❶ 光伏的國內歷史
1958,中國研製出了首塊硅單晶。
1968年至1969年底,半導體所承擔了為「實踐1號衛星」研製和生產硅太陽能電池板的任務。在研究中,研究人員發現,P+/N硅單片太陽電池在空間中運行時會遭遇電子輻射,造成電池衰減,使電池無法長時間在空間運行。
1969年,半導體所停止了硅太陽電池研發,隨後,天津18所為東方紅二號、三號、四號系列地球同步軌道衛星研製生產太陽電池陣。
1975年寧波、開封先後成立太陽電池廠,電池製造工藝模仿早期生產空間電池的工藝,太陽能電池的應用開始從空間降落到地面。
1998年,中國政府開始關注太陽能發電,擬建第一套3MW多晶硅電池及應用系統示範項目,這個消息讓現在的天威英利新能源有限公司的董事長苗連生看到了一線曙光。可是,當時太陽能產業發展前景尚不明朗,加之受政策因素制約,令不少人對這一新能源項目望而卻步。在合作夥伴退出的情況下,苗連生毅然逆勢而上,爭取到了這個項目的批復,成為中國太陽能產業第一個「吃螃蟹」的人。
2001年,無錫尚德建立10MWp(兆瓦)太陽電池生產線獲得成功,2002年9月,尚德第一條10MW太陽電池生產線正式投產,產能相當於此前四年全國太陽電池產量的總和,一舉將我國與國際光伏產業的差距縮短了15年。
2003到2005年,在歐洲特別是德國市場拉動下,尚德和保定英利持續擴產,其他多家企業紛紛建立太陽電池生產線,使我國太陽電池的生產迅速增長。
2004年,洛陽單晶硅廠與中國有色設計總院共同組建的中硅高科自主研發出了12對棒節能型多晶硅還原爐,以此為基礎,2005年,國內第一個300噸多晶硅生產項目建成投產,從而拉開了中國多晶硅大發展的序幕。
2007,中國成為生產太陽電池最多的國家,產量從2006年的400MW一躍達到1088MW。
2008年,中國太陽電池產量達到2600MW。
2009年,中國太陽電池產量達到4000MW。
2006年世界太陽能電池年產量2500MW。
2007年世界太陽能電池年產量4450MW。
2008年世界太陽能電池年產量7900MW。
2009年世界太陽能電池年產量10700MW。
2013年3月無錫市中級人民法院發公告稱,無錫尚德太陽能電力有限公司無法歸還到期債務,依法裁定破產重整。
2015年前三季度,我國光伏製造業總產值已超2000億元。其中,多晶硅產量約為10.5萬噸,同比增長20%;矽片產量約為68億片,同比增長10%以上;電池片產量約為28GW,同比增長10%以上;組件產量約為31GW,同比增長26.4%。光伏企業盈利情況得到明顯好轉,產業鏈各環節均有較大幅度增長。2015年前三季度,我國光伏產品進出口、下游電站建設、企業盈利等領域全面向好。其中,矽片、電池片、組件等主要光伏產品出口額達到100億美元。光伏新增裝機約10.5GW ,同比增長177%,其中地面電站約為6.5GW。 目前我國光伏企業的自主研發實力普遍不強,主要的半導體原材料和設備均靠進口,技術瓶頸已嚴重製約我國光伏產業的發展。
在整個光伏產業鏈中,封裝環節技術和資金門檻最低,致使我國短時間內涌現出170多家封裝企業,總封裝能力不少於200萬千瓦。但由於原材料價格暴漲、封裝產能過剩,這些企業基本上沒有多少利潤,產品質量也參差不齊。
相對而言,處於產業鏈上游、擁有先進技術的無錫尚德、南京中電光伏等太陽能電池製造商,日子要好過得多。他們生產的多為第一代晶體太陽能電池,性能穩定,是市場上的主流產品。
不過,在世界范圍內,太陽能電池產品正由第一代向第二代過渡,第二代產品的薄膜太陽能電池的硅材料用量少得多,其成本已低於晶體太陽能電池。在專家看來,薄膜太陽能電池今後將和晶體太陽能電池展開激烈競爭。
中科院電工所研究員、中國可再生能源學會副理事長孔力認為,我國在晶體太陽能電池的後續研發,以及薄膜太陽能電池的研發等方面與國外存在較大差距,至少落後10年。
光伏技術的世界紀錄保持者基本上是國外公司。例如,日本京瓷推出了光電轉換效率為18.5%的多晶體硅太陽能電池;日本三洋利用晶體硅基板和非晶硅薄膜製成的混合型太陽能電池,光電轉換效率達22%;美國聯合太陽能公司以微米級不銹鋼帶為襯底的柔性非晶硅薄膜太陽能電池,與其他公司的玻璃硬襯底太陽能電池相比具有重量輕、可彎曲等優點。
世界光伏技術不斷突破,產業成本不斷下降。《2007中國光伏發展報告》稱,隨著技術的不斷進步和產業規模的不斷擴大,光伏發電的成本有望在2030年以後與常規電力相競爭,成為主流能源利用形式。
在9月份於北京舉行的2007世界太陽能大會暨展覽會上,國際太陽能學會副主席、日本京瓷公司顧問湯川榮男介紹,日本計劃在2010年、2020年和2030年將光伏發電的成本分別降到相當於每度電1.5元、0.93元和0.47元人民幣的水平。另據國際能源署預測,2020年世界光伏發電的發電量將占總發電量的2%,2040年則會佔到20%-28%。 我國光伏產業發展正處在上升期,如果能夠突破政策和技術方面的瓶頸,必然前途無限。上海交通大學太陽能研究所所長、博士生導師崔榮強認為,當前國家應加強政策引導,促進行業縮短與國際先進水平的差距。
首先,制定以培養光伏應用市場和促進光伏產業發展為目標的中長期規劃,從法律上規定和細化可再生電力采購比例和重點用途。
其次,鼓勵民用上網。借鑒國外經驗,逐步啟動和實施真正意義的光伏屋頂計劃,確立光伏發電在全國電力能源結構中的地位。
第三,建立專項扶持資金,在金融財稅等環節實施費用減免政策。如目前國內電費中抽出專用資金補貼到光伏產業中;貧困地區發展光伏用電,政府補貼一部分,企業支持一部分,以成本價支持等。
第四,借鑒發達國家普通建築必須要有光伏產品的經驗,在發達地區實施公共設施、政府建築必須採用太陽能的剛性政策。
第五,扶持上游高純度硅原材料產業,降低光伏電池成本,進而加快光伏並網電站成本的降低和應用推廣。 全國1200多所高職院校中,真正開設光伏發電技術應用專業的不超過30家。 教育部高職高專新能源分教指委主任委員戴裕崴教授說,因為國內缺少專門的高技能人才,一般只好招用電子、化工等專業畢業生,根據需要再培養。光伏產業大部分需要的是復合型技能人才,巨大的缺口亟待高職畢業生填補。
某知名太陽能公司負責人也表示:光伏產業蓬勃發展,太陽能的應用領域愈來愈廣,但是專業對口的人才太少了,每年缺口約有20萬。
❷ 太陽能的開發歷史
據記載,人類利用太陽能已有3000多年的歷史。將太陽能作為一種能源和動力加以利用,只有300多年的歷史。真正將太陽能作為「近期急需的補充能源」,「未來能源結構的基礎」,則是近年的事。20世紀70年代以來,太陽能科技突飛猛進,太陽能利用日新月異。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一台太陽能驅動的發動機算起。該發明是一台利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器。在1615年~1900年之間,世界上又研製成多台太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部採用聚光方式採集陽光,發動機功率不大,工質主要是水蒸汽,價格昂貴,實用價值不大,大部分為太陽能愛好者個人研究製造。20世紀的100年間,太陽能科技發展歷史大體可分為七個階段。 第五階段(1973~1980年),自從石油在世界能源結構中擔當主角之後,石油就成了左右經濟和決定一個國家生死存亡、發展和衰退的關鍵因素,1973年10月爆發中東戰爭,石油輸出國組織採取石油減產、提價等辦法,支持中東人民的斗爭,維護該國的利益。其結果是使那些依靠從中東地區大量進口廉價石油的國家,在經濟上遭到沉重打擊。於是,西方一些人驚呼:世界發生了「能源危機」(有的稱「石油危機」)。這次「危機」在客觀上使人們認識到:現有的能源結構必須徹底改變,應加速向未來能源結構過渡。從而使許多國家,尤其是工業發達國家,重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術發展的支持,在世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。1973年,美國制定了政府級陽光發電計劃,太陽能研究經費大幅度增長,並且成立太陽能開發銀行,促進太陽能產品的商業化。日本在1974年公布了政府制定的「陽光計劃」,其中太陽能的研究開發項目有:太陽房 、工業太陽能系統、太陽熱發電、太陽電池生產系統、分散型和大型光伏發電系統等。為實施這一計劃,日本政府投入了大量人力、物力和財力。
70年代初世界上出現的開發利用太陽能熱潮,對中國也產生了巨大影響。一些有遠見的科技人員,紛紛投身太陽能事業,積極向政府有關部門提建議,出書辦刊,介紹國際上太陽能利用動態;在農村推廣應用太陽灶,在城市研製開發太陽能熱水器,空間用的太陽電池開始在地面應用……。1975年,在河南安陽召開「全國第一次太陽能利用工作經驗交流大會」,進一步推動了中國太陽能事業的發展。這次會議之後,太陽能研究和推廣工作納入了中國政府計劃,獲得了專項經費和物資支持。一些大學和科研院所,紛紛設立太陽能課題組和研究室,有的地方開始籌建太陽能研究所。當時,中國也興起了開發利用太陽能的熱潮。這一時期,太陽能開發利用工作處於前所未有的大發展時期,具有以下特點:
各國加強了太陽能研究工作的計劃性,不少國家制定了近 期和遠 期陽光計劃。開發利用太陽能成為政府行為,支持力度大大加強。國際間的合作十分活躍,一些第三世界國家開始積極參與太陽能開發利用工作。
研究領域不斷擴大,研究工作日益深入,取得一批較大成果,如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽電池、 光解水制氫、太陽能熱發電等。
各國制定的太陽能發展計劃,普遍存在要求過高、過急問題,對實施過程中的困難估計不足,希望在較短的時間內取代礦物能源,實現大規模利用太陽能。例如,美國曾計劃在1985年建造一座小型太陽能示範衛星電站,1995年建成一座500萬kW空間太陽能電站。事實上,這一計劃後來進行了調整,至今空間太陽能電站還未升空。
太陽熱水器、太陽電池等產品開始實現商業化,太陽能產業初步建立,但規模較小,經濟效益尚不理想。這主要受制於技術運用及科研水平。 第七階段(1992年~至今),由於大量燃燒礦物能源,造成了全球性的環境污染和生態破壞,對人類的生存和發展構成威脅。在這樣背景下,1992年聯合國在巴西召開「世界環境與發展大會」,會議通過了《里約熱內盧環境與發展宣言》, 《21世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件,把環境與發展納入統一的框架,確立了 可持續發展的模式。這次會議之後,世界各國加強了清潔能源技術的開發,將利用太陽能與環境保護結合在 一起,使太陽能利用工作走出低谷,逐漸得到加強。世界環發大會之後,中國政府對環境與發展十分重視,提出10條對策和措施,明確要「因地制宜地開發和推廣太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能等清潔能源」,制定了《中國21世紀議程》,進一步明確 了太陽能重點發展項目。
1995年國家計委、國家科委和國家經貿委制定了《新能源和可再生能源發展綱要》 在(1996 ~ 2010年)制出,明確提出中國在1996-2010年新能源和可再生能源的發展目標、任務以及相應的對策和措施。這些文件的制定和實施,對進一步推動中國太陽能事業發揮了重要作用。1996年,聯合國在辛巴威召開「世界太陽能高峰會議」,會後發表了《哈拉雷太陽能與持續發展宣言 》,會上討論了《世界太陽能10年行動計劃》(1996 ~ 2005年),《國際太陽能公約》,《世界太陽能戰略規劃》等重要文件。這次會議進一步表明了聯合國和世界各國對開發太陽能的堅定決心,要求全球共同行動 ,廣泛利用太陽能。
1992年以後,世界太陽能利用又進入一個發展期,其特點是:太陽能利用與世界可持續發展和環境保護緊密結合,全球共同行動,為實現世界太陽能發展戰略而努力;太陽能發展目標明確,重點突出,措施得力,有利於克服以往忽冷忽熱、過熱過急的弊端,保證太陽能事業的長期發展;在加大太陽能研究開發力度的同時,注意科技成果轉化為生產力,發展太陽能產業,加速商業化進程,擴大太陽能利用領域和規模,經濟效益逐漸提高;國際太陽能領域的合作空前活躍,規模擴大,效果明顯。通過以上回顧可知,在本世紀100年間太陽能發展道路並不平坦,一般每次高潮期後都會出現低潮期,處於低潮的時間大約有45年。太陽能利用的發展歷程與煤、石油、核能完全不同,人們對其認識差別大,反復多,發展時間長。這一方面說明太陽能開發難度大,短時間內很難實現大規模利用;另一方面也說明太陽能利用還受礦物能源供應,政治和戰爭等因素的影響,發展道路比較曲折。盡管如此,從總體來看,20世紀取得的太陽能科技進步仍比以往任何一個世紀都快。愛迪太陽能如今是人們生活中不可缺少的一部分。 全世界光伏板並網,貯能難的問題就有改善。
開發經濟問題
第一,世界上越來越多的國家認識到一個能夠持續發展的社會應該是一個既能滿足社會需要,而又不危及後代人前途的社會。因此,盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源,是能源建設應該遵循的原則。隨著能源形式的變化,常規能源的貯量日益下降,其價格必然上漲,而控制環境污染也必須增大投資。
第二,中國是世界上最大的煤炭生產國和消費國,煤炭約占商品能源消費結構的76%,已成為中國大氣污染的主要來源。大力開發新能源和可再生能源的利用技術將成為減少環境污染的重要措施。能源問題是世界性的,向新能源過渡的時期遲早要到來。從長遠看,太陽能利用技術和裝置的大量應用,也必然可以制約礦物能源價格的上漲。
❸ 關於利用太陽能的研究已經有幾十年的歷史了
據記載,人類利用太陽能已有3000多年的歷史。將太陽能作為一種能源和動力加以利用,只有多年的歷史。真正將太陽能作為「近期急需的補充能源」,「未來能源結構的基礎」,則是近年的事。20世紀70年代以來,太陽能科技突飛猛進,太陽能利用日新月異。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一台太陽能驅動的發動機算起。該發明是一台利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器。在1615年~1900年之間,世界上又研製成多台太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部採用聚光方式採集陽光,發動機功率不大,工質主要是水蒸汽,價格昂貴,實用價值不大,大部分為太陽能愛好者個人研究製造。20世紀的100年間,太陽能科技發展歷史大體可分為七個階段。
第一階段
第一階段(1900~1920年),清立新能源在這一階段,世界上太陽能研究的重點仍是太陽能動力裝置,但採用的聚光方式多樣化,且開始採用平板集熱器和低沸點工質,裝置逐漸擴大,最大輸出功率達73.64kW,實用目的比較明確,造價仍然很高。建造的典型裝置有:1901年,在美國加州建成一台太陽能抽水裝置,採用截頭圓錐聚光器,功率:7.36kW;1902 ~1908年,在美國建造了五套雙循環太陽能發動機,採用平板集熱器和低沸點工質;1913年,在埃及開羅以南建成一台由5個拋物槽鏡組成的太陽能水泵,每個長62.5m,寬4m,總採光面積達1250m2。
第二階段
第二階段(1920~1945年),在這20多年中,太陽能研究工作處於低潮,參加研究工作的人數和研究項目大為減少,其原因與礦物燃料的大量開發利用和發生第二次世界大戰(1935~1945年)有關,而太陽能又不能解決當時對能源的急需,因此使太陽能研究工作逐漸受到冷落。
第三階段
第三階段(1945~1965年),在第二次世界大戰結束後的20年中,
太陽能利用示意圖
一些有遠見的人士已經注意到石油和天然氣資源正在迅速減少, 呼籲人們重視這一問題,從而逐漸推動了太陽能研究工作的恢復和開展,並且成立太陽能學術組織,舉辦學術交流和展覽會,再次興起太陽能研究熱潮。在這一階段,太陽能研究工作取得一些重大進展,比較突出的有:1945年,美國貝爾實驗室研製成實用型硅太陽電池,為光伏發電大規模應用奠定了基礎;1955年,以色列泰伯等在第一次國際太陽熱科學會議上提出選擇性塗層的基礎理論,並研製成實用的黑鎳等選擇性塗層,為高效集熱器的發展創造了條件。此外,在這一階段里還有其它一些重要成果,比較突出的有:1952年,法國國家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kW的太陽爐。1960年,在美國佛羅里達建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨——水吸收式空調系統,製冷能力為5冷噸。1961年,一台帶有石英窗的斯特林發動機問世。在這一階段里,加強了太陽能基礎理論和基礎材料的研究,取得了如太陽選擇性塗層和硅太陽電池等技術上的重大突破。平板集熱器有了很大的發展,技術上逐漸成熟。太陽能吸收式空調的研究取得進展,建成一批實驗性太陽房。對難度較大的斯特林發動機和塔式太陽能熱發電技術進行了初步研究。
第四階段
第四階段(1965~1973年),這一階段,太陽能的研究工作停滯不前,主要原因是太陽能利用技術處於成長階段,尚不成熟,並且投資大,效果不理想,難以與常規能源競爭,因而得不到公眾、企業和政府的重視和支持。
第五階段
第五階段(1973~1980年),自從石油在世界能源結構中擔當主角之後,石油就成了左右經濟和決定一個國家生死存亡、發展和衰退的關鍵因素,1973年10月爆發中東戰爭,石油輸出國組織採取石油減產、提價等辦法,支持中東人民的斗爭,維護該國的利益。其結果是使那些依靠從中東地區大量進口廉價石油的國家,在經濟上遭到沉重打擊。於是,西方一些人驚呼:世界發生了「能源危機」(有的稱「石油危機」)。這次「危機」在客觀上使人們認識到:現有的能源結構必須徹底改變,應加速向未來能源結構過渡。從而使許多國家,尤其是工業發達國家,重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術發展的支持,在世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。1973年,美國制定了政府級陽光發電計劃,太陽能研究經費大幅度增長,並且成立太陽能開發銀行,促進太陽能產品的商業化。日本在1974年公布了政府制定的「陽光計劃」,其中太陽能的研究開發項目有:太陽房 、工業太陽能系統、太陽熱發電、太陽電池生產系統、分散型和大型光伏發電系統等。為實施這一計劃,日本政府投入了大量人力、物力和財力。
70年代初世界上出現的開發利用太陽能熱潮,對中國也產生了巨大影響。一些有遠見的科技人員,紛紛投身太陽能事業,積極向政府有關部門提建議,出書辦刊,介紹國際上太陽能利用動態;在農村推廣應用太陽灶,在城市研製開發太陽能熱水器,空間用的太陽電池開始在地面應用……。1975年,在河南安陽召開「全國第一次太陽能利用工作經驗交流大會」,進一步推動了中國太陽能事業的發展。這次會議之後,太陽能研究和推廣工作納入了中國政府計劃,獲得了專項經費和物資支持。一些大學和科研院所,紛紛設立太陽能課題組和研究室,有的地方開始籌建太陽能研究所。當時,中國也興起了開發利用太陽能的熱潮。這一時期,太陽能開發利用工作處於前所未有的大發展時期,具有以下特點:
各國加強了太陽能研究工作的計劃性,不少國家制定了近 期和遠 期陽光計劃。開發利用太陽能成為政府行為,支持力度大大加強。國際間的合作十分活躍,一些第三世界國家開始積極參與太陽能開發利用工作。
研究領域不斷擴大,研究工作日益深入,取得一批較大成果,如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽電池、 光解水制氫、太陽能熱發電等。
各國制定的太陽能發展計劃,普遍存在要求過高、過急問題,對實施過程中的困難估計不足,希望在較短的時間內取代礦物能源,實現大規模利用太陽能。例如,美國曾計劃在1985年建造一座小型太陽能示範衛星電站,1995年建成一座500萬kW空間太陽能電站。事實上,這一計劃後來進行了調整,至今空間太陽能電站還未升空。
太陽熱水器、太陽電池等產品開始實現商業化,太陽能產業初步建立,但規模較小,經濟效益尚不理想。這主要受制於技術運用及科研水平。
第六階段
第六階段(1980~1992年),70年代興起的開發利用太陽能熱潮,進入80年代後不久開始落潮,逐漸進入低谷。世界上許多國家相繼大幅度削減太陽能研究經費,其中美國最為突出。導致這種現象的主要原因是:世界石油價格大幅度回落,而太陽能產品價格居高不下,缺乏競爭力;太陽能技術沒有重大突破,提高效率和降低成本的目標沒有實現,以致動搖了一些人開發利用太陽能的信心;核電發展較快,對太陽能的發展起到了一定的抑製作用。受80年代國際上太陽能低落的影響,中國太陽能研究工作也受到一定程度的削弱,有人甚至提出:太陽能利用投資大、效果差、貯能難、佔地廣,認為太陽能是未來能源,主張外國研究成功後中國引進技術。雖然,持這種觀點的人是少數,但十分有害,對中國太陽能事業的發展造成不良影響。這一階段,雖然太陽能開發研究經費大幅度削減,但研究工作並未中斷,有的項目還進展較大,而且促使 人們認真地去審視以往的計劃和制定的目標,調整研究工作重點,爭取以較少的投入取得較大的成果。
第七階段
第七階段(1992年~至今),由於大量燃燒礦物能源,造成了全球性的環境污染和生態破壞,對人類的生存和發展構成威脅。在這樣背景下,1992年聯合國在巴西召開「世界環境與發展大會」,會議通過了《里約熱內盧環境與發展宣言》, 《21世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件,把環境與發展納入統一的框架,確立了 可持續發展的模式。這次會議之後,世界各國加強了清潔能源技術的開發,將利用太陽能與環境保護結合在 一起,使太陽能利用工作走出低谷,逐漸得到加強。世界環發大會之後,中國政府對環境與發展十分重視,提出10條對策和措施,明確要「因地制宜地開發和推廣太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能等清潔能源」,制定了《中國21世紀議程》,進一步明確 了太陽能重點發展項目。
1995年國家計委、國家科委和國家經貿委制定了《新能源和可再生能源發展綱要》 在(1996 ~ 2010年)制出,明確提出中國在1996-2010年新能源和可再生能源的發展目標、任務以及相應的對策和措施。這些文件的制定和實施,對進一步推動中國太陽能事業發揮了重要作用。1996年,聯合國在辛巴威召開「世界太陽能高峰會議」,會後發表了《哈拉雷太陽能與持續發展宣言 》,會上討論了《世界太陽能10年行動計劃》(1996 ~ 2005年),《國際太陽能公約》,《世界太陽能戰略規劃》等重要文件。這次會議進一步表明了聯合國和世界各國對開發太陽能的堅定決心,要求全球共同行動 ,廣泛利用太陽能。
1992年以後,世界太陽能利用又進入一個發展期,其特點是:太陽能利用與世界可持續發展和環境保護緊密結合,全球共同行動,為實現世界太陽能發展戰略而努力;太陽能發展目標明確,重點突出,措施得力,有利於克服以往忽冷忽熱、過熱過急的弊端,保證太陽能事業的長期發展;在加大太陽能研究開發力度的同時,注
太陽能污水廠
意科技成果轉化為生產力,發展太陽能產業,加速商業化進程,擴大太陽能利用領域和規模,經濟效益逐漸提高;國際太陽能領域的合作空前活躍,規模擴大,效果明顯。通過以上回顧可知,在本世紀100年間太陽能發展道路並不平坦,一般每次高潮期後都會出現低潮期,處於低潮的時間大約有45年。太陽能利用的發展歷程與煤、石油、核能完全不同,人們對其認識差別大,反復多,發展時間長。這一方面說明太陽能開發難度大,短時間內很難實現大規模利用;另一方面也說明太陽能利用還受礦物能源供應,政治和戰爭等因素的影響,發展道路比較曲折。盡管如此,從總體來看,20世紀取得的太陽能科技進步仍比以往任何一個世紀都快。愛迪太陽能如今是人們生活中不可缺少的一部分。
第八階段
全世界光伏板並網,貯能難的問題就有改善。
開發經濟問題
第一,世界上越來越多的國家認識到一個能夠持續發展的社會應該是一個既能滿足社會需要,而又不危及後代人前途的社會。因此,盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源,是能源建設應該遵循的原則。隨著能源形式的變化,常規能源的貯量日益下降,其價格必然上漲,而控制環境污染也必須增大投資。
第二,中國是世界上最大的煤炭生產國和消費國,煤炭約占商品能源消費結構的76%,已成為中國大氣污染的主要來源。大力開發新能源和可再生能源的利用技術將成為減少環境污染的重要措施。能源問題是世界性的,向新能源過渡的時期遲早要到來。從長遠看,太陽能利用技術和裝置的大量應用,也必然可以制約礦物能源價格的上漲。
望採納O(∩_∩)O謝謝
❹ 光伏發電的發展過程
早在1839年,法國科學家貝克雷爾(Becqurel)就發現,光照能使半導體材料的不同部位之間產生電位差。這種現象後來被稱為「光生伏特效應」,簡稱「光伏效應」。1954年,美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次製成了實用的單晶硅太陽電池,誕生了將太陽光能轉換為電能的實用光伏發電技術。
20世紀70年代後,隨著現代工業的發展,全球能源危機和大氣污染問題日益突出,傳統的燃料能源正在一天天減少,對環境造成的危害日益突出,同時全球約有20億人得不到正常的能源供應。這個時候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能夠改變人類的能源結構,維持長遠的可持續發展。
太陽能以其獨有的優勢而成為人們重視的焦點。豐富的太陽輻射能是重要的能源,是取之不盡、用之不竭的、無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鍾到達地面的能量高達80萬千瓦時,假如把地球表面0.1%的太陽能轉為電能,轉變率5%,每年發電量可達5.6×1012千瓦小時,相當於世界上能耗的40倍。正是由於太陽能的這些獨特優勢,20世紀80年代後,太陽能電池的種類不斷增多、應用范圍日益廣闊、市場規模也逐步擴大。
20世紀90年代後,光伏發電快速發展,到2006年,世界上已經建成了10多座兆瓦級光伏發電系統,6個兆瓦級的聯網光伏電站。美國是最早制定光伏發電的發展規劃的國家。1997年又提出「百萬屋頂」計劃。日本1992年啟動了新陽光計劃,到2003年日本光伏組件生產佔世界的50%,世界前10大廠商有4家在日本。而德國新可再生能源法規定了光伏發電上網電價,大大推動了光伏市場和產業發展,使德國成為繼日本之後世界光伏發電發展最快的國家。瑞士、法國、義大利、西班牙、芬蘭等國,也紛紛制定光伏發展計劃,並投巨資進行技術開發和加速工業化進程。
世界光伏組件在1990年——2005年年平均增長率約15%。20世紀90年代後期,發展更加迅速,1999年光伏組件生產達到200兆瓦。商品化電池效率從10%~13%提高到13%~15%,生產規模從1~5兆瓦/年發展到5~25兆瓦/年,並正在向50兆瓦甚至100兆瓦擴大。光伏組件的生產成本降到3美元/瓦以下。 2011年,全球光伏新增裝機容量約為27.5GW,較上年的18.1GW相比,漲幅高達52%,全球累計安裝量超過67GW。全球近28GW的總裝機量中,有將近20GW的系統安裝於歐洲,但增速相對放緩,其中義大利和德國市場佔全球裝機增長量的55%,分別為7.6GW和7.5GW。2011年以中日印為代表的亞太地區光伏產業市場需求同比增長129%,其裝機量分別為2.2GW,1.1GW和350MW。此外,在日趨成熟的北美市場,新增安裝量約2.1GW,增幅高達84%。
其中中國是全球光伏發電安裝量增長最快的國家,2011年的光伏發電安裝量比2010年增長了約5倍,2011年電池產量達到20GW,約佔全球的65%。截至2011年底,中國共有電池企業約115家,總產能為36.5GW左右。其中產能1GW以上的企業共14家,占總產能的53%;在100MW和1GW之間的企業共63家,占總產能的43%;剩餘的38家產能皆在100MW以內,僅佔全國總產能的4%。規模、技術、成本的差異化競爭格局逐漸明晰。國內前十家組件生產商的出貨量佔到電池總產量的60%。
在今後的十幾年中,中國光伏發電的市場將會由獨立發電系統轉向並網發電系統,包括沙漠電站和城市屋頂發電系統。中國太陽能光伏發電發展潛力巨大,配合積極穩定的政策扶持,到2030年光伏裝機容量將達1億千瓦,年發電量可達1300億千瓦時,相當於少建30多個大型煤電廠。國家未來三年將投資200億補貼光伏業,中國太陽能光伏發電又迎來了新一輪的快速增長,並吸引了更多的戰略投資者融入到這個行業中來。
2015年上半年,全國累計光伏發電量190億千瓦時。
2015年9月7日,江蘇省首個供電所光伏發電項目在南京市浦口區正式並網運行,農村居民也用上了「綠色電」。接下來光伏發電項目將在農村變電所推廣。
2015年11月,安徽省來安縣全面啟動鄉村光伏發電項目,11個美好鄉村「空殼村」裝機容量為60KW以上的光伏電站進入招標程序。據初步估算,並網發電後各村每年能提供72000KWh清潔電能,村級集體經濟能增收5萬元以上。
2015年1-6月,全國新增光伏發電裝機容量773萬千瓦,截至2015年6月底,全國光伏發電裝機容量達到3578萬千瓦。
自2013年起,光伏發電連續3年新增裝機容量超過1000萬千瓦;截至2015年底,光伏發電累計裝機容量達到約4300萬千瓦,超過德國成為全球第一。此外,光伏產業正發力「走出去」。國家能源局數據顯示,2015年光伏電池及組件出口量達到2500萬千瓦以上,出口額達到144億美元。
❺ 太陽能光伏發電的發展歷史是什麼
1839年,19歲的法國貝克勒爾做物理實驗時,發現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時電流會加強,從而發現了「光生伏打效應」。1930年,郞格首次提出用「光伏效應」製造太陽能電池,使太陽能變成電能。1932年奧杜博特和斯托拉製成第一塊「硫化鎘」太陽能電池。1941年奧杜在硅上發現光伏效應。1954年5月美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發出效率為6%的單晶硅太陽能電池,這是世界上第一個有實用價值的太陽能電池,同年威克首次發現了砷化鎳有光伏效應,並在玻璃上沉積硫化鎳薄膜,製成了太陽能電池,太陽光轉化為電能的實用光伏發電技術由此誕生並發展起來。2014年初我省金寨縣為落實省委政府精準扶貧新要求,實施產業扶貧「到村、到戶、到人、到產業」,在全省率先開展了光伏發電扶貧項目。
光伏(PVorphotovoltaic),是太陽能光伏發電系統(photovoltaicpowersystem)的簡稱,是一種利用太陽電池半導體材料的光伏效應,將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統,有獨立運行和並網運行兩種方式。同時,太陽能光伏發電系統分類,一種是集中式,如大型西北地面光伏發電系統;一種是分布式(以>6MW為分界),如工商企業廠房屋頂光伏發電系統,民居屋頂光伏發電系統。光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置,由幾乎全部以半導體物料(例如硅)製成的薄身固體光伏電池組成。由於沒有活動的部分,故可以長時間操作而不會導致任何損耗。簡單的光伏電池可為手錶及計算器提供能源,較復雜的光伏系統可為房屋提供照明,並為電網供電。光伏板組件可以製成不同形狀,而組件又可連接,以產生更多電力。近年,天台及建築物表面均會使用光伏板組件,甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設施通常被稱為附設於建築物的光伏系統。
❻ 您知道光伏發電的歷史起源嗎
1839年,19歲的法國貝克勒爾做物理實驗時,發現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時電流會加強,從而發現了「光生伏打效應」。1930年,郞格首次提出用「光伏效應」製造太陽能電池,使太陽能變成電能。 1932年奧杜博特和斯托拉製成第一塊「硫化鎘」太陽能電池。 1941年奧杜在硅上發現光伏效應。 1954年5月美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發出效率為6%的單晶硅太陽能電池,這是世界上第一個有實用價值的太陽能電池,同年威克首次發現了砷化鎳有光伏效應,並在玻璃上沉積硫化鎳薄膜,製成了太陽能電池,太陽光轉化為電能的實用光伏發電技術由此誕生並發展起來。 2014年初我省金寨縣為落實省委政府精準扶貧新要求,實施產業扶貧「到村、到戶、到人、到產業」,在全省率先開展了光伏發電扶貧項目。
❼ 太陽能歷史多少年
據記載,人類利用太陽能已有3000多年的歷史。將太陽能作為一種能源和動力加以利用,只有300多年的歷史。真正將太陽能作為「近期急需的補充能源」,「未來能源結構的基礎」,則是近來的事。20世紀70年代以來,太陽能科技突飛猛進,太陽能利用日新月異。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一台太陽能驅動的發動機算起。該發明是一台利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器。在1615年~1900年之間,世界上又研製成多台太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部採用聚光方式採集陽光,發動機功率不大,工質主要是水蒸汽,價格昂貴,實用價值不大,大部分為太陽能愛好者個人研究製造。20世紀的100年間,太陽能科技發展歷史大體可分為七個階段。
第一階段(1900~1920年)
在這一階段,世界上太陽能研究的重點仍是太陽能動力裝置,但採用的聚光方式多樣化,且開始採用平板集熱器和低沸點工質,裝置逐漸擴大,最大輸出功率達73.64kW,實用目的比較明確,造價仍然很高。建造的典型裝置有:1901年,在美國加州建成一台太陽能抽水裝置,採用截頭圓錐聚光器,功率:7.36kW;1902 ~1908年,在美國建造了五套雙循環太陽能發動機,採用平板集熱器和低沸點工質;1913年,在埃及開羅以南建成一台由5個拋物槽鏡組成的太陽能水泵,每個長62.5m,寬4m,總採光面積達1250m2。
第二階段(1920~1945年)
在這20多年中,太陽能研究工作處於低潮,參加研究工作的人數和研究項目大為減少,其原因與礦物燃料的大量開發利用和發生第二次世界大戰(1935~1945年)有關,而太陽能又不能解決當時對能源的急需,因此使太陽能研究工作逐漸受到冷落。
第三階段(1945~1965年)
在第二次世界大戰結束後的20年中,一些有遠見的人士已經注意到石油和天然氣資源正在迅速減少, 呼籲人們重視這一問題,從而逐漸推動了太陽能研究工作的恢復和開展,並且成立太陽能學術組織,舉辦學術交流和展覽會,再次興起太陽能研究熱潮。 在這一階段,太陽能研究工作取得一些重大進展,比較突出的有:1945年,美國貝爾實驗室研製成實用型硅太陽電池,為光伏發電大規模應用奠定了基礎;1955年,以色列泰伯等在第一次國際太陽熱科學會議上提出選擇性塗層的基礎理論,並研製成實用的黑鎳等選擇性塗層,為高效集熱器的發展創造了條件。此外,在這一階段里還有其它一些重要成果,比較突出的有: 1952年,法國國家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kW的太陽爐。1960年,在美國佛羅里達建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨——水吸收式空調系統,製冷能力為5冷噸。1961年,一台帶有石英窗的斯特林發動機問世。在這一階段里,加強了太陽能基礎理論和基礎材料的研究,取得了如太陽選擇性塗層和硅太陽電池等技術上的重大突破。平板集熱器有了很大的發展,技術上逐漸成熟。太陽能吸收式空調的研究取得進展,建成一批實驗性太陽房。對難度較大的斯特林發動機和塔式太陽能熱發電技術進行了初步研究。
第四階段(1965~1973年)
這一階段,太陽能的研究工作停滯不前,主要原因是太陽能利用技術處於成長階段,尚不成熟,並且投資大,效果不理想,難以與常規能源競爭,因而得不到公眾、企業和政府的重視和支持。
第五階段(1973~1980年)
自從石油在世界能源結構中擔當主角之後,石油就成了左右經濟和決定一個國家生死存亡、發展和衰退的關鍵因素,1973年10月爆發中東戰爭,石油輸出國組織採取石油減產、提價等辦法,支持中東人民的斗爭,維護本國的利益。其結果是使那些依靠從中東地區大量進口廉價石油的國家,在經濟上遭到沉重打擊。 於是,西方一些人驚呼:世界發生了「能源危機」(有的稱「石油危機」)。這次「危機」在客觀上使人們認識到:現有的能源結構必須徹底改變,應加速向未來能源結構過渡。從而使許多國家,尤其是工業發達國家,重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術發展的支持,在世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。1973年,美國制定了政府級陽光發電計劃,太陽能研究經費大幅度增長,並且成立太陽能開發銀行,促進太陽能產品的商業化。日本在1974年公布了政府制定的「陽光計劃」,其中太陽能的研究開發項目有:太陽房 、工業太陽能系統、太陽熱發電、太陽電池生產系統、分散型和大型光伏發電系統等。為實施這一計劃,日本政府投入了大量人力、物力和財力。
❽ 太陽能光伏電池是什麼時候發明的
太陽光發電的歷史可以追溯到1800年,貝克勒爾發現對某種半導體材料照射光後,會引起其伏安特性改變。最終,發現了光伏效應,並以此半導體製成太陽能光伏電池。1876年,英國科學家亞當斯等在研究半導體材料時發現了硒的光伏效應。1884年,美國科學家查爾斯製成了硒太陽能光伏電池,其轉換效率很低,僅有1%。其後,對氧化銅等半導體材料研究,同樣發現有光伏效應,所以也製成了以氧化銅等半導體材料為原料的太陽能光伏電池。
1954年,美國貝爾實驗室的皮爾松、佛朗等三名科學家利用硅晶體材料開發出性能良好的太陽能光伏電池,其轉換效率達6%,經過不斷改良後,成為現在的硅太陽能光伏電池。
太陽能光伏電池是1958年開始得到應用的。當時前蘇聯發射了人造衛星,美國也發射了人造衛星,在太空領域上,展開了激烈的競爭。前蘇聯發射的人造衛星使用的是原子能電池,美國發射的先驅者1號通信衛星採用的就是太陽能光伏電池。
由於太陽能光伏電池的價格特別高(高達1500美元/w),而且剛開始性能還不穩定,因此僅用於航天器。到了20世紀60年代初才慢慢趨於穩定,70年代開始在航天器上大量使用。太陽能光伏電池的性能雖然已穩定,但價格還是很高,所以直到20世紀70年代初太陽能光伏電池還沒有得到廣泛應用,只可用於航天器、人造衛星、山頂上的差轉電台、海上航標燈、海島燈塔電源等,一些不計成本,必須用的場所。
到了1973年後,在石油危機的推動下,太陽能光伏電池進入了蓬勃發展時期,太陽能光伏電池開始在地面使用,而且地面用太陽能光伏電池的數量很快就大大超過了在航天器上的使用量。這個時期,不但出現了許多新型電池,而且因為引進了許多新技術,出現了鈍化技術、減反射技術、絨面技術、背表面場技術、異質結太陽能電池技術及聚光電池等非常有效的新技術。
1976年,美國ca公司的卡爾松發明了非晶硅太陽能光伏電池。該電池的轉換效率雖低於單晶硅,但製造時可以任意選配電壓電流比。
太陽能光伏電池的應用,到了20世紀80年代就比較廣泛了,特別是在民用電器上得到了廣泛應用,如太陽能計算器、太陽能手錶和太陽能手機充電器等。
這主要有兩個原因:一個是半導體集成電路的發展,使得電子產品消耗的電量大幅度下降,在室內燈光下,太陽能光伏電池也能產生電力,可以充分地使計算器等電子產品正常工作;另一個原因是電子產品工作所必需的電壓能從一個基片上得到,這樣一種新的集成型非晶硅太陽能光伏電池可以便宜地製造。太陽能光伏電池計算器實用化後,從手錶開始,逐漸推廣到各種電子產品的應用。
太陽能光伏電池除了可以用簡單的裝置就能夠直接發電這一優點外,在使用時還有如下的優點。
(1)不產生對環境有不良影響的排放氣體及有害物質,沒有雜訊。
(2)不僅在太陽光下可以發電,在熒光燈、白熾燈等擴散光下也可以發電。
(3)不需要更換電池。
(4)可以直接接到dc機械上。
(5)在使用場合就可以發電。
我國的太陽能光伏電池誕生的也比較早,而且我國也是應用較早的國家之一。
1959年,我國就誕生了第一隻有實用價值的太陽能光伏電池。1971年3月太陽能光伏電池首次應用於我國第二顆人造衛星(實踐1號)。而後,1973年太陽能光伏電池首次用於浮標燈。
20世紀70年代,我國開始生產太陽能光伏電池,70年代中末期引進國外關鍵設備和成套生產線,我國太陽能光伏電池的生產產業有了進一步的發展。