标碳中和！太阳能光伏发电系统及应用前景不可限量，一起深度了解一下

  随着全球经济的快速发展、人类的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，开发新的能源已经成为当前人类面临的迫切课题。

因为火电需要燃烧煤、石油等化石燃料，一方面化石燃料蕴藏量有限，正面临着枯竭的危险。另一方面燃烧燃料将排出CO2和硫的氧化物，会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水库一旦溃崩，后果将不堪设想，另外，一些国家的水力资源也是有限的，而且还要受季节的影响。核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的。

上述问题都迫使人们去寻找新的能源。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富，不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源有：太阳能，风能，燃料电池。

照射在地球上的太阳，能量非常巨大，太阳能照射在地球上大约40 分钟，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以 太阳能发电是应用广泛，前景光明的 理想能源。

 

二、太阳能发电的原理

太阳能发电是利用太阳能和半导体材料的电子学特性实现发电的。

1、太阳能发电的原理（光伏发电）：  太阳光照在半导体p-n 结上，形成新的空穴电子对，在 p-n结电场的作用下，空穴由 n 区流向p 区，电子由 p区流向 n 区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

2、太阳能发电两种方式： 一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

 a、光—热—电转换方式： 通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资20～25亿美元，平均1kW的投资为2000～2500美元。因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。

b、光—电直接转换方式（光伏发电）： 利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能。光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能（如图），这种方式容易实现，且成本较低，已被广泛应用。

能产生光伏效应的材料： 单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。晶体硅 为基本的电池材料。以晶体硅材料制备的太阳能电池主要包括：单晶硅太阳电池，铸造多晶硅太阳能电池，非晶硅太阳能电池和薄膜晶体硅电池。单晶硅电池具有电池转换效率高，稳定性好，但是成本较高；非晶硅太阳电池则具有生产效率高，成本低廉，但是转换效率较低，而且效率衰减得比较快；铸造多晶硅太阳能电池则具有稳定的转换的效率，而且性能价格比最高；薄膜晶体硅太阳能电池处在研发阶段。硅系列太阳能电池中，单晶硅和多晶硅电池继续占据光伏市场的主导地位，单晶硅和多晶硅的比例已超过80% 。

太阳能电池生产过程大致可分为五个步骤： a、提纯过程 b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程。

3、太阳能发电的过程：

现以晶体为例描述光发电过程。　当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。 当许多个电池串联或并联起来就可以形成有较大输出功率的太阳能电池方阵。

 

三、太阳能发电系统

1、太阳能发电系统的组成： 太阳能发电系统主要由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池构成。（如图）下面对各部分的功能做一个简单的介绍：

太阳能电池板： 作用是将太阳辐射能直接转换成直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。一般根据用户需要，将若干太阳电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵，再配上适当的支架及接线盒组成。

充电控制器： 充电控制器主要由专用处理器CPU、电子元器件、显示器、开关功率 管等组成。在太阳发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。同时记录并显示系统各种重要数据，如充电电流、电压等。控制器的性能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。

逆变器： 作用就是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的直流电逆变成交流电，供给交流负载使用和并入电网。效率是选择逆变器的重要标准之一，效率越高，意味着在将光电组件产生的直流电转换成交流电的过程中产生的电量损耗就越少。逆变器的质量决定了发电系统的效益，它是太阳能发电系统的核心。

蓄电池组： 作用是将太阳电池方阵发出直流电贮能起来,  供负载使用。在光伏发电系统中 , 蓄电池处于浮充放电状态。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电 , 同时方阵还给负载用电, 晚上负载用电全部由蓄电池供给。因此 , 要求蓄电池的自放电要小 ,  而且充电效率要高,  同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。

2、  太阳能发电系统运行方式： 太阳能发电系统有直流供电、交流供电、交直流供电、

离网运行、并网运行、风光互补运行几种运行方式

直流供电系统： 太阳能发电控制器对发出的电能进行调节控制后，直接送给直流负载，多余部分送蓄电池储存。

交流供电系统： 太阳能发电控制器对发出的电能进行调节控制后，经过逆变器后送往交流负载，多余的能量送往蓄电池组储存。

离网发电系统： 太阳能发电控制器( 光伏控制器和风光互补控制器) 对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或经过逆变器送往交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。（图 4中的直流供电、交直流供电、风光互补发电都属于离网发电系统）

并网发电系统： 将太阳能发电产生的电能不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接馈入电网的发电系统。因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用太阳能发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和太阳能发电作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。同时，并网系统可以对公用电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能发电的发展方向，代表了21 世纪最具吸引力的能源利用技术。

 

四、太阳能发电的特点：

1、优点：

① 太阳能是永久性能源，无枯竭危险；

② 太阳能是清洁能源，绝对干净环保，没有公害，用户感情上容易接受；

③ 太阳能发电运用灵活，不受资源分布和地域的限制，可在用电处就近发电；

④ 太阳能电池寿命长，可以一次投资长期使用，太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组；

⑤ 太阳能发电可靠性高，能源质量高；

⑥ 获取能源花费的时间短。

2、缺点：

① 照射的能量分布密度小，需要占用巨大面积；

② 获得的能源受四季、昼夜及阴晴等气象条件的影响。

 

五、太阳能发电的应用和发展前景

1、太阳能发电的应用:  

随着太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模逐步扩大。 早期， 太阳能的使用主要用于军事领域、航天领域。目前，太阳能已进入工业、商业、农业、  通信、家用电器以及公用设施等部门。太阳能发电应用分为几个方面：家庭用小型太阳能电站、大型并网电站、建筑一体化光伏玻璃幕墙、太阳能路灯、风光互补路灯、风光互补供电系统等，例如：太阳能庭院灯；太阳能发电用户系统；特别是村寨供电的独立系统，可以在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价昂贵的输电线路 ；还有光伏水泵（饮水或灌溉）；通信电源；石油输油管道阴极保护；光缆通信站电源；海水淡化系统；城镇中路标；高速公路路标等。

2、太阳能发电的研究现状及发展前景

a、 国外太阳能光伏发电现状及 前景：

目前全世界共有136  个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中, 其中有 95 个国家正在大规模地进行太阳能发电及太阳能电池的研制开发 , 积极生产各种相关的节能新产品，已有近200 家公司生产太阳能电池， 1998年 , 全世界生产的太阳能电池, 其总的发电量达 1000兆瓦 ,1999 年达 2850 兆瓦。 2000年 , 全球已有近4600  家厂商向市场提供光电池和以光电池为电源的产品。全世界太阳能电池的生产量平均每年增长近 40%。生产规模从 1 ～5 兆瓦 /年发展到 5 ～25 兆瓦 /年，并正在向 50 兆瓦甚至100 兆瓦扩大。

本世纪以来，一些发达国家纷纷制定了发展包括太阳能电池在内的可再生能源计划。太阳能电池的研究和生产在欧洲、美洲、亚洲大规模铺开。印度处于领先地位，累计装机容量约40 兆瓦。美国和日本争相出台太阳能技术的研究开发计划，2010 年，美国计划累积安装 4600兆瓦 ( 含百万屋顶计划); 日本计划累计安装 5000兆瓦 (NEDO 日本新阳光计划) 。最近的光伏行业调查表明，到 2010年，光伏产业的年发展速度仍保持在 30% 以上。派克研究公司预测，光伏发电将在2010 年底带来120 亿瓦的产能，完全超过派克研究公司预计的 2010年 101 亿瓦的需求。

在太阳能发电技术方面，各国都有新的发明和设想，例如：

美国德州仪器公司和SCE 公司开发出一种新的太阳电池，每一单元是直径不到1 毫米的小珠，分布在柔软的铝箔上，在大约 50平方厘米的面积上分布有 1 ，700 个小单元。它特点是，虽然变换效率只有 8％— 10% ，但价格便宜、铝箔底衬柔软结实，可随意折叠且经久耐用，挂在向阳处便可发电，使用方便。成本低，每瓦发电能力的设备只要15 至2 美元，每发一度电的费用为 14美分左右，完全可以同普通电厂产生的电力竞争。将这种电池挂在向阳的屋顶、墙壁上，每年就可获得一二千度的电力。

日本提出的创世纪计划：准备利用地面上沙漠和海洋面积进行发电，并通过超导电缆将全球太阳能发电站联成统一电网以便向全球供电。据测算，到2000 年、2050年、 2100年，即使全用太阳能发电供给全球能源，占地也不过为  65.11万平方公里、  186.79万平方公里、829.19 万平方公里。829.19 万平方公里才占全部海洋面积 2.3 ％或全部沙漠的 51.4 ％，这一方案是有可能实现的。

美国宇航局和能源部提出设想：在空间建设太阳能发电站，准备在同步轨道上放一个长10 公里、宽5公里的大平板，上面布满太阳电池，这样便可提供 500万千瓦电力。但这需要解决向地面无线输电问题。但离真正实用还有漫长的路程。

b、国内太阳能光伏发电的现状及发展前景：

中国的太阳能发电产业已具备相当的规模，技术条件已趋于成熟，太阳能利用将是中国能源变革最可行的解决方案。

我国早在七五期间, 非晶硅半导体的研究工作已经列入国家重大课题; 八五和九五期间, 我国把研究开发的重点放在大面积太阳能电池等方面。 2003 年10 月，国家5 年太阳能资源开发计划，筹资 100 亿元用于推进太阳能发电技术的应用，2005 年全国太阳能发电系统总装机容量达到了300 兆瓦。

2002年，国家启动了 "西部省区无电乡通电计划 "，通过了太阳能和小型风力发电解决西部七省区无电乡的用电问题。

20世纪 90年代，国内光伏市场平稳发展，年增长速度在 20%左右；进入 21 世纪，国内光伏市场呈现加速发展趋势， 2001～ 2003年平均增长速度都在 30%以上。按照我国制订的《新能源和可再生能源发展规划》规划，中国 2003 ～ 2009年在农村电网建设中每年安装 70兆瓦光伏系统， 2010～ 2020年将普及推广应用，年平均安装 100 兆瓦。

目前，中国已经是国际光伏发电应用产品生产基地。已有10 条太阳能电池生产线, 年生产能力约为 4.5MW ，专家预测，从2011 年开始, 我国光伏市场年需求量将大于 20MW 。

在今后的十几年中，太阳电池的市场走向将发生很大的改变，2010 年以前中国太阳电池多数是用于独立光伏发电系统，从2011 年到2020 年，中国光伏发电的市场主流将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。

六、小结

太阳能光伏发电的发展潜力巨大。是最具可持续发展的可再生能源技术之一。

目前我国的太阳能光伏发电技术虽已日趋成熟，要使太阳能发电被真正利用，为这一新能源的长远发展提供原动力，还必须提高以下几个方面：

1、加大生产规模、提高技术水平、提高产品质量；

2、提高太阳能光电变换效率、降低产品的生产成本；

3、真正实现太阳能发电与现有电网并网运行。

大力发展新能源和可再生能源是我国未来的能源发展战略要求。由于世界能源的日趋紧张和光伏技术的不断发展，最大限度地开发利用太阳能将是人类新能源利用方面的科技发展方向。只有依靠更加先进的科技，才 可能为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景。

по мере стремительного развития глобальной экономики и прогресса человечества спрос на энергию растет, и освоение новых источников энергии стало одной из насущных задач, стоящих перед человечеством в настоящее время. 
 Поскольку для сжигания ископаемого топлива, например угля, нефти и т.д., требуется электричество, существует опасность истощения запасов ископаемого топлива, с одной стороны, и его ограниченных запасов, с другой стороны.  С другой стороны, сжигание топлива приведет к выбросу окислов СО2 и серы, что приведет к парниковому эффекту и кислотным дождям и ухудшению состояния окружающей среды Земли.  Кроме того, некоторые страны располагают ограниченными водными ресурсами, которые также зависят от сезона.  ядерная энергия, конечно, чистая в нормальных условиях, но в случае ядерной утечки последствия будут столь же ужасными. 

 Все эти проблемы вынуждают людей искать новые источники энергии.  новые источники энергии должны одновременно отвечать двум условиям: во - первых, они должны быть богаты и не должны истощаться;  Во - вторых, это безопасность, чистота, не угроза человечеству и окружающей среде.  В настоящее время найдены новые источники энергии: солнечная энергия, энергия ветра, топливные элементы. 
 солнечное излучение на земле, энергия которого очень велика, и его облучение на земле в течение примерно 40 минут будет достаточным для того, чтобы обеспечить глобальное потребление энергии человеком в течение одного года.  можно сказать, что солнечная энергия - это действительно неисчерпаемая и неисчерпаемая энергия.  и солнечная энергия абсолютно чистая и не приносит вреда обществу.  Таким образом, солнечная энергия является широко распространенной и перспективной идеальной энергией. 
 основы солнечной энергии 
 солнечная энергия вырабатывается с использованием электронных характеристик солнечной энергии и полупроводниковых материалов. 
 принцип солнечной энергии (фотоэлектрической энергии): солнечный свет на полупроводниковом p - n переходе, образует новую дырочную электронную пару, под действием p - n электрического поля, дырка от n - зоны потока p, электрон от p - области к n области, после подключения цепи образует ток. 
 2. производство солнечной энергии осуществляется двумя способами: один способ преобразования света - тепла - электричества, другой способ прямого преобразования света - электричества. 
 способ преобразования света - тепла - электричества: выработка электроэнергии за счет использования тепловой энергии, получаемой от солнечной радиации, как правило, осуществляется с помощью солнечных коллекторов, преобразующих тепло - энергию в рабочий пар, а затем приводя к турбине.  предыдущий процесс - процесс преобразования света - тепла;  последний процесс - это процесс преобразования тепла - электричества, как и обычная выработка электроэнергии с помощью огня.  недостатком солнечной энергии является низкая эффективность и высокая стоимость, и, по оценкам, ее вложение будет в 5 - 10 раз дороже, чем обычные тепловые электростанции.  США, а в среднем 1 кв инвестируется в 2000 - 2500 долл. США.  Таким образом, в настоящее время они могут применяться лишь в небольших масштабах в особых случаях, а крупномасштабное использование экономически нецелесообразно и не может конкурировать с обычными тепловыми или атомными электростанциями. 
 B  режим прямого фотоэлектрического преобразования  солнечные батареи - это прибор, преобразующий солнечную энергию непосредственно в электрическую в результате фотогальванического эффекта, полупроводниковый фотодиод, который преобразует солнце в солнечную энергию, когда солнце светит на фотодиод.  фотоэнергия превращается в электроэнергию (как показано на диаграмме), которая легко осуществима и дешева и широко используется. 



 материалы, способные производить фотоэлектрические эффекты: монокристаллический кремний, поликристаллический кремний, аморфный кремний, арсенид галлия, селен индий меди и так далее.  кристаллический кремний p - типа, легированный фосфором, имеет N - тип кремния и образует P - N - переход.  кристаллический кремний - основной материал для батареи.  К числу солнечных батарей, подготовленных из кристаллического кремния, в основном относятся солнечные батареи монокристаллического кремния, литое поликремниевые солнечные батареи, неткристаллические кремниевые солнечные батареи и тонкопленочные кристаллические кремниевые батареи.  монокристаллический кремниевый элемент имеет высокую эффективность преобразования батареи, стабильность хорошая, но высокая стоимость;  нерудные кремниевые солнечные батареи имеют высокую производительность, низкая стоимость, но эффективность преобразования низкая, и эффект затухания более быстро;  литой поликристаллический кремниевый солнечный элемент имеет стабильную эффективность преобразования, и производительность выше, чем высокая цена;  тонкопленочный кристаллический кремниевый солнечный элемент находится на стадии разработки.  среди солнечных батарей серии кремний, монокристаллический кремний и поликремниевые батареи по - прежнему занимают доминирующее положение на рынке фотов, доля монокристаллического кремния и поликремния превысила 80%. 

 процесс производства солнечных батарей можно разделить на пять этапов: a, процесс очистки b, процесс волочения стержня c, процесс разрезания d, процесс изготовления батареи e, процесс упаковки. 
 3, процесс производства солнечной энергии: 
 В настоящее время процесс выработки фотоэлектрической энергии описывается на примере кристалла.  Когда свет освещает поверхность солнечных батарей, часть фотонов поглощается кремниевым материалом;  Энергия фотонов передается на атом кремния, что приводит к тому, что электрон перемещается, и свободные электроны накапливаются по обе стороны перехода P - N, образуя разность потенциалов, при подключении к цепи извне, под действием этого напряжения, ток протекает через внешнюю схему, чтобы генерировать определенную выходную мощность.  при последовательном или параллельном соединении многих батарей образуется решетка солнечных батарей, имеющих большую выходную мощность. 

системы солнечной энергии 
 1. состав солнечной системы: система солнечной энергии состоит в основном из панели солнечных батарей, контроллера заряда, инверторов и аккумуляторов.  (как показано на диаграмме) ниже приводится краткое описание функций каждого раздела: 
 панель солнечных батарей: задача заключается в том, чтобы преобразовать солнечную лучистую энергию в постоянный ток для использования в нагрузке или для хранения в резерве аккумуляторов.  в зависимости от потребностей пользователей несколько панелей солнечных батарей, как правило, подключаются к решетке солнечных батарей, в которую входят соответствующие опоры и клеммные коробки. 

 регулятор заряда: регулятор заряда состоит в основном из процессора процессора, электронного элемента, дисплея, переключающей мощности и т.д.  в солнечных генераторах основная роль контроллера заряда заключается в том, чтобы предоставить аккумуляторам оптимальный ток и напряжение зарядки, быстро, плавно и эффективно заряжать аккумуляторы, а также в процессе зарядки сокращать потери и максимальный срок службы аккумуляторов;  В то же время защита аккумуляторов от чрезмерной зарядки и перекачки.  одновременно регистрируйте и отображайте важные данные системы, такие как ток зарядки, напряжение и так далее.  в тех случаях, когда контроллер работает плохо, он оказывает большое влияние на срок службы аккумулятора и в конечном счете влияет на надежность системы.   
 инвертор: роль заключается в том, чтобы преобразовать обратный ток постоянного тока, предоставляемый решетками и аккумуляторами солнечных батарей, в переменный ток, обеспечить использование нагрузки переменного тока и включить ее в сеть.  эффективность является одним из важных критериев при выборе инвертора, и чем выше эффективность, тем меньше потери электроэнергии в процессе преобразования постоянного тока, генерируемого фотоэлектрическими сборками, в переменный ток.  качество инверторов определяет эффективность энергосистемы, которая является ядром солнечной системы.   

 аккумуляторная батарея: функция состоит в том, чтобы выводить решетку солнечных батарей из постоянного тока для использования в нагрузке.  в фотоэлектрической системе аккумулятор находится в состоянии плавучего разряда.  солнечные батареи заряжаются аккумуляторами в дневное время, а квадратная решетка возвращается к электричеству для нагрузки, а вечерняя нагрузка питается аккумулятором.  Поэтому саморазгружающиеся аккумуляторы должны быть небольшими, а их эффективность должна быть высокой, с учетом таких факторов, как цена и удобство использования.   

 2, система солнечной энергии: система солнечной энергии имеет постоянное питание, переменное питание, питание постоянного тока, 

 несколько режимов работы: от сети до сети 
 система электроснабжения постоянного тока: регулятор солнечной энергии контролирует подачу электрической энергии, направляя ее непосредственно на постоянную нагрузку, избыточные части накапливают аккумуляторы. 

 система электропитания переменного тока: регулятор солнечной энергии регулирует подачу электрической энергии, после инвертора отправляет на переменную нагрузку, избыточную энергию в аккумуляторную батарею для хранения. 

 вне сети: контроллер солнечной энергии (фотоэлектрический контроллер и контроллер ветра) регулирует и контролирует подачу электрической энергии, с одной стороны, направляя скорректированную энергию в постоянный ток или через инвертор в переменные нагрузки, а с другой стороны, направляя избыточную энергию в аккумуляторные батареи для хранения, если она не удовлетворяет требованиям нагрузки,  контроллер снова загрузил электроэнергию аккумулятора.  (электроснабжение постоянного тока, электроснабжение с переменным и взаимодополняющим ветром, показанное на диаграмме 4, относится к энергосистемам, находящимся вне сети) 

 сетевая система выработки электроэнергии: электроэнергия, производимая на основе солнечной энергии, поступает в энергосистему без аккумуляторных батарей и напрямую через сетевые Инверторы.  Благодаря прямому вводу электрической энергии в энергосистему, освобождению от установки аккумуляторов, устранению процесса накопления и высвобождения аккумуляторных батарей, можно в полной мере использовать энергию, получаемую от солнечной энергии, чтобы уменьшить потери энергии и снизить стоимость системы.  в рамках этой системы можно одновременно использовать городскую и солнечную энергию для производства электроэнергии в качестве источника местного переменного тока, уменьшая при этом нагрузку на всю систему.  В то же время сетевые системы могут играть решающую роль в создании общей сети.  сетевая энергетическая система является движущей силой развития солнечной энергии и представляет собой наиболее привлекательные технологии использования энергии в XXI веке. 
 характеристики солнечной энергии: 
 преимущества: 
 к солнечной энергии относятся постоянные источники энергии без риска истощения; 
 ○ солнечная энергия является чистым источником энергии, абсолютно чистым и экологически чистым, не вредным для общества, пользователь эмоционально легко принять; 

 * гибкое использование солнечной энергии, которое не ограничивается распределением ресурсов и географическим положением, позволяет производить электроэнергию в непосредственной близости от места ее использования; 

 ● солнечные батареи имеют долгую жизнь и могут быть инвестированы в долгосрочное использование, солнечные батареи могут быть крупными и средними электростанциями размером от миллиона до миллионов киловатт, маленькими солнечными батареями, предназначенными только для одной семьи; 

 · высокая надежность солнечной энергии, высокое качество энергии; 

 счета расходуются на приобретение энергии в течение короткого периода времени. 
 недостатки: 
 К. плотность распределения энергии при облучении невелика, необходимо занимает большую площадь; 
 Доступ к энергии зависит от погодных условий, таких, как четыре сезона, сутки и пасмурная погода. 
 применение солнечной энергии и перспективы развития 
 применение солнечной энергии: 
 по мере увеличения ассортимента солнечных батарей, расширения масштабов их применения и постепенного расширения рынков их применения.  на ранних этапах солнечная энергия использовалась главным образом в военной и космической сферах.  В настоящее время солнечная энергия используется в таких секторах, как промышленность, торговля, сельское хозяйство, связь, бытовое оборудование и коммунальные услуги.  применение солнечной энергии разделено на несколько областей: маломасштабная солнечная электростанция для домашних хозяйств, крупная сетевая электростанция, строительство комплексных фотоэлектрических панелей, солнечные уличные фонари, ветровые фонари и системы энергоснабжения, дополняющие друг друга, например: солнечная садовая лампа;  системы пользователей солнечной энергии;  в частности, автономные системы энергоснабжения сельских населенных пунктов могут использоваться в отдаленных районах, горных районах, пустынях, на островах и в сельских районах, с тем чтобы сэкономить дорогостоящие линии электропередач;  Кроме того, имеются фотоэлектрические насосы (питьевая вода или ирригация); источники связи; катодная защита нефтепроводов; электроснабжение оптической станции связи; система опреснения воды; городские дорожные знаки; дорожные дорожные знаки и т.д. 

 2. Состояние исследований и перспективы развития солнечной энергетики 

 А. состояние и перспективы производства солнечной энергии за рубежом: 
В настоящее время в мире насчитывается 136 стран, которые принимают участие в обеспечении всеобщего доступа к использованию солнечной энергии, 95 из которых в настоящее время занимаются крупномасштабной разработкой солнечной энергии и солнечных батарей, активно производят новые энергосберегающие продукты, около 200 компаний производят солнечные батареи, а в 1998 году в мире было произведено в общей сложности 1000 мегаватт солнечной энергии,  В 1999 году он достиг 2 850 мвт.  В 2000 году в мире насчитывалось почти 4600 предприятий, которые поставляли на рынок Фотоэлектрические элементы и продукты, питаемые фотоэлектрическими элементами.  Производство солнечных батарей в мире увеличивалось в среднем почти на 40 процентов в год.  объем производства увеличился с 1 - 5 МВт в год до 5 - 25 мвт в год и расширяется до 50 МВт или даже до 100 МВт в год. 
 с этого столетия ряд развитых стран разработали планы развития возобновляемых источников энергии, включая солнечную энергию.  Исследования и производство солнечных батарей широко распространены в Европе, Америке и Азии.  Индия занимает лидирующее положение, располагая в совокупности мощностью около 40 мвт.  Соединенные Штаты и Япония соперничают друг с другом в плане научно - исследовательских и опытно - конструкторских работ по использованию солнечной энергии, а в 2010 году Соединенные Штаты планируют установить на кумулятивной основе 4600 МВт (включая миллион крышей);  Япония планирует установить в общей сложности 5 000 мегаватт (NEDO Japan New Sun).  последние исследования в фотоэлектрической промышленности показывают, что к 2010 году ежегодные темпы развития фотоэлектрической промышленности остаются на уровне более 30%.  компания Пек исследования прогнозирует, что производство фотоэлектрической энергии к концу 2010 года принесет 12 млрд. ватт, что полностью превысит прогнозируемый объем в 10,1 млрд ватт в 2010 году. 

 Что касается технологий производства солнечной энергии, то у всех стран есть новые изобретения и идеи, такие, как: 

 в Соединенных Штатах Америки "Deschat Instruments" и "SCE" разработаны новые солнечные батареи, каждая из которых состоит из небольших жемчужин диаметром менее 1 мм, распределенных по мягкой алюминиевой фольге и распределенных примерно на 50 кв. См по площади 1 - 700 единиц.  особенностью является то, что, хотя эффективность преобразования составляет всего 8% - 10%, но дешевая цена, мягкая и прочная подложка из алюминиевой фольги, может свободно складываться и долговечно висеть на солнышке для производства электроэнергии, удобно использовать.  низкозатратное оборудование с мощностью в 15 - 2 долл. США на ватт - генераторы и стоимостью около 14 центов за единицу электроэнергии вполне может конкурировать с электроэнергией, производимой на обычных электростанциях.  Эти батареи висят на крыше, на стенах, и каждый год они получают двухтысячную мощность. 

 Япония представила свой творческий план на XXI век: подготовить электроэнергию с использованием пустынь и морских пространств на земле и объединить глобальные солнечные электростанции в единую сеть для глобального энергоснабжения с помощью сверхпроводящих кабелей.  Согласно расчетам, к 2000, 2050 и 2100 годам, даже если вся энергия будет вырабатываться за счет солнечной энергии, она будет составлять 611 000 кв. км, 18679 000 кв. км и 82999 000 кв. км.  км, или 51,4 процента от общей площади Мирового океана, или 51,4 процента от общей площади пустыни, возможно, удастся реализовать. 
 НАСА и МЭА предлагают построить в космосе солнечные электростанции, готовые к установке на синхронной орбите большой плоскости длиной 10 км и шириной 5 км, заполненной солнечными батареями, что позволит обеспечить электроэнергию мощностью 5 млн. кВт.  но для этого необходимо решить проблему передачи электроэнергии наземным радиостанциям.  но предстоит еще долгий путь, чтобы быть действительно практичным. 

 B. состояние и перспективы развития солнечной и фотоэлектрической энергии в стране: 

 В Китае уже имеется значительный объем производства солнечной энергии, технологические условия уже созрели, и использование солнечной энергии станет наиболее жизнеспособным решением для преобразования энергетики в китае. 
 в нашей стране уже в седьмой пятилетке научно - исследовательская работа на аморфных кремниевых полупроводниках была включена в число важнейших национальных тем;  В течение периода 8 - й пятилетки и 9 - й пятилетки наша страна сосредоточила свои исследования и разработки на крупномасштабных солнечных батареях.  В октябре 2003 года в рамках пятилетнего национального плана развития солнечной энергии было выделено 10 млрд. долл. 

 В 2002 году была начата реализация программы электроснабжения в сельских районах, не имеющих доступа к электричеству, в Западной провинции, в рамках которой для решения проблемы электроснабжения в сельских районах, не имеющих доступа к электричеству, в семи западных мухафазах были приняты солнечные и малые ветры. 
 в90 - х годах хх века внутренний рынок фотоэлектричества развивался плавно, годовые темпы роста составляли около 20%.  В начале XXI века внутренние фотоэлектрические рынки развивались ускоренными темпами, причем в 2001 - 2003 годах средние темпы роста превышали 30 процентов.  В соответствии с планом развития новых и возобновляемых источников энергии, разработанным нашей страной, китай установил в 2003 - 2009 годах 70 мегаватт фотоэлектрической системы в год при строительстве сельской сети, которая будет доступна для всех в 2010 - 2020 годах