太陽能是取之不盡、用之不竭的清潔能源。如何更高效、便捷、經(jīng)濟(jì)地將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，是當(dāng)前世界關(guān)注的熱點(diǎn)

OFweek太陽能光伏網(wǎng)訊：新年伊始，合肥市提出在推進(jìn)建筑光伏一體化的同時(shí)，大力實(shí)施“光伏下鄉(xiāng)”“光伏扶貧”工程，打造“中國(guó)光伏應(yīng)用第一城”。什么是光伏發(fā)電？其技術(shù)現(xiàn)在是否成熟？它能否成為未來替代煤炭、石油等化石能源的主要清潔能源？

萬物生長(zhǎng)靠太陽太陽能是用之不竭的清潔能源

“太陽能十分巨大，中午時(shí)太陽照在地球上，每平方米可產(chǎn)生1千瓦的電能！”談起光伏發(fā)電，陽光電源董事長(zhǎng)、2014年度“安徽省重大科技成就獎(jiǎng)”獲得者曹仁賢充滿激情，“太陽能是取之不盡、用之不竭的清潔能源。”他認(rèn)為，以太陽能為代表的清潔能源取代傳統(tǒng)化石能源不可避免，關(guān)鍵是如何能更高效、便捷、經(jīng)濟(jì)地通過光伏發(fā)電技術(shù)，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特效應(yīng)，將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。早在1839年，法國(guó)科學(xué)家貝克雷爾就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來被稱為“光生伏特效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”。1954年，美國(guó)科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成實(shí)用的單晶硅太陽電池，將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)誕生。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)，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(fā)電裝置。現(xiàn)在，不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)均主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成。

二十世紀(jì)70年代后，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球能源危機(jī)和大氣污染問題日益突出，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展，這之中太陽能以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)而成為人們重視的焦點(diǎn)。豐富的太陽輻射能是取之不盡、用之不竭、無污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬千瓦時(shí)，假如把地球表面0.1%的太陽能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量相當(dāng)于世界上能耗的40倍。

經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，光伏發(fā)電技術(shù)已日臻成熟。與常規(guī)發(fā)電技術(shù)相比，光伏發(fā)電沒有中間轉(zhuǎn)換過程，發(fā)電過程極為簡(jiǎn)潔，也不消耗資源；整個(gè)系統(tǒng)安全可靠、無噪聲、低污染，運(yùn)行維護(hù)和管理簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境是零污染、零排放。

我國(guó)有荒漠面積108萬平方公里，主要分布在光照資源豐富的西北地區(qū)。1平方公里面積可安裝100兆瓦光伏陣列，每年可發(fā)電1.5億千瓦時(shí)；如果開發(fā)利用1%的荒漠，就可以發(fā)出相當(dāng)于我國(guó)2003年全年的耗電量。目前，西部很多地區(qū)每年日照量都在2000小時(shí)以上，海南更是達(dá)到2400小時(shí)以上，我國(guó)是名副其實(shí)的太陽能資源大國(guó)，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)空間巨大！

10年成本降10倍安徽省光伏發(fā)電技術(shù)躋身世界前列

光伏發(fā)電的前景誘人，光伏發(fā)電的技術(shù)也在不斷完善，成本不斷下降。曹仁賢告訴記者，10年前太陽能電池的成本是40元/瓦，現(xiàn)在是4元/瓦，10年成本下降10倍，考慮到物價(jià)上漲因素，成本下降幅度更大。而作為光伏發(fā)電不可或缺的重要設(shè)備，光伏逆變器的成本也從10年前的4元/瓦，降低到現(xiàn)在的0.4元/瓦左右，也下降了近10倍。這樣一來，光伏發(fā)電的總成本與10年前相比也幾乎下降了10倍！

光伏逆變器是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，其作用是將太陽電池發(fā)出的不穩(wěn)定直流電變換成為符合電網(wǎng)或負(fù)載電能質(zhì)量要求的交流電。創(chuàng)立于1997年的陽光電源在近20年的時(shí)間里，通過自主創(chuàng)新，把光伏發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備—光伏逆變器，真正做到了技術(shù)世界一流，并使得逆變器的成本大幅下降，迫使ABB、西門子等西方光伏巨頭紛紛退出中國(guó)市場(chǎng)。

曹仁賢則把逆變器形象地比喻為一座橋梁，一頭連著太陽能發(fā)電板，一頭連著國(guó)家電網(wǎng)。他們一直努力把這座“橋”做得結(jié)實(shí)，使電流轉(zhuǎn)換更平穩(wěn)、更流暢、效率更高?，F(xiàn)在，陽光電源已成功研發(fā)出全球最高轉(zhuǎn)換效率（轉(zhuǎn)換率達(dá)99%）的商業(yè)化組串式逆變器。同時(shí)，又提出“無損逆變器”的概念，借助電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)，通過設(shè)計(jì)優(yōu)化，盡量減少傳遞環(huán)節(jié)和變換環(huán)節(jié)部分的電能損耗，提高整個(gè)電站的效率。

10年來，陽光電源的產(chǎn)品先后成功應(yīng)用于北京奧運(yùn)鳥巢、上海世博會(huì)、西部大型光伏電站、國(guó)家“送電到鄉(xiāng)”工程、福建沿海風(fēng)電場(chǎng)等眾多重大的光伏和風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目，開發(fā)建設(shè)了甘肅酒泉、合肥國(guó)家分布式光伏發(fā)電示范等諸多優(yōu)質(zhì)的光伏電站項(xiàng)目。光伏逆變器市場(chǎng)占有率連續(xù)多年位居國(guó)內(nèi)第一，并先后通過多項(xiàng)國(guó)際權(quán)威認(rèn)證測(cè)試，產(chǎn)品已批量銷往德、意、法、美等40余個(gè)國(guó)家。2013年，陽光電源的光伏逆變器出貨量位居全球第二。

“我們現(xiàn)在變出的電能質(zhì)量，比電網(wǎng)送出的電能質(zhì)量還要好！”談起光伏逆變技術(shù)，曹仁賢信心滿滿。從一開始為一個(gè)牧民家庭點(diǎn)亮一盞燈，到后來為一個(gè)學(xué)校、一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體供電，再到現(xiàn)在終于把太陽能電流接入國(guó)家大電網(wǎng)，送給千家萬戶，陽光電源通過不斷創(chuàng)新，引領(lǐng)我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)跨入世界先進(jìn)行列。

光伏發(fā)電加儲(chǔ)能讓千家萬戶享受陽光普照

一個(gè)小家庭投資不到3萬元，裝個(gè)3千瓦的太陽能發(fā)電裝置，在安徽省的光照條件下每年可發(fā)電3000千瓦時(shí)；如果賣給電網(wǎng)，按現(xiàn)行政策電網(wǎng)將按每度1元的價(jià)格付給你3000元。曹仁賢告訴記者，目前合肥市正在推廣這種家庭分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。

2014年，為鼓勵(lì)人們使用清潔能源，合肥市在全國(guó)首個(gè)出臺(tái)光伏“度電補(bǔ)貼”政策。

對(duì)城鎮(zhèn)居民家庭式光伏電站，市財(cái)政按裝機(jī)容量一次性給予3元/瓦補(bǔ)貼；對(duì)農(nóng)戶建成并網(wǎng)的家庭式光伏電站，按裝機(jī)容量一次性給予4元/瓦補(bǔ)貼；對(duì)裝機(jī)規(guī)模超過0.1兆瓦且建成并網(wǎng)的屋頂光伏電站項(xiàng)目、按裝機(jī)容量一次性給予屋頂產(chǎn)權(quán)人10萬元/兆瓦的獎(jiǎng)勵(lì)。

但這種分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)有個(gè)缺點(diǎn)，就是晴天陽光充足時(shí)發(fā)電量大，而陰雨天和夜晚則無法供電，用戶還需依賴火電。目前的解決方法是在有太陽照射的情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能在供給用戶的同時(shí)，多余或不足的電力通過聯(lián)接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。曹仁賢透露，儲(chǔ)能應(yīng)用系統(tǒng)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛，他們也正在大力研發(fā)大容量的儲(chǔ)能設(shè)備，將光伏發(fā)電系統(tǒng)白天發(fā)出的多余電能儲(chǔ)存起來，留到晚上或陰雨天用。通過技術(shù)攻關(guān)，現(xiàn)在儲(chǔ)能設(shè)備的成本每年下降10%，5年后光伏發(fā)電加儲(chǔ)能設(shè)備必將走進(jìn)千家萬戶，成為人們離不開的清潔能源。曹仁賢認(rèn)為，讓更多的家庭、小區(qū)成為使用清潔能源自給自足的零能耗中心、零排放中心，這是陽光電源的“陽光夢(mèng)”，在不遠(yuǎn)的將來一定能夠?qū)崿F(xiàn)。

去年，安徽省僅合肥市就實(shí)現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值近250億元，同比增長(zhǎng)約80%；建成20萬千瓦的分布式光伏電站，成為全國(guó)省會(huì)城市之最。截至目前，安徽省累計(jì)建成光伏電站50萬千瓦，其中超過80%為去年新建。根據(jù)規(guī)劃，到2015年，合肥市將建成太陽能光伏光熱建筑一體化項(xiàng)目200個(gè)以上；安裝各類太陽能光伏路燈、景觀燈10000套以上；光伏電站裝機(jī)容量達(dá)到500兆瓦以上；光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超過300億元，在國(guó)家光伏發(fā)電規(guī)?；瘧?yīng)用示范城市中位居前列，成為全國(guó)重要的光伏生產(chǎn)、光伏發(fā)電企業(yè)集聚地，讓千千萬萬的人享受到陽光普照的恩澤。

我國(guó)光伏扶貧與光伏下鄉(xiāng)項(xiàng)目—肥東縣長(zhǎng)臨河鎮(zhèn)家庭光伏電站。