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【摘要】随着经济的发展，常规能源的消耗已达到了前所未有的程度，因此可再生能源的开发利用随之发展起来，其中太阳能具有最理想的可持续发展的特征。光伏发电具有资源可再生、洁净环保等多项优势。光伏发电系统由太阳电池方阵、蓄电池组、控制器、直流--交流逆变器等部分组成。
【关键词】光伏发电；基本原理；系统组成；光伏发电；技术发展
常规能源在未来几十年内将耗尽，人类必须尽快寻找新的清洁能源。其中包括太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等，而太阳能以其储量巨大、安全、清洁等优势使其必将成为2l世纪最有希望大规模应用的清洁能源之一[1]。
中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目前，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家以及重要的太阳能光伏电池生产国。近几年光伏发电快速发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。
1.太阳能光伏发电的原理
光伏发电是利用半导体材料光伏效应直接将太阳能转换为电能的一种发电形式。早在1839年，法国科学家贝克勒尔就发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。然而，第一个实用单晶硅光伏电池直到1954年才在美国贝尔实验室研制成功，从此诞生了太阳能转换为电能的实用光伏发电技术[2]。
太阳电池的基本原理为半导体的光伏效应。当太阳光照射到太阳电池上时，电池吸收光能，产生“光生电子—空穴”对。在电池内电场作用下，光生电子和空穴被分离，从而在电池两端积累起异号电荷，即产生电压。光伏发电系统发出的直流电通过一系列逆变、控制、检测、保护等手段并入电网。
2.太阳能光伏发电发展概况
近几年我国为促进可再生能源的开发利用，增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境，实现经济社会的可持续发展，2005年第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过并制定了《中华人民共和国可再生能源法》，鼓励各种可再生能源的开发利用，通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施，推动我国可再生能源市场的建立和发展。
2.1 国外太阳能光伏发电发展分析
国外太阳能光伏发电发展自1839年发现“光生伏打效应”和1954年第一块使用的光伏电池问世以来，太阳能光伏发电取得了长足的进步。1973年的石油危机和20世纪90年代的环境污染问题大大促进了太阳能光伏发电的发展。随近几年国际上光伏发电快速发展，2008年，全球光伏发电市场增至5.5GW。在亚洲，日本的太阳能光伏发电系统已经形成了稳定的技术和产业体系。太阳能光伏发电系统得到了迅速发展，尤其是住宅建筑的太阳能光伏发电系统，已经成为最大的太阳能光伏发电系统的设置用户。
美国同样推出相关政策推动太阳能发电技术发展。美国法律中促进太阳能产业发展的主要有颁布于1978年的《公共事业政策管理法》（最新修订于1999年）、1992年的《能源政策法案》、1990年的《清洁空气法修正案》等。面对可再生能源发电成本高于化石能源的现实，该法强制规定了利用可再生能源发电的电价制定标准。最后，给予可再生能源技术支持政策。
2.2 国内太阳能光伏发电发展分析
相比于国外，中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。就目前看，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。
我国地域广阔，是太阳能资源丰富的国家之一，三分之二的地区年辐射总量大于5020Mj/m2，年日照时数再2200h以上。光伏发电系统总安装容量约20MW。这些光伏电站对提高当地人民物质文化水平和带动当地经济发展都起到了非常积极的作用[3]。通过国家太阳能产业扶持，我国光伏发电产业有了长足的进步，尤其是在电池封装、系统集成、并网发电技术等方面与国外的差距进一步缩小，但是，随着未来光伏发电产业的扩大会对太阳级硅材料产生巨大的需求的增长，我国的原材料自给率能力低的矛盾将日益突出。虽然我国也在扩大硅材料生产能力做出了努力，但仍然无法摆脱对进口的依赖，已有的生产线普遍存在开采不足，原材料的短缺将成为未来我国光伏发电产业发展的一个瓶颈。
（1）我国产业前景
目前，太阳能电池创新技术的研究开发，主要围绕加大吸能面，如采用双面电池，减少反射，运用吸杂技术，减少半导体材料的复合；电池超薄型化，如薄膜电池；高效聚光电池；改进现有制造工艺；开发新的电池材料；改进理论、建立新模型等。如以玻璃为基板材料的非晶硅薄膜太阳能电池，属新型太阳能电池产品，具有成本较低、工艺较成熟、便于规模化生产等优势[4]。
我国在京都议定书的签订，环保政策的出台和对国际的承诺，给太阳能利用产业带来机遇；西部大开发，为太阳能利用产业提供巨大的国内市场；原油价格的上涨，中国能源战略的调整，使得政府加大对可再生能源发展的支持力度，所有这些都为中国太阳能利用产业的发展带来极大的机会。
（2）我国太阳能光伏发电发展目标
2007年8月，国家发改委发布了《可再生资源中长期发展规划》，规划提出，从2010年-2020年，我国太阳能光伏发电将有更大地发展。
3.应用现状及存在问题
目前，发达国家以“太阳能屋顶计划”和并网发电为基本形式，积极推广光伏产业。与发达国家相比，我国的光伏发电产业还处于初级阶段，2008年我国太阳能电池仅占世界总产量的7%左右。个人认为，我国在光伏发电发展方面主要存在以下两点问题：
（1）没有形成一个权威机构管制；缺少长远发展规划实践；缺乏相关鼓励政策；
（2）技术人才匮乏；研究力量薄弱，实验设施落后。
要有效解决上述问题，一方面需要加大资金投入和政策扶持力度；另一方面，积极研发创新技术，如着力开发“第三代”光伏发电技术，以降低光伏发电系统成本，乃是我国光伏发电产业发展之关键。现阶段光伏技术最关键的问题，就是要提高电池效率和降低成本。通过采用更先进的电子器件及高效模块降低特定系统平衡成本；通过高效的生产方案、通用型材料的增用以及新蓄电池的观念等手段降低电池成本；通过引进先进封装技术及提高电池工作效率来降低特定模块的生产成本。
4.结语
目前能源的短缺，巨大的太阳能资源必将为以后人类解决能源问题做出巨大贡献。太阳能利用技术和产业已由技术开拓期步入蓬勃发展时代。到下世纪的一、二十年代，太阳能发电成本有可能降低到与常规电价相竞争的水平。而光伏发电技术必将展现他辉煌的篇章。
参考文献
[1]UNDP，UNDESA.WEC World Energy Assessment.
[2]马宁.太阳能光伏发电概述及发展前景[J].智能建筑电气技术，2011，05（2）.
[3]曹承栋.浅谈国内外太阳能发电技术发展状况及展望[J].通信电源技术，2011，28（1）.
[4]黄亚平.太阳能光伏发电研究现状与发展前景探讨[J].广西白云学院学报，2007，14（2）：113-117.
[5]肖慧杰，王凯，刘欣顿.浅析太阳能发电技术[J].内蒙古石油化工，2010（3）：93-94.
作者简介：
高一翔（1990—），男，满族，辽宁丹东人，大学本科，现就读于华北电力大学电气工程及其自动化专业，研究方向：电力技术。
高子涵（1985—），女，满族，北京人，华北电力大学工商管理专业研究生，研究方向：太阳能光伏产业。
麻建（1982—），男，回族，北京人，硕士，2006年毕业于海军工程大学计算机应用专业，现供职于国网英大国际控股集团有限公司，研究方向：信息化建设。
【关键词】光伏发电；基本原理；系统组成；光伏发电；技术发展
常规能源在未来几十年内将耗尽，人类必须尽快寻找新的清洁能源。其中包括太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等，而太阳能以其储量巨大、安全、清洁等优势使其必将成为2l世纪最有希望大规模应用的清洁能源之一[1]。
中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目前，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家以及重要的太阳能光伏电池生产国。近几年光伏发电快速发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。
1.太阳能光伏发电的原理
光伏发电是利用半导体材料光伏效应直接将太阳能转换为电能的一种发电形式。早在1839年，法国科学家贝克勒尔就发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。然而，第一个实用单晶硅光伏电池直到1954年才在美国贝尔实验室研制成功，从此诞生了太阳能转换为电能的实用光伏发电技术[2]。
太阳电池的基本原理为半导体的光伏效应。当太阳光照射到太阳电池上时，电池吸收光能，产生“光生电子—空穴”对。在电池内电场作用下，光生电子和空穴被分离，从而在电池两端积累起异号电荷，即产生电压。光伏发电系统发出的直流电通过一系列逆变、控制、检测、保护等手段并入电网。
2.太阳能光伏发电发展概况
近几年我国为促进可再生能源的开发利用，增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境，实现经济社会的可持续发展，2005年第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过并制定了《中华人民共和国可再生能源法》，鼓励各种可再生能源的开发利用，通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施，推动我国可再生能源市场的建立和发展。
2.1 国外太阳能光伏发电发展分析
国外太阳能光伏发电发展自1839年发现“光生伏打效应”和1954年第一块使用的光伏电池问世以来，太阳能光伏发电取得了长足的进步。1973年的石油危机和20世纪90年代的环境污染问题大大促进了太阳能光伏发电的发展。随近几年国际上光伏发电快速发展，2008年，全球光伏发电市场增至5.5GW。在亚洲，日本的太阳能光伏发电系统已经形成了稳定的技术和产业体系。太阳能光伏发电系统得到了迅速发展，尤其是住宅建筑的太阳能光伏发电系统，已经成为最大的太阳能光伏发电系统的设置用户。
美国同样推出相关政策推动太阳能发电技术发展。美国法律中促进太阳能产业发展的主要有颁布于1978年的《公共事业政策管理法》（最新修订于1999年）、1992年的《能源政策法案》、1990年的《清洁空气法修正案》等。面对可再生能源发电成本高于化石能源的现实，该法强制规定了利用可再生能源发电的电价制定标准。最后，给予可再生能源技术支持政策。
2.2 国内太阳能光伏发电发展分析
相比于国外，中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。就目前看，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。
我国地域广阔，是太阳能资源丰富的国家之一，三分之二的地区年辐射总量大于5020Mj/m2，年日照时数再2200h以上。光伏发电系统总安装容量约20MW。这些光伏电站对提高当地人民物质文化水平和带动当地经济发展都起到了非常积极的作用[3]。通过国家太阳能产业扶持，我国光伏发电产业有了长足的进步，尤其是在电池封装、系统集成、并网发电技术等方面与国外的差距进一步缩小，但是，随着未来光伏发电产业的扩大会对太阳级硅材料产生巨大的需求的增长，我国的原材料自给率能力低的矛盾将日益突出。虽然我国也在扩大硅材料生产能力做出了努力，但仍然无法摆脱对进口的依赖，已有的生产线普遍存在开采不足，原材料的短缺将成为未来我国光伏发电产业发展的一个瓶颈。
（1）我国产业前景
目前，太阳能电池创新技术的研究开发，主要围绕加大吸能面，如采用双面电池，减少反射，运用吸杂技术，减少半导体材料的复合；电池超薄型化，如薄膜电池；高效聚光电池；改进现有制造工艺；开发新的电池材料；改进理论、建立新模型等。如以玻璃为基板材料的非晶硅薄膜太阳能电池，属新型太阳能电池产品，具有成本较低、工艺较成熟、便于规模化生产等优势[4]。
我国在京都议定书的签订，环保政策的出台和对国际的承诺，给太阳能利用产业带来机遇；西部大开发，为太阳能利用产业提供巨大的国内市场；原油价格的上涨，中国能源战略的调整，使得政府加大对可再生能源发展的支持力度，所有这些都为中国太阳能利用产业的发展带来极大的机会。
（2）我国太阳能光伏发电发展目标
2007年8月，国家发改委发布了《可再生资源中长期发展规划》，规划提出，从2010年-2020年，我国太阳能光伏发电将有更大地发展。
3.应用现状及存在问题
目前，发达国家以“太阳能屋顶计划”和并网发电为基本形式，积极推广光伏产业。与发达国家相比，我国的光伏发电产业还处于初级阶段，2008年我国太阳能电池仅占世界总产量的7%左右。个人认为，我国在光伏发电发展方面主要存在以下两点问题：
（1）没有形成一个权威机构管制；缺少长远发展规划实践；缺乏相关鼓励政策；
（2）技术人才匮乏；研究力量薄弱，实验设施落后。
要有效解决上述问题，一方面需要加大资金投入和政策扶持力度；另一方面，积极研发创新技术，如着力开发“第三代”光伏发电技术，以降低光伏发电系统成本，乃是我国光伏发电产业发展之关键。现阶段光伏技术最关键的问题，就是要提高电池效率和降低成本。通过采用更先进的电子器件及高效模块降低特定系统平衡成本；通过高效的生产方案、通用型材料的增用以及新蓄电池的观念等手段降低电池成本；通过引进先进封装技术及提高电池工作效率来降低特定模块的生产成本。
4.结语
目前能源的短缺，巨大的太阳能资源必将为以后人类解决能源问题做出巨大贡献。太阳能利用技术和产业已由技术开拓期步入蓬勃发展时代。到下世纪的一、二十年代，太阳能发电成本有可能降低到与常规电价相竞争的水平。而光伏发电技术必将展现他辉煌的篇章。
参考文献
[1]UNDP，UNDESA.WEC World Energy Assessment.
[2]马宁.太阳能光伏发电概述及发展前景[J].智能建筑电气技术，2011，05（2）.
[3]曹承栋.浅谈国内外太阳能发电技术发展状况及展望[J].通信电源技术，2011，28（1）.
[4]黄亚平.太阳能光伏发电研究现状与发展前景探讨[J].广西白云学院学报，2007，14（2）：113-117.
[5]肖慧杰，王凯，刘欣顿.浅析太阳能发电技术[J].内蒙古石油化工，2010（3）：93-94.
作者简介：
高一翔（1990—），男，满族，辽宁丹东人，大学本科，现就读于华北电力大学电气工程及其自动化专业，研究方向：电力技术。
高子涵（1985—），女，满族，北京人，华北电力大学工商管理专业研究生，研究方向：太阳能光伏产业。
麻建（1982—），男，回族，北京人，硕士，2006年毕业于海军工程大学计算机应用专业，现供职于国网英大国际控股集团有限公司，研究方向：信息化建设。