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光伏發電在新能源領域具有的獨特優勢

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【摘要】:
通過對生物質能、水能、風能和太陽能等幾種常見新能源的對比分析,可以清晰地得出太陽能光發電伏具有以下獨特優勢:?1)光伏發電具有經濟優勢。可以從兩個方面看太陽能利用的經濟性。一是太陽能取之不盡,用之不竭,而且在接收太陽能時不征收任何“稅”,可以隨地取用;二是在目前的技術發展水平下,有些太陽能利用已具經濟性。隨著科技的發展以及人類開發利用太陽能的技術突破,太陽能利用的經濟性將會更加明顯。如果說20世紀
通過對生物質能、水能、風能和太陽能等幾種常見新能源的對比分析,可以清晰地得出太陽能光發電伏具有以下獨特優勢:
 
1)光伏發電具有經濟優勢。可以從兩個方面看太陽能利用的經濟性。一是太陽能取之不盡,用之不竭,而且在接收太陽能時不征收任何“稅”,可以隨地取用;二是在目前的技術發展水平下,有些太陽能利用已具經濟性。隨著科技的發展以及人類開發利用太陽能的技術突破,太陽能利用的經濟性將會更加明顯。如果說20世紀是石油世紀的話,那么21世紀則是可再生能源的世紀(太陽能的世紀)。
 
從太陽能光伏發電站建設成本來看,隨著太陽能光伏發電的大規模應用和推廣,尤其是上游晶體硅產業和光伏發電技術的日趨成熟,建筑房頂、外墻等平臺的復合開發利用,每kW太陽能光伏發電的建設成本在2015年可達到5000元~1萬元,相比其他可再生能源已具有同樣的經濟優勢。
 
2)太陽能是取之不盡的可再生能源,可利用量巨大。太陽每秒鐘放射的能量大約是1.6×1023kW,其中到達地球的能量高達8×1013kW,相當于6×109t標準煤。按此計算,一年內到達地球表面的太陽能總量折合標準煤共約1.892×1013千億t,是目前世界主要能源探明儲量的一萬倍。太陽的壽命至少尚有40億年,相對于人類歷史來說,太陽能可源源不斷供給地球的時間可以說是無限的,這就決定了開發利用太陽能將是人類解決常規能源匱乏、枯竭的最有效途徑。從我國可開發的資源蘊含量來看,學者和專家比較公認的數字是:生物質能1億kW,水電3.78億kW,風電2.53億kW,而太陽能是2.1萬億kW,只需開發太陽能資源的1%即達到210億kW;從其比例看,生物質能僅占0.46%,風電占1.74%,水電1.16%,而光電為96.64%。
 
3)對環境沒有污染。太陽能像風能、潮汐能等潔凈能源一樣,其開發利用時幾乎不產生任何污染,加之其儲量的無限性,是人類理想的替代能源。由于傳統化石燃料(煤、石油和天然氣)在使用過程中排出大量的有毒有害物質,會對水、土壤和大氣造成嚴重污染,形成溫室效應和酸雨,嚴重危害到人類的生存環境和身體健康,因此急需開發出新的比較清潔的替代能源,而太陽能作為一種比較理想的清潔能源,正受到世界各國的日益重視。
 
從目前各種發電方式的碳排放來看,不計算其上游環節:煤電為275g,油發電為204g,天然氣發電為181g,風力發電為20g,而太陽能光伏發電則接近零排放。并且,在發電過程中沒有廢渣、廢料、廢水、廢氣排出,沒有噪音,不產生對人體有害物質,不會污染環境。
 
4)轉換環節最少最直接。從能量轉換環節來看,太陽能光伏發電是直接將太陽輻射能轉換為電能,是所有可再生能源利用中太陽能光伏發電的轉換環節最少、利用最直接。一般來說,在整個生態環境的能量流動中,隨著轉換環節的增加,轉換鏈條的拉長,能量的損失將呈幾何級增加,并同時大大增加整個系統的建設和運行成本和不穩定性。目前,晶體硅太陽能電池的轉換效率實用水平在15~20%之間,實驗室水平最高目前已達35%。
 
5)最經濟、最清潔、最環保。從資源條件尤其是土地占用來看,生物能、風能是較為苛刻的,而太陽能則很靈活和廣泛的。如果說太陽能光伏發電要占用土地面積為1的話,風力則是太陽能的8~10倍,生物能則達到100倍。而水電,一個大型水壩的建成往往需要淹沒數十到上百平方公里的土地。相比而言,太陽能光發電伏不需要占用更多的土地,屋頂、墻面都可成為太陽能光伏發電利用的場所,還可利用我國廣闊的沙漠,通過在沙漠上建造太陽能光伏發電基地,直接降低沙漠地帶直射到地表的太陽輻射,有效降低地表溫度,減少蒸發量,進而使植物的存活和生長在相當程度上成為可能,穩固并減少了沙丘,又向自然索取了需要的清潔可再生能源。
 
6)可免費使用,且無需運輸。人類可以通過專門的技術和設備將光能轉化為熱能或電能,就地加以利用,無需運輸,為人類造福。而且人類利用這一取之不盡的能源也是免費的。雖然由于緯度的不同、氣候條件的差異造成了太陽能輻射的不均勻,但相對于其他能源來說,太陽能對于地球上絕大多數地區具有存在的普遍性,可就地取用,這就為常規能源缺乏的國家和地區解決能源問題提供了美好前景。