時(shí)間：2024-03-08 14:39:38
序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇光伏發(fā)展方向范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
中圖分類號(hào)：TK514 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（c）-0128-01
由于全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及人口的急劇增長(zhǎng)，化石能源正在被逐漸耗盡，如：煤、石油、天然氣等，能源危機(jī)擺在世界各國(guó)面前。另一方面，由化石能源引起的環(huán)境污染與生態(tài)不平衡等問(wèn)題也影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，甚至可能成為影響人類生存的重大障礙。新能源的應(yīng)用逐漸變成全球的熱點(diǎn)。其中，太陽(yáng)能屬于一種最常用的可再生能源，不僅分布廣，無(wú)污染，而且可再生，被國(guó)際上認(rèn)為是最好的能源代替品。
1 地區(qū)簡(jiǎn)介
某鎮(zhèn)在長(zhǎng)江下游南岸，土地總面積為10 km2，農(nóng)戶有1696戶。其中，新建村落34439 m2，入住農(nóng)戶189戶，戶均占地為126 m2。位于北緯31°46'42″～31°17'26″和東經(jīng)118°21'38″～118°52'44″之間，屬于亞熱帶濕潤(rùn)的季風(fēng)氣候，年平均氣溫為15.7 ℃。峰值日照時(shí)數(shù)的均值是3.94 h，連續(xù)陰雨的天數(shù)按5天算，兩連續(xù)陰雨天數(shù)之間的設(shè)計(jì)最少按15天算。
該地年均能源消耗為：蜂窩煤為0.3/塊，電為0.58元/kWh，液化氣為75元/15 kg，該村最大的能源消耗是電費(fèi)，年耗費(fèi)12萬(wàn)元，占到總消費(fèi)的73.03%，節(jié)電勢(shì)在必行。
2 光伏發(fā)電原因與特點(diǎn)
太陽(yáng)能光伏發(fā)電是借助太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的光生伏打現(xiàn)象直接把太陽(yáng)輻射能變成電能的一種發(fā)電技術(shù)。按照應(yīng)用場(chǎng)合不同，光伏發(fā)電系統(tǒng)有離網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)及并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電受氣象條件的影響，出力的變化總是呈現(xiàn)一定的周期性，比如日變化與季節(jié)變化的周期性呈現(xiàn)；由于太陽(yáng)能輻射的時(shí)空分布具有任意性與間斷性，使得光伏發(fā)電出力呈現(xiàn)出不連續(xù)性及不穩(wěn)定性。光伏發(fā)電的預(yù)報(bào)技術(shù)不僅是電網(wǎng)科學(xué)調(diào)度與進(jìn)行發(fā)電規(guī)劃的根據(jù)，而且能減少光伏發(fā)電的出力波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的不斷撞擊。
光伏發(fā)電能將太陽(yáng)能電池的俘獲通過(guò)直接輻射、散射輻射或者反射輻射等方式直接變?yōu)殡姡Ｒ?jiàn)優(yōu)點(diǎn)有：（1）沒(méi)噪音，沒(méi)公害，不會(huì)泄漏，無(wú)毒，不會(huì)引起溫室效應(yīng)；（2）旋轉(zhuǎn)部件少，僅有跟蹤式外，難損壞，易安裝，易維護(hù)；（3）與能源危機(jī)和燃料市場(chǎng)的穩(wěn)定性無(wú)關(guān)；（4）發(fā)電組件的使用時(shí)間通常多于25年；（5）能回用；（6）適合偏遠(yuǎn)無(wú)電區(qū)域，減少長(zhǎng)距電網(wǎng)的設(shè)立和輸電損耗；（7）發(fā)電方式多樣，容易于建筑物進(jìn)行集成；（8）建設(shè)光伏系統(tǒng)的能量能很快回收（當(dāng)前能量的償還周期是6個(gè)月到3年），而且回收將越來(lái)越快。
3 光伏發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀分析
（1）環(huán)境污染嚴(yán)重太陽(yáng)能屬于綠色能源，但是太陽(yáng)能的上游組件以及硅原料加工卻能產(chǎn)生很嚴(yán)重的污染。生產(chǎn)太陽(yáng)能薄膜電池時(shí)，會(huì)產(chǎn)生四氯化硅、氯化氫及氫氣等廢氣。尤其是四氯化硅，假如不處理，可能會(huì)變成鹽酸等酸性物質(zhì)從而污染土壤。許多歐洲國(guó)家都無(wú)力承擔(dān)太陽(yáng)能制造引起的消極影響，因此，中國(guó)才會(huì)成為世界太陽(yáng)能的制造中心；（2）產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間出口 中國(guó)太陽(yáng)能的光伏發(fā)電業(yè)里的眾企業(yè)多數(shù)自顧自發(fā)展、不夠團(tuán)結(jié)，往往不能齊心對(duì)外。太陽(yáng)能光伏發(fā)電行業(yè)之前并沒(méi)著力于各企業(yè)間的協(xié)作，面臨反傾銷危機(jī)的時(shí)候，合作很重要?？墒牵袊?guó)太陽(yáng)能的光伏發(fā)電行業(yè)缺少一個(gè)大家都認(rèn)可的組織或者協(xié)調(diào)機(jī)制去調(diào)和大廠與大廠、大廠與小廠之間的利益糾葛，單憑為數(shù)不多的光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)可以發(fā)揮的功用十分微弱。
4 光伏發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展
我國(guó)首次研究太陽(yáng)能電池是1958年，在1971年，第一次成功的將其應(yīng)用于東方紅二號(hào)衛(wèi)星的發(fā)射，1973年以后，太陽(yáng)能電池逐漸被用于地面工程。20世紀(jì)80年代初，我國(guó)的光伏工業(yè)剛剛起步，太陽(yáng)能電池的年產(chǎn)量基本低于10 kW，且價(jià)格不便宜。20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)家開(kāi)始關(guān)注光伏工業(yè)及光伏市場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，中央和地方政府都在光伏領(lǐng)域有一些資金投入，這讓我國(guó)渺小的太陽(yáng)能電池工業(yè)有機(jī)會(huì)發(fā)展同時(shí)在眾多應(yīng)用領(lǐng)域成立了典范，例如微波中繼站、部隊(duì)的通信系統(tǒng)及水閘與石油管道的保護(hù)系統(tǒng)等等。
目前，我國(guó)致力于光伏發(fā)電技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，相繼進(jìn)行了晶體硅高效電池、非晶體硅薄膜電池與碲化鎘及銅銦硒薄膜電池的應(yīng)用系統(tǒng)的主要技術(shù)的研究。尤其是“十五”期間，國(guó)家利用科技攻關(guān)與863計(jì)劃大力支持了一系列提高現(xiàn)有裝備的生產(chǎn)能力的工程，使得光伏發(fā)電技術(shù)得到很大發(fā)展，產(chǎn)業(yè)水平也相應(yīng)提高，也使得我國(guó)光伏發(fā)電制造業(yè)水平與國(guó)際水平的差距減小。
就應(yīng)用技術(shù)而言，國(guó)家“十五”期間計(jì)劃并實(shí)施了屋頂?shù)牟⒕W(wǎng)發(fā)電技術(shù)以及高壓并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的科技攻關(guān)，建設(shè)了一系列10～50 kW的屋頂系統(tǒng)，替我國(guó)2010年及2020年屋頂光伏的并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)以及沙漠電站技術(shù)的成批發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。對(duì)于產(chǎn)業(yè)化，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電最常用的產(chǎn)品是晶硅電池和少數(shù)的非晶硅電池。到2006年年末，我國(guó)已經(jīng)建立了10余個(gè)相當(dāng)規(guī)模的、專門的光伏電池生產(chǎn)廠，每年生產(chǎn)的光伏電池組件多于200 MW。特別是它可以增強(qiáng)晶體硅光伏電池組件的封裝水平，年生產(chǎn)能力在10 MW及以上的光伏電池的封裝技術(shù)和它的配套設(shè)備已變成商業(yè)化的工業(yè)設(shè)備。
但是，現(xiàn)在我國(guó)批量生產(chǎn)的單晶硅、多晶硅及非晶體硅電池的效率通常比發(fā)達(dá)國(guó)家低一些，一般為11%～14%、10%～12%及4%～6%。此外，到2006年，中國(guó)還沒(méi)生產(chǎn)用于光伏系統(tǒng)的蓄電池。小功率逆變器的生產(chǎn)水平相對(duì)較高，但大功率的逆變器生產(chǎn)水平和國(guó)外的差距很大。
5 結(jié)語(yǔ)
受城市道路的照明需要及有關(guān)控制的影響，現(xiàn)在的太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)只是用于城市居民區(qū)、公園及農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)等非主干路線。但資源危機(jī)一步步深化，太陽(yáng)能一定會(huì)被重視。針對(duì)太陽(yáng)能用于道路照明存在的質(zhì)量好壞不一、轉(zhuǎn)換率低、亮燈率低等問(wèn)題，國(guó)家可通過(guò)規(guī)范市場(chǎng)，制定專門的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等辦法來(lái)解決。總體看來(lái)，太陽(yáng)能路燈技術(shù)的使用利大于弊，可以節(jié)省能源，減少有害氣體排放。把太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于新農(nóng)村建設(shè)，一定會(huì)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展，同時(shí)對(duì)目前我國(guó)正在進(jìn)行的節(jié)能減排工程具有深遠(yuǎn)的意義。
參考文獻(xiàn)
【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）08-0225-01
一、光伏專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀
中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速增長(zhǎng)，在多晶硅、硅片、電池片、組件和光伏系統(tǒng)等光伏產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)中具有了一些自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，部分已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，是世界最大的光伏市場(chǎng)。中國(guó)光伏不缺政策、不缺市場(chǎng)，缺的就是光伏方面的專業(yè)人才，如何培養(yǎng)現(xiàn)在發(fā)展需要的光伏人才一直都是一個(gè)值得認(rèn)真探討摸索的課題。
目前很多高校、各中等職業(yè)學(xué)校都在加快光伏產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)工作，力爭(zhēng)為光伏產(chǎn)業(yè)提供全方位、多學(xué)科、多層次的人才和智力支持。南昌大學(xué)太陽(yáng)能光伏學(xué)院是我國(guó)最早在大學(xué)設(shè)立的光伏學(xué)院，為光伏人才培養(yǎng)提供了很好的榜樣。隨后，華北電力大學(xué)增設(shè)以太陽(yáng)能光伏發(fā)電為主的“能源工程及自動(dòng)化”專業(yè)，成為了國(guó)家級(jí)特色專業(yè)，側(cè)重于太陽(yáng)電池設(shè)計(jì)與制造，光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)與搭建，光伏電站規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行與維護(hù)以及太陽(yáng)能發(fā)電新技術(shù)開(kāi)發(fā)等方面的技術(shù)與管理能力的培養(yǎng)。合肥工業(yè)大學(xué)、上海電力學(xué)院、南開(kāi)大學(xué)、四川大學(xué)等大學(xué)都陸續(xù)開(kāi)設(shè)了光伏專業(yè)。
還有很多職業(yè)院校也加入了光伏人才的建設(shè)隊(duì)伍，江西太陽(yáng)能科技職業(yè)學(xué)院（原江西中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院）致力于太陽(yáng)能光伏和光熱利用、新能源和節(jié)能減排等制造業(yè)專業(yè)發(fā)展。上饒職業(yè)技術(shù)學(xué)院開(kāi)設(shè)了光伏發(fā)電技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)，注重光伏產(chǎn)業(yè)理論、應(yīng)用知識(shí)和操作技能的培養(yǎng)，具有從事硅材料及光伏產(chǎn)業(yè)的高素質(zhì)技能型專門人才。湖南理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院的專業(yè)名稱為光伏發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)，側(cè)重于生產(chǎn)運(yùn)行、技術(shù)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品檢測(cè)與質(zhì)量控制、生產(chǎn)技術(shù)管理、技術(shù)服務(wù)等工作的高素質(zhì)技能型專門人才。揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)的專業(yè)名稱為光伏材料加工與應(yīng)用技術(shù)，培養(yǎng)具有太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)及光伏材料基礎(chǔ)理論知識(shí)，掌握光伏材料加工與應(yīng)用技術(shù)，能在光伏材料及相關(guān)行業(yè)從事生產(chǎn)運(yùn)行、技術(shù)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品檢測(cè)與質(zhì)量控制、生產(chǎn)技術(shù)管理等工作的高素質(zhì)技能型專門人才。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院開(kāi)設(shè)的的專業(yè)名稱為電氣自動(dòng)化技術(shù)（光伏發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用），針對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)特別是蘇錫常地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和提升的新特點(diǎn)，側(cè)重培養(yǎng)光伏系統(tǒng)安裝調(diào)試、光伏系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、小型光伏系統(tǒng)集成、光伏產(chǎn)品銷售等方面的能力。樂(lè)山職業(yè)技術(shù)學(xué)院開(kāi)設(shè)了專業(yè)名稱為硅材料技術(shù)，培養(yǎng)光伏材料加工及應(yīng)用。天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院的專業(yè)名稱為光伏發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)，光伏系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，光伏工程現(xiàn)場(chǎng)施工及從事光伏電力系統(tǒng)的調(diào)試、維護(hù)、運(yùn)行和管理工作。
二、對(duì)光伏專業(yè)人才培養(yǎng)模式的建議
隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光伏人才變得非常緊缺，這將制約我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展。目前還沒(méi)有形成非常完整、成熟的光伏技術(shù)人才培養(yǎng)體系，人才的后續(xù)供給速度趕不上光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度。因此，建立合理的光伏產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)體系，為我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)輸送優(yōu)質(zhì)專業(yè)人才，是我們高校面臨的一個(gè)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。光伏產(chǎn)業(yè)是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，光伏專業(yè)是一個(gè)全新的專業(yè)，因此與學(xué)校特色相結(jié)合的太陽(yáng)能光伏專業(yè)培養(yǎng)方向的研究有利于我校太陽(yáng)能光伏專業(yè)人才培養(yǎng)方案和太陽(yáng)能光伏專業(yè)人才培養(yǎng)模式的制定和實(shí)施。
本文主要針對(duì)光伏專業(yè)的人才培養(yǎng)提出幾點(diǎn)見(jiàn)解，以期為該專業(yè)人才培養(yǎng)方案的制定和實(shí)施，為培養(yǎng)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的優(yōu)秀和創(chuàng)新性人才提供借鑒。
1.構(gòu)建合理的課程體系
為滿足國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和光伏經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)人才的需要，結(jié)合目前光伏崗位需求以及高校的辦學(xué)條件，需要構(gòu)建合理的課程體系。現(xiàn)主要崗位群主要有單晶硅棒生產(chǎn)、太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)、光伏電池生產(chǎn)、光伏組件加工和光伏發(fā)電系統(tǒng)施工，其中前四個(gè)崗位人員需求量大，但對(duì)文化程度要求不高，很多初、高中生經(jīng)過(guò)短時(shí)間培訓(xùn)就能勝任。而在光伏發(fā)電系統(tǒng)施工方面由于我國(guó)起步較晚，目前國(guó)家對(duì)光伏電站建設(shè)的支持力度較大，此類光伏發(fā)電技術(shù)施工人才需求非常的急缺，需要系統(tǒng)地掌握儲(chǔ)能和光伏發(fā)電等新能源材料與器件相關(guān)的基本理論與技術(shù)，能進(jìn)行新能源材料與器件制備、性能測(cè)試及設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)，在制定培養(yǎng)方案時(shí)可以對(duì)課程整合和調(diào)整。
在課程體系設(shè)置中，把重點(diǎn)放在硅棒制備工藝流程及原理、太陽(yáng)能電池制造工藝流程及工作原理、光伏系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)、CAD技術(shù)、電子線路知識(shí)和電氣控制技術(shù)知識(shí)，加強(qiáng)各種機(jī)械設(shè)備的操作技能、光伏材料和光伏系統(tǒng)檢測(cè)、PLC、單片機(jī)等控制器件基礎(chǔ)知識(shí)的培養(yǎng)[1-3]。
2.加強(qiáng)校內(nèi)外實(shí)驗(yàn)、企業(yè)實(shí)習(xí)基地建設(shè)
企業(yè)非?？粗貙W(xué)生的職業(yè)素質(zhì)，如愛(ài)崗敬業(yè)、吃苦耐勞、求知、學(xué)習(xí)能力、現(xiàn)場(chǎng)管理和組織生產(chǎn)的能力、團(tuán)隊(duì)合作等，這些素質(zhì)很難通過(guò)一兩門課程來(lái)培養(yǎng)，需要通過(guò)大量的校內(nèi)外實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)來(lái)進(jìn)行職業(yè)素質(zhì)教育。首先要培養(yǎng)學(xué)生們對(duì)光伏這個(gè)產(chǎn)業(yè)的興趣，認(rèn)識(shí)到光伏行業(yè)的重要性和發(fā)展前景。其次通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)重點(diǎn)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)單晶硅片制造加工流程、光伏電池生產(chǎn)工作流程、晶體硅光伏電池組件制造工藝流程等認(rèn)知和理解，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)備的操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、吃苦耐勞和敬業(yè)精神[4]。
3.構(gòu)建高水平、高素質(zhì)的師資隊(duì)伍
作為一門新開(kāi)的專業(yè)需要有一個(gè)強(qiáng)大師資隊(duì)伍，上海電力學(xué)院有光伏行業(yè)最知名的教授之一，楊金煥，是中國(guó)光伏行業(yè)的元老之一。南開(kāi)大學(xué)的光電子所是國(guó)家863計(jì)劃之一，他們研究的電池專門供給中國(guó)的衛(wèi)星做空間電池。四川大學(xué)的材料科學(xué)系馮良恒教授也是國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)領(lǐng)先學(xué)者之一，主攻碲化鎘太陽(yáng)能電池。筆者認(rèn)為，一個(gè)學(xué)科要發(fā)展，首先要有好的學(xué)術(shù)帶頭人。因此，要大力引進(jìn)國(guó)內(nèi)高水平大學(xué)師德好、學(xué)術(shù)造詣深的人才擔(dān)任新能源材料與器件的學(xué)術(shù)帶頭人。在此基礎(chǔ)上引進(jìn)相關(guān)方向的優(yōu)秀青年博士，為現(xiàn)有師資隊(duì)伍注入一股具有活力與創(chuàng)造力的新鮮力量。采取老教師帶新教師的方法，盡快提升青年博士的教學(xué)水平與教學(xué)素質(zhì)，使青年博士在掌握基本的教學(xué)技能的同時(shí)，充分發(fā)揮自身創(chuàng)造力的優(yōu)勢(shì)，加快整個(gè)專業(yè)的發(fā)展。
三、總結(jié)
光伏產(chǎn)業(yè)是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，光伏專業(yè)人才變得非常緊缺，光伏人才培養(yǎng)要結(jié)合目前光伏崗位需求以及高校的辦學(xué)條件，凝練出該專業(yè)的特色，制定合理的人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建合理的課程體系，建立科學(xué)的管理制度，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，為光伏產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)光伏專業(yè)人才。
參考文獻(xiàn)：
[1]李文萱. 高職院校光伏專業(yè)建設(shè)的探索[J]. 滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012， 11（2）： 35-37.
中圖分類號(hào)：TK315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、前言
由于光伏發(fā)電站的發(fā)電功率在很大程度上是由光照強(qiáng)度決定，這會(huì)使得輸出功率產(chǎn)生間接性與不穩(wěn)定性。而且光伏發(fā)電采用大量的電子氣和電網(wǎng)連接起來(lái)，會(huì)造成三相電壓的不平衡、閃變?nèi)嘀笜?biāo)的不穩(wěn)定等情況。研究光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成為一種新型研究中的主導(dǎo)內(nèi)容。在光伏發(fā)電項(xiàng)目的施工及運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的破壞，施工期的擾動(dòng)及運(yùn)氣期的有害物質(zhì)，使得原生植被、地下水、土壤等受到很大程度的破壞。因此光伏發(fā)電站的工作人員需要具有一定的專業(yè)知識(shí)，能夠結(jié)合環(huán)保意識(shí)，進(jìn)行很好的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，對(duì)施工過(guò)程及發(fā)電廢棄物進(jìn)行有效的處理。本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電站環(huán)境影響的研究情況，并提出光伏發(fā)電站在環(huán)境方面的評(píng)價(jià)因子。
二、光伏發(fā)電技術(shù)
所謂的光伏發(fā)電技術(shù)是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的的技術(shù)。這種技術(shù)主要是使用太陽(yáng)能電池，該電池是一種受到封裝保護(hù)，采取串聯(lián)的方式得到大面積太陽(yáng)能電池組件，并且在整個(gè)過(guò)程中要結(jié)合功率控制器，最終形成光伏發(fā)電裝置。光伏發(fā)電的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠在較大范圍的地域范圍內(nèi)使用，因?yàn)殛?yáng)光是普照大地的。而且光伏系統(tǒng)存在一定程度的可靠性與安全性，并沒(méi)有噪聲存在，對(duì)于燃料的消耗也較少，這在很大程度上減少污染情況。
采取光生伏特效應(yīng)的原理進(jìn)行光伏發(fā)電，其表現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)較為突出。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，主要存在太陽(yáng)能電池板、控制器以及逆變器三部分。各部分都是通過(guò)一定的電子元器件組成，并不包含機(jī)械部件。光伏發(fā)電過(guò)程中所使用的設(shè)備較為可靠精煉，存在較長(zhǎng)周期的壽命，并且具有較為方便的安裝維護(hù)。從理論的角度分析，光伏發(fā)電技術(shù)可以存在與任何無(wú)電源的場(chǎng)合，主要涉及的元件是太陽(yáng)能電池，有單晶硅、多晶硅、非晶硅和銅銦鎵硒薄膜電池等。如果將光伏發(fā)電系統(tǒng)按照電力系統(tǒng)的關(guān)系進(jìn)行劃分，主要包括獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。一般是在遠(yuǎn)離電網(wǎng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)立獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，或是應(yīng)用于野外移動(dòng)式便攜電源中，能夠在很大程度上解決無(wú)電的問(wèn)題。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電力系統(tǒng)連接在一起的光伏發(fā)電系統(tǒng)，像其他類型發(fā)電站一樣，可為電力系統(tǒng)提供有功和無(wú)功電能 。
三、光伏電環(huán)境影響研究
1、國(guó)外光伏電站環(huán)境影響研究
通過(guò)一定的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)存在較少的不利方面，能夠采取各種有效措施將不利因素的數(shù)量進(jìn)行減少。太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的潛在環(huán)境影響，在很大程度上受到設(shè)備損失的影響。比如在太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)運(yùn)營(yíng)以及更換的階段，總會(huì)存在一定程度的視覺(jué)影響和噪聲。光伏發(fā)電產(chǎn)生的環(huán)境影響一般是良性的，不會(huì)出現(xiàn)很大程度的噪聲、火災(zāi)、化學(xué)污染等。城市環(huán)境中可再生能源技術(shù)中很重要的一項(xiàng)技術(shù)就是太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，能夠在很大程度上替代現(xiàn)存的建筑覆膜物質(zhì)。而且該技術(shù)能夠很好的應(yīng)用與自然景區(qū)以及國(guó)家公園中，不存在電纜塔以及電線阻礙的情況。光伏發(fā)電產(chǎn)生的環(huán)境影響主要是體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，土地使用、常規(guī)和意外污染物的釋放、視覺(jué)影響、消耗自然資源、空氣污染、噪聲干擾、廢棄物管理等方面。
2、中國(guó)光伏發(fā)電系統(tǒng)在水土保持方面的問(wèn)題
我國(guó)在實(shí)施太陽(yáng)能光伏發(fā)電的過(guò)程中，要充分重視水土保持的相關(guān)內(nèi)容，在最大程度上保證水資源不受到污染，土壤結(jié)構(gòu)不受到破壞，這樣才能充分保障光伏發(fā)電系統(tǒng)的良好發(fā)展。
光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的廢棄物會(huì)使環(huán)境受到很大程度的破壞，地下水受到污染的可能性也是很大，如果廢棄物流散到土壤中，將會(huì)使很大面積的土壤結(jié)構(gòu)喪失其本身的功能，其結(jié)構(gòu)會(huì)受到較大程度的破壞。這將會(huì)造成水土保持方面的內(nèi)容出現(xiàn)較為嚴(yán)峻的問(wèn)題。主要是因?yàn)楣夥l(fā)電系統(tǒng)使用的能源是蓄電池，蓄電池很大部分是鉛酸蓄電池，其中含有大量的鉛、銻、鎘、硫酸等有毒物質(zhì)。因此光伏發(fā)電站的工作人員需要具有一定的專業(yè)知識(shí)，并結(jié)合環(huán)保意識(shí)，在最大程度上保證光伏發(fā)電站的科學(xué)、合理的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，并對(duì)光伏發(fā)電產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行有效的處理。由于邊遠(yuǎn)地區(qū)主要使用節(jié)能燈作為用電設(shè)備，但是其燈管主要使用稀土三基色熒光粉和液體汞，一旦燈管發(fā)生破碎，就會(huì)在很大程度上污染環(huán)境，而廢棄物污染水源、土壤的可能性也是極大的，主要是因?yàn)榫用駥⒐夥l(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的廢物直接投擲于河道中、與地下水相通的地方或是土壤中。由于這些蓄電池和燈管的壽命都不長(zhǎng)，更換的頻率比較高，如果不能妥善處理將會(huì)污染當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，污染當(dāng)?shù)氐乃磁c破壞當(dāng)?shù)氐耐寥澜Y(jié)構(gòu)。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，進(jìn)行水資源與土地資源的保護(hù)是至關(guān)重要的。人們的生活與是不能離開(kāi)水資源以及土地資源，如果水都受到污染，土地受到破壞，那么人類的生存就會(huì)受到極大的壓力，而且會(huì)增加自然災(zāi)害的可能性。
四、光伏電站主要評(píng)價(jià)因子的確定
通過(guò)國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電項(xiàng)目環(huán)境影響的比較，光伏電站對(duì)環(huán)境的影響，主要包括環(huán)境空氣、地面水、生態(tài)、聲、電磁、固體廢物等幾個(gè)方面。其中，施工期主要環(huán)境影響有對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成的植被破壞、土壤松動(dòng)，取土、棄土產(chǎn)生的揚(yáng)塵和灰塵造成空氣問(wèn)題，施工噪聲，施工人員的生活污水和生活垃圾問(wèn)題。光伏建筑一體化及位于城市地區(qū)的光伏電站施工期主要環(huán)境影響為噪聲、揚(yáng)塵、灰塵造成的空氣問(wèn)題；遠(yuǎn)離城區(qū)建設(shè)的光伏電站施工期主要環(huán)境影響為噪聲、植被破壞、土壤松動(dòng)等生態(tài)影響。運(yùn)行期主要環(huán)境影響有逆變器中的開(kāi)關(guān)電路及升壓站會(huì)產(chǎn)生電磁干擾和噪聲問(wèn)題，損壞或廢棄的蓄電池進(jìn)行更換產(chǎn)生的固體廢物問(wèn)題，運(yùn)行期含油廢水、生活污水及太陽(yáng)能電池板沖洗水產(chǎn)生的廢水問(wèn)題。
光伏建筑一體化及位于城市地區(qū)的光伏電站運(yùn)行期主要環(huán)境影響是光污染及噪聲、電磁輻射、固廢等；遠(yuǎn)離城區(qū)建設(shè)的光伏電站運(yùn)行期主要環(huán)境影響是噪聲、電磁輻射、固廢等。根據(jù)光伏電站的容量等級(jí)、升壓站的電壓規(guī)模及國(guó)家豁免電壓等級(jí)低于35kV變電站的變壓器等電磁環(huán)境類評(píng)價(jià)要求，確定電磁輻射評(píng)價(jià)因子在運(yùn)行期是否作為主要評(píng)價(jià)因子。服務(wù)期滿后，光伏建筑一體化及光伏電站最主要是廢舊的太陽(yáng)能電池板及蓄電池回收與處理問(wèn)題。根據(jù)施工期、運(yùn)行期及服務(wù)期滿后產(chǎn)生影響的對(duì)象、范圍、持續(xù)時(shí)間、危害性等對(duì)遠(yuǎn)離城區(qū)的光伏電站、城市地區(qū)的光伏電站以及光伏建筑一體化評(píng)價(jià)因子進(jìn)行分析(見(jiàn)表1)。
五、結(jié)語(yǔ)
光伏發(fā)電技術(shù)是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的的技術(shù)。光伏發(fā)電所體現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是很突出的，但是在光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定程度的影響。如果人們賴以生存的水資源都受到破壞的壞，那么就會(huì)給人們的生活帶來(lái)極大的壓力。因此我們?cè)诎l(fā)展一門新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的過(guò)程中，要充分保證環(huán)境資源不受到破壞，不要對(duì)重要的水資源進(jìn)行污染。這樣才能保證新技術(shù)的長(zhǎng)期持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.125
1 智能運(yùn)維技術(shù)的現(xiàn)狀
目前，光伏監(jiān)測(cè)的共同方案是配置一套局部監(jiān)測(cè)，功能相對(duì)較弱，只有實(shí)現(xiàn)對(duì)各電廠的單獨(dú)監(jiān)控，不能使集團(tuán)投資者及時(shí)和全面的了解投資和建設(shè)所有電廠信息。電站運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)缺乏，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)往往以電子文檔形式提交管理者，不利于管理者直觀分析。傳統(tǒng)電站監(jiān)控系統(tǒng)還無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電站故障信息，通常由運(yùn)維人員從本地監(jiān)控平臺(tái)上讀取、申報(bào)，人力成本投入高、故障響應(yīng)速度慢，嚴(yán)重影響光伏系統(tǒng)發(fā)電收益。一些光伏電站建設(shè)地點(diǎn)偏遠(yuǎn)、運(yùn)維人員經(jīng)驗(yàn)不足、運(yùn)維操作不規(guī)范，易引發(fā)安全事故[1]。
基于光伏運(yùn)維云平臺(tái)的光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)――― iSolarCloud 將云存儲(chǔ)與大數(shù)據(jù)相結(jié)合，引入到電站的管理終端中，可實(shí)現(xiàn) 100 GW + 電站接入，便于對(duì)所有電站進(jìn)行集中管控。iSolarCloud不僅可以建立一個(gè)完整的管理平臺(tái)，規(guī)范電力設(shè)備管理系統(tǒng)，使用平臺(tái)構(gòu)建和發(fā)展規(guī)范化的操作和維修團(tuán)隊(duì)，提高電廠的運(yùn)行效率，降低發(fā)電成本（能源levelizedcost，LCOE），和促進(jìn)電力設(shè)備資產(chǎn)管理的透明度，實(shí)時(shí)控制發(fā)電站的地位，對(duì)電廠運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，支持決策，電力光伏電站，證券化，提高光伏發(fā)電廠的資產(chǎn)價(jià)值[2]。
2 智能運(yùn)維管理技術(shù)
從時(shí)間、空間、設(shè)備、多維監(jiān)控、維護(hù)、管理、報(bào)警、分析、判斷、評(píng)價(jià)、一體化的電廠運(yùn)行，光伏電站績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)達(dá)到分析的目的，可以實(shí)現(xiàn)[3]：
1）判斷光伏電站建設(shè)質(zhì)量是否滿足標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
2）自動(dòng)體檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)向業(yè)主對(duì)光伏發(fā)電廠的健康狀況進(jìn)行報(bào)告，分析并確定故障的類型和位置。
3）由于地理環(huán)境、氣候特點(diǎn)的光伏電站，電站規(guī)模利用收集到的數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)電量，以確定最佳的阻塞程度和耐受性的除塵方法的發(fā)展，最好的經(jīng)濟(jì)周期、成本等，實(shí)現(xiàn)收益的最大化。
4）結(jié)合未來(lái)網(wǎng)絡(luò)信息共享，利用周邊光伏電站信息結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)值預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)字信息、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)局地瞬時(shí)功率預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)間的發(fā)電量，使能量調(diào)度更精細(xì)化。
5）給運(yùn)行人員、檢修人員、管理人員等提供全面、便捷、差異化的數(shù)據(jù)和服務(wù)。
6）為今后優(yōu)化光伏電站設(shè)計(jì)建設(shè)、電站設(shè)備規(guī)劃、新設(shè)備接入、維護(hù)、更新、系統(tǒng)部件運(yùn)行最佳匹配、故障早期預(yù)判提供依據(jù)支撐。
3 能運(yùn)維技術(shù)的發(fā)展方向
1）數(shù)字化光伏電站。第一是對(duì)目前的光伏發(fā)電部分進(jìn)行智能化、集中化改革，使常規(guī)逆變器不僅僅是一個(gè)發(fā)電部件，而是一個(gè)綜合電力變換、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集、在線分析、環(huán)境適應(yīng)能力等為一體的智能控制器，成為電站的傳感末梢與區(qū)域集控中心；第二，基于現(xiàn)有的RS485低速傳輸通道的升級(jí)，整個(gè)電廠形成一個(gè)融合的語(yǔ)音和視頻通信，快速靈活的部署和維護(hù)的免費(fèi)高速互聯(lián)網(wǎng)，信息高速公路鋪設(shè)站流量；最后，采集了電站的完整信息上傳到云存儲(chǔ)，利用大數(shù)據(jù)分析和挖掘引擎，實(shí)現(xiàn)了電站的智能化管理和對(duì)電站性能的連續(xù)優(yōu)化[4]。
2）讓電站更簡(jiǎn)單。真正的逆變器直流母線箱冗余系統(tǒng)設(shè)施，沒(méi)有保險(xiǎn)絲，風(fēng)扇等易受傷害的部件，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單和標(biāo)準(zhǔn)的電源輸送；電站的各個(gè)部分可以滿足砂、鹽霧、高溫、高濕度、高海拔等環(huán)境復(fù)雜，25年免費(fèi)維修，對(duì)質(zhì)量的要求，運(yùn)行可靠，施工操作和維護(hù)更加容易，最大限度地保護(hù)客戶的投資。
3）全球自動(dòng)化運(yùn)維。除了最初的投資和關(guān)注的金額，隨著電廠存量的規(guī)模的增加，越來(lái)越廣泛的電廠分布，25年的電廠運(yùn)行和維護(hù)生命周期的重要性逐漸增加。數(shù)字化光伏電站平臺(tái)能夠?yàn)橹悄芄夥娬咎峁┙鉀Q方案，提供面向全球的、全流程的智能化管理和運(yùn)維手段，提升運(yùn)維效率，降低運(yùn)維成本，使全球化的運(yùn)作和維護(hù)逐步實(shí)現(xiàn)，充分發(fā)揮手術(shù)效果的規(guī)模。全數(shù)字發(fā)電廠、發(fā)電廠，使更簡(jiǎn)單的操作和維護(hù)自動(dòng)化等創(chuàng)新理念，創(chuàng)造“智能光伏電站智能化、高效、安全可靠的解決方案，最大限度地提高電力控股和管理客戶價(jià)值[5]。
4 總結(jié)
國(guó)家政策，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，對(duì)規(guī)?；?，規(guī)?；?，智能化的方向，加劇了對(duì)光伏發(fā)電廠技術(shù)創(chuàng)新的需求。結(jié)合新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新方案和多技術(shù)的融合，使未來(lái)的智能光伏發(fā)電廠日新月異，今天的法律是明天的現(xiàn)實(shí)。
參考文獻(xiàn)：
[1]許映童.以數(shù)字信息技術(shù)助力打造智能光伏電站[J].太陽(yáng)能，2014（08）：9-12.
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中圖分類號(hào) S625 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）07-0185-02
光伏農(nóng)業(yè)是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外新興的一種產(chǎn)業(yè)模式，是通過(guò)在農(nóng)業(yè)設(shè)施棚頂安裝太陽(yáng)能組件發(fā)電、棚下開(kāi)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的形式，將光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)設(shè)施有機(jī)結(jié)合，以期達(dá)到“1+1>2”的產(chǎn)業(yè)融合效果。同時(shí)，光伏農(nóng)業(yè)也極大地吸收了最新的光伏與農(nóng)業(yè)技術(shù)，有效促進(jìn)了2個(gè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。在經(jīng)營(yíng)模式上，除了基本的光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外，還可結(jié)合觀光采摘、鄉(xiāng)村旅游、民俗文化游、科普基地、田園景觀等形式，提高單位土地的收益，最大限度地利用土地資源，增加生態(tài)效益和社會(huì)效益，提高農(nóng)民收入，有效帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
1 光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施的主要模式及其優(yōu)缺點(diǎn)
1.1 光伏春秋大棚
光伏春秋大棚是將太陽(yáng)能組件支架立于春秋大棚的北側(cè)，使組件發(fā)電與棚內(nèi)種植生產(chǎn)互不干擾，達(dá)到有機(jī)結(jié)合。一般情況下，太陽(yáng)能組件支架高度在5.3 m左右，遠(yuǎn)高于正常春秋大棚（3.0～3.2 m）的高度，為避免南側(cè)組件對(duì)北側(cè)大棚及太陽(yáng)能組件遮擋，需要加大南北方向春秋大棚的間距，造成大棚建設(shè)土地利用率降低；同時(shí)，為了有效利用土地，太陽(yáng)能組件支架與大棚結(jié)合緊密，在極端天氣條件下，組件板上降雨沖刷、板上融雪沖壓會(huì)對(duì)大棚棚膜及棚架造成破壞；此外，為了定期清洗太陽(yáng)能組件，也需要在大棚南側(cè)預(yù)留水車通行道路，降低了土地種植利用率。
1.2 光伏日光溫室
光伏日光溫室分為架式與平鋪式光伏日光溫室，架式光伏日光溫室是將太陽(yáng)能組件支架立于日光溫室的北側(cè)，使組件發(fā)電與棚內(nèi)種植生產(chǎn)互不干擾。一般情況下，日光溫室太陽(yáng)能組件支架高度在6.2 m左右，遠(yuǎn)高于正常日光溫室脊高（3.4～4.8 m）的高度，為避免南側(cè)太陽(yáng)能組件對(duì)北側(cè)溫室及組件遮擋，需加大南北方向溫室間距，造成溫室建設(shè)土地利用率降低。同時(shí)，因支架防風(fēng)、建造成本、組件維護(hù)等考慮，架式光伏日光溫室的脊高一般就低不就高[1]。
平鋪式光伏日光溫室是將太陽(yáng)能組件在日光溫室棚體頂部或棚體坡面上間隔安裝，以保證棚下作物有足夠的受光率，滿足作物光合作用的需求，棚體建設(shè)與棚間距可基本按常規(guī)日光溫室設(shè)計(jì)，土地利用率與常規(guī)日光溫室基本相同。同時(shí)，為滿足棚下作物光合作用的需求，一是太陽(yáng)能組件要有一定的透光率，一般為10%～40%，降低了單位面積太陽(yáng)能組件的光轉(zhuǎn)化率；二是太陽(yáng)能組件要在棚體上間隔安裝，不能滿棚鋪裝，影響了單棚發(fā)電量。
1.3 光伏聯(lián)棟溫室
光伏聯(lián)棟溫室是以一定透光率的太陽(yáng)能組件安裝在連棟溫室的南坡，適合喜陰與耐陰作物的生長(zhǎng)，特別適合發(fā)展食用菌產(chǎn)業(yè)。光伏聯(lián)棟溫室所用覆蓋物南方地區(qū)多用棚膜或PO膜，北方多用PC板或浮法玻璃。
常規(guī)聯(lián)棟溫室一般是東西排跨、南北開(kāi)間，而光伏聯(lián)棟溫室因太陽(yáng)能組件采光及結(jié)構(gòu)需求，一般是南北排跨、東西開(kāi)間，棚內(nèi)如種植高秧作物會(huì)影響采光或通風(fēng)[2]。
1.4 牧光互補(bǔ)設(shè)施
牧光互補(bǔ)設(shè)施是將太陽(yáng)能組件安裝在開(kāi)放式或封閉式的聯(lián)棟框架結(jié)構(gòu)上，框架下進(jìn)行畜牧或禽類養(yǎng)殖，框架高度可根據(jù)養(yǎng)殖需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般在1.5 m以上，能起到遮蔭避雨的效果，單位面積土地利用率與投資效能高。
1.5 漁光互補(bǔ)設(shè)施
漁光互補(bǔ)設(shè)施是通過(guò)打樁將太陽(yáng)能組件架設(shè)在湖泊、魚塘、灘涂濕地等水面上，太陽(yáng)能組件組成開(kāi)放式矩陣，組件支架要與水面保持一定的距離，以免影響魚類生長(zhǎng)及養(yǎng)殖作業(yè)。該模式能提升湖泊、魚塘、灘涂濕地等水面資源的使用效能與經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)拓了光伏發(fā)電的新模式，豐富了光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)合的內(nèi)涵，真正實(shí)現(xiàn)了“1+1>2”的產(chǎn)業(yè)融合效果。
該模式太陽(yáng)能組件的遮蔭會(huì)降低水體溫室效果、削弱水下植物的光合作用、降低水體含氧量，造成個(gè)別魚種生長(zhǎng)緩慢，如果水體深度不夠，甚至?xí)斐稍诒狈降貐^(qū)難以越冬。
2 光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)
2.1 優(yōu)勢(shì)
以棚頂發(fā)電、棚下種植為主要結(jié)構(gòu)特征的光伏農(nóng)業(yè)概念一經(jīng)提出，立即受到了全世界的廣泛關(guān)注，在中國(guó)也得到了迅猛發(fā)展，光伏農(nóng)業(yè)廣泛地融入了現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物、信息、管理等多學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)與理念，將第一、二、三產(chǎn)業(yè)高效結(jié)合，在不改變土地性質(zhì)、節(jié)約土地資源的前提下使光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)融合發(fā)展，開(kāi)創(chuàng)了新型產(chǎn)業(yè)模式。
2.2 特點(diǎn)
（1）土地利用率高。光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目不額外占用耕地，不改變土地使用性質(zhì)，在同一片土地上實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)并行發(fā)展，可以節(jié)約土地資源，實(shí)現(xiàn)土地增值，屬于高效的設(shè)施農(nóng)業(yè)項(xiàng)目。
（2）投資與生產(chǎn)規(guī)模大，對(duì)運(yùn)營(yíng)與管理的要求高。光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的投資總額、占地面積、生產(chǎn)規(guī)模都遠(yuǎn)高于一般的農(nóng)業(yè)項(xiàng)目，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的制度建設(shè)、生產(chǎn)技術(shù)水平、過(guò)程管理、成本控制、銷售渠道的建立與穩(wěn)定都提出了更高的要求與標(biāo)準(zhǔn)，這樣企業(yè)才能獲得穩(wěn)定的預(yù)期收益，得到長(zhǎng)足發(fā)展[3]。
（3）適宜采用現(xiàn)代高新技術(shù)進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)與運(yùn)營(yíng)。光伏農(nóng)業(yè)因其投資、生產(chǎn)規(guī)模大，投資回收與運(yùn)營(yíng)成本壓力大，同時(shí)因其設(shè)施設(shè)備規(guī)范、占地面積大，便于將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)、生物技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、信息技術(shù)、電站運(yùn)營(yíng)與管理技術(shù)等融入光伏農(nóng)業(yè)的設(shè)計(jì)與日常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中，適合規(guī)?；l(fā)展高端無(wú)公害有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，再結(jié)合品牌化運(yùn)營(yíng)，能將現(xiàn)代科技的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，大幅提升運(yùn)營(yíng)效率與市場(chǎng)影響力，提高產(chǎn)品附加值，克服產(chǎn)業(yè)短板，這樣才能按預(yù)期收回投資、獲取收益，支撐高額投資與運(yùn)營(yíng)成本。
（4）光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施使用年限長(zhǎng)。光伏農(nóng)業(yè)大棚使用年限一般要求25年，比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚使用時(shí)間長(zhǎng)，一方面可以充分發(fā)揮設(shè)施的使用效能，降低年攤銷成本，另一方面適宜開(kāi)展生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、附加值高的作物生a。
（5）適合電網(wǎng)達(dá)不到的偏遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在國(guó)家電網(wǎng)達(dá)不到、沒(méi)有電力供應(yīng)的地區(qū)，可發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)大棚設(shè)施，既可滿足灌溉、照明、溫控、補(bǔ)光等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電需求，也可帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、增加農(nóng)民收入、降低貧困人口。
（6）部分棚型與地區(qū)太陽(yáng)能組件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生一定影響。太陽(yáng)能組件平鋪在溫室頂部，或溫室坡面的棚型不利于采光，或區(qū)域光照資源不充足，均會(huì)造成棚內(nèi)光照條件不均勻或相對(duì)較弱，對(duì)棚內(nèi)作物生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生一定影響。同時(shí)，太陽(yáng)能組件在工作狀態(tài)下可產(chǎn)生熱量，在冬季可提升棚內(nèi)溫度，但在夏季會(huì)造成棚內(nèi)溫度過(guò)高，作物越夏困難。
3 光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題
近幾年，光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)獲得了快速發(fā)展，光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施與生產(chǎn)模式也不斷豐富、完善，光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的前期設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化施工、光伏與農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用與融合都獲得了實(shí)質(zhì)性發(fā)展，國(guó)家相關(guān)政策的支持力度也逐步加強(qiáng)，但是從整體上講，我國(guó)光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展仍處于起步階段，還有不少問(wèn)題亟待解決，未來(lái)還有很長(zhǎng)的路要走。
3.1 缺乏成熟的理論體系
光伏農(nóng)業(yè)沒(méi)有成熟系統(tǒng)性的產(chǎn)業(yè)研究成果與體系，商業(yè)模式、盈利模式、運(yùn)營(yíng)模式、管理模式、融合發(fā)展等還處在探索與發(fā)展階段。
3.2 光伏與農(nóng)業(yè)的融合還處于探索階段
目前，多數(shù)光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目光伏與農(nóng)業(yè)并沒(méi)有真正融合，不是光伏企業(yè)搞農(nóng)業(yè)，就是農(nóng)業(yè)企業(yè)在做光伏，光伏農(nóng)業(yè)企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略、光伏與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局、業(yè)務(wù)比重、管理制度、業(yè)務(wù)流程、人員配置等還停留在或者偏重在企業(yè)的第一產(chǎn)業(yè)（光伏或農(nóng)業(yè)），并沒(méi)有將2個(gè)產(chǎn)業(yè)真正地同等對(duì)待，沒(méi)有根據(jù)2個(gè)產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)與實(shí)際，分別制訂、建立可行的發(fā)展戰(zhàn)略、制度體系、專業(yè)團(tuán)隊(duì)，或者更高層級(jí)地建立可充分兼顧、推動(dòng)、管控光伏與農(nóng)業(yè)2個(gè)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的制度系統(tǒng)與專業(yè)團(tuán)隊(duì)。只有做到這些，光伏農(nóng)業(yè)才有真正發(fā)展與成功的可能性[4]。
3.3 光伏農(nóng)業(yè)政策還需要進(jìn)一步明確與豐富
國(guó)家對(duì)光伏農(nóng)業(yè)的優(yōu)惠政策還是停留在單一針對(duì)光伏發(fā)電或者農(nóng)業(yè)上，沒(méi)有針對(duì)光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)融合的相關(guān)優(yōu)惠政策。而光伏農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展，絕不是僅對(duì)單一產(chǎn)業(yè)的扶持，更需要系統(tǒng)性、綜合性的支持與推動(dòng)。
3.4 光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目用地自然條件相對(duì)較差
因國(guó)家土地政策的要求，光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目不能占用基本農(nóng)田，只能在一般農(nóng)田等自然條件相對(duì)較差的土地上開(kāi)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這類土地種養(yǎng)殖條件比基本農(nóng)田差，有些甚至水質(zhì)或水源都難以保障，造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入大，產(chǎn)量及品質(zhì)不高，農(nóng)業(yè)部分效益不理想。
3.5 光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目管理層級(jí)多，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜
光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目跟常規(guī)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目比投資較大，管理層級(jí)多，管理人員數(shù)量大，人工效能不高，管理效率低，不能真正滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求。
3.6 光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目投資建設(shè)速度快，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與團(tuán)隊(duì)建設(shè)滯后
光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目推進(jìn)速度快，分布范圍廣，統(tǒng)一管理難度大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)高。常規(guī)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目是首先在一個(gè)地點(diǎn)啟動(dòng)生產(chǎn)，在主要生產(chǎn)品種、生產(chǎn)技術(shù)、管理制度與體系流程、銷售渠道等方面逐步成熟與穩(wěn)定后，根據(jù)市場(chǎng)或企業(yè)發(fā)展的需要，在同地或異地逐步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，新增產(chǎn)能能夠使用或借用原有管理與銷售體系，企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)低。而光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展與項(xiàng)目地點(diǎn)的選擇很大程度上受光資源、國(guó)家政策導(dǎo)向、各地光伏發(fā)電政策、企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略等諸多因素的影響，造成光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目建設(shè)、啟動(dòng)速遞快、分布廣、土壤氣候條件差異大，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平、體系建設(shè)、團(tuán)隊(duì)建設(shè)、銷售渠道、發(fā)展方向、戰(zhàn)略規(guī)劃等遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上項(xiàng)目建設(shè)的速度與需求，造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、銷售與管理易出現(xiàn)混亂局面。
4 產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策
（1）建議國(guó)家農(nóng)業(yè)、能源部門、相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、協(xié)會(huì)、企業(yè)設(shè)立專項(xiàng)資金，深入系統(tǒng)地研究光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展方向、運(yùn)營(yíng)規(guī)律、系統(tǒng)性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)問(wèn)題的解決措施，奠定光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)健康融合發(fā)展的理論基礎(chǔ)。
（2）光伏農(nóng)業(yè)企業(yè)應(yīng)依據(jù)光伏與農(nóng)業(yè)融合發(fā)展的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)與實(shí)際情況，結(jié)合企業(yè)項(xiàng)目分布區(qū)域、各區(qū)域氣候等自然條件、項(xiàng)目地政府的政策導(dǎo)向、國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)情況等綜合因素，組織專業(yè)團(tuán)隊(duì)深入分析、研判、制訂企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃，明晰各自的發(fā)展方向。
（3）光伏農(nóng)業(yè)企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身發(fā)展需求、產(chǎn)業(yè)分布情況、戰(zhàn)略發(fā)展方向，分別建立能夠有效監(jiān)督管理協(xié)調(diào)光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的制度體系、管理流程、專業(yè)團(tuán)隊(duì)，使2個(gè)產(chǎn)業(yè)的管理與專業(yè)團(tuán)隊(duì)在獨(dú)立運(yùn)行的基礎(chǔ)上，能夠相互支撐、融合發(fā)展。
（4）針對(duì)光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目土地等自然條件不足的問(wèn)題，光伏農(nóng)業(yè)企業(yè)應(yīng)加大現(xiàn)代光伏與農(nóng)業(yè)高新技術(shù)的引進(jìn)力度與研究，通過(guò)現(xiàn)代科技的應(yīng)用與創(chuàng)新，引入先進(jìn)的管理理念，開(kāi)展規(guī)?；默F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，向科技、管理、規(guī)模要效益，不斷增強(qiáng)企業(yè)發(fā)展后勁。
（5）光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)要重視、秉承清潔、生態(tài)、有機(jī)、安全的發(fā)展理念，通過(guò)種植、養(yǎng)殖過(guò)程的全程監(jiān)控，采取標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)與控制流程，通過(guò)科技手段，生產(chǎn)安全放心的農(nóng)產(chǎn)品，并適時(shí)開(kāi)展品牌化運(yùn)營(yíng)，提升農(nóng)產(chǎn)品的附加值與知名度。
（6）要重視專業(yè)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、人才的引進(jìn)與培養(yǎng)。光伏與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)要有各自獨(dú)立的管理與生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)，不能一支隊(duì)伍管兩塊業(yè)務(wù)，甚至外行管專業(yè)的事，真正做到專業(yè)人士負(fù)責(zé)專業(yè)的事，規(guī)避生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)的人為風(fēng)險(xiǎn)。
（7）農(nóng)業(yè)不同于光伏產(chǎn)業(yè)，很多生產(chǎn)、管理、產(chǎn)品品質(zhì)、銷售過(guò)程與環(huán)節(jié)難以進(jìn)行有效的管控與標(biāo)準(zhǔn)化，管理者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)技術(shù)水平、責(zé)任心、管理水平、對(duì)企業(yè)的忠實(shí)度等對(duì)生a銷售過(guò)程與結(jié)果影響巨大，應(yīng)適時(shí)開(kāi)展農(nóng)業(yè)績(jī)效考核制度，調(diào)動(dòng)生產(chǎn)人員與銷售人員的積極性，推動(dòng)光伏農(nóng)業(yè)企業(yè)良性發(fā)展。
（8）注重規(guī)避農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，特別是光伏企業(yè)在開(kāi)展農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的初期要注意把控農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的推進(jìn)速度與規(guī)模，避免盲目冒進(jìn)。要將農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)放到與光伏產(chǎn)業(yè)同等重要的位置，在農(nóng)業(yè)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、制度體系、管理流程、生產(chǎn)技術(shù)與管理水平、銷售渠道、自然條件改良等方面沒(méi)有成熟完善之前，不宜同時(shí)異地多點(diǎn)大規(guī)模建設(shè)光伏農(nóng)業(yè)項(xiàng)目、啟動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
（9）要研究設(shè)計(jì)將多個(gè)光伏農(nóng)業(yè)基地統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展，降低生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)成本，提升產(chǎn)品供應(yīng)能力，延長(zhǎng)供應(yīng)時(shí)間，擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，提升規(guī)模效益。
5 參考文獻(xiàn)
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歷史的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，如果中國(guó)繼續(xù)沿著依靠大量消耗資源快速發(fā)展經(jīng)濟(jì)的老路，雖然一方面促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但也會(huì)大量地排放各種污染氣體，給環(huán)境造成越來(lái)越大的壓力。所以我們必須要選擇綠色的、低碳的一條新的發(fā)展道路，十二五規(guī)劃提出發(fā)展的主線是要加快經(jīng)濟(jì)方式的轉(zhuǎn)變。
“十三五”規(guī)劃綱要明確提出要推動(dòng)能源消費(fèi)、供給、技術(shù)、體制四個(gè)方面的革命，到2020年非化石能源占一次能源消費(fèi)比例達(dá)到15%。
這個(gè)目標(biāo)之下，諸多難解之處尚需破局：新能源發(fā)展還較多依賴財(cái)政支持，社會(huì)爭(zhēng)議較大的內(nèi)陸核電重啟、特高壓電網(wǎng)建設(shè)路徑有待相關(guān)部門進(jìn)一步統(tǒng)籌規(guī)劃。同時(shí)，棄風(fēng)棄光等長(zhǎng)期制約新能源發(fā)展的老問(wèn)題尚未得到有效解決。
國(guó)家能源局副局長(zhǎng)鄭柵潔表示，“十三五”電力規(guī)劃圍繞調(diào)整優(yōu)化轉(zhuǎn)型升級(jí)展開(kāi)，將調(diào)整電力結(jié)構(gòu)，優(yōu)化電源布局，升級(jí)變電網(wǎng)，增強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。顯然，或?qū)⒔诔雠_(tái)的“十三五”電力規(guī)劃在強(qiáng)調(diào)發(fā)展目標(biāo)的同時(shí)，調(diào)整結(jié)構(gòu)、補(bǔ)齊短板將會(huì)成為重頭戲。
《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》對(duì)于這些熱點(diǎn)話題一直保持高度關(guān)注，并結(jié)合各方人士從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等不同領(lǐng)域給出的訴求和解決方法，推出了這組“問(wèn)計(jì)電力‘十三五’”的報(bào)道。
電力結(jié)構(gòu)或?qū)⒋笞?/p>
在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，中國(guó)電力行業(yè)“擴(kuò)張保供”的傳統(tǒng)發(fā)展模式正在發(fā)生革命性轉(zhuǎn)變――例如被強(qiáng)力壓縮的火電行業(yè)。這也是“十三五”電力規(guī)劃區(qū)別于以往任何五年規(guī)劃的特點(diǎn)之一。
“十三五”推進(jìn)電力供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，關(guān)鍵是要有效控制煤電新開(kāi)工規(guī)模，優(yōu)化增量結(jié)構(gòu)。這亟須國(guó)家層面通過(guò)規(guī)劃建立新的游戲規(guī)則，依法依規(guī)進(jìn)行統(tǒng)籌平衡和總量約束。
已經(jīng)明確的消息是，“十三五”前兩年將暫緩核準(zhǔn)新建煤電項(xiàng)目，后三年根據(jù)國(guó)家總量控制要求，合理安排分省新增煤電裝機(jī)規(guī)模。未來(lái)5年，中國(guó)煤電投產(chǎn)裝機(jī)控制在10.5億千瓦左右。根據(jù)國(guó)家能源局對(duì)2019年煤電規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的結(jié)果顯示，即便到2019年，能夠新建火電的省份也僅僅4個(gè)。火電“急剎”已成為必然。
與火電命運(yùn)截然不同的是，“十三五”期間中國(guó)風(fēng)電、光伏、水電、核電將迎來(lái)更大的發(fā)展機(jī)遇，將成為“十三五”電力規(guī)劃的一大亮點(diǎn)。
據(jù)悉，國(guó)家能源局已初步考慮，在“十三五”電力規(guī)劃中將2020年風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo)確定為2.5億千瓦，相當(dāng)于在2015年基礎(chǔ)上翻一番。光伏裝機(jī)目標(biāo)則更為宏大，到2020年計(jì)劃實(shí)現(xiàn)總裝機(jī)1.5億千瓦的目標(biāo)，這是截至2015年中國(guó)既有光伏裝機(jī)總量的3倍。
水電是中國(guó)目前開(kāi)發(fā)程度最高、技術(shù)相對(duì)成熟的清潔可再生能源，在“十三五”期間將發(fā)揮更加重要的作用。期間，將建設(shè)西南大型水電基地。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)常規(guī)水電裝機(jī)達(dá)到3.5億千瓦左右。核電在確保安全的前提下，預(yù)計(jì)到2020年裝機(jī)容量達(dá)到5800萬(wàn)千瓦，在建容量達(dá)到3000萬(wàn)千瓦以上。
第一重要的是解決問(wèn)題
中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)呈現(xiàn)典型的逆向分布特點(diǎn)，可再生能源也不例外。近年來(lái)，風(fēng)電、光伏、水電迅速發(fā)展的同時(shí)，棄電問(wèn)題日益嚴(yán)重。國(guó)家能源局7月公布的數(shù)據(jù)顯示，2016年上半年，風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)917小時(shí)，同比下降85小時(shí);平均棄風(fēng)率21%，同比上升6個(gè)百分點(diǎn)。
對(duì)于核電來(lái)說(shuō)，在全社會(huì)用電量增速下滑的背景下，同樣出現(xiàn)了消納問(wèn)題，裝機(jī)規(guī)模提升的同時(shí)，必須破解制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的消納問(wèn)題。
中國(guó)工程院院士、國(guó)家能源咨詢專家委員會(huì)副主任、電力專業(yè)委員會(huì)主任杜祥琬向《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者表示，在追求發(fā)展目標(biāo)和解決當(dāng)下行業(yè)問(wèn)題的選擇之間，“十三五”應(yīng)該把解決問(wèn)題放在首位，這是實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本。
國(guó)家能源局新能源和可再生能源司新能源處副處長(zhǎng)表示，正在編制的“十三五”電力規(guī)劃對(duì)于風(fēng)電、光伏的規(guī)劃重點(diǎn)不是裝機(jī)量和并網(wǎng)目標(biāo)，而是保持政策的穩(wěn)定性和重點(diǎn)解決限電問(wèn)題。結(jié)構(gòu)和布局調(diào)整將成為“十三五”實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光伏裝機(jī)目標(biāo)，緩解棄光、棄風(fēng)問(wèn)題的重要舉措。
對(duì)于風(fēng)電來(lái)說(shuō)，政策指引向中東部、南部發(fā)展將成為明顯趨勢(shì)，到2020年，中東部和南方地區(qū)陸上風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到6000萬(wàn)千瓦。單一項(xiàng)目裝機(jī)功率小，能夠就近接入電網(wǎng)在當(dāng)?shù)乩玫姆稚⑹斤L(fēng)電更受到特別重視，計(jì)劃到2020年，分散式風(fēng)電裝機(jī)超過(guò)1000萬(wàn)千瓦。
光伏產(chǎn)業(yè)的變化將呈現(xiàn)“冰火兩重天”。國(guó)家能源局?jǐn)M在“十三五”大力推進(jìn)分布式光伏發(fā)電，在擬新增的1億千瓦裝機(jī)中，分布式光伏將占到60%，超過(guò)6000萬(wàn)千瓦，而地面集中式光伏電站發(fā)展規(guī)模將受到限制，
調(diào)結(jié)構(gòu)補(bǔ)短板
隨著煤、石油等傳統(tǒng)能源的日益枯竭和環(huán)境污染的加劇，新型清潔能源受到了人們的重視，其中最受矚目的當(dāng)屬太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是可以直接將光轉(zhuǎn)換為電能的裝置，且轉(zhuǎn)換過(guò)程中不產(chǎn)生任何污染。晶體硅（多晶和單晶）占據(jù)主流市場(chǎng)地位，未來(lái)10-15年將仍然以晶體硅為主。
一、太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
太陽(yáng)能電池是一種把光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌雽?dǎo)體器件，是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心器件，其發(fā)展水平直接決定了光伏發(fā)電的發(fā)展水平。對(duì)太陽(yáng)能電池材料一般的要求有：
（1）半導(dǎo)體材料的禁帶不能太寬。
（2）要有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。
（3）材料本身對(duì)環(huán)境不造成污染。
（4）材料便于工業(yè)化生產(chǎn)，且材料性能穩(wěn)定?；谝陨蠋讉€(gè)方面考慮，硅是最理想的太陽(yáng)能電池材料，這也是太陽(yáng)能電池以硅材料為主的主要原因。
晶體硅太陽(yáng)電池占太陽(yáng)電池的87.4%，其優(yōu)異特性已被廣泛認(rèn)同。目前，晶體硅太陽(yáng)能電池制造工藝多基于P型硅晶片，經(jīng)由硅片清洗、絨面織構(gòu)、熱擴(kuò)散制p-n結(jié)、等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積（PECVD）制氮化硅減反射膜、正、背面厚膜漿料絲網(wǎng)印刷及燒結(jié)制金屬化電極等一系列過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了使硅太陽(yáng)電池產(chǎn)生的電能可以輸出，必須在電池上制作正、負(fù)兩個(gè)電極。
近年來(lái)，盡管薄膜太陽(yáng)能電池和染料敏化太陽(yáng)能電池均已取得許多重大技術(shù)突破，但也必須看到，大多數(shù)這類太陽(yáng)能電池仍處于實(shí)驗(yàn)室研制階段，其技術(shù)水平、效率水平和市場(chǎng)接受程度仍無(wú)法與晶硅電池相比。在已實(shí)用化的太陽(yáng)能電池中，晶硅電池一直占據(jù)著太陽(yáng)能電池市場(chǎng)的壟斷地位。據(jù)EPIA預(yù)測(cè)：至少到2020年，晶硅光伏組件仍將占據(jù)光伏技術(shù)的主導(dǎo)地位（到那時(shí)其仍將占約50%的市場(chǎng)份額）。因此晶硅電池仍將是未來(lái)光伏市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。
二、晶體硅太陽(yáng)電池的種類
晶體硅電池主要分為單晶硅電池、多晶硅電池和帶狀硅電池，成本較高，但工藝和材料技術(shù)成熟，且硅材料對(duì)環(huán)境和人體無(wú)害、光電轉(zhuǎn)換效率較高、穩(wěn)定性高、壽命長(zhǎng)，硅基（多晶硅、單晶硅）太陽(yáng)電池仍是光伏市場(chǎng)的重要產(chǎn)品，占市場(chǎng)的80%以上。單晶硅是集成電路硅片的重要材料，同時(shí)也是重要的光伏材料。
單晶硅太陽(yáng)電池使用的硅原料主要為：半導(dǎo)體硅碎片、半導(dǎo)體單晶硅的頭、尾料，半導(dǎo)體用不合格的單晶硅以及專門為生產(chǎn)太陽(yáng)電池制備的單晶硅。多晶硅太陽(yáng)電池采用低等級(jí)的半導(dǎo)體多晶硅或?qū)ｉT為太陽(yáng)能電池使用而生產(chǎn)的鑄造多晶硅等材料。而帶狀硅電池制備不需要切片，可使材料利用率得到大幅提高，從而降低電池材料成本。帶狀硅生長(zhǎng)的主要方法有條帶法、蹼狀法、定邊喂膜生長(zhǎng)法等。帶狀硅太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)化效率約為15%，略低于單晶硅電池。
三、晶體硅太陽(yáng)電池的應(yīng)用及發(fā)展
1.在高效率低成本晶體硅電池研發(fā)方面中國(guó)走在了世界前列。從2009年開(kāi)始，在全球排名前十的中國(guó)光伏制造企業(yè)都投入巨資開(kāi)發(fā)高效率低成本的晶體硅太陽(yáng)電池，取得了豐碩成果，有的已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。例如英利集團(tuán)研發(fā)的“PANDA（熊貓）”太陽(yáng)電池技術(shù)、尚德電力的“PLUTO（冥王星）”電池技術(shù)、天合光能的“HONEYULTRA”電池技術(shù)、晶澳太陽(yáng)能的“PERCIUM（博賽）”電池技術(shù)、阿特斯電力的“ELPS”電池技術(shù)、海潤(rùn)光伏的ANDES技術(shù)、中電光伏公司的WARATAH和QSAR技術(shù)等高效率低成本的電池效率都已超過(guò)或接近20%，這些技術(shù)代表了高效率低成本晶體硅太陽(yáng)電池的發(fā)展方向。
2.晶體硅太陽(yáng)電池正朝更薄更高效率的方向發(fā)展，正向很多常規(guī)技術(shù)發(fā)起挑戰(zhàn)。在未來(lái)的工業(yè)化生產(chǎn)中將需要高度的自動(dòng)化來(lái)降低碎片率，以及良好的鈍化和陷光技術(shù)來(lái)克服晶體硅光吸收系數(shù)小、硅片變薄的情況。而隨著產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)業(yè)技術(shù)的改進(jìn)，將有越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，走向產(chǎn)業(yè)化、低成本地實(shí)現(xiàn)晶體硅電池效率的改進(jìn)，這是晶體硅電池的發(fā)展方向之一。
3.晶硅原材料的成本約占晶硅電池組件總成本的13%，其高昂的市場(chǎng)價(jià)格成為阻礙光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要因素，因此，在不影響電池效率的前提下，降低晶硅原材料的成本是降低晶硅電池組件成本的關(guān)鍵。多晶硅原材料價(jià)格的降低主要依靠多晶硅原材料生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前生長(zhǎng)多晶硅材料的主要方法為冶金法和西門子法。這兩種方法中，冶金法比傳統(tǒng)的西門子法及改良的西門子法的能耗低很多（約低25%的能耗），且西門子法產(chǎn)生的Cl2、Sicl4等會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，所以未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)冶金法會(huì)被更廣泛地采用。另一方面，開(kāi)發(fā)低成本、低污染的新型晶硅材料生長(zhǎng)技術(shù)，將成為這一領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)和首要任務(wù)。
4.太陽(yáng)電池的效率與硅材料的電阻率及少子壽命有著極其密切的聯(lián)系。理想的太陽(yáng)電池基底應(yīng)該是低電阻率和高少子壽命。然而在廣泛使用的直拉（CZ）單晶硅中，由于存在摻雜元素與雜質(zhì)元素的相互作用，以及一些雜質(zhì)元素如鐵的空穴捕獲截面積遠(yuǎn)大于電子捕獲截面積的情況下，少子壽命直接與摻雜濃度及電阻率相關(guān)。此外，在常規(guī)工業(yè)太陽(yáng)能電池中起重要作用的鋁背場(chǎng)，其效果也與基底電阻率有關(guān)。為了降低光致衰減，目前單晶有向高電阻率發(fā)展的趨勢(shì)。
5.提高轉(zhuǎn)換效率和降低成本是太陽(yáng)能電池制備中考慮的兩個(gè)主要因素，對(duì)于硅系太陽(yáng)能電池，要想再進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率是比較困難的。因此，今后研究的重點(diǎn)除繼續(xù)開(kāi)發(fā)新的電池材料外應(yīng)集中在如何降低成本上來(lái)，現(xiàn)有的高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池是在高質(zhì)量的硅片上制成的，這是制造硅太陽(yáng)能電池最費(fèi)錢的部分。因此，在如何保證轉(zhuǎn)換效率仍較高的情況下來(lái)降低襯底的成本就顯得尤為重要。也是今后太陽(yáng)能電池發(fā)展急需解決的問(wèn)題。
總之，近年來(lái)，太陽(yáng)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，很多國(guó)家開(kāi)始逐漸實(shí)行“陽(yáng)光計(jì)劃”，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。在眾多材料的太陽(yáng)能電池中，晶體硅電池工藝和材料發(fā)展日漸成熟，而且考慮到自然環(huán)境和對(duì)人體健康的影響，晶體硅太陽(yáng)電池正向著更加環(huán)保的方向邁進(jìn)，可以預(yù)料晶體硅太陽(yáng)電池今后仍是太陽(yáng)能電池研究的主流方向。開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池的兩大關(guān)鍵問(wèn)題是提高轉(zhuǎn)換效率和降低成本。隨著對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的深入研究和應(yīng)用，必將使太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。
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能源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。工業(yè)革命以來(lái)，世界能源消費(fèi)劇增，能源的大量消耗，帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，但是同時(shí)也引發(fā)了大量的環(huán)境問(wèn)題，資源遭到嚴(yán)重破壞，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，特別是溫室氣體排放導(dǎo)致日益嚴(yán)峻的全球氣候變化，人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅。
改善能源結(jié)構(gòu)、增加能源供應(yīng)、保障能源安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略任務(wù)。
1.全球可再生能源發(fā)展概況
1.1可再生能源資源種類
可再生能源包括水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿取?/p>
1.1.1水能
水能是人類最早應(yīng)用于生產(chǎn)生活的能源之一。水利發(fā)電是目前最成熟的可再生能源發(fā)電技術(shù)，在世界各地得到廣泛應(yīng)用。到2005年底，全世界水電總裝機(jī)容量約為8.5億kw。目前，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家水能資源已基本開(kāi)發(fā)完畢，水電建設(shè)主要集中在發(fā)展中國(guó)家。
1.1.2生物質(zhì)能
生物質(zhì)能是最原始的能源之一。現(xiàn)代生物質(zhì)能的發(fā)展方向是高效清潔利用，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)能源，包括電力、燃?xì)?、液體燃料和固體成型燃料等。生物質(zhì)發(fā)電包括農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、垃圾發(fā)電和沼氣發(fā)電等，到2005年底，全世界生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量約為5000萬(wàn)kw，主要集中在北歐和美國(guó)。生物燃料乙醇年產(chǎn)量約為3000萬(wàn)噸，主要集中在巴西、美國(guó)；生物柴油年產(chǎn)量約為200萬(wàn)噸，主要集中在德國(guó)。沼氣已是成熟的生物質(zhì)能利用技術(shù)，在歐洲、中國(guó)和印度等地區(qū)已建設(shè)了大量沼氣工程和分散的戶用沼氣池。
1.1.3太陽(yáng)能
太陽(yáng)能是利用包括太陽(yáng)能光伏發(fā)電、太陽(yáng)利用方式。光伏發(fā)電最初作為獨(dú)立的分散電源使用，近年來(lái)并網(wǎng)光伏發(fā)電的發(fā)展速度加快，市場(chǎng)容量已超過(guò)獨(dú)立實(shí)用的分散光伏電源。
1.1.能
風(fēng)能利用以風(fēng)電為主，包括離網(wǎng)運(yùn)行的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和大型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，技術(shù)已基本成熟。近年來(lái)，并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量不斷增大，隨著風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，風(fēng)電成本持續(xù)下降，經(jīng)濟(jì)型與常規(guī)能源已十分接近。
1.1.5地?zé)崮?/p>
地?zé)崮芾冒òl(fā)電和熱能利用兩種方式，技術(shù)均已比較成熟。到2005年底，全世界地?zé)岚l(fā)電總裝機(jī)容量約900萬(wàn)kw，主要在美國(guó)、冰島、意大利等國(guó)家地?zé)豳Y源豐富的地區(qū)。
1.1.6海洋能
海洋能潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電和洋流發(fā)電等海洋能的開(kāi)發(fā)利用也取得了較大進(jìn)展，初步形成規(guī)模的主要是潮汐發(fā)電，全世界潮汐發(fā)電總裝機(jī)容量約30萬(wàn)kw。
1.2可再生能源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀
從目前可再生能源的資源狀況和技術(shù)發(fā)展水平看，今后發(fā)展較快的可再生能源除水能外，主要是生物質(zhì)能、風(fēng)能和太陽(yáng)能。
水能開(kāi)發(fā)的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。發(fā)達(dá)國(guó)家的水能開(kāi)發(fā)基本上已經(jīng)完成，發(fā)展中國(guó)家的水能開(kāi)發(fā)是今后較長(zhǎng)時(shí)間的一項(xiàng)重要可再生能源開(kāi)發(fā)任務(wù)。
生物質(zhì)能利用方式包括發(fā)電、制氣、供熱和生產(chǎn)液體、固體燃料，將成為應(yīng)用最廣泛的可再生能源利用技術(shù)。
風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已基本成熟，經(jīng)濟(jì)性已接近常規(guī)能源，在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)將會(huì)保持較快發(fā)展速度。
太陽(yáng)能發(fā)展的主要方向是光伏發(fā)電和熱利用。近期光伏發(fā)電的主要是市場(chǎng)是發(fā)達(dá)國(guó)家的并網(wǎng)發(fā)電和發(fā)展中國(guó)家偏遠(yuǎn)地區(qū)的獨(dú)立供電；太陽(yáng)能熱利用的發(fā)展方向是太陽(yáng)能一體化建筑，提高太陽(yáng)能供熱的可靠性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步像太陽(yáng)能供暖和制冷的方向發(fā)展。
制約可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要原因是可再生能源的生產(chǎn)成本偏高，因此要提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中占有的比例，關(guān)鍵是在可再生能源開(kāi)發(fā)利用中依靠科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步。
2.我國(guó)可再生能源發(fā)展概況
2.1我國(guó)可再生能源資源發(fā)展的政策
可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，對(duì)增加能源供應(yīng)、改善能源結(jié)構(gòu)、確保能源安全、促進(jìn)環(huán)境保護(hù)具有重要作用，是解決能源供需矛盾和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。我國(guó)擁有較為豐富的可再生能源資源，國(guó)家政策向大力發(fā)展可再生能源傾斜，可再生能源正在成為中國(guó)能源優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。
節(jié)約能源，促進(jìn)能源多元發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)全球能源安全的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)。2005年，我國(guó)政府制定了《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》，把能源技術(shù)放在優(yōu)先發(fā)展位置，按照自主創(chuàng)新、重點(diǎn)跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來(lái)的方針。加快推進(jìn)能源技術(shù)進(jìn)步，努力為能源的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐，形成先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)推廣體系。
2.2我國(guó)可再生能源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀
從各種能源的實(shí)際出發(fā)，我國(guó)在《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中提出，到2020年可再生能源消費(fèi)量達(dá)到總能源消費(fèi)量15%；到2050年，我國(guó)煤炭、石油與水能的份額大體不變，約占40%、20%和6%；天然氣與核能將會(huì)增加，天然氣由3%增至10%，核能由約1%增至9%，剩余的15%差額要依賴于風(fēng)能、太陽(yáng)能與生物質(zhì)能等非水的可再生能源來(lái)解決。從電力供需方面看，發(fā)電裝機(jī)容量中煤電份額仍保持39%，氣電份額略有增長(zhǎng)，由2%增至5%，水電將由23%降至15%，核電則由增至11%，其余約30%的缺額約7億kw，幾乎要全部依靠非水可再生能源發(fā)電的發(fā)展。降低煤的份額和增大可再生能源及核能的份額，將是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要發(fā)展方向。
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