目前，传统的石化能源与经济、环境的矛盾越来越突出。能源是经济与社会发展的基本动力，但由于常规能源的有限性和分布不均匀性，造成世界上大部分国家的能源供应不足，不能满足经济可持续发展的需要。从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二、三百年。而传统的石化能源所带来的环境问题也令人担忧。每年有数十万吨二氧化硫和二氧化碳等有害物质排向空间，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；局部地区形成严重的酸雨区，又严重污染水土。同时由于排放大量温室气体而产生的温室效应，已引起全球气候恶化。

发展可再生能源已成为全球课题。而综观可再生能源种类，风能、生物能、太阳能中，太阳能的利用前景最好，潜力最大。近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。而其中的太阳光伏发电是世界上节约能源、倡导绿色电力的一种主要的高新技术产业。发展光伏产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环境保护之间矛盾的最佳途径之一。

 

一、资源概况

 

丰富的太阳辐射能，是取之不尽用之不竭、无污染、廉价的能源。太阳能每秒钟到达地球的能量高达80万千瓦，如果把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率为5%，那么每年发电量可达5.6×1012千瓦时，相当于目前全世界能耗的40倍。就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。

 

我国陆地面积每年接收的太阳辐射总量在3.3×103~8.4×106 kJ/ (m2•a)之间, 相当于2.4×104亿t标准煤,属太阳能资源丰富的国家之一。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000h，日照在5×106 kJ/ (m2•a)以上。我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，为太阳能资源丰富地区；除四川盆地、贵州资源稍差外，东部、南部及东北等其他地区为资源较富和中等区。

 

二、太阳能的光伏利用

 

1954年美国贝尔实验室研制出世界上第一块太阳电池，揭开了太阳能开发利用的新篇章。经过半个世纪的努力，太阳能光热利用技术及其产业异军突起，成为能源工业的一支生力军。目前，太阳能的应用领域非常广泛，但最终可归结为太阳能热利用和光利用两个方面。而太阳能的光利用中太阳光伏发电在近些年来得到了长足的发展。

 

太阳能发电主要包括太阳能光伏发电和太阳热发电。利用太阳电池这种半导体器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转换成电能的直接发电方式称之为太阳能光伏发电。光伏发电系统没有机械>机械运动部件，无污染，无噪音，具有很长的工作寿命，特别是独特的模块化结构，使其适合于任何规模的电力生产，大到中心电厂，小到私人住宅供电。太阳能光伏发电是一种零排放的清洁能源，也是一种能够规模应用的现实能源，可用来进行独立发电和并网发电。近20年来世界范围内太阳能光伏技术和光伏产业发展很快，发达国家主要采用屋顶计划和并网发电的基本形式。

 

随着光伏发电技术不断提高，并网光伏发电在市场中的份额逐年增加，2003年已达到55.5%，占据了主导地位。这在人类能源变革中具有重要意义，它标志着光伏发电由边远地区和特殊应用向电网电源发展，由补充能源向替代能源发展的转变，人类社会已开始为建设可持续发展的能源体系而努力。其他诸如农村边远地区应用、通讯和信号、消费电子产品等都有快速发展，并继续发挥光伏发电的独特优势。

 

三、国内外光伏发电历史及现状

 

1、 国外光伏发电历史及现状

 

近几年，国际上光伏发电快速发展，美国、欧洲及日本制定了庞大的光伏发电发展计划。国际光伏市场开始由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。

 

美国政府最早制定光伏发电的发展规划，1997年又提出“百万屋顶”计划，能源部和有关州政府制定了光伏发电的财政补贴政策，总光伏安装量已达到3000MW以上，美国连续三年光伏产业均高于30%的年增长率上升，其主要原因是光伏组件并网应用和政策激励引起的。

 

日本于1974年开始执行“阳光计划”，投资5亿美元，一跃成为世界太阳电池的生产大国，1994年提出朝日七年计划，计划到2000年推广16.2万套太阳能光伏屋顶，已完成。1997年又宣布7万光伏屋顶计划，到2010年将安装7600MW太阳电池。

 

1993年，德国首先开始实施由政府投资支持，被电力公司认可的1000屋顶计划，继而扩展为2000屋顶计划，现在实际建成的屋顶光伏并网系统已经超过5000。德国政府并于1999年开始实施10万太阳能屋顶(每户约3kW一5kW)计划。并且1999年德国光伏上网电价为每千瓦时0.99马克，极大地刺激德国乃至世界的光伏市场。

 

瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。印度、马来西亚等东南亚国家，也制定了国家的光伏发展计划。

 

2 、国内光伏发电历史及现状

 

我国的太阳能光伏发电应用始于70年代，但直到1982年以后方真正发展起来，在1983年至1987年短短几年内先后从美国、加拿大等国引进了七条太阳电池生产线，使我国太阳电池的生产能力从1984年以前的年产200千瓦跃到1988年的4.5兆瓦。在应用方面，我国目前太阳电池主要用于通信系统和边远无电地区，在1995年年销售才约1.1兆瓦。

 

在1995年西藏的无水力无电县中，已建成2个功率分别为10千瓦和20千瓦的光伏电站。地区而言，当前我国光伏发电的重点在青海、西藏、新疆、内蒙、甘肃等无电和严重缺电的农牧区。据不完全统计，在这些地区已建成10～100kW光伏电站40多座，推广家用光伏电源15万台，总功率达2．9MW。

 

2004年9月，广东首座总容量为1兆瓦的太阳能发电系统在深圳通过验收。

 

2004年9月，我国首座屋顶太阳能发电站近日在北京竣工投产。这套太阳能发电系统分别安装在北京市路灯管理中心的4栋办公楼和左安门宾馆的屋顶上，可以单独供电也可以并网供电，总装机容量140千瓦，年发电量约15万千瓦时，能让4万盏100瓦的路灯亮上一年。

 

2005年初，甘肃《敦煌8兆瓦并网光伏发电系统建设预可行性报告》也通过有关部门组织的专家评审。据悉，敦煌8兆瓦系统目前即使在全世界也是最大的，光伏发电技术领先的德国也只有5兆瓦光伏发电系统。据有关方面人士介绍，甘肃省敦煌8兆瓦光伏发电系统建设项目工程预计投资额为3.2247亿元，其中申请国家补助1.6亿元，建设投运后年均发电量可达1280万千瓦时。甘肃省敦煌8兆瓦光伏发电系统建设项目已被列入国家“十一五”规划中。

 

在上海，根据上海有关部门制订的《2005－2007年上海开发利用太阳能行动计划》，到2007年上海光伏发电示范项目将达到5兆瓦以上，其中首个1兆瓦光电示范工程将于今年之前落户生态岛崇明。

 

目前，四川也已向国家发改委申报项目，准备在攀西地区建一个目前国内最大的太阳能发电站，装机容量为2000千瓦。

 

根据国家《可再生能源中长期发展规划》，要大力推广应用小功率光伏系统，建立分散型和集中型兆瓦级联网光伏示范性电站。到2010年，我国光伏发电总装机容量将达500MVP。其中，300～350MVP装机用于解决西部无电区通电问题，其次为工业应用，包括通讯、铁路设备等，最后是提供照明部分。也就是说，从今年到2010年这五六年时间，光伏发电总装机容量将是2004年底的7倍多，我国国内光伏市场十分巨大。

 

四、中国和世界光伏产业成本数据及展望

 

光伏发电成本随着产业的发展不断降低，其中光伏组件成本30年来几乎降低了2个数量级。2003年，世界主要厂商的成本已降到2－2.3美元/W，售价2.5－3美元/W。随着技术进步，产业规模不断扩大，光伏发电的成本将继续不断降低。

 

据有关资料统计显示，在1991年国外光伏发电价格为40-75美分/kwh,1995年为25-50美分/kwh，2000年为12-20美分/kwh,而光伏系统成本则分别为10-20美元/Wp、7-15美元/Wp、3-7美元/Wp。

 

据了解，我国太阳能电池组件目前的价格大约为3.95美元/瓦，并网系统价格为6-7美元/瓦，发电成本为0.25美元/瓦。最近完成的8兆瓦并网光伏系统的前期研究表明，目前太阳光转化成电能的转化率不到15%，光伏发电上网电价4—5元/千瓦时，是目前火电成本的10倍左右。如此高的价格，无论是由用户分摊还是由国家补贴，大规模推广使用太阳能的阻力很大。暂时还无法同火电、风电等竞争。

 

然而世界上近期的大规模市场发展和快速的技术进步正在使光伏系统设备和发电成本有效降低，预计到2010年光伏系统将降到3美元/瓦左右，发电成本将下降到每度0.1美元，也就是人民币1元钱左右。

 

在我国小规模的离网太阳能光伏发电技术基本成熟，全国已使用的总规模约50MW左右，预计年增长率为30%。但较大容量的并网太阳能发电设施极少，且无自主知识产权。光伏发电潜能极大，但目前成本很高。我国科技部将太阳能光伏发电并网项目列入国家科技攻关计划，且随着2006年1月1日，中国的《可再生能源法》正式实施，国内太阳能电池市场将有望迅速打开，因为根据该法，太阳能发电并网将合法化，并规定电网必须收购太阳能电力。可再生能源法的颁布和实施，是我国开发光伏并网发电系统的重要时机。

 

结束语 在我国能源供需平衡中，可再生能源已经具有重要地位。而太阳能光伏发电的应用是光伏系统的发展趋势。当然，要使太阳能发电真正达到民用水平，主要有两个问题需要解决，一是提高太阳能光电变换效率，降低成本，二是实现太阳能发电与电网的连接，大功率光伏并网发电系统以及光伏发电与建筑相结合的屋顶并网光伏发电系统都必将成为光伏应用最重要的领域，有着十分广阔的前景。