光伏材料加工與應用技術專業(yè)學生-文庫吧
2025-11-02 02:39 本頁面
【正文】 9 致謝 10 參考文獻 11 3 國內(nèi)外太陽電池和光伏發(fā)電的進展與前景 摘要： 太陽能發(fā)電是利用電池組件將太陽能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置。太陽能電池組件(Solar cells)是利用半導體材料的 電子 學特性實現(xiàn) PV 轉換的固體裝置，在廣大的無電力網(wǎng)地區(qū)，該裝置可以方便地實現(xiàn)為用戶照明及生活供電，一些發(fā)達國家還可與區(qū)域電網(wǎng)并網(wǎng)實現(xiàn)互補。 關鍵詞： 太陽能 , 發(fā)電 , 綠色 , 照明一體化 1 引言 開發(fā)新能源和可再生清潔能源是二十一世紀世界經(jīng)濟發(fā)展中最具決定性影響的五項技術領域之一。充分開發(fā)利用太陽能是世界各國政府可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略決策，其中陽光發(fā)電則最受矚目。太陽光發(fā)電遠期將大規(guī)模應用，近期可解決特殊應用領域的需要。到 2030 年光伏發(fā)電在 世界總發(fā)電量中將占到 5 一 20％。太陽電池發(fā)電獨具許多優(yōu)點，如安全可靠，無噪聲，無污染，能量隨處可得，不受地域限制，無需消耗燃料，無機械轉動部件，故障率低，維護簡便，可以無人值守，建設周期短，規(guī)模大小隨意，無需架設輸電線路，可以方便地與建筑物相結合等。這些優(yōu)點都是常規(guī)發(fā)電和其它發(fā)電方式所不及的。 2 國際太陽電池和光伏發(fā)電的進展 近幾年國際上光伏發(fā)電快速發(fā)展，美國、歐洲及日本制定了龐大的光伏發(fā)電發(fā)展計劃， 1997 年美國和歐洲相繼宣布 “ 百萬屋頂光伏計劃 ” ，日本 1997 年補貼 “ 屋頂光伏計劃 ” 的經(jīng)費為 9200 萬美元。美國計劃到 2021 年安裝 1000～ 3000MW 太陽電池，日本的目標是 7600Mw。印度計劃 1998 一 2021 年太陽電池總產(chǎn)量為 150MW，其中 2021年為 50MW。國際光伏市場開始由邊遠農(nóng)村和特殊應用向井網(wǎng)發(fā)電和與建筑結合供電的方向發(fā)展，光伏發(fā)電已由補充能源向替代能源過渡。表：和表 2 列出了近年來世界太陽電池組件的生產(chǎn)和發(fā)貨量以及主要國家所占的比例。 表 1 世界太陽電池組件發(fā)貨量（ Mw） 4 國際上許多發(fā)達國家的政府都重視光伏技術的研究與發(fā)展，其 1996 年的經(jīng)費分配情況見表 3。實驗室各種太陽電池的最高效率列于表 4，但這種高效電池往往是采用高成本的精密工藝來達到的，未必能簡單地推廣應用到生產(chǎn)上。 國際上目前很難確定那一種太陽電池是最佳選擇。雖然目前晶體硅電他銷量最大，但大家公認今后薄膜電池最具有潛力；另外，不同電他的特性各不相同，在光伏市場中各有其不同的應用領域，例如非晶硅電池主要應用在商用電子方面，多晶硅電池主要用于光伏屋頂，單晶硅電池主要在高功率應用上。 最近幾年國際上對多晶硅薄膜電他的研究較活躍，但采用哪種工藝方案較佳，尚難斷定。近幾年有機納米太陽電他的效率有較大提高，受到一定的關注。在鍺片上用 MOCVD 法制作砷化鑄空間太陽電池取得進展。 美國國家光伏發(fā)電計劃的總目標是使其在國家的經(jīng)濟中具有明顯的作用。 1997 年光伏計劃指標是： 2021 年光伏發(fā)電的電費（井網(wǎng)）達到 12 一 m 美分／ kWh，光伏發(fā)電系統(tǒng)價格為 3 一 7 美元／ w，組件效率為 10 一 20％。 光伏產(chǎn)品在國際上的四個主要市場：消費性產(chǎn)品（ 14％）；離開電網(wǎng)的居民供電系統(tǒng)（ 35％）；離開電網(wǎng)的工業(yè)供電系統(tǒng)（ 33％），井網(wǎng)光伏系統(tǒng)（ 18％）。 發(fā)達國家近幾年來主要開拓的市場是屋頂式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。其原因是發(fā)達國家的電網(wǎng)分布已很密集，井網(wǎng)發(fā)電不用蓄電池，電網(wǎng)峰值用電的電費高，陽光好的地區(qū)采用光伏發(fā)電的電價已接近商品電價（估計在 2021 年到 2021 年進入成本合算期），人們預測 10 年后屋頂井網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將大規(guī)模推廣應用。 5 井網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)應用始于 80 年代初，美國、日本、德國、意大利都為此作出了努力，當時建造的都是較大型的光伏井網(wǎng)電站，規(guī)模從 100kw 到 IMW 不等，而且都是政府投資建設的試驗性電站。但試驗 結果并不十分理想，由于當時太陽電池很貴，很難讓電力公司接受。 自 90 年代以來，國外發(fā)達國家重新掀起了發(fā)展井網(wǎng)光伏系統(tǒng)的高潮，這次的努力不是建造大型井網(wǎng)光伏電站，而是發(fā)展屋頂光伏井網(wǎng)系統(tǒng)，屋頂井網(wǎng)光伏系統(tǒng)充分利用了陽光的分散性特點，將太陽電池安裝在現(xiàn)成的屋頂上，其靈活性和經(jīng)濟性都大大優(yōu)于大型并網(wǎng)光伏電站，受到了各國的重視。 1993 年，德國首先開始實施由政府投資支持，被電力公司認可的 1000 屋頂計劃，繼而擴展為 2021 屋頂計劃，現(xiàn)在實際建成的屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)超過 5000。這些屋頂井網(wǎng)系統(tǒng)均 不帶蓄電池，屬于不可派送的發(fā)電系統(tǒng)，電力公司對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)出的電予以收購，大大刺激了這一領域的商業(yè)性發(fā)展和技術上的完善。德國政府于1999 年：月開始實施 10 萬太陽能屋頂（每戶約 3kW 一 5kW）計劃，今后幾年內(nèi)需要300MW 一 500MW 太陽電池。 1999 年先推廣 6000 套，共 18Mw，政府給用戶 37． 5％的補助及 10 年的無息貨款。由此可以看出德國政府在推廣光伏屋頂系統(tǒng)上的決心。 日本在光伏發(fā)電與建筑結合方面已經(jīng)有十幾年的努力，尤其在 199
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