來自太陽的綠色能源取之不盡,用之不竭,人類利用太陽能的步伐也在不斷加快。越來越多的研究成果降低了利用太陽能的成本,提高了利用效率,不斷給市場注入活力。處在萌芽階段的太陽能光伏技術方興未艾,或許可以成為帶領人類走出經(jīng)濟危機、走向低碳生活的“火車頭”?!」夥夹g方興未艾
太陽能是首屈一指的綠色能源,太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦,假如把地球表面0.1%的太陽能轉為電能,轉變率5%,每年發(fā)電量可達5.6×1012千瓦小時,相當于全球能耗的40倍。
太陽能光伏發(fā)電(PV)市場正蓬勃發(fā)展。光伏發(fā)電指利用太陽能電池組件將太陽光能直接轉化為電能。光伏發(fā)電具有轉化環(huán)節(jié)少、資源蘊含量取之不盡、能源質量高、建設周期短、發(fā)電方式接近零排放等優(yōu)勢。
但光伏技術也有其“硬傷”:首先,建太陽能發(fā)電廠需要大量土地。美國加利福尼亞計劃興建的550兆瓦太陽能設備將占地約25平方公里。其次,獲得能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。另外,安裝成本也很貴,要收回成本,可能需要花費20多年。
光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面:一是為無電場合提供電源;二是太陽能日用電子產(chǎn)品,如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草地燈具等;三是并網(wǎng)發(fā)電,這在發(fā)達國家已經(jīng)大面積推廣實施。
自2002年以來,太陽能光伏發(fā)電逐步成為增長最快的能源領域。近5年,全球光伏產(chǎn)業(yè)年均增長49.5%,2007年比2006年更是增長了56.2%。
另外,相關的研究不斷延伸,使得其成本不斷降低。世界知識產(chǎn)權組織(WIPO)在2009年6月份的報告中稱,專利合作條約組織(PCT)接收到的與太陽能有關的專利申請數(shù)量從2004年的460件增加到2008年的1411件,增加了兩倍。
早在1839年,法國科學家埃德蒙·貝克雷爾就發(fā)現(xiàn),光照能使半導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“光生伏打效應”,簡稱“光伏效應”。
1904年,阿爾伯特·愛因斯坦因為出版了相關的理論著作而獲得了當年的諾貝爾獎。1954年,美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽能電池,將太陽光能轉換為電能的實用光伏發(fā)電技術由此誕生。
受1950年到1969年之間美蘇兩國太空競賽刺激,人們對光伏發(fā)電進行了緊鑼密鼓的深入研究,到1955年,許多公司就研發(fā)并且生產(chǎn)出了太陽能電池,也被稱為光伏電池,并在市場上銷售。
第一顆太陽能動力衛(wèi)星“先驅者1號”于1958年發(fā)射并運行了8年,其他太陽能動力衛(wèi)星隨之而來。隨后,太陽能發(fā)電繼續(xù)作為輔助能源被廣泛應用在宇宙飛船上,并為軌道衛(wèi)星提供動力。
優(yōu)惠政策推動光伏技術發(fā)展
隨著全球化石能源的日漸枯竭和人類環(huán)保意識的增強,以光伏為核心的太陽能發(fā)電事業(yè)近年來有了飛速的發(fā)展。據(jù)預測,太陽能光伏發(fā)電在21世紀會占據(jù)世界能源消費的重要席位,不但要替代部分常規(guī)能源,而且將成為世界能源供應的主體。
《全球光伏市場分析和2020年展望》報告指出,全球的光伏產(chǎn)能將從2001年的13億瓦特增長到2008年的152億瓦特。歐洲光伏工業(yè)協(xié)會和綠色和平組織聯(lián)合撰寫的研究預測,如果投資和效率繼續(xù)以目前的速度增長或者提高,到2030年,光伏系統(tǒng)將提供2600太瓦特/小時的電能,占全球所需電量的14%。
上述報告指出,到21世紀末,可再生能源在能源結構中將占到80%以上,太陽能發(fā)電將占到60%以上。這些數(shù)字足以顯示出太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領域重要的戰(zhàn)略地位。
各國都在爭先恐后地將光伏發(fā)展列入國家的發(fā)展規(guī)劃中:美國、歐洲和日本到2010年規(guī)劃的光伏安裝量分別為50億瓦、100億瓦和80億瓦;到2020年的規(guī)劃分別為360億瓦、410億瓦和300億瓦。
在2008年,西班牙的總發(fā)電能力達到226.3兆瓦,今年1月份,西班牙超越其他國家成為安裝光伏設備最多的國家。
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