太陽能光伏發電原理應用及發展前景

　　太陽能發電分為光熱發電和光伏發電。通常說的太陽能發電指的是太陽能光伏發電，簡稱“光電”。

　　光伏效應

　　“光生伏特效應”，簡稱“光伏效應”，英文名稱：Photovoltaiceffect。指光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象。它首先是由光子（光波）轉化為電子、光能量轉化為電能量的過程；其次，是形成電壓過程。有了電壓，就像筑高了大壩，如果兩者之間連通，就會形成電流的回路。

　　光伏發電

　　光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。光伏發電的優點是較少受地域限制，因為陽光普照大地;光伏系統還具有安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電及建設同期短的優點。

　　光伏發電系統原理及組成

　　光伏發電是根據光生伏特效應原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。不論是獨立使用還是并網發電,光伏發電系統主要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構成，不涉及機械部件,所以,光伏發電設備極為精煉,可靠穩定壽命長、安裝維護簡便。理論上講,光伏發電技術可以用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。太陽能光伏發電的最基本元件是太陽能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。目前，單晶和多晶電池用量最大，非晶電池用于一些小系統和計算器輔助電源等。

　光伏產品應用領域　

　　目前，國產晶體硅電池效率在15至19％左右，國外同類產品效率約18至24％。由一個或多個太陽能電池片組成的太陽能電池板稱為光伏組件。目前，光伏發電產品主要用于三大方面：一是為無電場合提供電源，主要為廣大無電地區居民生活生產提供電力，還有微波中繼電源、通訊電源等，另外，還包括一些移動電源和備用電源；二是太陽能日用電子產品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草坪燈等；三是并網發電，這在發達國家已經大面積推廣實施。

　　光伏發電優勢

　　與常規發電技術相比，光伏發電沒有中間轉換過程，發電形式極為簡潔，發電過程不消耗資源，不排放溫室氣體、廢氣和廢水，環境友好；沒有機械旋轉部件，不存在機械磨損，無噪聲，發電不用冷卻水；發電設備既能在無水的荒漠地帶安裝，也可安裝在城市的屋頂和墻面，不單獨占地，模塊化結構，規模大小隨意，運行維護和管理簡單，可實現無人值守，維護成本極低。特別是太陽能取之不盡，用之不竭，光伏電池制造所需的硅資源在地殼中的含量高達26%，沒有資源短缺和耗盡問題。光伏發電是最具發展前景的發電技術，也是太陽能利用的重要形式。

　　發展前景

　　近年來，全球光伏產業發展很快，以年均30%以上的速度快速增長，到2009年年底，全球光伏發電容量已超過2000萬千瓦。進入2010年，根據Solarbuzz最新年度光伏市場報告，2010年全球光伏市場安裝量達到18.2GW，相較于去年增幅139%。到2011年底全球光伏安裝量將累計達到58GW。光伏發電的競爭力不斷提高，已成為全球最受重視的新能源發電技術。

　　在當今油、碳等能源短缺的現狀下，各國都加緊了發展光伏的步伐。美國提出“太陽能先導計劃”意在降低太陽能光伏發電的成本，使其2015年達到商業化競爭的水平；日本也提出了在2020年達到28GW的光伏發電總量；歐洲光伏協會提出了“setfor2020”規劃，規劃在2020年讓光伏發電做到商業化競爭。在發展低碳經濟的大背景下，各國政府對光伏發電的認可度逐漸提高。

　　據預測，太陽能光伏發電在21世紀會占據世界能源消費的重要席位，不但要替代部分常規能源，而且將成為世界能源供應的主體。預計到2030年，可再生能源在總能源結構中將占到30%以上，而太陽能光伏發電在世界總電力供應中的占比也將達到10%以上；到2040年，可再生能源將占總能耗的50%以上，太陽能光伏發電將占總電力的20%以上；到21世紀末，可再生能源在能源結構中將占到80%以上，太陽能發電將占到60%以上。這些數字足以顯示出太陽能光伏產業的發展前景及其在能源領域重要的戰略地位。