【正文】 能源利用方式，從煤和石油逐漸轉(zhuǎn)化為可再生能源，從而徹底改變?nèi)祟惏l(fā)展與能源危機(jī)和環(huán)境污染之間的矛盾。不久的將來(lái)，若實(shí)施全球限制排放政策，將對(duì)我國(guó)的能源利用產(chǎn)生較大影響。從表4可以看出，太陽(yáng)能作為清潔能源，將在能源供應(yīng)中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。從光能轉(zhuǎn)換成電能是由半導(dǎo)體特有的量子效應(yīng)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換法，不像火力發(fā)電和原子能發(fā)電，需要渦輪和發(fā)電機(jī)這樣的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，且沒(méi)有噪聲以及放射源泄漏或爆炸的危險(xiǎn)，當(dāng)然也沒(méi)有有害氣體的產(chǎn)生，是無(wú)公害的清潔能源轉(zhuǎn)換方法。因?yàn)闆](méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械和高溫高壓部分，因此就沒(méi)有所謂的機(jī)械磨損，也不需要潤(rùn)滑油。（3）光發(fā)電是對(duì)廢棄能源的有效利用。與此相比，太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率雖為15%,但它卻沒(méi)有消耗任何燃料，只是把本來(lái)放棄的能量的15％轉(zhuǎn)變成電能而有效的利用起來(lái)了，從這一點(diǎn)來(lái)講是有很大的區(qū)別的。發(fā)電設(shè)備建設(shè)周期很長(zhǎng)，運(yùn)行以后無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)增加尖峰時(shí)所需電力。其應(yīng)對(duì)的辦法，如核電就用抽水蓄能水力發(fā)是以削平電力峰值。而且太陽(yáng)能發(fā)電的電力負(fù)荷曲線賜好與城市電力的需求相吻合。目前，國(guó)外“太陽(yáng) 能空調(diào)器”產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)用化，太陽(yáng)能發(fā)電提供了容量約空調(diào)的50％，主要起“平峰”作用。常規(guī)能源有火力、水力、核電等新能源則有風(fēng)力、太陽(yáng)能等。特別是自然災(zāi)害之際，學(xué)校、醫(yī)院、公園都需事先設(shè)置緊急的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備用電源。東鄰株洲、攸縣、安仁；南界永興、桂陽(yáng)；西接冷水灘、祁陽(yáng)、東安、邵陽(yáng)、邵東；北靠雙峰、湘潭。XX市是我國(guó)南方的重要交通樞紐，京廣、湘桂線交匯于市區(qū)，境內(nèi)通車?yán)锍?50公里，有火車站33個(gè)。全市100%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、88%的村通了公路，通車總里程7643公里。水上運(yùn)輸也很便利。(2)綜合經(jīng)濟(jì)2008年，增長(zhǎng)12%。人均GDP為13670元，%。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)二、三、一排列，第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、%。%以內(nèi)。原材料、。安全生產(chǎn)形勢(shì)好轉(zhuǎn)。經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中存在的主要問(wèn)題是：經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式仍較粗放；結(jié)構(gòu)性矛盾仍較突出；節(jié)能減排任務(wù)重；農(nóng)民持續(xù)增收后勁不強(qiáng)；解決民生問(wèn)題薄弱環(huán)節(jié)多；就業(yè)壓力大等。%。規(guī)模以上工業(yè)中，%；，%。(4)科技科技自主創(chuàng)新能力實(shí)現(xiàn)新突破。安排市本級(jí)計(jì)劃197項(xiàng)。全年專利申請(qǐng)415件，獲授權(quán)專利275件。以立法的形式強(qiáng)制社會(huì)接納和開(kāi)發(fā)可再生能源。歐盟在能源政策白皮書(shū)中，把可再生能源視為“提高能源競(jìng)爭(zhēng)力，保證供應(yīng)安全和環(huán)境保護(hù)”三大戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵，制定了2010年可再生能源要占?xì)W盟總能源消耗的12%的雄偉目標(biāo)，其中，光伏發(fā)電增加到3GW。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，以歐盟為代表的地區(qū)集團(tuán)，大力開(kāi)發(fā)利用可再生能源，取得了積極的效果。近年來(lái)，以德國(guó)、西班牙為代表的一些國(guó)家通過(guò)立法等方式，進(jìn)一步加快了可再生能源的發(fā)展速度，這些國(guó)家1999年以來(lái)可再生能源年均增長(zhǎng)速度均在30%以上。綜上所述，世界各種權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)可再生能源替代速度和光伏發(fā)電未來(lái)前景的預(yù)測(cè)具有高度一致性。這些預(yù)測(cè)充分說(shuō)明可再生能源替代化石燃料的緊迫性和必然性，說(shuō)明光伏發(fā)電未來(lái)的重要戰(zhàn)略地位。2001年以后，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，電力需求以每年超過(guò)20%的速度增長(zhǎng)，2003年全國(guó)出現(xiàn)電力供應(yīng)嚴(yán)重不足的現(xiàn)象，電力供應(yīng)的緊張情況在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)都不會(huì)緩解。表6給出了2008年我國(guó)電力裝機(jī)和發(fā)電情況。表5 2008年中國(guó)電力裝機(jī)和發(fā)電情況（電力科學(xué)院）發(fā)電方式裝機(jī)容量（10MW） 發(fā)電量（億千瓦時(shí)） 容 量 占總量百分比 電 量 占總量百分比 （10MW） （%） （億千瓦時(shí)） （%） 火電2655413522水電86072746核電446265總計(jì)3565710016542100光伏發(fā)電系統(tǒng)將在中國(guó)未來(lái)的電力供應(yīng)中扮演重要的角色，預(yù)計(jì)到2010年中國(guó)的光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到600MWp，2020年累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到30GWp，2050年將達(dá)到100GWp。表6 2010和2020年中國(guó)發(fā)電裝機(jī)預(yù)測(cè)（GW）（電力科學(xué)院）年煤水核缺口總計(jì)201040013537%%%%100%202059222036102950%%%%100%圖1 中國(guó)2010年常規(guī)發(fā)電裝機(jī)和缺口預(yù)測(cè) 圖2 中國(guó)2020年常規(guī)發(fā)電裝機(jī)和缺口預(yù)測(cè) （2）中國(guó)太陽(yáng)能的資源狀況我國(guó)地處北半球，土地遼闊，幅員廣大，國(guó)土總面積達(dá)960萬(wàn)平方公里。在我國(guó)廣闊富饒的土地上，有著豐富的太陽(yáng)能資源。根據(jù)各地接受太陽(yáng)總輻射量的多少，可將全國(guó)劃分為五類地區(qū)。這些地區(qū)包括寧夏北部、甘肅北部、新疆東部、青海西部和西藏西部等地。二類地區(qū)為我國(guó)太陽(yáng)能資源較豐富地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量為58506680 MJ/m2。三類地區(qū)為我國(guó)太陽(yáng)能資源中等類型地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量為50005850MJ/m2。四類地區(qū)是我國(guó)太陽(yáng)能資源較差地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量42005000MJ/m2。五類地區(qū)主要包括四川、貴州兩省，是我國(guó)太陽(yáng)能資源最少的地區(qū)，年太陽(yáng)輻射總量33504200MJ/m2。從氣象局取得的數(shù)據(jù)是水平面的輻射數(shù)據(jù)，包括：水平面總輻射，水平面直接輻射和水平面散射輻射。與同緯度的其它國(guó)家相比，和美國(guó)類似，比歐洲、日本優(yōu)越得多。特別是一、二類地區(qū)，正是我國(guó)人口稀少、居住分散、交通不便的偏僻、邊遠(yuǎn)的廣大西北地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，可再生能源將是未來(lái)人類主要的能源來(lái)源，因此世界上多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家都十分重視可再生能源在未來(lái)能源供應(yīng)的重要作用。（3）中國(guó)光伏發(fā)電重大項(xiàng)目和活動(dòng)概述到目前為止，中國(guó)重大的光伏發(fā)電項(xiàng)目都是在中國(guó)政府、外國(guó)政府以及國(guó)際相關(guān)機(jī)構(gòu)的支持下開(kāi)展和完成的。這些項(xiàng)目包括：中國(guó)政府：西部省區(qū)無(wú)電鄉(xiāng)通電計(jì)劃，簡(jiǎn)稱“送電到鄉(xiāng)”工程；中國(guó)政府：“光明工程”先導(dǎo)項(xiàng)目；全球環(huán)境基金：國(guó)家發(fā)改委/全球環(huán)境基金/世界銀行中國(guó)可再生能源發(fā)展項(xiàng)目（REDP）；中國(guó)－荷蘭合作：絲綢之路光明工程；中國(guó)－德國(guó)合作：中德財(cái)政合作西部太陽(yáng)能項(xiàng)目（KFW）；中國(guó)－德國(guó)合作：中德技術(shù)合作在農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用可再生能源改善當(dāng)?shù)匕l(fā)展機(jī)遇項(xiàng)目（GTZ）；中國(guó)－加拿大合作：CIDA太陽(yáng)能農(nóng)村通電項(xiàng)目；中國(guó)－日本合作：NEDO光伏項(xiàng)目。這些項(xiàng)目遍及中國(guó)西部的各個(gè)省區(qū)、中部的部市以及東部的沿海島嶼。無(wú)論是中國(guó)的荒漠面積還是城鄉(xiāng)屋頂面積，都足以用于太陽(yáng)能光伏屋頂發(fā)電系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用。隨著偏遠(yuǎn)農(nóng)村、牧區(qū)對(duì)電力需求的不斷增加和政府支持力度的加大，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)將得到較快發(fā)展。我國(guó)2002年在西部地區(qū)實(shí)施了“光明工程”計(jì)劃，在隨后幾年里，太陽(yáng)能電池的增長(zhǎng)速度超過(guò)30%，預(yù)計(jì)在今后10年里，以單晶硅和多晶硅太陽(yáng)能電池為主的晶體硅太陽(yáng)能電池還將獲得飛速發(fā)展。我國(guó)尚有約2700萬(wàn)戶農(nóng)村人口還沒(méi)用上電，60%的有電縣嚴(yán)重缺電，光伏發(fā)電市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿薮蟆?008年北京奧運(yùn)會(huì)的主題就是“綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、人文奧運(yùn)”，“水立方”和“鳥(niǎo)巢”的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了環(huán)保科技的魅力和風(fēng)姿！而上海市為2010年的“世博會(huì)”早早確定了太陽(yáng)能應(yīng)用的藍(lán)圖，崇明島的太陽(yáng)能電站、“十萬(wàn)屋頂計(jì)劃”、生態(tài)樣板居住小區(qū)建設(shè)，為大都市太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用做出示范。30’53”——112176。55’92”—26176。適合建設(shè)太陽(yáng)能光伏電站。可以粗略計(jì)算“環(huán)境效益”如下：①每KWh電耗煤：目前我國(guó)發(fā)電耗煤為平均390g標(biāo)煤/KWh(能源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匯編，國(guó)家計(jì)委能源所，p16)②每發(fā)1KWh電排放CO2C + O2 = CO212 32 4444/12180。 CO2/KWh=180。④每瓦光伏組件平均每年相當(dāng)減排CO2噸數(shù)180。103噸CO2/KWh＝180。我國(guó)到2010年太陽(yáng)能電池的累計(jì)用量將達(dá)到600MWp，預(yù)計(jì)其中五分之一是并網(wǎng)發(fā)電，五分之四是獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)，則相當(dāng)于減排二氧化碳135萬(wàn)噸；2020年光伏發(fā)電累計(jì)安裝30GWp，將減排6750萬(wàn)噸。就業(yè)人數(shù)估算如下：19992000年：我國(guó)光伏技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的就業(yè)總?cè)藬?shù)約3000人(包括研究開(kāi)發(fā),光伏產(chǎn)業(yè)，蓄電池部分生產(chǎn)人員，逆變器/控制器,系統(tǒng)集成,產(chǎn)品營(yíng)銷等),光伏產(chǎn)量約3MWp，平均1KWp/人；20052010年:20102020年:平均3KWp/人我國(guó)到2010年如果能達(dá)到預(yù)期的年生產(chǎn)量180MWp太陽(yáng)能電池的發(fā)展目標(biāo)，則光伏工業(yè)所能提供的就業(yè)機(jī)會(huì)將達(dá)到45萬(wàn)人；，則所能提供的就業(yè)機(jī)會(huì)將達(dá)到2450萬(wàn)人。　廠址選擇選擇一 XX縣樟樹(shù)鄉(xiāng)羅洪村。位于省道S315線（高級(jí)瀝青路面）側(cè)旁，距XX市區(qū)6公里。氣候狀況我縣沿S315線是有名的衡邵干旱走廊，日照時(shí)間長(zhǎng)，陽(yáng)光很充足，年無(wú)霜期270320天，年降雨量：。同時(shí)，高嶺村東、西、南三面共有50萬(wàn)伏、22萬(wàn)伏、11萬(wàn)伏變電站四座，距離均在十公里內(nèi)，方便本項(xiàng)目發(fā)電并網(wǎng)。XX市蒸湘區(qū)呆鷹嶺鎮(zhèn)高嶺村地處XX市西郊，位于東經(jīng)112176。31’06”，北緯26176。56’84”，—，℃，日平均氣溫≥10℃℃，持續(xù)期達(dá)235天，無(wú)霜期達(dá)293天。北面1公里有220KV東陽(yáng)變電站，該地段范圍內(nèi)主要以山地為主，僅有少量荒地，土地利用無(wú)政策障礙。氣候狀況新田村、平田村位于東經(jīng)112176。48′。℃；日平均氣溫≥10℃℃，持續(xù)期為260天；；無(wú)霜期達(dá)318天。光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池這種半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽(yáng)光輻射能，并使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式，是當(dāng)今太陽(yáng)光發(fā)電的主流,通常所說(shuō)太陽(yáng)光發(fā)電就是指太陽(yáng)能光伏發(fā)電。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的功率流原理如下圖：它由太陽(yáng)能電池方陣、光伏陣列防雷匯流箱、直流防雷配電柜、光伏并網(wǎng)逆變器、交流升壓配電系統(tǒng)等部分組成，其系統(tǒng)組成如框圖所示。 主要硬件設(shè)施選擇 太陽(yáng)能電池組件選擇太陽(yáng)能電池組件工作原理太陽(yáng)能電池組件方陣是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)將光能轉(zhuǎn)換成電能的核心部件，太陽(yáng)能電池片就是這些核心部件里的關(guān)鍵器件；太陽(yáng)能是一種輻射能，它必須借助于能量轉(zhuǎn)換器才能轉(zhuǎn)換成為電能。太陽(yáng)能硅電池原理的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏打效應(yīng)。當(dāng)太陽(yáng)光或其他光照射半導(dǎo)體的PN結(jié)時(shí)，就會(huì)在PN結(jié)的兩邊出現(xiàn)電壓．叫做光生電壓這種現(xiàn)象，就是著名的光生伏打效應(yīng)，使PN結(jié)短路，就會(huì)產(chǎn)生電流。電子就像行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)一樣．按照一定的軌道圍繞著原子核旋轉(zhuǎn)。它們?cè)谕鈦?lái)能量的激發(fā)下，如受到太陽(yáng)光輻射時(shí)，就會(huì)擺脫原子核的束縛而成為自由電子，同時(shí)在它原來(lái)的地方留出一個(gè)空位，即半導(dǎo)體物理學(xué)中所謂的“空穴”。電子和空穴就是單晶硅中可以運(yùn)動(dòng)的電荷。如果在硅晶體中摻人能夠俘獲電子的硼、鋁、鎵、銦等雜質(zhì)元素，那么就構(gòu)成了空穴型半導(dǎo)體，簡(jiǎn)稱P型半導(dǎo)體。若把這兩種半導(dǎo)體結(jié)合在一起，由于電子和空穴的擴(kuò)散，在交界面處便會(huì)形成PN結(jié)，并在結(jié)的兩邊形成內(nèi)建電場(chǎng)，又稱勢(shì)壘電場(chǎng)。當(dāng)太陽(yáng)光照射PN結(jié)時(shí)，在半導(dǎo)體內(nèi)的原子由于獲得了光能而釋放電子，同時(shí)相應(yīng)地便產(chǎn)生了電子空穴對(duì)．并在勢(shì)壘電場(chǎng)的作用下，電子被驅(qū)向N型區(qū)，空穴被驅(qū)向P型區(qū)，從而使N型區(qū)有過(guò)剩的電子．P型區(qū)有過(guò)剩的空穴。光生電場(chǎng)的一部分抵消勢(shì)壘電場(chǎng)，其余部分使P型區(qū)帶正電。當(dāng)接通外電路時(shí)便有電能輸出。若把幾十個(gè)、數(shù)百個(gè)太陽(yáng)能電池單體串聯(lián)、并聯(lián)起來(lái)，便可獲得幾十瓦到兩百多瓦的輸出功率，從而組成太陽(yáng)能電池組件，太陽(yáng)能電池組件再經(jīng)過(guò)串聯(lián)、并聯(lián)組成太陽(yáng)能電池方陣，如圖11所示，電池方陣能夠輸出足夠功率供負(fù)載使用。對(duì)于接到同一臺(tái)并網(wǎng)逆變器的光伏電池組件，為了使光伏電池組件工作在最大功率點(diǎn)，要求使用同類型的光伏電池組件，且朝向保持一致。但環(huán)境溫度的變化會(huì)影響光伏電池組件開(kāi)路電壓的變化，兩者之間的關(guān)系為3mV/℃左右，所以在設(shè)計(jì)光伏電池組件串聯(lián)數(shù)量時(shí)，一定要考慮溫度的變化范圍。 經(jīng)過(guò)計(jì)算：560V/35V＝16,得出：每個(gè)電池串列可采用16塊電池組件串聯(lián)，光伏電池串列的峰值工作電壓：560V，開(kāi)路電壓：720V，滿足250K3