摘要：能源是社会和经济发展的重要保障，大力开发可再生能源是解决能源危机的主要途径。太阳能光伏发电是一种最具可持续发展理想特征的可再生能源发电技术，近年来我国政府也相继出台了一系列鼓励和支持太阳能光伏产业发展的政策法规，使得太阳能光伏产业迅速发展，光伏发电技术和应用水平不断提高，应用范围逐步扩大，我国光伏发电的前景十分广阔。随着化石能源消耗的不断增长，世界性的能源危机和环境问题已经日益突出。在绿色可再生能源中，太阳能凭借其存储量无限、清洁安全以及易于获取等独特优点而受到了世界各国科研领域的普遍关注，太阳能光伏发电技术的应用更是普遍关注的焦点。我国化石能源相对贫乏而能源消耗量巨大，因此展开对太阳能光伏发电技术的研究和应用上的普及对我国未来的经济发展有着非常重要的战略意义。一套基本的光伏发电系统一般由太阳能电池板、蓄电池、直流控制系统和逆变器组成。其中，直流控制系统是光伏发电系统的核心部分。
关键词：太阳能光伏发电；能源问题；新能源开发；应用现状；探讨
引言
作为新能源之一的太阳能，其与传统能源相比较具有四大优势：储量巨大、应用便利、供应持久、清洁无害。伴随着科学技术的进步，太阳能光伏产业的发展异常迅速，在可预见的未来，太阳能将会成为日趋枯竭的传统化石类能源的有效替代物。虽然太阳能光伏产业拥有非常大的发展潜力，但是，根据光伏产业发展所面临的现实状况与光伏企业发展过程中所遇到的难题来看，如果光伏产业的发展不依靠产业政策的支持而单单只依靠市场行为，太阳能光伏产业的发展会受到技术与资金等多方面不利因素的影响而无法逾越产业初期的发展困局。所以，太阳能光伏产业的发展初期阶段，需要政府部门通过优惠、补贴等政策来支持太阳能光伏产业的发展，完善光伏产业链，并且引导社会资本的引入，通过光伏产业生产规模的不断扩大与技术创新带来的光伏发电成本下降来推动太阳能光伏产业的发展。
一、能源问题
围绕能源的问题实在太多，人类社会的发展历程，往往是伴随着能源的开发和运用历程展开的，从农耕时代的人力、蓄力到如今大量机械及电器设备的运用，我们都可以看到能源以不同形式存在和运用的范例，然而至今不到200年应用历程的电能，在所有能源中所占的比重越来越大，其传输的高效，能量间的转换和控制容易等都是电能的优点，而当今社会生活中大量电器产品的出现，更将我们对电能的依赖推向了极致，你是否想过，如果你的生活中停电了该怎么办？事实上，生活在现代社会的人们，这样的事情一旦发生，所有的生活都很难想象。为避免这样糟糕的事出现，我们建立了强大而复杂的电力供给网络及支撑这些网络的能源基地，其中包括水电站、火电站和核电站等传统能源基地，对于一些重要场所的设备用电，我们采用了UPS等多套的备用电源供给方案。按理说，多重保险已将这样的发生概率降至极点，然而，情况并非如此。人类对电能的需求与日俱增，在追求舒适生活时，能源的消耗也大幅度递增，在我国的重庆、武汉等城市，每年夏季高温，大量家庭空调的集中使用让电力网络远远超过平时的用电负荷，电力公司不得不采取必要的限电措施来维持基本的生活用电所需。当然，这样的状况也给电力公司的发展带来了更多机会，也同时给我们关于能源的运用带来了更多思考：传统的能源还能大规模开发吗？传统的能源基地的开发和利用空间究竟有多大？过去的几十年，传统能源的大规模开发使经济迅速发展，然而过度的开发已导致地球环境越来越糟糕，最近几年，地球上频繁出现的极端气候，洪水、干旱、泥石流频频发生已向我们敲响了警钟。
二、太阳能光伏发电的基本原理
太阳能光伏发电的原理简单来讲就是光生伏特效应，太阳能电池在这个过程中起到了重要的能量转化作用。具体而言，当太阳光线接触到太阳能电池时，其中的光能会被电池所吸收，进而形成光生子，而在内建电场的控制之下，光生电子会与空穴发生隔离反应，这种反应产生的异号电荷在经过一段时间的积累之后会汇聚形成光生电压，这就是所谓的光生伏特效应。另外，在内建电场中，一旦接上负载就可以使光生电源流出，从而实现功率的输出与利用，完成从太阳能转化成为电能的最终目的。
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三、太阳能光伏发电的优缺点
1、太阳能光伏发电的优点
与火力发电系统相比，太阳能光伏发电的优点主要是：从环境效益上说，太阳能光伏发电污染排放少，不会有资源枯竭的危险，使用者心理上更容易接受，符合现代人绿色环保的能源理念。从经济效益上说，太阳能光伏发电能源质量，不需要消耗燃料、不受地域限制，设施一旦投放，即可就地发电，经济效益显著。从技术角度而言，太阳能光伏发电技术已经日趋成熟，无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠，一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，维护成本低。
2、太阳能光伏发电的缺点
从环境效益上来说，光伏生产最重要的一个环节就是多晶硅的生产。多晶硅行业是个重污染的行业，国内尾气回收工艺不尽完善，晶硅副产品是四化硅是高毒物质，倾倒或掩埋四氯化硅将造成寸草不生土地几百年都无法使用等巨大的环境风险。
从经济效益上来说，虽然太阳能光伏一点投入使用后便会产生巨大的经济效益，但是在前期投入上，投入成本仍然是巨大的。他能量密度低、需要占用大量的土地资源，且受气候因素和地理位置的影响较大。再者，太阳能电池组件成本高昂，目前仍然达不到将其进行民用普及的水平。
从技术角度来说，目前太阳能光伏技术已经日趋成熟，但是目前太阳能电池生产成本迟迟不能降下来也可以说是一个技术难度。为了降低成本，现在普遍采用多晶硅代替电池中的单晶硅。多晶硅材料制备的新技术、快速掺杂表面处理技术、提高硅片质量等是当前的主要技术问题。
四、全世界光伏太阳能的开发及应用状况
当电能最先造福人类的时候，已有人想到将太阳能直接转变为电能的方案，1883年在美国出现的第一个大面积硒薄膜光伏太阳能电池是最早的应用原型，到1955年，一个造价达到1500美元/瓦，效率为2%光伏太阳能电池出现在美国的Hoffman电子，到1958年，其效率已提高到10%，并在美国的NASA先锋卫星首次应用，之后，光伏太阳能电池被大量应用于太空，几乎所有送到太空的卫星、航天器、空间站，都用到光伏太阳能电池板，外太空的大规模运用，促进了技术的进步，使发电效率进一步提高，产量持续增加，成本不断下降。大规模光伏太阳能电池的应用在21世纪开始，最近10年光伏太阳能产量由1997年的125.8MWP，增加到2007年的3730MWP，年平均增长率41.3%，最近5年的年平均增长率达到49.5%。2007年，全球光伏太阳能安装量为2.4GWP，德国约占47%，西班牙约占23%（分别为世界第一和第二）。2008年，安装量增至5.5GW，累计安装量已达15GW，按地区排名，西班牙新装机量为2.5GW（占45.4%为世界第一，德国第二）。2011年全球累计安装量已增至2.4GWP，其中，意大利28%，德国26%，美国10%（分别排名第一，第二和第三）。预计到2020年，全球总装机量将达200GWP，绝大部分为并网发电。
结语
综上所述，太阳能是人类开发的新能源，太阳能光伏发电具有可再生性和环保性，与我国提出可持续发展战略要求一致，也必然是全世界今后研究新能源的主要方向。这个在改革的初期必然会伴随有一系列的疑难杂症，但是我相信随着技术水平的不断进步，我们的事业会不断的成熟，理念会不断的更新，最终促进太阳能光伏发电系统持续发展。
参考文献
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[5]王长贵.太阳能光伏发电实用技术.化学工业出版社，2016. 3.
论文作者:刘兵吉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：光伏论文; 太阳能论文; 能源论文; 太阳能电池论文; 技术论文; 电能论文; 产业论文; 《电力设备》2018年第24期论文;