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太陽能光伏
鎖定
- 中文名
- 太陽能光伏
- 外文名
- Photovoltaics
- 別 名
- 光生伏特
- 簡 稱
- 光伏
- 核心設備
- 太陽能電池板
- 發電材料
- 單晶硅、多晶硅、非晶硅及碲化鎘等
太陽能光伏系統簡介
太陽光伏系統,也稱為光生伏特,簡稱光伏(Photovoltaics;字源“photo-”光,“voltaics”伏特),是指利用光伏半導體材料的光生伏特效應而將太陽能轉化為直流電能的設施。光伏設施的核心是太陽能電池板。用來發電的半導體材料主要有:單晶硅、多晶硅、非晶硅及碲化鎘等。由於近年來各國都在積極推動可再生能源的應用,光伏產業的發展十分迅速。
[1]
截至2010年,太陽能光伏在全世界上百個國家投入使用。雖然其發電容量仍只佔人類用電總量的很小一部分,不過,從2004年開始,接入電網的光伏發電量以年均60%的速度增長。到2009年,總髮電容量已經達到21GW,是當前發展速度最快的能源。據估計,沒有聯入電網的光伏系統,容量也約有3至4GW。
自太陽能電池問世以來,使用材料、技術上的不斷進步,以及製造產業的發展成熟,都驅使光伏系統的價格變得更加便宜。不僅如此,許多國家投入大量研發經費推進光伏的轉換效率,給與製造企業財政補貼。更重要的,上網電價補貼政策以及可再生能源比例標準等政策極大地促進了光伏在各國的廣泛應用。
太陽能光伏應用
1954年,貝爾實驗室製成效率為6%的光伏電池;自1958年起,光伏效應以光伏電池的形式在空間衞星的供能領域首次得到應用。時至今日,小至自動停車計費器的供能、屋頂太陽能板,大至面積廣闊的太陽能發電中心,其在發電領域的應用已經遍及全球。
太陽能光伏侷限
- 生產過程
太陽能板的原材料和電腦芯片原材料一樣。大量生產過程中需要大量能源,有毒有害化學物質。化學物質主要靠工廠所在地法律法規管控。某些太陽能工廠已經安裝太陽能系統,用太陽能系統產生的清潔能源生產太陽能板。
- 對電網的影響
截至2017年12月,澳洲東部昆士蘭州有超過31%居民擁有屋頂太陽能系統,平均安裝功率超過3.5千瓦(世界第一)。但是高太陽能系統普及率也給電網電壓帶來問題。居民區中午用電量低,主要以出售電力給電力公司為主。傳統電網並沒有考慮雙向電力輸送。在居民區電 力大額傳輸回電網的時候,電壓會逐步抬高,而且可能超過電器設備可能受範圍. 。科學研究已經有方法解決這種問題,但是都有各種成本考慮,例如,在中壓電網額外增加電壓控制裝置。
對於其他國家或地區的啓示:沒有系統性的分析和規劃,單一鼓勵促進太陽能在居民區的普及會帶來新的風險。更好的方式之一是,通過税收或其他鼓勵措施,促進工業和商業用户的太陽能系統安裝。因為工商業用户主要用電高峯經常在白天,太陽能系統在日照白天發電,補充工商業用電,降低工商業對電網的壓力。
- 對能源投資和電費管理的影響
現實生活中的問題經常複雜多變,原因錯綜複雜。對於能源投資和電費管理也是同樣的道理,沒有適合每個方案的萬用靈丹。太陽能系統投資也許是很好的選擇,如果:當地陽光充足,電價較高而且持續漲價,政府通過財政或金融方式大力支持,電力可賣回給電力公司 (澳洲和德國)。投資回報經常是能源投資的主要考量。但是系統性的檢查,評估和分析,也許會發現,在市場條件下,一套綜合性的方案是最合適的。例如,通過房屋建築能效提高,既有設備運行的改善,和太陽能系統投資,可能會提供業主最好的投資回報。
太陽能光伏發展
2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
裝置量(MW) | 639 | 871 | 1,252 | 1,746 | 2,809 | 4,245 | 5,714 | 8,230 | 14,855 | 22,938 |
發電量(GWh) | 1,177 | 1,463 | 1,831 | 2,329 | 3,054 | 4,249 | 5,818 | 7,864 | 12,721 | 21,092 |
2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | |||
裝置量(MW) | 39,455 | 71,251 | 100,677 | 137,260 | 178,090 | 226,907 | 302,782 | 399,613 | ||
發電量(GWh) | 33,829 | 65,211 | 100,925 | 139,044 | 197,671 | 260,005 | 328,182 | 442,618 | ||
佔全球發電量比 | 0.16% | 0.29% | 0.44% | 0.59% | 0.83% | 1.07% | 1.32% | 1.73% |
國家 | 太陽能光伏裝置量 百萬瓦(MW) |
---|---|
130,632 | |
48,600 | |
42,394 | |
41,131 | |
19,692 | |
19,047 | |
12,791 | |
8,195 | |
6,413 | |
5,602 |