太阳能发电

太阳能发电

随着经济的发展、社会的进步，人们对能源的需求越来越多，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有能源主要有火电、水电、风电和核电。

火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排出CO2和二氧化硫，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。

水要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受季节的影响。

风力发电的电机噪声很大，风车会占用大片土地，也会影响鸟类的正常活动。风资源不稳定，也不可控。

核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到了不同程度的损害，而且这一影响并未终止。

这些都迫使人们去寻找新能源。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。其中，最理想的新能源是大阳能。

1. 太阳能发电是最理想的新能源

照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。

从太阳能获得电力，需通过大阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。

要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。

2. 太阳能发电的应用

太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散地进行，所以它适

于各家各户分激进行发电，而且要联接到供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决，关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电。

当前阻碍太阳能发电普及的最主要因素是费用昂贵。只有降低费用太阳能发电才能够真正普及。降低费用的关键在于太阳电池提高变换效率和降低成本。

如今新开发出一种新的太阳电池，每一单元是直径不到1毫米的小珠，它们密密麻麻规则地分布在柔软的铝箔上，就像许多蚕卵紧贴在纸上一样。在大约50平方厘米的面积上便分布有1，700个这样的单元。这种新电池的特点是，虽然变换效率只有8％—10%，但价格便宜。而且铝箔底衬柔软结实，可以像布帛一样随意折叠且经久耐用，挂在向阳处便可发电，非常方便。这样完全可以同普通电厂产生的电力相竞争。

3. 国外太阳能开发利用现状

目前，全世界有136个国家正在普及推广应用太阳能发电技术，其中95个国家正在大规模研究开发和生产各种太阳能发电设备和太阳电池应用产品。其中日本发展较快，太阳电池产量约占世界总产量的50%，10年内太阳电池的每瓦成本下降90%。

世界各主要国家都在努力提高太阳能发电设备的生产规模和应用规模，因为太阳电池从生产量10MW 开始，每增加一倍，成本将降低20%。应用上建立MW 级的大型太阳能发电站，不但可以降低成本，还可以缓解荒漠和海岛地区的供电和环境问题，为荒漠地区生态治理和海 岛海水淡化提供动力，改善生态环境。

4. 我国太阳能开发利用现状

我国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17 000亿t 标准煤。太阳能资源开发利用的 潜力非常广阔。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在某些国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，中国光伏发电产业迅猛发展。

5. 我国太阳能发电的前景分析

我国发展独立型太阳能发电设备具有独特的优势。现在的无电区都处于太阳能资源丰富的西部地区和东南部海岛，太阳能辐射总量大，年平均日照时间长，建设太阳能发电站可以少用太阳电池和蓄电池，年发电量高，从而使太阳能发电成本显著下降。如 果用柴油发电来解决这些无电地区的供电问题，其发电成本考虑运输费用在内，超过太阳能 发电成本。如果从现有输电网架设线路来解决

这些无电地区的供电问题，投资费用大。据资料介绍，建设1km 的输电线路，相当于5～6kW 太阳能电设备的投资费用。无电地区绝大部分 都离输电网几十公里，即使建设100kW 以上的太阳能发电站的投资费用也低于建设输电线路 的费用。因此，在我国建设太阳能发电站具有很强的优势，发展前景广阔。

并网型户用太阳能发电设备将成为我国太阳能发电产业的另一个主要市场。并网型户用太阳能发电设备可以合法地与电网相联，在白天可 以把太阳发电设备发出的多余的电供给电网，在晚上可以由电网供电，标志着太阳能发电由 边远和海岛地区的特殊供电电源向一般电网电源发展，由补充能源向替代能源发展。不过， 目前并网型户用太阳能发电设备的上网电价远远高于电网城乡电价，只有通过试验性并网型 户用太阳能发电设备，解决关键技术问题，使发电成本降到接近火力发电成本，并网型户用太阳能发电设备才能实现真正意义上大规模推广。

4. 太阳能电池发电原理

太阳能电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅等。它们的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。P 型晶体硅经过掺杂磷可得N 型硅，形成P －N 结。

当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P －N 结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。

5. 太阳能电池的应用

太阳能电池在众多领域中能够大显身手。

如：太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。欧美等先进国家将光伏发电并入城市用电系统及边远地区自然界村落供电系统纳入发展方向。太阳电池与建筑系统的结合已经形成产业化趋势。

我的观点：随着太阳能技术的成熟，成本的降低。太阳能作为一种清洁能源一定会越来越受欢迎。在发电领域所占用的比例会越来越大。最终成为主导能源。