持續(xù)為負載供電。

3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的具體應(yīng)用

第一，用戶太陽能電源。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以被應(yīng)用在10-100W小型電源當(dāng)中，特別是在無電區(qū)域，為居民生活用電提供有力保障。另外，也可以在家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電中應(yīng)用。同時，被應(yīng)用在光伏水泵中，尤其是在無電地區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)對深水井的開發(fā)與利用[3]。最后，可以被應(yīng)用在太陽能凈水器當(dāng)中，進而緩解無電區(qū)域飲水以及凈化水質(zhì)等相關(guān)性問題。

第二，通訊與通信領(lǐng)域的應(yīng)用。將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用在無人值守的微波中繼站亦或是廣播通訊電源系統(tǒng)當(dāng)中，同樣可以發(fā)揮其系統(tǒng)自身功用。另外，在小型通信機與農(nóng)村地區(qū)的載波電話光伏系統(tǒng)中應(yīng)用效果也十分理想。

第三，光伏電站中的應(yīng)用。在大型停車場充電站中也可以運用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，另外，能夠被應(yīng)用在風(fēng)光互補電站當(dāng)中。

4 結(jié)語

綜上所述，太陽能光伏發(fā)電將在能源消費中逐漸擴大比重，有效地代替常規(guī)能源。由于太陽能資源豐富，且開發(fā)利用潛力相對明顯。隨著國內(nèi)能源消耗量不斷增加，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用將具有極大的現(xiàn)實意義。

參考文獻

[1]于雪梅.談太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的原理與應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2013（8）：102-105.

第7篇：光伏產(chǎn)業(yè)概述范文

關(guān)鍵詞：光伏逆變器;光伏發(fā)電系統(tǒng);控制策略

20 世紀(jì)70 年生的石油危機、環(huán)境污染和能源短缺等，使人們逐漸意識到單一依靠常規(guī)的化石類能源不能滿足人類對能源的需求。因此，各國紛紛開始發(fā)展清潔能源發(fā)電，其中太陽能發(fā)電憑借其獨有的優(yōu)勢得到了迅猛發(fā)展。同時，為了更好地發(fā)展太陽能光伏發(fā)電，各國還紛紛提出了一系列對應(yīng)的扶持政策。我國地域遼闊，太陽能資源豐富，發(fā)展太陽能發(fā)電具有明顯優(yōu)勢。目前，我國仍是傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)組成，主要由煤炭、石油等化石能源占主導(dǎo)地位，太陽能發(fā)電具有廣闊的發(fā)展空間。近幾年，我國政府對光伏發(fā)電越來越重視，逐步實施和完善了上網(wǎng)電價補貼政策，進一步促進了太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的迅猛發(fā)展，使我國在太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)中更具競爭力。作為光伏發(fā)電系統(tǒng)核心的轉(zhuǎn)換器件，逆變器必將成為我國光伏發(fā)電市場的必爭之地和重點研究對象，其研發(fā)、應(yīng)用和推廣具有極其深遠的意義。

1 光伏逆變器現(xiàn)階段的發(fā)展

在過去10 余年的研究和發(fā)展中，全球范圍內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值平均增幅為57.1%，已躍居成為世界上增長迅速的產(chǎn)業(yè)之一。作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中最核心的逆變技術(shù)，這些年也取得了快速發(fā)展。逆變控制技術(shù)的主要原理是把信號從直流變換和輸出到交流，并結(jié)合相關(guān)的調(diào)制技術(shù)。20 世紀(jì)60 年代，德國A.Schonung首次提出應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)。此后，正弦波PWM（SPWM）控制技術(shù)由英國的S.R.Bowes博士提出，這一創(chuàng)新是對脈寬調(diào)制技術(shù)乃至電力電子技術(shù)的革命性飛躍，也成為逆變器技術(shù)變革的理論基礎(chǔ)。新能源發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，使得國內(nèi)外許多研究機構(gòu)廣泛深入開展光伏逆變控制器的研究，更是針對相關(guān)課題開展了廣泛深入的研究。

早在20 世紀(jì)80 年代，我國已開始在逆變器控制及其制造技術(shù)方面開展研究開發(fā)。在光伏市場需求方面，隨著國家對光伏發(fā)電的大力調(diào)制和出臺相關(guān)補貼政策，截至2014 年底，我國光伏發(fā)電裝機容量超過4GW。隨著國家大力推進“金太陽示范工程”以及大量的光伏并網(wǎng)補貼及惠民政策的落地實施，環(huán)境和政策都將激勵著我國逆變器技術(shù)的研究工作蓬勃發(fā)展。目前，我國在光伏發(fā)電領(lǐng)域的規(guī)模和關(guān)鍵技術(shù)已處于世界前列。

2 太陽能光伏逆變器控制策略

2.1 太陽能光伏逆變器的分類

逆變器在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)[5]中的主要作用是將太陽能電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，同時改變原來的電壓、幅值、頻率以及波形等，從而為各種交流用電裝置、設(shè)備提供電能，且可滿足并網(wǎng)發(fā)電等。目前，市場上逆變器有多種類型，因此在選擇機種和容量時需特別注意。尤其在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器效率的高低對太陽能電池容量和蓄電池的容量大小具有決定性影響。

2.2 逆變器控制策略

目前，多數(shù)逆變器采用的控制方法[6]可根據(jù)控制原理分為兩類：① 采用經(jīng)典控制策略的逆變器;② 采用現(xiàn)代控制策略的逆變器。

2.2.1 經(jīng)典控制策略。① 電壓均值反饋控制。該控制策略主要的控制方式是給定一個目標(biāo)電壓均值，通過反饋采樣設(shè)備給出的電壓均值的采樣值，用采樣值和目標(biāo)值做差，進而得到一個誤差值，再以此誤差值為基礎(chǔ)建立新的反饋系統(tǒng)進行PI調(diào)節(jié)，從而得到可控的輸出。作為一個恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電壓均值反饋控制最大的優(yōu)點是無凈差輸出，最大的缺點是系統(tǒng)響應(yīng)速度慢。② 電壓單閉環(huán)瞬時值反饋控制。該控制主要是通過把電壓瞬時值作為給定目標(biāo)值，進而將反饋采樣設(shè)備給出的電壓瞬時值建立反饋，且針對二者誤差進行PI調(diào)節(jié)，從而得到可控輸出。作為一個隨動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它的控制策略的積分環(huán)節(jié)有一定的相位滯后，系統(tǒng)必然會存在凈差，所以此控制策略的穩(wěn)態(tài)誤差不好，但是系統(tǒng)響應(yīng)十分迅速。③ 基于電壓均值的電壓單閉環(huán)瞬時值控制方法。若采用電壓瞬時值單閉環(huán)控制系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)誤差不好，但電壓均值反饋恰好可以彌補這個缺點，所以可以在電壓瞬時值單閉環(huán)控制系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)基礎(chǔ)上，通過增設(shè)一個均值電壓反饋控制環(huán)節(jié)，以大大降低原系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。④ 電壓、電流相結(jié)合的雙閉環(huán)瞬時控制。電壓單閉環(huán)控制系統(tǒng)與直流電機的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)控制相似，在抵抗負載擾動方面誤差較大，只有先把負載擾動對系統(tǒng)輸出的電壓、轉(zhuǎn)速等物理量的影響輸出后，控制器才能做出反應(yīng)，因此設(shè)計時可在電壓外環(huán)基礎(chǔ)上增設(shè)一個電流內(nèi)環(huán)進行補償，當(dāng)負載受到擾動信號時，電流內(nèi)環(huán)可以快速、及時地抑制負載波動的影響，使得電壓外環(huán)調(diào)節(jié)可以大大提高抗擾性，改善控制性能。

2.2.2 現(xiàn)代控制策略。① 基于多變量的狀態(tài)反饋控制。采用該策略可以任意配置系統(tǒng)的極點，從而改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。但是，該控制策略在最初建立系統(tǒng)狀態(tài)變量模型時，負載實際的動態(tài)特性難以預(yù)估，因而實際控制方案僅能假定空載或假定負載。針對該缺點，可在控制系統(tǒng)中加入負載電流前饋補償環(huán)節(jié)，預(yù)先對系統(tǒng)進行魯棒分析，以大大改善系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)，使得系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。② 無差拍控制。該控制策略是將給定的正弦波參考波形等間隔劃分成若干周期，利用預(yù)測算法計算每個采樣周期的起始值，進而在采樣周期結(jié)束時計算出負載應(yīng)輸出的值。這樣通過合理計算采樣周期的起始值，將使得系統(tǒng)輸出的波形與參考的波形完全重合，從而不產(chǎn)生任何相位、幅值偏差。③ 滑模變結(jié)構(gòu)控制。該控制策略實質(zhì)上是一種非線性控制方法，利用的是某種不連續(xù)的開關(guān)控制策略，從而強迫系統(tǒng)的狀態(tài)變量沿著某一設(shè)計好的滑模面運動。該控制策略的優(yōu)點是其對系統(tǒng)參數(shù)變化和外部擾動均不敏感，具有較強的魯棒性，但其很難確定一個理想的滑膜面，且對開關(guān)頻率要求較高。④ 模糊控制。該控制策略屬于智能控制，與傳統(tǒng)的控制方案相比，是控制理論發(fā)展的高級階段。不依賴于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，是模糊控制的最大優(yōu)點。對于具有高度非線性、不確定性對象問題的系統(tǒng)，通?？梢圆捎迷摽刂撇呗?。⑤ 重復(fù)控制。內(nèi)膜控制原理是重復(fù)控制策略的基本思想?？刂撇呗钥蓪χ噶詈蛿_動信號假設(shè)一個內(nèi)膜進行控制，從而達到輸出無凈差控制，但這種控制方案動態(tài)響應(yīng)不好，需要較大的內(nèi)存。

3 結(jié)論

太陽能光伏發(fā)電作為新興能源，在近幾年發(fā)展迅猛。逆變器作為太陽能光伏發(fā)電的控制核心，是光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟、可靠、安全、優(yōu)質(zhì)運行的關(guān)鍵因素，對于整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率、輸出電能質(zhì)量的優(yōu)劣等具有決定意義。因此，本文對現(xiàn)今的逆變器進行分類整理，簡單介紹了光伏逆變器的控制策略，以期為光伏逆變器的研究開發(fā)奠定一定的基礎(chǔ)。

參考文獻

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[4]呂貝，邱河梅，張宇.太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].華電技術(shù)，2010 （1 ）：73-76.

第8篇：光伏產(chǎn)業(yè)概述范文

關(guān)鍵詞：光伏支架；單立柱；雙立柱；結(jié)構(gòu)設(shè)計；太陽能發(fā)電

中圖分類號： S611 文獻標(biāo)識碼： A

1.太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的前景

太陽能由于其安全、無污染和資源無限等優(yōu)良屬性，成為人類發(fā)展所必需的清潔能源。盡管目前與風(fēng)能、生物質(zhì)能相比，太陽能開發(fā)利用的成本還很高，但太陽能的潛力巨大，前景非常廣闊，隨著其技術(shù)的不斷進步和成本降低，太陽能，尤其是光伏發(fā)電的競爭力開始顯現(xiàn)，使其成為繼風(fēng)電和生物質(zhì)發(fā)電之后，又一個可以大規(guī)模開發(fā)利用的可再生能源技術(shù)。從我國資源稟賦來看，就資源的可獲得性而言，與水電、核電和風(fēng)電等技術(shù)相比，太陽能發(fā)電資源幾乎沒有限制。太陽能資源的利用與所用的技術(shù)、方式和面積有關(guān)。截至2010年年底，中國已有建筑面積約450億m2，屋頂和南立面至少有50億m2，20%的可利系統(tǒng)；中國有大約120萬km2的戈壁和荒漠面積，開發(fā)利用5%的荒漠可安裝超過50億kW（5 000 GW）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，年發(fā)電量可以達到6萬億kWh，是美國2010年發(fā)電量總和的1.5倍，相當(dāng)于我國2015年預(yù)測的發(fā)電量總和?？梢?，太陽能發(fā)電將成為將來新能源發(fā)展的主流方向，在不斷進步的科學(xué)技術(shù)推動下，必將為人類社會能源問題解覺走出一條可持續(xù)發(fā)展的道路。

2.太陽能光伏組件支架系統(tǒng)概述

光伏支架系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，是太陽能電站的服務(wù)性產(chǎn)業(yè)，主要為太陽能電池板的安裝提供穩(wěn)定，可靠，滿足使用壽命并與項目地自然條件相關(guān)的一系列要求的支撐結(jié)構(gòu)。隨著太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動了光伏支架行業(yè)的共同發(fā)展。為了提高太陽能電站發(fā)電的實際效率，節(jié)省電站投資成本，對光伏支架的設(shè)計提出了更高的要求，既要滿足結(jié)構(gòu)上的要求，又要實現(xiàn)太陽能電池板實際發(fā)電效率的提升，光伏支架有固定支架、可調(diào)角度支架、跟蹤系統(tǒng)等形式。目前階段，國內(nèi)光伏電站項目，還是以固定支架應(yīng)用最為廣泛。由于太陽能電池板的規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)水平提升很快，生產(chǎn)工藝逐漸成熟，其制造成本也在逐步下降，相比而言，使得光伏支架占太陽能電站總投資的比重在加大。為適應(yīng)整個光伏發(fā)電行業(yè)的發(fā)展趨勢，光伏支架應(yīng)在結(jié)構(gòu)上不斷的進行優(yōu)化設(shè)計，控制成本，綜合考慮支架結(jié)構(gòu)對設(shè)計整個電站建設(shè)施工過程的影響，因此，光伏組件支架設(shè)計者應(yīng)該站在全局的高度來進行支架設(shè)計。

3.地面固定單、雙柱支架設(shè)計比較

地面固定光伏支架大體上分為兩種結(jié)構(gòu)形式，雙柱支架系統(tǒng)和單柱支架系統(tǒng)。目前大多數(shù)的國內(nèi)電站項目光伏支架均采用雙柱支架系統(tǒng)，少量采用單柱系統(tǒng)，因同條件下，單柱比雙柱系統(tǒng)用鋼量要大，所以單柱支撐系統(tǒng)的應(yīng)用有一定的局限性。國外項目單柱系統(tǒng)則比較多見。本文主要對于兩種支架系統(tǒng)的特點進行客觀比較，以在實際應(yīng)用中根據(jù)不同項目的特點進行最優(yōu)選擇。

為了直觀的進行單柱支架系統(tǒng)與雙柱支架系統(tǒng)的優(yōu)缺點對比，現(xiàn)舉例說明，以供讀者參考：

例：某太陽能光伏電站支架設(shè)計基本資料：

基本風(fēng)壓：0.55KN/m2 基本雪壓：0.25KN/m2

組件安裝角度：30°組件規(guī)格尺寸：1640X992X45mm 方陣排布：2X20方陣支架單榀跨距：2800mm

方案一、采用雙柱結(jié)構(gòu)設(shè)計支架，如圖（1）：

圖（1）

經(jīng)設(shè)計計算，選擇各構(gòu)件參數(shù)如表（1）。

主要構(gòu)件規(guī)格材料：

雙柱支架結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件參數(shù)表表（1）

方案二：采用單柱結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，如圖（2）：

圖（2）

經(jīng)設(shè)計計算，選擇各構(gòu)件參數(shù)如表（2）。

主要構(gòu)件規(guī)格材料：

單柱支架結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件參數(shù)表 表（2）

由于兩種結(jié)構(gòu)中，次梁參數(shù)均相同，故不予比較

比較結(jié)果：單立柱結(jié)構(gòu)單榀用鋼量高于雙立柱結(jié)構(gòu)5.2kg/榀；

由PKPM軟件設(shè)計計算結(jié)果得出：

兩種結(jié)構(gòu)支架對基礎(chǔ)反力對比：

單立柱結(jié)構(gòu)：軸力N=13.9KN剪力V=5.8KN（取最不利點）

雙立柱結(jié)構(gòu)：軸力N=10.3KN剪力V=4.3KN（取最不利點）

則單立柱支架系統(tǒng)同種條件下對于水泥基礎(chǔ)的設(shè)計要求高于雙立柱系統(tǒng)，因此水泥基礎(chǔ)設(shè)計會有一定差異，但基礎(chǔ)數(shù)量相應(yīng)減少一倍。

單柱支撐系統(tǒng)有以下特點：

1.可減少基礎(chǔ)使用量，節(jié)省基礎(chǔ)材料成本和施工成本；

2.較容易控制基礎(chǔ)的精度，這對于支架安裝施工速度，基礎(chǔ)的施工質(zhì)量控制，有積極的影響；

3.若基礎(chǔ)形式為混凝土澆筑形式，減少開挖量可最大限度的保護當(dāng)?shù)氐孛玻瑴p少自然環(huán)境的破壞程度。

4.結(jié)構(gòu)件和安裝節(jié)點相對較少，可加快支架構(gòu)件生產(chǎn)和安裝速度，有利于保證工程進度，施工周期縮短；如有必要，可以進行工廠單榀支架預(yù)安裝，減少現(xiàn)場施工工作量的人工成本，對于國外歐美市場人力成本偏高的地域來說，更具有競爭優(yōu)勢。

5.支架用鋼量有一定程度的增加。

4.單立柱支架系統(tǒng)設(shè)計要點解析：

（1）立柱的水平位置設(shè)置：

現(xiàn)對兩種情況下，對支架受力狀態(tài)進行分析。

原結(jié)構(gòu)，支架系統(tǒng)彎矩彎矩如圖（3）所示（單位KN.m），立柱最大彎矩為底部，彎矩-3.0KN.m，斜梁最大彎矩位于立柱頂部位置，為±1.1KN.m；

第二種結(jié)構(gòu)，將立柱位置向前部移動一定距離（300mm），支架系統(tǒng)彎矩圖如圖（4）所示：立柱最大彎矩仍然在底部為-4.3KN.m；斜梁最大彎矩處位于立柱頂部位置，為±0.6KN.m；

圖（3）彎矩圖

圖（4）彎矩圖

原結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的簡圖如圖（5）所示，風(fēng)荷載作用相對于立柱底部支點位置是平衡的；

第二種結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下簡圖如圖（6）所示，相對于立柱底部支點位置，風(fēng)荷載是不平衡的。

圖（5）

圖（6）

結(jié)論：一般以風(fēng)荷載占主導(dǎo)的受力條件下，將立柱位置設(shè)置在風(fēng)荷載對于立柱柱底彎矩平衡的位置，可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小立柱規(guī)格。但就舉例案例來說，斜梁的部分節(jié)點的彎矩增大，材料規(guī)格可能會相應(yīng)增加。所以要綜合考慮結(jié)構(gòu)優(yōu)化的利弊。

（2）前支撐位置設(shè)置：

原結(jié)構(gòu)中，前支撐下部節(jié)點設(shè)置在柱底支座處，由應(yīng)力比簡圖如圖（7）所示，前支撐最大應(yīng)力比為0.27，立柱最大應(yīng)力比為0.73；斜梁最大應(yīng)力比0.91；

另一種結(jié)構(gòu)，前支撐下部節(jié)點上移一定距離（200mm），支撐位置在立柱上，由應(yīng)力比簡圖如圖（8）所示，前支撐最大應(yīng)力比0.91；立柱最大應(yīng)力比已經(jīng)超限，達到1.14；斜梁最大應(yīng)力比0.83；

圖（7）應(yīng)力比圖

圖（8）應(yīng)力比圖

結(jié)論：一般情況下前支撐下部節(jié)點應(yīng)設(shè)置在柱底基礎(chǔ)支點上，這樣有利于改善前支撐于立柱的受力狀態(tài)，但斜梁的應(yīng)力會有小幅度的增加。

（3）后支撐位置設(shè)置：

原結(jié)構(gòu)中，后支撐下部節(jié)點設(shè)置在立柱的中部，由應(yīng)力比簡圖如圖（7）所示，后支撐最大應(yīng)力比為0.39，立柱最大應(yīng)力比為0.73；斜梁最大應(yīng)力比為0.91；

另一種結(jié)構(gòu)，后支撐下部節(jié)點設(shè)置在立柱柱底，由應(yīng)力比簡圖如圖（9）所示，后支撐最大應(yīng)力比達到了0.72，立柱最大應(yīng)力比0.72，斜梁最大應(yīng)力比達到0.97。

結(jié)論：后支撐下部節(jié)點設(shè)置位置，對于立柱的受力狀態(tài)影響較小，因為計算長度的增加，使后支撐穩(wěn)定性愈加不利，斜梁也受到一定程度影響，因此，后支撐下部節(jié)點位置的選擇，以盡可能的減少其長度為宜。

圖（9）應(yīng)力比圖

5.結(jié)束語:

太陽能電站光伏支架單柱系統(tǒng)的設(shè)計，需綜合考慮各個構(gòu)件之間相互關(guān)聯(lián)的影響，以達到最佳的平衡點進行方案的優(yōu)化設(shè)計，使其有更好的經(jīng)濟性和實用性。單雙柱系統(tǒng)各有優(yōu)缺點，根據(jù)每個項目的實際不同情況，可以進行靈活的選擇設(shè)計，綜合各方面的因素總體考慮。

參考文獻：

第9篇：光伏產(chǎn)業(yè)概述范文

關(guān)鍵詞：太陽能發(fā)電方式規(guī)模化

引言

人類社會已進入21世紀(jì)，在新千年開始之際，熱門正面臨著一系列重大的挑戰(zhàn)，全球經(jīng)濟發(fā)展，人口迅速增加，需要提供更多的食物、住房和原料，因而對能源的需求量也不斷增加。在過去20年中，全世界能源消耗量增加了40%，其中85%以上使用的是礦物燃料。這些礦物燃料燃燒時要產(chǎn)生大量溫室氣體，全球單是CO2排放量每年就超過500億噸，而且還在不斷擴大。形成的酸雨造成土壤退化，危害動植物。全球氣候變暖可能會產(chǎn)生災(zāi)難性后果，必須采取堅決措施，減少溫室氣體的排放。因此，治理環(huán)境污染，已成為當(dāng)務(wù)之急。同時，礦物燃料的儲藏量是有限的，按目前探明的儲藏與開發(fā)速度的比例計算，地球上可再開采的能源，石油為40年，天然氣約為60年，煤炭為200年。如不采取有效措施，到本世紀(jì)中葉，人類必將面臨礦物燃料枯竭的嚴(yán)重局面。

為了減少大氣污染、保護人類生態(tài)環(huán)境、保證能源的長期穩(wěn)定供應(yīng)，必須實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，逐步改變現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)利用新能源。這已成為各國的共識。

在新能源中，公認(rèn)技術(shù)含量最高、最有發(fā)展前途的是太陽能發(fā)電。下面就這兩大類太陽能發(fā)電方式逐一介紹。

一、太陽能發(fā)電的類型及其優(yōu)點

太陽能發(fā)電可分為太陽能熱發(fā)電和太陽能光發(fā)電兩大類。

1.1太陽能熱發(fā)電

聚光式系統(tǒng)的集熱部分由聚光器、跟蹤定位器、吸收器構(gòu)成，不同的技術(shù)常在此部分有所區(qū)別；傳輸部分由管道和介質(zhì)構(gòu)成，介質(zhì)常是空氣或水；儲熱部分用來保證發(fā)電的連續(xù)性，介質(zhì)多為熔鹽。聚光式系統(tǒng)可分為塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)、槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)以及碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。

1.1.1塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)

塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)也稱為集中式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。它利用定日鏡將太陽光聚焦在中心吸熱塔的吸熱器上，在那里將聚焦的輻射能轉(zhuǎn)變成熱能，然后將熱能傳遞給熱力循環(huán)的工質(zhì)，再驅(qū)動熱機做功發(fā)電。

1.1.2槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)

槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)是利用槽式拋物面反射鏡聚光的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的簡稱。該聚光鏡面從幾何上看是將拋物線平移而形成的槽式拋物面，它將太陽光聚在一條線上，在這條焦線上安裝有管狀集熱器，以吸收聚焦后的太陽輻射能，并常常將眾多的槽式拋物面串并聯(lián)成聚光集熱器陣列。該系統(tǒng)中機熱油回路和動力蒸汽回路分離開來，經(jīng)過一系列換熱器來交換熱量。當(dāng)太陽能供應(yīng)不足時，利用一個輔助加熱器將油回路中的導(dǎo)熱油加熱，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定連續(xù)運行。

1.1.3碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)

碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)借助雙軸跟蹤，利用旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡，將入射的太陽輻射進行點聚集，聚光點的溫度一般為500—1000℃，吸熱器洗手這部分輻射能并將其轉(zhuǎn)換成熱能，加熱工質(zhì)以驅(qū)動熱機(如燃氣輪機、斯特林發(fā)動機或其他類型透平等)，從而將熱能轉(zhuǎn)換成電能。該方式的優(yōu)點是：轉(zhuǎn)化效率最高；可模塊化；可以混合發(fā)電。

除了上述幾種聚光式太陽能熱發(fā)電方式以外，太陽池發(fā)電、太陽能塔熱氣流發(fā)電等新領(lǐng)域的研究也有進展。

1.2太陽能光發(fā)電

太陽能光發(fā)電是指無需通過熱過程直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式。它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電。光伏發(fā)電是利用太陽能級半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽光輻射能，并使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式，是的那股勁太陽光發(fā)電的主流。目前世界上應(yīng)用最廣泛的太陽電池是單晶體硅太陽電池、多晶硅太陽能電池、薄膜太陽能電池等。

1.2.1單晶硅電池

單晶硅電池是建立在高質(zhì)量單晶硅材料和相關(guān)的加工處理工藝基礎(chǔ)上的。它的轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。在實驗室里最高的轉(zhuǎn)換效率為23%，而規(guī)模生產(chǎn)的單晶硅太陽能電池，其效率為15%。硅電池進展的重要原因之一是表面鈍化技術(shù)的提高。此外，倒金字塔技術(shù)、雙層減反射膜技術(shù)以及陷光理論的完善也是高晶硅電池發(fā)展的主要原因。

1.2.2多晶硅電池

多晶硅電池與單晶硅比較，由于所使用的硅遠比單晶硅少，其成本遠低于單晶硅電池，具有獨特的優(yōu)勢。但是由于它存在著晶粒界面和晶格錯位的明顯缺陷，造成多晶硅電池光電轉(zhuǎn)換率一直無法突破20%的關(guān)口，低于單晶硅電池。

1.2.3薄膜太陽能電池

薄膜太陽能電池發(fā)電是另一種光伏發(fā)電方式。由于受到原材料、加工工藝和制造過程的制約，若要再大幅度地降低單晶硅太陽電池成本是非常困難的。作為單晶硅電池的替代產(chǎn)品，現(xiàn)在發(fā)展了薄膜太陽電池。目前薄膜電池主要有硅基薄膜太陽電池、化合物半導(dǎo)體薄膜電池、燃料敏化TiO2太陽電池等。

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：可以有效利用建筑物屋頂和幕墻，無需占用土地資源；可原地發(fā)電，原地使用，減少電力輸送的線路損耗；各種彩色光伏組件可取代和節(jié)約外飾材料(如玻璃幕墻等)在白天用電高峰期供電，從而舒緩高峰電力需求；配備蓄電池后，還能滿足安全用電設(shè)施的不斷電要求；太陽能發(fā)電板陣列直接吸收太陽能，降低墻面及屋頂?shù)臏厣?，減輕建筑空調(diào)負荷。

二、太陽能發(fā)電面臨的困難和解決措施

前面介紹了幾種太陽能熱發(fā)電技術(shù)，除碟式發(fā)電系統(tǒng)外，都屬于大規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)，只有做成幾十到幾百兆瓦級的發(fā)電站，成本才可能降下來。太陽能塔熱氣流發(fā)電和太陽池發(fā)電占地面積大，利用效率不高，僅僅在1%左右。因此太陽能塔熱氣流發(fā)電應(yīng)放在土地廣闊、人口稀少的沙漠地區(qū)使用；而太陽池發(fā)電應(yīng)適合放在日照條件好、鹽資源比較豐富的地區(qū)使用?？傮w來看，槽式發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)上最為成熟，且其跟蹤機構(gòu)比較簡單易于實現(xiàn)，總體成本最低。太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)要實現(xiàn)的是低成本的投資和技術(shù)上的高可靠性運行。這要求未來在技術(shù)上要進行新型集熱材料的研究和開發(fā)，快速提高跟蹤機構(gòu)的技術(shù)并降低其實現(xiàn)成本。同時發(fā)電產(chǎn)業(yè)要努力實現(xiàn)規(guī)模化，建立大規(guī)模的并網(wǎng)系統(tǒng)，既節(jié)約成本，又保證系統(tǒng)平穩(wěn)安全運行。

對于光伏發(fā)電來說，總體來看，該產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，主要是由于太陽能發(fā)電初期投資大，控制成本高，而太陽能轉(zhuǎn)化效率比較低，且容易受天氣等多種因素影響。根據(jù)目前光伏發(fā)電發(fā)展?fàn)顩r和其技術(shù)難點，未來的光伏發(fā)電研究需要重視以下幾個方面：一是加快太陽能原材料晶體硅生產(chǎn)技術(shù)的研究和新型替代材料的開發(fā)，降低材料成本并提高其轉(zhuǎn)化效率；二是提高系統(tǒng)控制技術(shù)，如達到光伏電池陣列的最優(yōu)化排列組合、實現(xiàn)太陽光最大功率跟蹤等；三是研究光伏發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)，減少光伏電能對電網(wǎng)的沖擊；四是研究光伏發(fā)電與其他可再生能源發(fā)電技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，保證供電持續(xù)性。

三、我國太陽能發(fā)電的優(yōu)勢和難點

發(fā)展太陽能發(fā)電的需求主要來自滿足農(nóng)村和邊遠地區(qū)的生產(chǎn)與生活用電和21世紀(jì)中持續(xù)發(fā)展我國電力事業(yè)兩個方面。在太陽能發(fā)電上我國具有得天獨厚的有利條件：

(1)豐富的太陽能資源。我國總面積2/3以上的地區(qū)年平均日照時數(shù)在2000h以上，年平均日輻射量在4000MJ/m2以上，要優(yōu)于歐洲和日本，與美國相近。如此豐富的太陽能資源可以節(jié)省太陽能電池的用量，有利于太陽能發(fā)電在較低成本下加以推廣。

(2)我國太陽能電池的生產(chǎn)能力超過日本、美國和歐洲，居世界第一位，2007年我國太陽能電池的產(chǎn)量約為1180兆瓦。2007年在全球太陽能生產(chǎn)企業(yè)16強中，我國占據(jù)了6席。(3)逆變技術(shù)是太陽能發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一，由于在大功率開關(guān)器件開發(fā)和逆變技術(shù)的應(yīng)用等方面，我國已取得長足進步，生產(chǎn)出適用于光伏并網(wǎng)、高效率、高可靠性、低污染、低成本的逆變器成為可能。

但為了太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，必須解決以下幾個問題：

(1)我國生產(chǎn)太陽能電池的原材料主要依靠進口，而絕大多數(shù)太陽能電池和切片用于出口，這種不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的加工業(yè)局面必須盡快扭轉(zhuǎn)。

(2)太陽能發(fā)電的成本在每千瓦小時3元以上，遠遠高于目前居民電網(wǎng)用店家的每千瓦小時0.5元。這也是發(fā)展太陽能發(fā)電的不利一面。

(3)目前，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率比較低，比如小尺寸(1cm2)多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為19.8%，而大尺寸(1000cm2)多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為12%，為了降低太陽能發(fā)電的成本必須提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

(4)我國的太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)起步于獨立型太陽能發(fā)電設(shè)備(10kW以下)，主要用于解決太陽能資源豐富而又無電的邊遠地區(qū)的居民用電。而更大容量(MW級)的并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備的投產(chǎn)是降低成本的途徑之一。

(5)截止到2005年，我國的風(fēng)力發(fā)電總裝機容量為1500MW左右，是太陽能發(fā)電總裝機容量的20倍，到2020年規(guī)劃總裝機容量為30000MW，也是規(guī)劃太陽能發(fā)電總裝機容量的15倍。但兩者特點各異。夏季日照足風(fēng)速低，冬季日照弱風(fēng)速強；同樣白天日照強時風(fēng)小，夜晚無光照時風(fēng)大。太陽能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)是提高電能質(zhì)量和降低成本的另一途徑。

四、結(jié)束語

太陽能發(fā)電對于我國農(nóng)村與邊遠地區(qū)發(fā)展的重要性已經(jīng)深入人心，取得了顯著成績。在近期內(nèi)，應(yīng)用的重點仍應(yīng)是解決農(nóng)村及邊遠地區(qū)的供電。太陽能發(fā)電對于我國電力發(fā)展的重要作用也已開始被認(rèn)識，獨立光伏站已開始示范運行，今后有關(guān)工作應(yīng)繼續(xù)加強，給予更大的支持。而且經(jīng)過十多年的持續(xù)努力，我國已建立了太陽能發(fā)電的研究發(fā)展，設(shè)備制造與應(yīng)用的良好基礎(chǔ)，制定了至2010年的發(fā)展規(guī)劃。積極開拓市場，光電市場的增長比預(yù)期的快。與此同時，加強國際交流合作也是十分重要的。

參考文獻：

魯華永、袁越、陳志飛等，太陽能發(fā)電技術(shù)探討[J].江蘇電機工程，2008，2(1).