太阳能发电的前景及应用

太阳能发电的前景及应用

摘要：随着科技的进步，合理利用太阳能可以有效地解决现阶段能源危机以及环境污染等问题。本文通过对太阳能发电的介绍以及现阶段能源结构等方面的分析，探讨太阳能光伏发电的应用前景。

关键词：太阳能；光伏发电；能源；环境

1 引言

我国是一个能源生产大国和消费大国，拥有丰富的化石能源资源。2006年，煤炭保有资源量为10345亿吨，探明剩余可采储量约占全世界的13%，列世界第三位。但是中国的人均能源资源拥有量较低，煤炭和水力资源人均拥有量仅相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源拥有量仅为世界平均水平的1/15左右。能源资源赋存不均衡，开发难度较大，已探明石油、天然气等优质能源储量严重不足。再加上能源利用技术落后，利用低下，在经济高速增长的条件下，我国能源的消耗速度比其他国家更快，能源枯竭的威胁可能来得更早、更严重。因而，日益增长的对外能源需求造成的能源压力迫使我们不得不寻找解决能源危机的突围之路。

2解决中国能源危机的有效途径

我国的可再生能源有着得天独厚的优势，是重要的战略替代能源，对增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境具有重要的作用。积极开发和利用核能、太阳能、风能、电能、生物质能、地热能以及海洋能等可再生能源，是实现我国经济社会可持续发展能源战略的必然选择。

可再生能源是可以永续利用的能源，如水能（小水电）、风能、太阳能、生物质能和海洋能等，不存在资源枯竭问题。目前，世界各国都力推可再生能源，中国更应该把握住发展可再生能源的时代走向，争取在可再生能源开发利用上走在世界前列，缓解日益加重的能源危机与环境压力。

3 太阳能及太阳能材料

3.1太阳能

太阳能是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。只要被光照到，瞬间就可输出电压及电流。在物理学上称为太阳能光伏，简称光伏。

3.2太阳能工作原理

太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，光生空穴由n区流向p区，光生电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

3.3 分类

太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式（以下表示为a-）两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形；按材料可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形，而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形、ⅢV族、ⅡⅥ族和磷化锌等；太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。

4 太阳能缓解能源危机

太阳能光伏发电与传统的发电系统相比，有如下几个优点：首先，太阳能无需消耗燃料和架设输电线路；其次，太阳能是理想的清洁能源，与火力发电、核能发电相比，不会对环境产生破坏；再者光伏发电可靠性高，使用寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；最后，太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组。

虽然太阳能电池的地域依赖性强、造价成本高、商业太阳能电池转化率低等因素都阻碍了太阳能光伏发电的发展，但是结合其太阳能光伏发电的前景分析优势，我们仍然可以发现太阳能光伏发电的美好前景。

5 光伏发电应用的前景

近年来,世界各国都在关注以光伏发电来利用可再生能源的技术。我国的光伏发电主要应用于以下几个发面:城市光伏发电并网；荒漠、海岛地区的供电；偏远地区离网供电；景观灯、LED 照明等商业应用。太阳能光伏发电是一种清洁环保、用之不尽的理想能源,随着光伏发电产业化进程和技术的发展,其效率、性价比都大幅提高,在各个领域都得到应用,推动了我国绿色电力工程的快速发展。