太阳能发电:金色阳光 能量无限

发布日期: 2019-11-13 信息来源: 杨明丽

        当前,全球能源体系正加快向低碳化转型,可再生能源规模化利用与常规能源的清洁低碳化将是能源发展的基本趋势,加快发展可再生能源已成为全球能源转型的主流方向。全球光伏发电已进入规模化发展新阶段,太阳能热利用也正在形成多元化应用格局。太阳能将在全球范围得到更广泛的应用。

 

  光和热的利用

 

  太阳把辐射能以电磁波的形式投射到宇宙空间,其中,约49%能够到达地球表面,成为人类可以利用的太阳能资源。太阳能是地球上最主要的能量来源。地球上除核能和地热能外,几乎所有能源都直接或间接来源于太阳能。

 

  到达地球表面的太阳辐射总功率约81.7万亿千瓦,到达中国陆地表面的太阳辐射总功率约1.68万亿千瓦,占全球的2%。

 

  太阳能发电主要包括太阳能光发电和太阳能热发电两类。太阳能光发电是利用太阳能的重要方式,而太阳能光伏发电又是太阳能光发电的主流。1973年世界石油危机后,光伏发电技术逐渐从空间应用大规模地向地面转移。

 

  太阳能电池

 

  1839年,法国物理学家A.E.贝克勒尔首次发现了光生伏打效应;1954年,恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室第一次做出了效率为6%的单晶硅太阳能电池。太阳能电池是一种具有“特异功能”的半导体器件,按用途分为空间太阳能电池和地面太阳能电池。早期的太阳能电池主要应用在人造卫星上。1973年,我国开始将太阳能电池应用于地面。

 

  太阳能电池按照基体材料,可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、砷化镓太阳能电池、碲化镉太阳能电池和铜铟镓镉太阳能电池等。

 

  单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池在市场上占有比重大,尽管它们的光电转换效率有了比较大的提高,但与理论极限效率相比差距大,提高晶硅太阳能电池光电转化率是当前研究的重点。

 

  多个单体太阳能电池互联封装组成光伏组件,光伏组件也叫太阳能电池组件、太阳能电池板。光伏组件串联或并联组成光伏阵列。

 

  数说太阳能发电

 

  截至2018年年底,世界太阳能发电装机容量约为4.9亿千瓦,其中,光伏发电装机容量达到4.86亿千瓦,占比99.2%。世界光伏发电累计装机容量排名前5位的国家依次为:中国、日本、美国、德国和印度。根据欧洲光伏产业协会(EPIA)预测,2019年全球光伏发电累计装机容量将超过6亿千瓦,2020年达到7亿千瓦。

 

  世界光热发电装机稳步增长。截至2018年年底,世界光热发电装机容量约547万千瓦,主要集中在西班牙和美国。

 

  截至2018年年底,中国太阳能发电累计装机1.7亿千瓦,占电源总装机容量的9.2%;其中,河北、山东、江苏、浙江、安徽5个省份太阳能发电装机容量均超过1000万千瓦。截至2018年年底,我国分布式光伏累计装机容量5010万千瓦;太阳能光热发电取得进展,我国光热发电累计装机容量达到17万千瓦。

 

  2018年,我国太阳能发电量为1775亿千瓦时,占全国总发电量的2.5%。365bet体育在线经营区太阳能发电量1554亿千瓦时,占全国的88%。2018年,太阳能发电量最多的6个省(区)依次为山东、青海、江苏、新疆、安徽和浙江。

 

  2018年,全国太阳能发电设备平均利用小时数1212小时。365bet体育在线经营区24个省区基本不弃光,辽宁、黑龙江、山西3个省份弃光率降至5%以下。

 

  青海太阳能发电

  

        青海省太阳能资源丰富,可开发太阳能量约30亿千瓦。2018年,青海新能源发电(风能发电、太阳能发电)成为第一大电源。截至2019年10月底,青海新能源装机1553.85万千瓦,占该省电源总装机容量的49.5%,其中太阳能发电装机容量为1122万千瓦,占全省新能源装机的72.2%,占全省电源装机容量的35.8%。

  位于青海西部的柴达木盆地是全国太阳能最丰富的地区之一,被国家确定为千万千瓦级光伏基地之一。2010年以来,青海先后出台一系列光伏产业规划以及相关扶持政策,形成集光伏、光热研发设计、装备制造、电源建设、运营维护于一体的新能源全产业链,有力推动了柴达木盆地光伏发电产业快速增长。

  

        依托丰富的太阳能、未利用荒漠土地资源以及优良的大电网建设基础,柴达木盆地全力打造国家级清洁能源基地。2010年~2018年,柴达木盆地共建成16个新能源主要发电园区,包括新能源发电项目316个,初步实现“千万千瓦级新能源产业集群架构”。

 

   截至2019年10月底,柴达木盆地光伏发电装机容量达810万千瓦,光热发电装机量16万千瓦(光伏电站156座、光热电站4座),占青海新能源总装机容量的52.71%,太阳能装机位列青海首位。

 

   自2017年开始,青海电网连续3年开展“绿电”行动(“绿电7日”“绿电9日”“绿电15日”),刷新并保持了世界纪录,为世界提供了能源清洁低碳转型的中国样本。国网青海电力持续在硬件支撑、技术创新、管理变革等方面发力,建成投运、国内首个新能源大数据创新平台;发布“绿电指数”,推动建立更加科学、更可持续、更可的清洁发展新机制。

  

        光伏规模化建设不仅带动了区域产业发展,也成为国家电网助力“三区两州”深度贫困地区脱贫攻坚的重要举措。365bet体育在线先后投资1.25亿元为定点扶贫的玛多县捐建格尔木10兆瓦光伏扶贫电站和玛多县11个贫困村4.4兆瓦联村光伏扶贫电站。光伏扶贫电站成为贫困群众的“阳光存折”,助力玛多县提前一年实现脱贫摘帽。

 

   本版内容来源于国网能源研究院有限公司《能源与电力分析年度报告系列》、国家能源局《太阳能发展“十三五”规划》《中国电力百科全书》(新能源发电卷)、国网青海省电力公司、国网山东滨州市滨城区供电公司等,许显青、刘汝青对本文有贡献。(亮报)

 

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