太陽能發電:金色陽光 能量無限

發布日期: 2019-11-13 信息來源: 楊明麗

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        當前,全球能源體系正加快向低碳化轉型,可再生能源規?;糜氤9婺茉吹那褰嗟吞薊悄茉捶⒄溝幕廄魘?,加快發展可再生能源已成為全球能源轉型的主流方向。全球光伏發電已進入規?;⒄剮陸錐?,太陽能熱利用也正在形成多元化應用格局。太陽能將在全球范圍得到更廣泛的應用。

 

  光和熱的利用

 

  太陽把輻射能以電磁波的形式投射到宇宙空間,其中,約49%能夠到達地球表面,成為人類可以利用的太陽能資源。太陽能是地球上最主要的能量來源。地球上除核能和地熱能外,幾乎所有能源都直接或間接來源于太陽能。

 

  到達地球表面的太陽輻射總功率約81.7萬億千瓦,到達中國陸地表面的太陽輻射總功率約1.68萬億千瓦,占全球的2%。

 

  太陽能發電主要包括太陽能光發電和太陽能熱發電兩類。太陽能光發電是利用太陽能的重要方式,而太陽能光伏發電又是太陽能光發電的主流。1973年世界石油?;?,光伏發電技術逐漸從空間應用大規模地向地面轉移。

 

  太陽能電池

 

  1839年,法國物理學家A.E.貝克勒爾首次發現了光生伏打效應;1954年,恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室第一次做出了效率為6%的單晶硅太陽能電池。太陽能電池是一種具有“特異功能”的半導體器件,按用途分為空間太陽能電池和地面太陽能電池。早期的太陽能電池主要應用在人造衛星上。1973年,我國開始將太陽能電池應用于地面。

 

  太陽能電池按照基體材料,可分為單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、砷化鎵太陽能電池、碲化鎘太陽能電池和銅銦鎵鎘太陽能電池等。

 

  單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池在市場上占有比重大,盡管它們的光電轉換效率有了比較大的提高,但與理論極限效率相比差距大,提高晶硅太陽能電池光電轉化率是當前研究的重點。

 

  多個單體太陽能電池互聯封裝組成光伏組件,光伏組件也叫太陽能電池組件、太陽能電池板。光伏組件串聯或并聯組成光伏陣列。

 

  數說太陽能發電

 

  截至2018年年底,世界太陽能發電裝機容量約為4.9億千瓦,其中,光伏發電裝機容量達到4.86億千瓦,占比99.2%。世界光伏發電累計裝機容量排名前5位的國家依次為:中國、日本、美國、德國和印度。根據歐洲光伏產業協會(EPIA)預測,2019年全球光伏發電累計裝機容量將超過6億千瓦,2020年達到7億千瓦。

 

  世界光熱發電裝機穩步增長。截至2018年年底,世界光熱發電裝機容量約547萬千瓦,主要集中在西班牙和美國。

 

  截至2018年年底,中國太陽能發電累計裝機1.7億千瓦,占電源總裝機容量的9.2%;其中,河北、山東、江蘇、浙江、安徽5個省份太陽能發電裝機容量均超過1000萬千瓦。截至2018年年底,我國分布式光伏累計裝機容量5010萬千瓦;太陽能光熱發電取得進展,我國光熱發電累計裝機容量達到17萬千瓦。

 

  2018年,我國太陽能發電量為1775億千瓦時,占全國總發電量的2.5%。國家電網有限公司經營區太陽能發電量1554億千瓦時,占全國的88%。2018年,太陽能發電量最多的6個?。ㄇ┮來撾蕉?、青海、江蘇、新疆、安徽和浙江。

 

  2018年,全國太陽能發電設備平均利用小時數1212小時。國家電網有限公司經營區24個省區基本不棄光,遼寧、黑龍江、山西3個省份棄光率降至5%以下。

 

  青海太陽能發電

  

        青海省太陽能資源豐富,可開發太陽能量約30億千瓦。2018年,青海新能源發電(風能發電、太陽能發電)成為第一大電源。截至2019年10月底,青海新能源裝機1553.85萬千瓦,占該省電源總裝機容量的49.5%,其中太陽能發電裝機容量為1122萬千瓦,占全省新能源裝機的72.2%,占全省電源裝機容量的35.8%。

  位于青海西部的柴達木盆地是全國太陽能最豐富的地區之一,被國家確定為千萬千瓦級光伏基地之一。2010年以來,青海先后出臺一系列光伏產業規劃以及相關扶持政策,形成集光伏、光熱研發設計、裝備制造、電源建設、運營維護于一體的新能源全產業鏈,有力推動了柴達木盆地光伏發電產業快速增長。

  

        依托豐富的太陽能、未利用荒漠土地資源以及優良的大電網建設基礎,柴達木盆地全力打造國家級清潔能源基地。2010年~2018年,柴達木盆地共建成16個新能源主要發電園區,包括新能源發電項目316個,初步實現“千萬千瓦級新能源產業集群架構”。

 

   截至2019年10月底,柴達木盆地光伏發電裝機容量達810萬千瓦,光熱發電裝機量16萬千瓦(光伏電站156座、光熱電站4座),占青海新能源總裝機容量的52.71%,太陽能裝機位列青海首位。

 

   自2017年開始,青海電網連續3年開展“綠電”行動(“綠電7日”“綠電9日”“綠電15日”),刷新并保持了世界紀錄,為世界提供了能源清潔低碳轉型的中國樣本。國網青海電力持續在硬件支撐、技術創新、管理變革等方面發力,建成投運、國內首個新能源大數據創新平臺;發布“綠電指數”,推動建立更加科學、更可持續、更可推廣的清潔發展新機制。

  

        光伏規?;ㄉ璨喚齟飼蠆搗⒄?,也成為國家電網助力“三區兩州”深度貧困地區脫貧攻堅的重要舉措。國家電網有限公司先后投資1.25億元為定點扶貧的瑪多縣捐建格爾木10兆瓦光伏扶貧電站和瑪多縣11個貧困村4.4兆瓦聯村光伏扶貧電站。光伏扶貧電站成為貧困群眾的“陽光存折”,助力瑪多縣提前一年實現脫貧摘帽。

 

   本版內容來源于國網能源研究院有限公司《能源與電力分析年度報告系列》、國家能源局《太陽能發展“十三五”規劃》《中國電力百科全書》(新能源發電卷)、國網青海省電力公司、國網山東濱州市濱城區供電公司等,許顯青、劉汝青對本文有貢獻。(亮報)

 

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