光伏发电发展前景范文

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关键词 光伏发电；太阳能电池；前景

中图分类号：TM914 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-003-1

随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加，以石油、天然气和煤炭等为主的化石能源正逐步消耗，能源危机成为世界各国共同面临的课题。与此同时，化石能源造成的环境污染和生态失衡等一系列问题也成为制约社会经济发展甚至威胁人类生存的严重障碍。新能源应用正成为全球的热点。太阳能资源是最丰富的可再生能源之一，它分布广泛，可再生，不污染环境，是国际上公认的理想替代能源。

1 太阳能光伏发电技术

1.1 太阳光伏发电技术原理

太阳能电池是太阳能光伏企业的核心设备，光伏发电利用太阳能电池将光能直接转换成电能。1839年Becquerel发现了光生伏打效应，为太阳能电池的产生奠定了基础。太阳能电池芯片的PN结被光照射后，高能状态下的电子吸收了光能，被激发成为自由电子，自由电子在晶体里移动，余下的空穴也围绕晶体移动，自由电子在N结聚集，空穴在P结聚集，由此PN结间形成电势差，从而可以作为电源使用。

1.2 太阳能电池

提高太阳能光伏发电技术的关键是提高太阳能电池的转化率。太阳能电池主要分为硅基太阳、化合物半导体电池。

1.2.1 硅基电池

电池和化学电池是目前商业化最成熟的太阳电池。硅基太阳电池分为晶体硅和非晶硅电池，晶体硅可分为多晶硅电池和单晶硅电池，单晶硅光伏电池虽然转换效率高，稳定性好但是成本也比较高，多晶硅电池虽然转换率低些，但是以其较高的性价比成为市场上最主要的光伏太阳能电池。晶硅光伏发电技术的发展的方向主要是硅薄膜光伏发电。硅薄膜太阳电池的是指将硅膜放在其他材料比如玻璃等做成的支持衬底上制成的太阳能电池，相对传统的晶硅太阳能电池而言，生产硅薄太阳能膜电池所需的硅材料少，成本低，能耗小但是生产工艺比较复杂。

1.2.2 化合物半导体电池

半导体硅的价格比较贵，相对而言化合物半导体的成本就比较低了，化合物半导体电池主要有CdTe电池和CIGS电池。这些化合物半导的体能隙宽度可以方便的调节，从而与太阳光谱匹配，将更多的光能转换为电能。理论上CdTe电池的光电转换效率可达30%，而且性能稳定，原材料价格低廉。另外，金属镉Cd具有毒性，会严重的污染环境，根据有关研究结果，生产相同多的电量，CdTe与煤、石油和晶体硅电池相比，排放的镉等重金属的量是最低的。

1.3 太阳能光伏发电系统

太阳能光伏发电系统由太阳能光伏电池板、储电装备、控制器存和逆变器构成，包含了电能变换系统和发电系统。太阳能通过太阳能光伏电池板被转换为电能，并通过逆变器转换后可以提供给负载用户使用。

1.3.1 独立光伏发电系统

独立光伏发电系统是独立运行的发电系统，不与电网相连，一般建设在远离电力系统的边远地区或者作为野外移动式电源使用。独立光伏发电系统将白天生产的部分电能存储在蓄电池里，晚上释放出来使用，对没有条件接入电网的居民而言是很好的选择。但是在实际应用过程中，因为独立光伏发电系统供电不稳定，通常会建立一个普通电站辅助，这提高了光伏发电的成本，也与利用清洁能源发电的目的背道而驰。

1.3.2 并网光伏发电系统

并网光伏发电系统是指将光伏发电设备与电网连接在一起的发电系统。太阳能光伏发电设备与其他类型的发电站一样能为公共电网提供有功电能和无功电能。光伏电池在阳光照射下产生的是直流电，需要经过相关设备变换成与公共电网频率相同的交流电，之后再以电流源、电流源等方式把电能送入电网，所以并网系统不需要蓄电池，系统运行成本低于独立光伏发电系统。另外，并网光伏发电系统的转换率比独立光伏发电系统高很多，所以发电系统的供电比较稳定，是太阳能光伏发电产业的比较合理发展方向。

2 太阳能光伏发电技术发展前景

我国公布的相关规划提出，2015年的分布式光伏发电要达到一千万千瓦；英国，日本国家成为光伏产业新兴海外市场；股神巴菲特第三次投资光伏电站项目，一系列行动表明光伏产业正在缓慢回升。中国的光伏企业的市场主要是欧美等发达国家，但是随着我国出台了一系列光伏补贴政策，国内市场将逐渐被打开，光伏企业有望摆脱生产过剩的现状。国家已经明确提出鼓励在中东部地区建设和建筑相结合的分布式光伏发电系统，所以分布式光伏发电和建筑光伏一体化将是我国未来光伏产业的重要发展方向。由此，光伏产业可能从高端市场向下游市场延伸，专业从事诸如太阳能照明或者屋顶太阳能的企业可能得到大力发展，光伏企业需要更加重视相关技术的开发与研究，比如光伏并网电路的拓扑结构、分布式光伏发电系统的能量管理，对系统的显示和远程监控等，同时也应该提供安装维护等增值服务。

虽然晶硅太阳能板仍然是市场的主流，但是很多企业也将目光投向了薄膜太阳能板技术。薄膜太阳能板相对于晶硅太阳能板而言，更能适应高温潮湿的条件，在我国大多用于下游的建筑幕墙，生产成本低，在制造过程中使用的能源也在晶硅太阳能板的一半以下。全球经济衰退影响时，薄膜太阳能板市场仍然稳定增长，美国的FirstSolar公司也因此成为全球最大的太阳能板生产商之一。目前，MiaSole公司将CIGS薄膜的光能转化率提高到17%，改变了以往薄膜太阳能板转化率低的状况，对晶硅太阳能板提出了挑战。

3 结束语

我国幅员辽阔，可利用的太阳能多，太阳能光伏发电技术已经大大提高了转换率，因此光伏产业的发展前景看好。随着电价补贴和光伏发电的使用时间增加，未来太阳能发电成本有可能降到和常规电价相近的水平。另一方面我国石油、煤炭、天然气等不可再生能源不断减少，太阳能等清洁能源的开发利用是未来能源发展必然的方向。

参考文献

[1]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，2012（02）：25-26.

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（1.青海省职业教育公共实训中心筹建办公室，青海 西宁，810000；2.青海交通职业技术学院，青海 西宁，810003）

[摘要]现阶段，发展低碳经济是一个全球化的战略目标，由于人类的发展与进步，对于我们赖以生存的生态环境造成了严重的破坏，发展低碳经济成为解决环境问题的有效途径。电能是当今社会发展的必然需求，但是每年因发电所消耗的能源也在呈现上涨的趋势，因此在电力企业发电中采用新型能源，有效减少对碳的排放，是低碳经济环境中对电力企业发展的重要要求。本文主要探讨当前电力企业基于低碳经济时代新型发电项目中新能源的利用及其发展前景，以减少环境污染，实现电力事业的可持续发展。

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关键词 ]低碳经济；电力企业；发电；前景

由于传统的经济发展模式是以牺牲环境为基础的，对于生态环境造成了严重的破坏。而低碳经济发展模式是一种全新的发展理念，所采取的主要方式就是运用各种方法进行节能、减排，充分利用清洁能源，努力提高能源的利用效率。在低碳经济发展过程中，还要不断完善相关的法律、经济管理措施，不断优化产业结构，最终实现经济的可持续发展。

1低碳经济的特点及其影响

低碳经济是基于当前生态安全考虑的，由于经济的发展造成大量的碳排放到空气当中，对环境造成了严重的污染。现展经济首先要考虑到环境问题，减少碳的排放，这种发展模式也是未来社会发展的主要方向。

1.1经济发展要以全球公共利益为基础

当前所倡导的低碳排放、低碳交易都是以国际协议标准来实施的，对于全球经济发展都有着非常重要的意义。目前环境问题已经成为了全人类的共同话题，已经不再是单一的气候问题，而是已经上升到人类道德标准的全球性课题，各国都要结合自身的情况对经济的发展形式进行约束，共同维护生态环境不受到破坏。

1.2发展低碳经济受到经济条件的影响

经济发展水平不一样，对于环境造成的破坏也有所区别，各国并没有统一的标准。发达国家对于实现低碳经济有其自身的优势，技术方面比较先进，人才也比较充足。发展水平较低的国家，尤其是还处理解决人民温饱问题的国家，对于实现低碳经济还是有很大困难的，这样会投入大量的资金，更加剧了与发达国家之间的差距。因此，在一些国家实现低碳经济还是有一定的困难的。

2新型发电项目前景分析

2.1风能在发电工程中的应用

将风能用于发电工程，在当前可再生资源发电项目中是应用最为成熟的一种方法，具有广阔的发展前景，利用风能发电不会对环境造成污染，有效的降低能源的消耗，减少碳的排放，在实现低碳经济方面成效显著，目前风能发电技术正在全世界范围内迅速推广。据数据显示，在2008年的时候，全球风电装机容量已经达到12.08万兆瓦以上。我国在风能发电技术方面也处于领先地位，在国家相关政策的扶持下，不断推进风能发电项目，在未来很长的时期内都将会保持高速发展的态势。据统计，到2010年的时候，我国风电装机总量已经达到了2000万瓦，提前完成了原来制定的2020年的装机目标。

从当前风能发电的现状来分析，风能发电项目仍然具备非常广阔的投资前景，一是风能发电不会造成碳排放，完全符合国家所倡导的低碳经济的发展要求。二是国家制定的许多优厚的扶持政策，比如电价管理方面设立了特许电价和指导性电价，对于风能投资企业都非常有利。三是国家对于投资企业的融资与技术研发都给予了大力的支持。所以说投资风能发电风险非常低。随着科学技术的不断进步，在风能发电技术将会有更加广阔的前景。

2.2生物质在发电工程中的应用

目前用于生物发电的原材料主要是秸秆，国际能源机构对此做过深入的研究，秸秆属于良好的清洁能源，燃烧时对环境的污染非常小，其含硫量仅为0.38%。长久以来，秸秆都是作为农业生产的废弃物而浪费掉，每年所丢弃的秸秆大概在1亿吨以上，有数据预测，到2020年的时候废弃的秸秆可能达到2亿吨以上。所以将这些秸秆进行合理的利用转化成电能，对于发展低碳经济具有非常重要的意义。

沼气发电也属于新型发电技术，将废弃的有机物通过发酵的方式获得沼气，然后利用内燃机燃烧所产生的热量来发电，是一种将化学能转化成电能的方法。目前这种技术在全球范围内得到了推广与应用，而我国在这一领域也有了重大突破，并成立了专门的科研团队，加快了沼气发电技术的发展。

2006年的时候，我国共有两座生物质发电项目投产运行，一个是山东单县的首座生物质直燃发电项目，此项目耗资达3亿多元，该发电机组装机容量达到了2.5万kW；二是江苏兴化的生物质热解气化发电项目，该发电机组装机容量达到了5.5兆瓦。据统计，2010年的时候，我国生物质发电技术已经非常成熟，装机容量已经超过了550万kW，而2012年底的时候，直燃发电项目并网容量达到3000兆瓦以上，通过垃圾焚烧发电并网容量也基本达到2500兆瓦。这些数据表明，我国在生物质发电方面也已经有了较为成熟的经验，而且将这些生物质转化为电能，是变废为宝、节能减排的重要手段，对于发展低碳经济意义重大。利用生物质发电，可以消耗大量的农业生产废弃物，转化成可以发挥更重要作用的电能，燃烧后的物质再用于农业生产，实现了能源的转换，是对可再生能源的有效利用。因此政府要加大扶持力度，加大研究力度，在当前低碳经济环境下具有非常重要推广价值。

2.3光伏发电技术在发电工程中的应用

光伏发电技术是利用太阳能进行发电的一种新型方式，其原理就是光生伏特效应，将光伏发电系统将吸收的光能转化为光生电流流出，实现太阳能与电能的有效转化。光伏发电涉及到的技术较多，比如太阳能电池技术、光伏阵列最大功率跟踪技术、孤岛效应检测技术以及聚光光伏技术等。

（1）光伏发电系统分类

目前，光伏发电系统基本可以分为两类，一是独立发电系统，是一种独立发电的装置，不和电力网络连接，通过自身的运行实现太阳能发电，以满足自身对电能的需求，这种发电系统多数应用于偏远地区或是野外作业。但是这种独立的发电系统一般稳定性较差，有时候需建立普通电站来进行辅助，这样一来就增加了投资的成本，不是特殊情况很少会用到。二是并网发电系统，是指将光伏发电系统利用现代科学技术接入到电力网络中，一般分为商用和民用两种类型，将自用余量上网，国家采用收购的方式并入到电力网络中。并网发电系统不需要自己配备蓄电池，大大降低了投资成本，同时电能的转化效率也得到了有效的提高，发电也比较稳定，在光伏发电产业中具有广阔的发展前景。

（2）光伏发电系统的应用

当前光伏发电技术在实际应用主要有以下几个方面：

一是用于LED照明：LED是一种半导体材料，和光伏发电系统组合，充分利用光生伏特原理，能够实现光能电能光能的快速转化，完全符合当前节能减排、环保高效的发展理念，使用寿命长，维护简便。如果在该系统中加入可充放的蓄电池系统，将会显现出更加明显的优势。

二是在现代建筑中的应用：光伏发电系统用于建筑中主要有两种方法，一种是利用屋顶结构安装光伏发电装置，对用户进行实时供电，然后可以余量上网。第二种将发电系统集成到建筑中，在建筑设计的时候将光伏发电装置考虑进去，使其成为建筑结构的一部分。比如将普通的玻璃幕墙替换成光伏发电系统的玻璃幕墙，利用安装在屋顶和墙面的光伏器件吸收并将太阳能进行转化。在这一方面，世界各国都加大了研发的力度，将彩色的光伏模块替代建筑外墙装饰材料，既建筑装饰的要求，又实现了光伏发电，有效降低了投资成本，这一技术在未来的建筑行业发展中前景广阔。

三是在泵站工程中的应用：目前光伏发电技术在很多行业中都得到了广泛的应用，比如太阳能水泵，借助电池板吸收太阳能，然后转化为动力来带动水泵运行，从而建成了大量的光伏水泵站。在规模比较大的泵站中一般都会加装逆变器，将转化的直流电再转换成交流电，实现大型泵站的运转。这种光伏泵站开始的投资成本较高，但是投资建成后的运行费用却很低，而且具有较长的使用寿命，因此值得大力推广。

2.4燃料电池发技术在发电工程中的应用

燃料电池发电技术的原理是将空气里面的氧与氢两种物质进行转化，把化学能转化成电能，所用到的转化装置就是燃料电池。燃料电池包括以下几个部分：预处理装置、燃料电池堆、并网逆变器（PCU）等。其特点是电能转化率高、对环境不会造成污染，便于操作。随着研究的不断深入，燃料电池技术受到越来越多的人的青睐，在全球范围内得到了快速推广。目前走在世界前列的有北美、欧洲和亚洲的日本，我们国家起步相对较晚，但是却受到国家及相关研究机构的重视，已经列入了“十五”规划之中，同时国家自然科学基金也对这一项目的实施提供是大量资金。由此也可以看出燃料电池技术的发展前景异常广阔。

3结 论

综上所述，低碳经济背景下，对于新型发电项目建设提出了更高的要求，要充分利用可再生资源来替代煤炭、石油等不可再生资源，而且新型发电技术的应用不能够对环境造成污染，减少发电过程中碳的排放。低碳经济是全球化共同的发展目标，其核心理念就是提高能源的利用效率，减少碳的排放，减少对环境造成的污染。现阶段新型的发电技术种类有很多，每种发电技术都有其发展优势，各地区要结合本地的电能需求与资源利用现状选择适合的新型发电方式。政府相关部门也要做好宏调控，加大对新型发电技术的扶持力度，制定并完善相关的补贴政策，强化管理措施，比如利用城市垃圾和农林废弃物进行发电的要给予相应的补贴，在项目建设中可以提供低息贷款给予扶持，加快项目审批并提供各种便利条件等。相信新型发电技术会得到越来越多的应用，有力的推动低碳经济的发展，快速实现能源利用的可持续发展。

参考文献：

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[7]刘瑞芝.生物质秸秆燃烧特性的试验研究[J].水泥技术，2010（04）.

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【关键词】太阳能；光伏玻璃幕墙；绿色建筑；光伏发电

随着人口的增加、经济的发展，传统的石化能源逐渐减少，并造成环境污染和生态恶化现象，于是人们开始寻找新能源。与风电、水电、核电相比，太阳能具有源源不断、范围广泛、洁净的特点，成为绿色建筑能源来源的最佳选择。而太阳能光伏技术具有不消耗矿物燃料、使用安全、没有污染等优点，成为利用太阳能的主要发展方向。其中，光伏玻璃幕墙技术将太阳能光伏产品集成在建筑上，形成光伏建筑一体化，广泛应用于绿色建筑。

1 光伏玻璃幕墙原理

光伏玻璃幕墙是在两片玻璃之间利用特殊树脂粘贴太阳能光伏电池，通过电池将太阳光能量转化为电能。通俗地讲，光伏玻璃幕墙就是能够发电的玻璃幕墙，主要包括光伏电池组件、蓄电池、控制器、逆变器等几个重要部分。

1.1 光伏电池原理

光伏电池能够通过光电效应直接把光能转化成电能，是光伏玻璃幕墙的重要组成部分。阳光照射到电池表面，电池内部的硅材料吸收一部分光子的能量，硅原子内部的电子发生跃迁，在p-n结两侧聚集形成电位差。接通外部电路，就会产生电流，形成光伏发电。

1.2 光伏电池组件

光伏电池是光伏发电系统的关键元件。主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅三种类型，其中非晶硅光伏电池正成为光伏电池发展的方向和主流。

一是单晶硅光伏电池，利用高纯的单晶硅棒作为原料切成薄片，经过加工制成单体片，按照需要进行组合构成光伏电池板，多块光伏电池板构成光伏电池阵列，转换效率在15%左右，具有技术成熟、转换率较高、产量较大的特点。

二是多晶硅光伏电池，利用浇筑的硅块切割而成。转换效率在12%左右，具有生产过程简单、价格较低、寿命较短的特点。

三是非晶硅光伏电池，即薄膜式光伏电池，是由一层极薄硅片汽化到载体上而制成。具有重量轻、工艺简单、耗能少、弱光发电、转换效率较低的特点。

1.3 蓄电池

光伏电池在不同的季节、气候、太阳照射角度等因素影响下，会产生大小不均的电流，当生产的电能超过使用量时，蓄电池可以把多余的电能储存起来，在电池生产电能不能满足使用量时释放电能，起到平衡系统供电的作用。

1.4 控制器与逆变器

光伏电池产生的电能是直流电，需要通过控制器将直流电能转换成符合蓄电池要求的充电电流和电压，达到存储电能的目的。另外，如果是并网运行，控制器还将控制蓄电池提供给控制器所需电能。光伏电池产生的电能是直流电，为了实现并网运行，需要利用逆变器将直流电能转变成交流电源。

2 光伏玻璃幕墙结构

光伏玻璃幕墙包括内外两片钢化玻璃，中间是PVB胶片复合薄膜式光伏电池片组成复合层，电池片之间由导线串、并联汇集到引线端，将电流引出，形成光伏玻璃幕墙单元。多个光伏玻璃幕墙单元构成光伏玻璃幕墙，把各个光伏玻璃幕墙单元的电流通过集电器进行汇总，最终组成了光伏玻璃幕墙发电系统。幕墙外部采用超白玻璃，幕墙内部采用热反射镀膜玻璃，光伏太阳能电池片呈百叶状态安装在内外玻璃之间。

3 光伏玻璃幕墙的角度

光伏玻璃幕墙的角度问题涉及二个方面：一是幕墙的朝向，通过实验和分析，在冬天太阳初升的位置大概是正南偏东南30度，日落的时候在西南偏30度，在此范围内光伏玻璃幕墙的转换效率不会有太多的差别，在此范围内都可以设置光伏玻璃幕墙；二是光伏太阳能电池片的角度，通过实验和分析，结合本地纬度和上下叶片的遮挡情况，可以确定最佳的倾斜角度是45度左右。

4 光伏玻璃幕墙特点

4.1 不影响建筑物美观

建筑是凝固的艺术，光伏玻璃幕墙的使用不应该影响到影响建筑物的外观效果。因此，光伏玻璃幕墙的设计、施工中将线盒、旁路二极管、连接线等隐藏在幕墙结构中，这样做的好处是防止风吹、雨淋、日晒，既延长了器件的寿命，又没有影响建筑物的外观。太阳能电池片的表面可以制成蓝色、绿色、黄色、黑色等多种颜色，可以很好地配合建筑幕墙的颜色，保证了建筑的绿色和美观。

4.2 不影响建筑物采光

光线是建筑艺术的灵魂，光伏玻璃幕墙采用光面超白钢化玻璃和热反射镀膜玻璃双层玻璃，中间是倾斜排列的太阳能电池片，幕墙的采光度是由太阳能电池片的排列间隙来控制，完全能够满足建筑物的采光需要。

4.3 不影响建筑物安全

光伏玻璃幕墙不仅需要满足光伏发电的需要，还要满足幕墙风压变形性能、雨水渗漏性能、空气渗透性能，以及建筑物安全性能。针对这些需要，在不同地区、不同的建筑高度、不同的安装方式，都需要不同力学性能的光伏玻璃幕墙。要依照国家建筑规范和幕墙规范，经过科学计算出钢化玻璃的厚度，组件中间的PVB胶片有良好的粘结性、韧性、弹性，具有一定的吸能作用和粘结作用。当玻璃破损时，碎片会被粘附在胶片上，不会散落，减少了伤人的可能性，进一步提高了幕墙的安全性能。

4.4 安装方便

玻璃幕墙的设计和安装技术都比较成熟，使光伏玻璃幕墙的安装同样方便、快捷。构件式幕墙是当前采用最多的结构形式，工艺成熟，主体结构适应能力强，施工手段灵活；单元式幕墙，是工业化加工成型，质量有保证，人工费用低，施工周期短，能够带来较大的经济效益；双层通风幕墙，能够换气通风、隔声隔热、有效解决了电池组件的散热问题，延长了电池组件的寿命，降低了组件向室内散发的热量。

4.5 绿色环保

光伏玻璃幕墙兼顾光伏发电与普通幕墙两种功能，不需要额外占用建筑面积，节省了光伏系统的支撑结构。不仅具有阻燃、隔热、消音等节能作用，还具有不消耗石化能源、水资源，无污染，没有温室气体排放，降低光污染的绿色环保特性。

5 小结

太阳能是分布最广泛的可再生能源资源，具有广阔地发展前景。光伏玻璃幕墙技术应用于绿色建筑，可以使光伏玻璃幕墙与建筑物完美、和谐地结合在一起，能够智能化地生产能量，同时具有隔音、隔热、安全、装饰、和谐环境的功能，成为当今太阳能利用与建筑行业相结合的发展趋势，具有广阔的应用价值和发展前景。

参考文献

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[4]梁月明.论光伏发电与建筑一体化应用[J].城市建设,2010,(33):223-224.

[5]梁锐,张群,刘加平.结合太阳能应用技术的绿色建筑设计[J].陕西建筑,2010,(6):4-7.

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前言：随着全球经济的快速发展，人类对能源的需求明显增加，全球气候变暖、能源危机、环境污染、环保问题等等一系列问题都与化石燃料带有关。从而人们将目光投向了清洁能源，其中有太阳能、水力发电、风力发电、生物能（沼气）、海潮能、核能等。与我们日常生活息息相关的能源又以太阳能为主。通过社会考察及市场调研发现，太阳能光伏发电技术日趋成熟、应用领域广泛、发展潜力很大；但是绝大多数的太阳能光伏发电都是固定在某一个地方，移动及灵活性较差。虽然市场上已出现一些移动太阳能光伏发电设备，但不是功率小就是比较笨重不容易搬运，而且太阳能转化为电能的效率很低。因此，我们对已有的产品进行调研分析后，吸取它们的优点并对其进行优化设计。最终设计出一款非常便携，且适应性更强、能力转化率更高的便携式自适应太阳能光伏发系统。

一、市场调研

目前市场上现有的太阳能便携式产品主要有：太阳能发电手提箱、手机用太阳能充电器等（如右图1-1所示）。从目前调查的情况来看，市面上出现的产品中普遍存在以下问题：

1、没有太阳跟踪定位功能，发电效率一般；

2、比较笨重，不方便携带及搬运；

3、结构简单，技术含量不高。

二、总体设计思路

根据太阳光投射原理，在太阳能板平面上固定一标杆，将八个光敏电阻以圆圈状围绕于标杆外，当太阳光照射到标杆上时，若太阳能板平面偏离太阳位置，则其阴影会投射于相应的光敏器件中，利用单片机检测各光敏电阻的电压，便可得出太阳实际方向，进而控制电机带动太阳能板实现二维运动，使其精确对准太阳，保证电池板板面始终与光线垂直，实现太阳能的最大化收集。便携式自适应太阳能光伏发系统是将太阳能转换为电能以后存储在蓄电池里面，是具有可移动性质的新型电源。蓄电池为任何形式的蓄电装置，由太阳能光电池，蓄电池，调压元件三个部分组成，可输出不同的电流及电压。

三、机械结构优化设计方案

四、产品特点

1、系统实现了太阳方位的二维精确跟踪，保证阳光始终垂直照射到太阳能发电板板面，最大化收集太阳能，实现蓄电池快速充电；

2、整体采用便携式箱体设计，内部采用伸缩式机械结构，使太阳能板灵活伸缩，方便携带及使用；

3、具备太阳能充放电智能管理功能，使蓄电池具有过充、过放及过流保护，确保其长期稳定可靠的工作；

4、通过蓄电池输出直流电，可直接驱动LED照明、小型家用电器；通过220V交流逆变器可为电脑及通信设备等中小功率电器提供应急供电，且持续供电时间可长达十小时以上；

5、自给自足运行系统模式，整个系统的能量供应均来自于自身发电，无需外接电源，增强了系统的自适应力及野外工作能力；

6、太阳能跟踪平台可移植至太阳能热水器等产品，改善太阳能系列产品固定安装模式下能源利用率不高的现状；

7、系统结构简单、成本低廉、功能可灵活扩展，在安装锂电池的情况下，自重可减轻至10Kg以内，利于携带及搬运。

8、节能、环保、安全、方便、寿命长、适用广。

9、太阳能移动电源采用太阳光能，无需市电，无后期运行费用，节约用电，是国家大力推广使用的绿色环保节能能源。

五、市场定位

根据市场调研及产品特点，我们决定将该系统的定位主要在野外作业、旅游宿营、边防哨所、家庭应急供电、偏远山区农牧民用电及公共设施供电等方面，因此系统具有巨大市场空间和推广价值，并有较好的产业示范作用。

六、展望

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技术经济学相关论文范文一：光伏发电技术经济分析

摘要：太阳是一项很重要的可再生能源，在现行世界能源与环境危机的大背景下，太阳能的应用价值日益凸显。作为太阳能应用的一项重要技术，光伏发电发展前景十分可观，而我国的光伏产业又面临着前所未有的机遇和选择。文章将结合技术经济理论和方法，从技术、企业、产业和国家这四个不同的方面，对我国的光伏产业进行深入探讨，促使我国的光伏产业向着又好又快的方向稳步前进。

关键词：光伏发电;经济分析;发展预测

太阳能是地球能源的基本来源，因此，如何更好地利用太阳光发电，是人类一直面临的一个棘手的问题。太阳能是一项清洁性、安全性的能源，资源的来源广泛且充足，而且其具有很长的寿命，也不像其他能源那样，需要经常维护。基于这些其他能源不具备的特点，光伏能源被视为21世纪最有利用价值的能源。自上个世纪50年代，太阳能的应用已经从太阳能电池发展到如今太阳能光伏集成建筑等多个不同的领域。纵观全世界的光伏产业，也历经了半个世纪的发展，进入到21世纪之后，我国的光伏产业也渐渐地步入了高速的发展时期。因此，本文将以市场分析为基础，由四个方面来深入探讨技术经济：技术、企业产业、国家。

一、光伏产业的优点

光伏产业是一项绿色又环保的能源，因此被看作是一项战略性的朝阳性产业，各国给予光伏发电的很高的重视程度，并给予大力的扶持，原因如下：

1.《京都议定书》给予各国以压力，迫使各国政府落实积极开发各项清洁型能源，包含太阳能在内，这样有利于减少温室气体的排放。

2.中东是全球的石油主产区，因此，中东地区的政治趋势一直处于一种紧张的状态。为了保证稳定的能源供应，各国政府不得不大力开发国内能源，其中包含太阳能在内。

3.像石油、煤炭这些矿物能源在渐渐枯竭，各国政府不得不积极开发包含太阳能在内的可再生能源，这样才能使能源长期供应。基于以上几个原因，在上世纪末的最后十年，全国光伏发电产业以每年百分之二十的速度高速增长。在新千年以后的三十年中，全球光伏发电产业以每年百分之三十的速度高速增长。光伏能源是可再生能源中一项独具潜力的能源，它的重要性和战略性日益凸显，世界各国积极出台相关政策和法律鼓励光伏产业。自1999年来，世界各国尤其是美、日、德这些西方发达国家逐步推出了大型国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划，这在一定程度上推动了世界光伏产业的发展，世界光伏产业是比IT产业发展还快的产业。作为一项可再生清洁能源，在21世纪前半期，光伏发电将发展成最重要的基础能源。

二、光伏发电成本分析

(一)光伏发电成本和影响因素

光伏发电的成本，直接决定了其能否大规模的快速发展，和其在能源供应中的地位。光伏发电的成本主要受两方面因素的影响：光伏发电总成本以及总发电量。光伏发电成本主要是受初始投资的影响，诸如运行维护费、税收等因素则对系统的发电成本影响较小。1.初始投资。光伏电站的初始投资主要包含光伏组件、电缆、配电设备、并网逆变器等成本，在这其中，光伏组件投资的成本就占初始投资的一半以上。2.发电量。光伏发电系统的发电量受两个因素影响：太阳能资源、太阳发电的效率，与此同时，也受运行方式、线路耗损等因素的影响。因此，在中国与建筑结合在一起的光伏发电系统大多安装在东部沿海地区。3.单位电量成本。(也称度电成本)

(二)多种类型的光伏发电系统度电的成本分析

中国光伏发电市场的起步并不早，主要开展了投资补贴、特许权招标等项目，一些技术的经济分析并不能恰当地反映出成本所在，本文主要结合一些典型的运电站数据来分析。

1.聚光光伏电站的单位投资成本是比晶硅光伏要高的，聚光光伏电站度电成本比薄膜光伏电站要低，但仍然比大规模地面晶硅光伏电站要高一些。

2.薄膜光伏电站的单位成本比晶硅光伏电站的成本要低，但它的效率也低，而度电成本比晶硅光伏电站高。

(三)光伏发电系统度电成本的变化趋势

光伏系统的成本包含太阳电池组件、功率控制、组阵系统平衡、间接费用这四个部分。在这其中，组阵系统平衡涵盖了支撑组件的框架和支架、电线、基础土建和土地的使用费等。功率控制分为两个方面，逆变器和电器控制系统。简介费用包含涵盖了工程建设的管理费、工程设计费、建设期中的利息、意外的费用、运费等等。目前，制约光伏发电规模化发展的一大因素就是成本过高。随着电池效率的提高、组件成本的下降以及寿命的延长，光伏发电的成本和平价上网的水平相近，因此，光伏发电非常具有发电的竞争力。一些国际机构对未来光伏发电的系统度电成本做出了预测：现如今，中国并网光伏的发电单位的初始投资成本大约为15/W，光伏发电装机的容量是3GW。按照中国发电产业现有的发展趋势来看，在技术提升和装备国产化的大前提下，每年的投资成本会有百分之十的下降。按照《可再生能源十二五规划》的要求，到2015年年底，中国太阳能光伏发电的装机容量已经达到14GW。预计到2020年年底，太阳能光伏发电的装机容量会达到40GW，到2030年年底，装机容量会达到200GW。根据测算结果来看，2015年中国光伏发电的单位投资成本也大概是11元/W，2020年将会下降至10元/W，2030年会出现大幅下降，降至4元/W。太阳电池成本的下降，不仅仅是依靠技术进步，规模化的生产也在一定程度上降低了成本，使得成本有二分之一到三分之一的下降幅度。而系统平衡需要的构建成本也有了明显的下降。目前微电网的发电技术仍处于深入研究的阶段，虽然成本还是很高，但伴随着技术的不断革新和进步，成本也会逐步降低，未来光伏发电技术的前景是巨大的。2020年前，全球光伏发电的市场还是主要集中于欧盟地区，占到的比例约为百分之四十，2010~2020年，光伏发电在法国、德国、西班牙、意大利等国的地位逐步提升。2020年之后，光伏发电的新兴市场主要是中国、美国、巴西等国，光伏发电技术是重要的可再生能源发电技术。

三、光伏发电发展前景分析

1.多种光伏电池技术争相发展，第一代晶硅电池具有高校、低廉、使用广泛的主要用途，为市场主导。第二代薄膜电池成本低、耗能少，发展前景良好。第三代新型太阳能电池效率高但价格昂贵，目前仍处于探索阶段。

2.光伏微电网发电技术的发展方向是高成本和低稳定性光伏微电网是用光伏发电当作最主要的电源，它可以和其他的储能装置配合，直接在用户负荷周围供电，典型的微电网是可以脱离主网运行的，也可接到主网上运行，这样可以减少配电投资，大大减少了太阳能间歇性对用户带来的影响，这比较适合成本较高的边远山区和对供电有高可靠性的用户使用。

四、发展光伏产业的建议

综上所述，发展我国的光伏产业已经变得刻不容缓了。我国光伏产业的健康稳步发展，是与国家产业政策的宏观调控分不开的，国家各项政策的颁布和落实，将在很大程度上推动我国光伏产业的发展。

1.政府要做好带头作用，设立光伏产业发展的专项经费，更要在资金、电价、税收等方面制定相应的优惠政策，大力扶持。

2.技术上既要自主研发，又要学会技术引进，也可以和国内研究共同公关，建立健全一套创新的技术体系。

3.要以政府作为主导，多元化投资，建立一套完整的产业链，多方参与、共担风险，以更高的水平进行光伏技术师范建设项目。

4.努力培养国内的光伏市场，制定一套具体的分摊上网电价的实施细则，。5.对光伏产业的发展做出合理的规划。对行业标准的制定要加速，提升光伏产业在未来产业中的竞争力。

五、总结

总而言之，太阳能光伏发电是绿色、环保的可再生能源，光伏发电技术的发展前景非常可观，在2030~2050年间，光顾能源和常规能源在价格上会有真正的竞争力出现，因此，这必将成为我国多能互补能源中非常重要的组成部分。我国的光伏产业需要在市场的规范、设备国产化、提高技术支持、产业链的发展等方面继续努力。只有这样，中国的太阳能光伏产业才能跻身世界前列。

参考文献：

[1]曹石亚,李琼慧,黄碧斌.光伏发电技术经济分析及发展预测[J].中国电力,2012(08).

[2]冯百乐.光伏发电在建筑中应用的技术经济和选型分析[J].山西建筑,2012(20).

[3]陈贶,王亮,王满仓.不同容量光伏发电单元的技术经济对比分析[J].有色冶金节能,2014(03).

[4]刘江建筑.屋顶太阳能光伏发电项目的分析研究[J].能源与节能,2014(06).

[5]顾文石,安白.景观带光伏发电项目技术经济分析及综合评价[D].华北电力大学(保定),2013.

技术经济学相关论文范文二：低碳经济与技术经济范式与路径思考

摘要：进入21世纪以来，在社会经济飞速发展的情况下，人与自然之间的矛盾激化，因此，找到一种能够让社会经济与自然环境和谐相处的低碳经济发展模式已经成为各个国家都极为重视的问题，这也是促使低碳经济模式成为不同国家共同发展的一个重要因素。文章主要针对低碳经济发展的技术范式以及发展路径的思考进行了全面详细的阐述，以期为我国经济发展过程中提供参考。

关键词：低碳经济;技术创新

在当前全球变暖越演越烈的情况下，低碳经济发展模式已经成为了各个国家的主要经济发展方式，以此来促进人与自然之间的和谐关系，这不仅是对自然环境的保护，同时也是对人体健康的保护。低碳环境带来的不仅是低污染生产，还能够减少排放，避免大量污染环境的物质排入到水流、土地、大气中，进一步对被人体吸收，导致大量疾病的滋生。因此，应当加大低碳经济的发展力度，并且对其中的技术经济范式以及发展路径要进行深入的思考。

一、低碳经济与低碳技术

低碳经济已经成为了当前社会上一种新兴的经济发展模式，该发展的模式核心内容主要是在当前市场相关机制的基础上来进行制度的创新以及制定，通过这样的方式来使得低碳经济发展模式能够不断地提高技术效能、减少资源使用，同时研究出可再生能源、减少温室气体排放等相应技术，使得绝大部分工业生产都能够走向低排放、低能耗的生产模式。而有着低排放、低能效效能的低碳经济发展模式必然会伴随着新的节能技术、增效技术、减排技术的发展而发展。只有在大量新型技术的带动下，并以创新的低碳技术作为指引，才能够不断推动低碳经济模式的发展。

二、目前我国低碳技术发展的现状

现阶段我国企业在低碳技术研发方面已经取得了明显成功，有些低碳产品甚至达到了中世界先进水平，其中最突出的就是新能源行业。比如，截止到2015年我国已经有82台超超临界机组在网运行，在世界范围内也处于领先地位。除此之外，在世界范围内，我国风力发电机组增长量也处于领先地位，2013年，风电机组增长量已经高于1600万千瓦;2015年风电装机容量已经超过了10000万千瓦，同比增长1474万千瓦，增长率达到了25%。除此之外，我国是世界范围内出口光伏组件最多的国家，全球有接近40%的光伏产品来自于我国。此外，中国是世界最大的太阳能热水器的生产者和消费者，占世界总产量的70%，约95%的太阳能热水器的核心技术为中国公司持有;中国企业生产出了全球首款单次充电可行驶400公里、并可容纳5位乘客的纯电动轿车;中国水泥余热发电效率世界领先，已开始向国外出口技术和设备。由中国科学院能源领域战略研究组编制的《中国至2050年能源科技发展路线图》指出我国近期低碳经济与新能源产业最重要的发展领域为：清洁煤技术、新能源汽车、智能电网、新能源规模发电等。中国在低碳领域取得了不小的成就，但中国的低碳技术发展仍然令人担忧。因为我们的技术仍以中低端为主。

1.风力发电技术虽然是中国发展最快的新能源行业，已具有1.5MW以下风机的整机生产能力，但是一些核心零部件，如轴承、变流器、控制系统、齿轮箱等的生产技术难关却迟迟未能攻克。

2.可再生能源发电并网一直是一大技术难题，其中重要原因是我国的智能电网建设水平较低，没有先进的电网调控和调度技术。3.在发展清洁煤技术方面，整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)相关项目刚刚启动，关键部件尚不能国产。在中国，常规火电站的投资约为每千瓦5000元人民币，而IGCC示范电站高达每千瓦1万余元，比常规火电站高出1倍多。

三、我国低碳经济下的技术创新路径选择

我国是一个人口数量众多的国家，人口数量位居全球第一，但是经济发展的速度却并不符合人口需求，生态环境也较为薄弱，极易受到气候变化的直接影响。目前我国还处在一个经济飞速发展时期，面临着减小贫富差距、大力发展经济、减少温室气体排放量等多个不同层面的重要工作同时发展，这导致我国要推广低碳经济发展模式的变得更加困难。也正是由于我国的国情较为特殊，因此我们不能照搬国外的低碳经济发展模式，应当从国外低碳经济发展模式中吸取能为我国所用的精华，从我国所特有的低碳经济发展之路。

1.对低碳技术研发给予政策、资金等方面的支持。不断完善我国的低碳技术开发政策，加强相关的政策以及制度，并且对我国的低碳经济发展模式的企业，予以大量的资金支持。①部分新型的能源技术一直以来都是世界上极其难以攻克的问题，而如果仅仅只依靠企业独立进行研发，必然是极其困难的，因此，政府必须要帮助企业在一方面加强与国际先进能源技术的合作以及交流，从而为我国新型能源技术的快速发展打下坚实的基础。②国家应当在涉及到公共基础设施的建设工作上，加大对低碳建设的力度，例如智能电网等，大量低碳技术应用在基础建设上，能够为国家节省资源和资金，减少排放。③国家应当扶助进行尖端领域的技术研究工作，使得我国的低碳技术能够不断的进步，不仅快速与国际尖端技术接轨，未来还要努力超越国际平均水平，例如在风力发电机上的相关核心技术等。④严格制定相应的低碳技术制度，以及战略规划，引导低碳技术的正确发展，避免盲目发展的现象出现，同时，低碳技术的发展方向应当由国家来予以规划;⑤国家建立起相应的低碳经济发展扶持基金会，以此来帮助我国企业低碳技术的发展。

2.从企业发展角度来说，企业需要进行低碳技术方面的创新，如若不然，企业将在低碳经济发展大趋势下失去市场竞争力。首先，企业应该转变营销理念以及传统的盈利模式，在制定短期目标的同时，还需要制定长期目标，总体大方向应该是发展低碳技术，通过低碳技术的应用，以使企业获得更高的利润，真正的实现发展模式与技术平衡;其次，企业需要与政府、机构以及其他企业加强交流沟通，展开密切合作，以此分散低碳技术研发期间可能会出现的各项风险。由于低碳技术本身并不成熟，有很多低碳技术还只是停留在概念阶段，企业研发过程中需要承受非常大人力、物力等压力，如果企业单打独斗显然成功的可能性并不高，所以企业需要与政府、科学研究机构等展开合作，以此规避风险;最后，可以引进先进的低碳技术。现如今，技术发展也逐渐实现了全球化，我国企业完全可以通过技术贸易来着获得先进低碳技术，而后再依据我国国情消化吸收，与此同时国家还应该做好专利产权保护工作。

3.对于科研机构来说，应该密切关注国家出台的各项政策措施，在此基础上，还需要与企业进行合作，以此得到研发资金。科研机构低碳技术研发的重点应该放在以下几方面：提升煤炭资源的利用率;核电技术、输配电技术以及可再生资源的开发利用技术等。通过这些技术的大力研发，真正的促进我国低碳技术发展，融入到各行各业中。另外，科研机构还需要做好一项非常重要的工作，即必须将研发成功的低碳技术推入到市场中，真正的将技术转变为生产力。

四、结语

综上所述，低碳技术已经成为了全世界生产技术发展的主流，这也是生产发展的必经之路，因此，在当前低碳经济模式发展的潮流中，我国应当加快与国际水平接轨的速度，扩大低碳生产技术在我国生产行业的覆盖范围，将更多技术应用到生产中，促使低碳经济发展走上可持续发展的道路。

参考文献：

[1]王国栋,杨志.低碳经济[M].石油工业出版社,2010.

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一、太阳能电池发电原理

太阳能电池是对光有响应并能将光能转换成电力的器件，光伏发电利用太阳光短波部分激发电子跃迁产生电势并直接输出产生电流的过程，如下图所示。

二、利用太阳能的优势

不论是海洋、陆地、高山、平原、沙漠以及太空等，都有光辐射能，这为光伏发电提供有力条件。据测算太阳辐射能到达地球上的太阳能辐射能大约1.7×1012kW，相当于全球一年内消耗总量的3.5万倍。此外太阳能发电有：无能耗、无机械磨损、无有毒物质的排放等优势。如图为德国普通住宅屋顶太阳能装置。

三、目前发展概况

太阳能光伏发电技术的利用主要集中在欧洲，占世界安装总量的81% ，德国在2003年达到7.4GW ，占世界安装总量的44.4% ，是目前全球最大的太阳能发电市场。在2001～2008年间全球光伏发电进入快速发展时期，新增容量年均增速达50.2%。

四、我国在这方面的成就

受太阳能发电需要的猛烈增长，我国在2007年一跃成为世界第一大太阳能电池生产大国。掀起了光伏企业生产、研发的热潮，带动了我国光伏产业的发展。像施耐德电气就率先研发出对高海拔电站的建设起着关键性作用的设备。

鉴于光伏发电成本仍远高于常规电力，造成了我国光伏产业没有得到长足的发展。例如，一座别墅屋顶上装上一个每年可以发电3 000度的“太阳能发电厂” ，要花费15万～20万元。

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关键词：太阳能光伏发电技术；原理；优势；应用；普及

中图分类号：TM615 文献标识码：A

太阳能光伏发电技术作为一项新型技术，现已经成为各行各业重点开发与研究的技术之一。太阳能光伏发电技术在实际应用中体现出：清洁、环保、节能、健康等优势，能够有效提高能源利用效率，应该成为重点研究与开发的对象，未来的能源建设与发展必然少不了太阳能光伏发电技术的应用。

一、太阳能光伏发电的原理与优点分析

太阳能光伏发电原理最基本体现为：通过太阳能电池把来自于太阳的辐射光能变成电能，现代科技的持续发展使得太阳能发电技术成为最具潜能的一项技术。主要是发挥半导体的光伏发电光能，来自于太阳辐射出的光，聚集于太阳电池中，电池吸收这些光能，对应将其转化为电能，具体过程为：光能中将出现“光生电子-空穴”，太阳能电池中存在电场，从而使得电子与空穴相互分开，对应于电池两侧出现了电荷，诞生了电压。

太阳能光伏发电体现出一定的优势，具体表现为：

1.高效、节能、清洁

不同于普通的电力系统发电，太阳能光伏发电主要是利用太阳光能，将光子变成电子，光能转化为电能，这其中省略掉了一系列的能量转化环节，电能转化更为简单，同普通发电对比起来，其效率高、简单、便捷，同时又节能环保。

2.储备丰富、分布范围广

太阳能是一种来自于大自然的能源，具有清洁、环保、可再生等特点，太阳光的广泛分布为其开发与利用带来了巨大便利，充分利用太阳光能就可以减少对其他常规能源的开发，从而减少对环境的污染与破坏。

太阳能光伏发电系统主要由以下几部分构成：太阳电池组件，储能蓄电池、充放电控制器、直交流逆变器等。其中太阳电池组件是最核心的部件，主要发挥着电能转换作用。

二、太阳能光伏发电技术的应用与普及研究

太阳能光伏发电作为一项现代化新能源在我国得到了发展，目前也已经成为最具开发价值、最具利用价值的技术。所谓的太阳能光伏发电最基础原理为：通过太阳电池把光能转化成电能，达到发电的目的，当前该项技术已经运用到以下领域：

1.通信工程

太阳能光伏发电技术在通讯领域得到了深入而广泛的应用，具体体现为：光缆通信工程、卫星通信工程、铁通工程、水文探测工程等，这些通信工程项目的发展都依赖于太阳能光伏发电技术实现了飞跃式发展。

2.太阳能水泵

在太阳能光伏发电技术的支持下，水泵通常无须采用蓄电池发电，在光伏发电系统带动下能够推动水泵迅速运转。一般将逆变器配置在光伏水泵站，第一步是电池板直流电、交流电之间的转换，这样水泵就能在交流电的支持下开始运转。太阳能水泵实际使用的弱点体现在：初期投入大，然而，实际运行成本较低、无须过多的维护费用，易于长期使用，相对于小型号普通的水泵，其工作效率更高。太阳能水泵通常适合用在太阳能丰富、光能储备较强的地域环境中。

3.光热利用

其应用原理为：聚集太阳辐射，使其同某物接触然后变成热能，最终得以应用这部分热能。现阶段，主要的太阳能聚集设备为：平板集热器、聚焦性收热设备等。根据太阳光的温度，能够发挥不同的光热作用，具体见表1。

4.太阳能发电

太阳能光伏发电技术主要体现为发电技术，其中太阳能的应用形式有多种，具体体现为：光能与热能以及电能之间的转换，具体图示为：光热电，来自于太阳所辐射的光能将变成热能，从而用来发电，通过集热设备来收集太阳光，使之变为热能，并逐渐变成蒸汽，巨大的蒸汽作用力下，汽轮式发电机将运转，发出电能。或者是光能与电能之间的直接转换，也就是：光能电能，该过程的具体原理为：发挥光生伏特的作用，让太阳能在一瞬间变成电能。

5.动车组太阳光伏系统

高铁建设事业的持续发展，太阳能光伏发电技术也应用其中，得益于MATLAB软件系统的支持，动车组光伏系统得以发展，该系统的构造设计如图1所示。

该系统主体构造为：光伏阵列、照明与空调系统、蓄电池、充电与放电控制器。其中光伏阵列主要配置在动车组上方，通常根据动车组顶面大小来设置电池组，决定电池组的型号与数量。

光伏电池电路模型，单个太阳能电池属于基础单元，构建起太阳能光伏阵列，实际电池组件构造应该参照现实的工程建设状况，通过串联电池、并联电池等方式来从整体上构建太阳能电池组件。这其中主要形成了3大等效电路模型：

（1）不考虑电阻对电池的影响，简单的等效模型。

（2）将并联电阻纳入考虑范围，分析其对光伏电池输出的不良作用。

（3）将并联或串联的电阻纳入考虑范围，分析其对光伏电池的各种作用，这一等效电路模型在现实的工程建设中最为实用，具体的电路模型如图2所示。

观察图2可以看出，在光伏电路图中，分别串联与并联了两个电阻：Rs与Rsh。同时，同光伏电池相比，器件反应速度较快，具体的光伏电池电流用下列公式计算：

IL――光电流；

q――电子电荷；

T――绝对温度；

I0――二极管反向饱和电流。

6.光伏建筑一体化

随着太阳能技术的发展，太阳能光伏发电技术逐渐被应用到建筑工程中，逐渐形成了光伏建筑一体化模型。具体的应用原理为：将太阳能光伏发电系统安装在建筑物的顶端，将其同建筑内部的电力线路连接起来，通过太阳光能与电能之间的转化，来发挥对建筑室内用电的补偿作用，当建筑电力系统出现故障问题，出现断电时，可以启动光伏发电系统，来持续供电，维持建筑物内部各个用电设备的持续运转。经研究表明，这种光伏建筑一体化的模式未来会有更广阔的发展，能够同建筑幕墙有效配合，二者都能够有效吸收太阳辐射能、光能等。现阶段来看，光伏建筑一体化技术多数用于建筑顶端，其技术发展相对完善。

光伏建筑一体化技术实际应用还处于初始阶段，需要大量的成本投资，然而，其发展前景广阔、对于建筑物用电系统的完善与发展有着不可替代的作用。

7.太阳能光伏发电技术的普及前景

太阳能作为一种新能源，将其应用于现代化各行业中能够发挥多方面的优势作用。随着环保节能事业的建设与发展，越来越多的行业、领域将逐渐开发并利用太阳能能源，建设太阳能光伏发电系统，发挥其优势作用，一方面达到节能环保的目标，另一方面也减少对传统能源资源的攫取。

未来的太阳能光伏发电技术会同其他技术有效配合，发挥二者的优势，达到双方的优势互补，满足各行各业经营发展的需要。

结语

作为一种现代化的新能源，太阳能得到了开发和利用，太阳能光伏发电技术已经在通信、发电、运输等行业得到了有效应用，发挥了其优势功能，未来的太阳能光伏发电技术势必会得到更大的发展。

参考文献

[1]中国能源研究会.关于中国能源战略及“十二五”能源规划的建议[J].山西能源与节能，2010（6）：15-18.

[2]中国可再生能源协会.中国新能源与可再生能源年鉴（2010）[M].广州：中国科学院广州能源研究所，2010.

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关键词：光伏发电；技术；能源；发展

前言

目前人类利用太阳能主要是进行取暖和发电，特别是太阳能的发电这一功能，正得到广泛关注，让其替代水能或者火能的发电能源及技术，成为新型的无污染节能的发电技术，实现能源可持续发展的目的。青海省是我国光伏发展前景最好的省份之一，具有优良的太阳能资源和大量适宜建设光伏发电场的荒漠地区，具有进行大规模光伏开发的天然优势。

1 光伏发电技术

“光伏发电”最早出现于1839年，法国科学家最先发现“光生伏打效应”，之后近100年的时间里，光伏发电技术研究处于缓慢发展阶段。然而1954年，美国出现首个实用的单晶硅光伏电池的研发成功。20世纪中后期，光伏技术的发展开始进入正式轨道。光伏发电系统主要是由光伏的电池板、控制器、电能储存和变换等环节构成，是一个发电和电能变换的系统。太阳光辐射的能量可经过光伏电池板转换成为可用电能，主要是通过电缆、控制器和储能等环节进行太阳能的储存及转换。光伏发电系统按照和电力系统的关系进行分类，可分为独立的光伏发电与并网的光伏发电两个系统。

独立的光伏发电系统属于和常规电力系统不相连的，独立运行的一种发电系统，一般建在无电网边区，独立的光伏发电系统建设作用是供给无电边区电力。太阳能发电具有白天发电的特性，然而负荷用电具有全天候特性，故独立光伏发电系统中的储能元件是必备品。独立的光伏发电系统的供电稳定性会受到气象环境和负荷等多种因素的影响，因此其供电的可靠性不足，但能够解决无电边区人民的供电问题，成为无电边区比较安全可靠的供电方式。并网光伏发电系统是可以和电力系统进行直接连接的一种光伏发电系统，它可以为电力系统供给有功及无功的电能。光伏电池发出的直流电能能够经变换器转换成交流电能，此电能和电网的频率相同，再以电压源方式将电能送进电力系统。控制器一般是由单片机或数字信号处理芯片等核心器件组成的，主要是实现了光伏电池的最大功率点的跟踪，达到控制逆变器的并网电流频率和波形，以及功率等，从而让向电网进行转送功率同光伏的阵列所发最大的功率电能之间能够得到平衡。

2 青海省光伏发电现状分析

2.1 光伏装机类型和规模

经过数年的发展，青海省已经成为全国的并网光伏装机大省，截止2013年底，青海省实现并网发电光伏装机规模达到了360万千瓦，安装的光伏组件类型有多晶、单晶和高倍聚光，其中，在海南共和、海西德令哈和格尔木均实现大规模装机，并通过330kV汇集升压站外送。

目前，青海省的光伏发电产业以实现并网光伏发电为主，省政府为支持光伏产业的发展，组织青发投等企业投资建设了三座330kV光伏汇集升压站，不仅为青海省的光伏企业创造并网的条件，且通过光伏汇集站的建设促进了青海省电网的发展，增大了电网供电的覆盖面，并且为电网提供了清洁的光伏电量。虽然聚光光伏发电技术具有最高的能源转换效率，但是由于技术的限制，光伏组件的体积较大，且需要采用双轴追踪技术的支架。由于青海省的风沙较大，对于机械转动部件的影响较大，需要支架转动部件具有很好的防尘和防沙效果，因此，聚光光伏发电技术的造价较高，相比发电量的增加，运行维护的工作量较大，投资回报上的优势并不明显。因此目前，全省仅建设试运行了约110MW的高倍聚光光伏发电场，其他均为晶硅电池。

2.2 光伏场运行中出现的一些问题及解决措施

根据对省内一些光伏发电企业的调研，光伏发电场运行中已经发现的问题有：逆变器超温现象，并导致IGBT功率管烧毁；因光伏场大量使用电缆连接，电缆连接头的数量很多，电缆头爆炸的现象较多；荒漠电站的光伏并网体系结构多采用集中式，因此，汇流箱的数量较多，每一个光伏组串均配置直流熔断器保护回路来切除故障，熔断器的烧毁也较为严重，根据调查，1个10MW的光伏发电场一年更换的熔断器多达800多个，对发电量的影响较大，且增大了运维的工作量；由于光伏发电不稳定，出力存在波动的特点，二次保护出现过误动作；板子在早晚前期存在前后排组件的遮挡现象等等。

对于以上问题，有以下的解决思路：一是对逆变器的过热问题，因逆变器是光伏并网的核心部件，其故障或者停运对光伏的发电量有较大的影响，其解决思路为加强对逆变器的保护监控，除逆变器本体具有的过热保护外，增加独立的温度监控模块，并与逆变器保护控制系统进行联动，做到早发现，早解决，减少故障和事故隐患。目前，市场上对温度监控的系统比较成熟，下一步，将根据与业主的沟通，根据业主的意向，对该方案进行试验。二是电缆头爆炸的问题对光伏发电量的影响很大，因现有的发电单元设计，且光伏场占地面积较大，故每根高压回路均汇集较多的发电单元，电缆头爆炸后，其修复的过程对整个回路的发电都造成影响。根据调查及分析，电缆头爆炸的原因有：质量问题，施工工艺问题，连接电缆长度过长以致电容电流过大等原因；解决思路有，加强电缆头的设计选型和采购阶段的技术门槛，选用适合环境条件的电缆终端，并对电缆头进行现场抽检和实验，提前发现解决问题；提高施工监理的水平，电缆头的安装要根据施工现场的环境，严格按照规程和规范执行，做好安装过程中的防尘防沙，温度控制；设计精细化，对光伏发电单元进行优化布置，对比逆变升压位置的不同放置对发电量的影响，通过优化布，使逆变升压装置的布局尽量方便运行维护，方便高压电缆连接；按照电缆设计规范的要求，当电缆长度过程时，适当的增加中间接头，做好电缆中间接头和电缆终端的接地。三是因集中式结构的汇流环节为直流方式，目前，光伏并网环节直流熔断器的运用经验较少，故下一步需对集中式结构进行分析，研究光伏汇流方式，分析组件串正常和故障的运行状态的区别，在此基础上，明确对汇流箱的熔断保护器进行选型要求，并对厂家进行广泛的调研，选用更好的直流熔断器或其他直流保护装置。四是对于保护误动作，将与业主交流，取得故障录波数据，分析改进保护方式的必要性。五是早晚出现的板子前后遮挡问题。光伏的设计规范对前后排组件的间距做出了明确的规定，因此，根据规范设计的前后排间距应该满足冬至日9：00～15：00（真太阳时）遮挡的要求。超出此范围的，其多数原因，是由于局部地势的不平造成的。因此，该问题的解决需要在施工阶段场平平整后进行复核，加大局部的间距。

3 改善太阳能光伏技术的研究与发展的措施

3.1 提升光伏技术科研的总体水平，增强市场的竞争力

我国的太阳能光伏技术产业，需要改变依靠市场进行驱动的模式，转而向凭借技术驱动，带动市场的内在竞争，提高其效率，同时将技术发展和保护环境相结合，走可持续发展的道路。

3.2 加强光伏技术创新方面的研发力度

太阳能光伏技术的研发，需要加强创新技术，从而提高其电池板转换率，降低系统的成本造价。

3.3 制定总体规划

政府加大政策领导力度，制定出关于太阳能技术长远发展及应用的总体规划，将太阳能源产业的发展看成是新型的高技术产业进行长期发展。

4 结束语

综上所述，太阳能光伏技术是一种新型、可再生、环保的发电技术，可以直接利用太阳能资源，简化了发电及用电的工序，还能有效提高人们的生活质量水平，并且能在社会各行业和领域得到发展与应用。现阶段，国际上的光伏发电系统以及发电技术一直受到局限，故改进现有发电方式的同时，也会对光伏技术进行改进，研发出最佳的并网型光伏发电系统，并将之应用于实际的发电系统中，这将是太阳能光伏发电技术发展的必然趋势。

参考文献

[1]常永远.太阳能光伏技术的研究与发展[J].中国科技博览，2011（17）：304.

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分布式光伏发电受热捧

光伏电站安装在屋顶，不占用宝贵的土地资源，就地发电就地并网消耗，是目前国家积极倡导的分布式能源应用的典型方式。同时，隔热效果好，减少夏天空调的使用，可达到节能减排效果。光伏发电可以减少碳排放、改善生活环境，更是一项能够让用户形成稳定投资、稳定收益的绿色项目。随着分布式光伏发电在全国的逐渐普及，分布式光伏发电已经成为了人们眼中的“香饽饽”。在工厂的楼顶或是在自家屋顶装上安装光伏电站越来越多，通过光伏发电自用和余电卖给国家电网，享受国家的光伏发电带来的收益。

由深圳市首航新能源有限公司举办的“光伏沙龙2017全国行”近日在河南省郑州市启动，旨在对光伏上下游新技术、新产品进行交流，对分布式光伏系统问题进行研究与解答。该公司中国区销售总监孙郑晨表示，“就全国用电而言，光伏能很好地补充电力缺口。同时光伏发电是在白天进行，而社会经营活动的用电主要发生在白天，光伏发电与用电时间及需求刚好匹配。”

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接D换为电能的分布式发电系统，是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式。它倡导就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还能有效地解决电力在升压及长途运输中的损耗问题。可以充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费。目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。

市场的推动离不开政策的支持

《太阳能发展“十三五”规划》中明确提出，大力推进屋顶分布式光伏发电，继续开展分布式光伏发电应用示范区建设，到2020年建成100个分布式光伏应用示范区，园区内80%的新建建筑屋顶、50%的已有建筑屋顶安装光伏发电。从2016年底光伏累计装机容量来看，分布式光伏仅占13.3%，今后还有较大的发展空间。因此，分布式光伏在“十三五”期间将会成为推动光伏发展的一个重要着力点。

据悉，屋顶分布式光伏发电项目及全部自发自用地面分布式光伏项目不限制建设规模，各地区能源主管部门随时受理项目备案，电网企业及时办理并网手续，项目建成立即纳入补贴范围。这或意味着个人光伏电站项目将迎来建设高峰。

孙郑晨表示，分布式光伏发电项目在家庭用户中的成功应用，是对分布式光伏发电领域的重要尝试，对节约传统能源、保护环境起到了示范作用，同时也是对农村居民普及应用光伏发电的有益尝试。

自2013年8月国家发展改革委将全国范围内分布式光伏补贴标准定为0.42元/千瓦时后，全国各省份在此基础上又陆续推出了当地补贴政策。自国家能源局下发《2015年光伏发电建设实施方案》以来，已有多地出台了地方性光伏扶持政策。北京市发展改革委和财政局公布，北京市域内并网的分布式光伏项目可以获得0.3元/千瓦时市级补助，连续补助5年；湖北省公布，给予分布式光伏项目0.25元的省级补贴，期限为5年；上海市也采取了与湖北省相同的补贴力度；此外，江西、山东、安徽、广东、河南、福建、山西、江苏等省及其下属地级市也先后出台各种补贴政策，地方级补贴均价为0.2元左右。

分布式光伏电站逆变器需求旺盛

分布式光伏发电的构成主要包括：太阳能电池组件、保护装置、电路和逆变器。逆变器是将直流电转换成交流电的设备。当前，电网接口光伏逆变器行业围绕组串式逆变器、储能逆变器争议不休。“组串式逆变器效率持续领跑，储能逆变器海外分布式需求高。”孙郑晨说。

他表示，在组串式逆变器方面，随着近几年光伏市场发展重心从西部向中东部地区转移，以及国家提倡光伏扶贫、就地消纳等政策，首航新能源迅速在中东部地区众多光伏发电需求高的省份布局市场，去年在河北、河南、江苏等地分布式项目中取得一定成果。从去年的项目统计来看，非商业的分布式项目中，例如，江苏南通、泰州、江阴等地的民用光伏电站发展很快，山东德州、日照、烟台等地采用了民用农光互补电站等。在光伏商业项目中往往不止一台逆变器接入电网，安全稳定性要求高。该公司率先解决多台逆变器接入同一并网点，解决了逆变器容易震荡、无法稳定运行的难题。

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[关键词]太阳能；光伏产业；挑战

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.24.075

[中图分类号]F426.6 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2016）24-0-02

面对越来越严重的能源危机、环境污染等问题，在坚持走可持续发展道路的情况下，资源丰富的太阳能作为一种新型、洁净的能源，是非常宝贵的，因而太阳能光伏产业得到了快速的发展。本文根据目前太阳能光伏产业发展的现状，对其面临的问题与困难进行分析，并提出一些可行性的解决策略，从而促进太阳能光伏产业的健康发展。

1 太阳能光伏产业发展现状

在我国的整个能源系统的开发应用方面，太阳能光伏发电占据着比较领先的地位。太阳能光伏企业在发电过程主要是根据太阳能收集到太阳光之后所散发出的能量，通过一种半导体的电子器件从而转化成电能。太阳能光伏企业在发电的过程中，不仅操作简单方便，而且有着非常高的安全性，对外界环境所产生的污染也比较小，非常的持久耐用。为了能够快速的发展这一新兴产业，政府给予了多方面的扶持政策，从而促进了太阳能光伏产业的发展。目前，我国已经成为亚洲最大的太阳能光伏生产发源地，并不断的把这种新能源运用于各个行业领域，这标志着我国的新能源有着非常广阔的发展前景。

2 太阳能光伏产业发展过程中面临的挑战

2.1 缺乏科学的管理，造成产能过剩

根据政府的鼓励政策，很多地方都制定了有关太阳能光伏发电的规划，从而强化当地的新能源发展，但在规划过程中，没有充分的考虑到当地的社会经济发展情况及太阳能资源等因素，导致太阳能光伏发展缺乏一定的统筹协调性，因而在很多地方呈现出多晶硅产业的低水平重复建设及产能过剩的现象。例如在天津的某些太阳能光伏企业，是以国家示范工程的方式而建设的，并采取项目业主自有资金投资或自发自用的模式运营，对前期项目的审批、认证与验收进行了相应的监管，但对太阳能光伏企业前期需要的投资融资及后期的维护、经营等却没有规划，导致其没有发挥出真正的作用。

2.2 政策扶持瓶颈

尽管政府出台了一些有关太阳能光伏市场的扶持政策，例如对分布式太阳能光伏发电站的补偿，但这些相关的政策却没有具体的实施细则，导致没有出现预期的效果。其主要原因有以下三点：一是由于所出台的扶持政策过多的侧重以经济补助为主，却没有设计出一个非常高效的协调机制，因而使很多太阳能光伏企业与电网公司、建筑物业之间出现了不协调；二是虽然有些扶持政策中的补贴比较明确，但地方政府的配套补贴比例不明确、补贴范围不清楚，从而使用户难以估算其安装成本，在一定程度上影响了有关太阳能光伏的发展建设；三是有的扶持政策是短暂性的，只在太阳能光伏安装的初期给予补贴，而对后期过程中的验收、测试及并网等缺少了相关的政策指导，这对太阳能光伏的发展也产生了一定的负面影响。

2.3 发电成本较高

与传统的化石能源发电方式的成本相比，太阳能光伏发电的成本要比传统的发电成本高出两到三倍，严重制约了我国太阳能光伏产业的发展。太阳能光伏发电的成本主要取决于其在寿命期限内的发电成本与发电总量。因其前期投入过高，可能会造成个人的投资困难。如在其安装前期的投资在1万元/千瓦～1.5万元/千瓦时，可能会需要7年的时间才能收回成本。除此之外，在太阳能光伏发电站运行过程中也会产生其他的费用。

2.4 标准、检测认证体系不完善

目前，太阳能光伏发电的技术标准及规范，都呈现出不全面与不规范的现象，并存在着一定的滞后性。尽管我国已经颁布了太阳能光伏的相关技术标准，但大部分的太阳能光伏产品的技术仍然存在着不规范性，严重缺少符合建筑要求的太阳能光伏产品的质量标准。由于其标准的迟缓，使太阳能光伏检测与认证的机构设备严重不足，直接影响到了检测水平。除此之外，缺乏标准化、规范化的太阳能光伏产品管理机制。

2.5 环境污染问题

太阳能光伏产业链在发电过程中往往会造成很严重的环境污染。其中的金属硅作为发电的原材料，通过发电之后，就会产出大量的废气与废渣，例如常见的一氧化碳、四氯化硅等，都会对环境造成污染。另外，对太阳能光伏产业中的生产原料与废弃物没有达到高效的循环利用，在一定程度上，不仅会形成原料的浪费，同时也造成了环境污染。

3 解决太阳能光伏产业发展过程中问题的策略

3.1 加强规划工作，完善体系建设

太阳能光伏产业是我国新型产业的重要组成部分，在对太阳能光伏发电制定一些实际可操作性的整体规划时，要有效的与我国的国民经济发展要求相结合。各个省、市、地区要制定出详细的太阳能光伏产业规划与布局，并与国家的规划发展相一致，另外，还要重视对电源电网协调同步的发展，从而有助于新能源的规划与电网规划的协同机制。当然，在进行持续稳定的发展太阳能光伏产业时，需要得到政府完善的规划体系，国家政策的支持及市场的推动。总之，要合理的安排太阳能光伏产业发展，从而使太阳能资源能够得到充分的利用。

3.2 加大政策的扶持力度

在增强国家政策的扶持力度之前，要先积极的探索使政府引导及市场机制相结合的方法，从而制定出推进太阳能光伏产业发展的政策。通过税收优惠的政策，增加太阳能光伏产业的研发投入；通过财政的资金补助方式，对农村或贫困地区的太阳能光伏产业给予专项补贴；从而推动国家有关太阳能光伏产业政策的落实。

3.3 拓宽融资渠道，加大资金扶持力度

对太阳能光伏产业的中长期发展规划，国家要增加对其的资金投资力度，并在不同范围内，建设不同模式的示范工程，如太阳能光伏发电、太阳能光伏供热等。有效的利用科学技术的研究，不断地降低太阳能光伏产品的成本，从而促进太阳能光伏产业的发展。

3.4 加强企业之间的联合

根据国家制定的相关规定，企业之间应当采取相互联合的一种经营方式，进而不断促进构建太阳能光伏的整个产业链。通过强化对原材料工艺流程的标准与严格控制质量，来吸引其他企业对太阳能光伏产业的投资，与此同时，还要提高相关技术人员的专业研发技术。通过在技术上的不断突破，来增强太阳能光伏产业的竞争力，有效的降低耗能，合理的利用资源，从而实现共同发展。

3.5 优化废弃物，发展循环经济

优化太阳能光伏发电过程中的废弃物，可以有效的减少太阳能光伏产业对外界环境的污染。例如对太阳能光伏发电生产过程中所排出的极性有机物，采用硅胶带极性吸附剂进行吸附处理；而对溶于水的有机物，通过添加絮凝剂进行处理；对排放出来的一些酸性气体，则在排放前用碱性的药剂进行处理。

在利用太阳能光伏产业发电过程中，最重要的还是通过加强技术研究，不断改善生产工艺，从而把太阳光光伏产业推向一个新的高度，与此同时，把循环经济作为企业经济发展的理念。对在太阳能光伏产业过程中多晶硅原材料存在的环境污染与能源浪费问题，企业应坚持节约、循环、清洁的原则，发展低耗、低排与高效的循环经济。通过科学合理的控制太阳能光伏产业规模，促进太阳能光伏产业的循环发展，有助于减少对环境的污染。除此之外，要增强太阳能光伏企业及社会公众的环境保护意识，把保护环境、减少污染的工作落实到实处。

4 结 语

太阳能光伏产业在我国的经济发展中有着非常重要的作用，能够有效地弥补常规能源的不足。尽管我国的太阳能光伏产业发展有着较大的规模，但在发展过程中仍然面临着很多的挑战，面对众多有待解决的问题，要合理地优化太阳能光伏产业结构，通过企业之间内部的联合，来促进太阳能光伏产业健康持续的发展。

主要参考文献