关于发展宝安区太阳能光伏产业的思考.docx

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关于发展宝安区太阳能光伏产业的思考
关于发展宝安区太阳能光伏产业的思考
——宝安区发展太阳能光伏产业的意义、现状、问题及对策
蒋铭章
太阳能既是一次性能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。太阳能利用在产业化方面包括两大部分，即太阳能热利用产业和太阳能光伏产业。近20多年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。而光伏产业是20世纪80年代后世界上增长最快的高新技术产业之一。对宝安来说，发展太阳能光伏产业不仅符合循环经济理念，还可培育成新的经济增长点。
一、太阳能光伏发电的原理和产业发展前景
1、太阳能光伏发电的原理和技术
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能转换为电能有两种基本途径：一种是把太阳辐射能转换为热能，即“太阳热发电”，目前以色列的技术最为先进。另一种是通过光电器件将太阳光直接转换为电能，即“太阳光伏发电”，美国、日本和德国的技术居世界前列。
（1）光伏发电原理。太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能。太阳能电池是对光有响应并能将光能转换成电力的器件，太阳能电池发电的主要原理是半导体的光电效应：硅原子有4个电子，如果在纯硅中掺入有5个电子的原子如磷原子，就成为带负电的N型半导体；若在纯硅中掺入有3个电子的原子如硼原子，形成带正电的P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N
结后，空穴由N极往P极移动，电子由P极向N极区移动，形成电流。这个过程的实质是光子能量转换成电能的过程。
（2）光伏发电技术。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电。而通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，因此又称太阳能光伏技术。20世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破，为太阳能利用进入现代产业化发展时期奠定了技术基础：一是1954年美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池；二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。
（3）光伏发电设备。光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件。光伏发电设备极为精练，可靠稳定寿命长、安装维护简便。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅和薄膜电池等。目前，单晶硅和多晶硅电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算机辅助电源等。由一个或多个太阳能电池组成的太阳能电池板称为光伏组件。由于目前世界上应用最广泛的太阳能电池是晶体硅太阳电池，所以太阳能电池的生产是光伏产业链中最关键的一环。
2、太阳能光伏发电的应用领域及产品
1954年美国贝尔实验室诞生第一个太阳能电池，20世纪60年代美国采用太阳能电池作为人造卫星能源。至70年代石油能源危机爆发后，太阳能电池开始被应用于民用领域。目前太阳能光伏发电产品主要用于五个方面：
一是用户太阳能电源：（1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电；（
2）3-5W家庭屋顶并网发电系统。这在发达国家已经大面积推广实施，但我国并网发电还未起步。预计2008年奥运会部分用电将会由太阳能发电提供。（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
二是交通领域：如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守班供电等。
三是通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
四是石油、海洋、气象领域：石油管道和水闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。
五是太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统：海水淡化设备、卫星、航天器、空间太阳能电站等。
3、太阳能光伏发电的特点和缺点
（1）太阳能光伏发电的特点：一是太阳能取之不尽、用之不竭。据估算，一年之中投射到地球的太阳能，其能量相当于137万亿吨标准煤所产生的热量，大约为目前全球一年内利用各种能源所产生能量的2万倍。二是太阳能在转换过程中不会污染环境。三是太阳能资源遍及全球，可以分散地、区域性开采。我国约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源。四是光伏发电是间歇性的，有阳光时才发电，且发电量与阳光的强弱成正比关系。五、光伏发电是