摘 要 能源的匱乏，環(huán)境污染，使太陽能光伏發(fā)電技術(shù)備受人們關(guān)注也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。但是，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)相關(guān)方面的技術(shù)設(shè)備以及發(fā)展水平仍然無法滿足市場(chǎng)實(shí)際需求，所以這種類型的發(fā)電模式需要面對(duì)來自國(guó)際市場(chǎng)上的巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力，同時(shí)還要努力想辦法進(jìn)行各項(xiàng)調(diào)整以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。筆者對(duì)這種新型發(fā)電模式的組成、原理、不足之處進(jìn)行分析研究，提出了進(jìn)行太陽能光伏技術(shù)應(yīng)用普及的策略。

關(guān)鍵詞 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)；原理；問題；應(yīng)用普及

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）09-0007-02

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及日常生產(chǎn)生活的進(jìn)行都離不開不同形式的動(dòng)力源的推動(dòng)，石油、天然氣以及煤炭是人類各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)賴以有序進(jìn)行的主要?jiǎng)恿?，社?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到現(xiàn)階段我們面臨著越來越嚴(yán)重的能源緊缺問題。但是隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高城市化的深入發(fā)展人類社會(huì)在自身進(jìn)步的過程中對(duì)各項(xiàng)能源的需要卻沒有因?yàn)槟茉磧?chǔ)存量的減少而有所減少相反卻在日益增大。各種能源的日益緊缺化，生態(tài)問題的日益突出，慢慢地引起了全世界的注意與擔(dān)憂。為了讓子孫后代能夠有充足資源繼續(xù)生存下去，可持續(xù)發(fā)展理念開始出現(xiàn)，越來越多的人開始關(guān)注資源的有效利用和管理。太陽能作為一種可循壞使用的新興資源具有無限使用性，在這個(gè)提倡綠色生產(chǎn)，環(huán)保節(jié)約的新的時(shí)代，這種資源因其獨(dú)特性受到人們的青睞。要是能夠加大對(duì)其的研究，用它來代替石油、煤炭等不可再生資源將是全人類的

福音。

1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成

在這里，我們提到的新的發(fā)電方式，其主要原理就是利用光電效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)生活所需的電能，這種發(fā)電體系的主要構(gòu)成成分有：太陽能電池板、電纜、蓄電池組、逆變器、交直流配電柜以及控制器。在這個(gè)過程中為了保證能夠獲得所需的電量，一般運(yùn)用單晶硅的太陽能片將電池片封裝；在這個(gè)發(fā)電體系中，選擇玻璃的時(shí)候要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)是低鐵鋼化絨面的，因?yàn)檫@種類型的玻璃有很好的透光率，大約超過了90%，同時(shí)還要具有良好的防紫外線輻射性能在進(jìn)行連接與密封的工作中可以選擇采用EVA膜層。除了要具備上面的幾個(gè)特點(diǎn)以外，還應(yīng)該看它的抗固化、抗紫外線以及抗氧化的性能如何。在太陽能電池的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中發(fā)電體系里面一定使用逆變裝置，使用它的目的是進(jìn)行發(fā)電情況的及時(shí)反映；而在于它相對(duì)的發(fā)電體系中，發(fā)電體系里面需要一個(gè)可以進(jìn)行獨(dú)立發(fā)電活動(dòng)的逆變裝置，設(shè)計(jì)這一裝置的主要原因處理可以及時(shí)地反饋發(fā)電狀況意外，還可以對(duì)發(fā)電狀況進(jìn)行有效的監(jiān)督。蓄電池組主要是在微網(wǎng)系統(tǒng)以及獨(dú)立型系統(tǒng)中運(yùn)用，對(duì)太陽能電池板轉(zhuǎn)化的能量進(jìn)行保存供給生產(chǎn)生活使用。調(diào)整結(jié)構(gòu)作為太陽能光伏發(fā)電體系的關(guān)鍵性組成部分，能夠起到以下幾個(gè)功能：①信號(hào)檢驗(yàn)。調(diào)整裝備能夠?qū)@種新型的發(fā)電結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)構(gòu)成部件以及其中存在的所有問題進(jìn)行檢查以及信息反饋，為體系進(jìn)行保護(hù)、控制和判斷提供參考標(biāo)準(zhǔn)；②控制充電?？刂蒲b備以蓄電中能量的蓄積狀況以及現(xiàn)階段這種能源的自身狀態(tài)作為參考標(biāo)準(zhǔn)，選擇最優(yōu)的充電策略，提高電量蓄積的效率，降低因?yàn)樘撾姺绞降挠绊憣?dǎo)致蓄電裝置壽命不斷縮短的現(xiàn)象；③管理發(fā)電；④保護(hù)發(fā)電儀器；⑤使用先進(jìn)的設(shè)備排除所有有可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素；⑥調(diào)整發(fā)電裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

2 太陽能光伏發(fā)電的原理

在這種新型的發(fā)電體系中太陽能電池起著調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換的作用，也被稱為光伏電池，太陽能電池之所以能夠產(chǎn)生電源其主要的原因是光生伏特效應(yīng)導(dǎo)致的。當(dāng)太陽光線或其他一些光源照在這種特殊性能的電池上的時(shí)候，它會(huì)將全部的光線吸收到體內(nèi)，從而形成光生電子—空穴對(duì)。光生電子和空穴在里面經(jīng)過一些特殊的化學(xué)反應(yīng)以后會(huì)出現(xiàn)相互離散的現(xiàn)象，異號(hào)電荷會(huì)不斷地積累然后集中分布在兩頭，所謂的“光生電壓”也就產(chǎn)生了，這就是太陽能發(fā)電的原理“光生伏特效應(yīng)”。要是把電極內(nèi)部的兩極進(jìn)行導(dǎo)出處理，然后和負(fù)載連接在一起，“光生電流”就會(huì)從負(fù)載流出，在這種情況下就會(huì)引起功率的流失?？梢詿o限獲取的太陽的能量就能轉(zhuǎn)換成我們?nèi)粘Ｉ钜约吧a(chǎn)所需的源源不斷的能量了。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間仔細(xì)研究與分析我們總結(jié)出了這一偉大的轉(zhuǎn)換工作之所以能夠順利完成的基本原理：①當(dāng)電池板吸收了足夠的太陽光線的時(shí)候，在其內(nèi)部就會(huì)形成電子—空穴對(duì)產(chǎn)生，也就是所謂的“光生負(fù)載電子”，它們的主要區(qū)別就是電性是相反的，空穴帶正電，電子帶負(fù)電；②在半導(dǎo)體節(jié)中生成的具有特殊性的電場(chǎng)在化學(xué)反應(yīng)的影響之下會(huì)將光生電流的兩種性能卻別開來；③太陽能電池的正、負(fù)極分別收集光生載流子和空穴，在這種情況下電路中就會(huì)有電流出現(xiàn)，我們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)活動(dòng)所需的電量就會(huì)出現(xiàn)。

3 太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用普及的障礙

我們都知道太陽能屬于一種綠色資源，而且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展我國(guó)利用太陽能技術(shù)滿足生活生產(chǎn)所需的技術(shù)水平也在不斷提高，但是在這種新型的發(fā)電系統(tǒng)中還是存在各種不足之處需要我們進(jìn)行調(diào)整和完善，主要表現(xiàn)在：使用策略、環(huán)保型和社會(huì)需求等，這些因素都在某一些程度上影響了這種新型發(fā)電體系的普及。

3.1 太陽能發(fā)電成本太高

在世界經(jīng)濟(jì)文化一體化發(fā)展速度不斷加快的現(xiàn)階段，產(chǎn)業(yè)活動(dòng)基于全球產(chǎn)業(yè)鏈的垂直分離使價(jià)值創(chuàng)造活動(dòng)慢慢地打破了地域因素的限制、很多生產(chǎn)活動(dòng)可以通過位于不同地域范圍內(nèi)的不同的企業(yè)的共同合作協(xié)助來一起完成。在生產(chǎn)活動(dòng)全球化發(fā)展的今天太陽能的光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展自然也不能脫離國(guó)際市場(chǎng)的發(fā)展趨向而是應(yīng)該緊跟一體化發(fā)展的步伐。但就目前該種類型行業(yè)的發(fā)展整體水平來說，國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)仍然停留在最基礎(chǔ)階段，主要從事的還是電池片的制作以及其他一些基礎(chǔ)性部件的組裝處理，尤其是對(duì)于多晶硅的制作工藝仍然相當(dāng)?shù)穆浜螅绕涫窃谀芰康南囊约翱沙掷m(xù)利用環(huán)節(jié)上的相關(guān)措施的控制中，還有很多地方需要進(jìn)行不斷地調(diào)整與提高。同時(shí)我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)鍵性技術(shù)水平還需進(jìn)行不斷地完善，很多關(guān)鍵性的技術(shù)都要依靠其他國(guó)家的幫忙。

3.2 產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)倒掛endprint

在國(guó)內(nèi)，相關(guān)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的狀況是：本國(guó)生產(chǎn)，他國(guó)銷售?，F(xiàn)階段，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上這種類型的行業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，我國(guó)現(xiàn)在在太陽能電池板生產(chǎn)工業(yè)中已經(jīng)位居世界第一行列。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)有大約100%的太陽能電池板是在消耗其他能源的基礎(chǔ)上制造而成的，同時(shí)其中有90%的產(chǎn)品都是銷往國(guó)外的，但是與其他國(guó)家在太陽能電池板的使用狀況進(jìn)行比較我們可以明顯地看到，我國(guó)在太陽能電池板的使用上明顯要比其他一些先進(jìn)國(guó)家落后一些，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的需求量不大，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力比較疲軟。從這一現(xiàn)象我們可以得到的結(jié)論是，國(guó)內(nèi)該種類型的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是以出口作為主要?jiǎng)恿韼?dòng)的，無論是制作所需的材料還是銷售所需的市場(chǎng)都不再本土市場(chǎng)中，產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)倒掛現(xiàn)象嚴(yán)重，所以這方面的矛盾很嚴(yán)重。

3.3 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)投資的潮涌現(xiàn)象

隨著經(jīng)濟(jì)的社會(huì)一路高歌發(fā)展到現(xiàn)階段，該種類型的行業(yè)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上出現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的變化，越來越多的地區(qū)將這種行業(yè)作為帶動(dòng)該地經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，在這種類型的行業(yè)市場(chǎng)上投資出現(xiàn)了一片繁榮的景象，在區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局方面產(chǎn)生了同構(gòu)現(xiàn)象。不過，現(xiàn)階段，我們的市場(chǎng)上千噸級(jí)多晶硅大規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)的技術(shù)尚不成熟需要進(jìn)一步加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)與引進(jìn)。另外因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)過程中存在的一些問題，我國(guó)高純硅材料技術(shù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)一直不夠完善，很多產(chǎn)品根本沒有任何銷售潛力。同時(shí)我國(guó)很多相關(guān)產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中對(duì)一些廢棄廢物的處理以及回收再利用仍然沒有形成專門的技術(shù)體系以及制度體系，根本不利于長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，以及可持續(xù)發(fā)展觀念的體現(xiàn)。伴隨著投資上的潮涌現(xiàn)象，如果不能緊跟時(shí)代步伐提高生產(chǎn)技術(shù)水平，反而出現(xiàn)不斷后退的現(xiàn)象與國(guó)際范圍內(nèi)的相關(guān)技術(shù)水平相比越來越落后，肯定對(duì)這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生很大的影響。此外在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上人們對(duì)這種自己生產(chǎn)的產(chǎn)品不太看好，大多不愿意去購(gòu)買，在這種情況下肯定會(huì)出現(xiàn)供過于求的問題。

4 太陽能光伏技術(shù)應(yīng)用普及路徑分析

不管何種形式的行業(yè)其生產(chǎn)與不斷發(fā)展都離不開合理，切實(shí)可行的生產(chǎn)規(guī)劃法案。全球范圍內(nèi)的生產(chǎn)實(shí)踐告訴我們，要想促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)可持續(xù)、高效發(fā)展，國(guó)家政府必須給予大力的資金以及方針政策的支持與鼓勵(lì)。該種類型的行業(yè)發(fā)展效果比較好的兩個(gè)國(guó)家是德國(guó)和日本，主要原因也是因?yàn)檎谶@項(xiàng)活動(dòng)中投入了很大的資金與政策上的鼓勵(lì)支持，通過對(duì)使用太陽能的人的資金補(bǔ)助，甚至與直接將資金投入到該行業(yè)的生產(chǎn)過程中。不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、提高生產(chǎn)積水水平以降低該類產(chǎn)業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，調(diào)動(dòng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

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作者簡(jiǎn)介

嚴(yán)順枝（1967-），男，河北武強(qiáng)人，大學(xué)學(xué)歷，衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子教研室副教授，研究方向：應(yīng)用電子技術(shù)。endprint