作為取之不盡、用之不竭的清潔能源,太陽(yáng)能在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)代替污染嚴(yán)重且儲(chǔ)量有限的化石能源。但目前由于太陽(yáng)能發(fā)電成本高,大面積推廣尚不具備條件。出路在于通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新降低太陽(yáng)能光伏成本。

作為取之不盡、用之不竭的清潔能源,太陽(yáng)能在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)代替污染嚴(yán)重且儲(chǔ)量有限的化石能源。但目前由于太陽(yáng)能發(fā)電成本高,大面積推廣尚不具備條件。出路在于通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新降低太陽(yáng)能光伏成本。
目前,煤的發(fā)電成本每度為0.03美元~0.05美元,核能發(fā)電成本每度為0.08美元左右,風(fēng)能發(fā)電成本每度為0.10美元左右,而太陽(yáng)能發(fā)電成本每度高達(dá)0.32美元以上。成本是太陽(yáng)能發(fā)電的短板,要使太陽(yáng)能具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),關(guān)鍵是將光伏電價(jià)降低至現(xiàn)行石化能源(煤、油、天然氣)發(fā)電的價(jià)格水平。
降低成本要依靠技術(shù)創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電,從材料、設(shè)備、電池(包括晶體硅電池、薄膜電池等)、電池組件(包括常規(guī)組件、光伏建筑一體化組件等)、兆瓦級(jí)光伏電站等,其技術(shù)還遠(yuǎn)沒(méi)有成熟。從組件設(shè)備,到電池效率及電池安裝,貫穿光伏發(fā)電全過(guò)程,每一步都有技術(shù)改進(jìn)的空間,也都有成本下降的余地。除了在電池生產(chǎn)技術(shù)方面需要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新外,材料和設(shè)備企業(yè)需要技術(shù)改進(jìn)的地方也很多。為了讓人們普遍用得起太陽(yáng)能,全世界科學(xué)家一直致力于開(kāi)發(fā)高效率、低成本、易于制造的太陽(yáng)能電池。
在降低晶硅成本方面。常用的多晶硅原材料生產(chǎn)成本的控制是降低太陽(yáng)能電池成本的關(guān)鍵,因?yàn)槎嗑Ч璧某杀炯s占整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)成本的70%。如果多晶硅的成本下降到太陽(yáng)能電池總成本的20%,那么光伏發(fā)電的成本則降低到每度0.16美元。一旦光伏發(fā)電的成本可以與石化能源競(jìng)爭(zhēng),那么太陽(yáng)能市場(chǎng)就會(huì)大規(guī)模啟動(dòng)。與降低成本息息相關(guān)的是技術(shù)創(chuàng)新,只有不斷加大研發(fā)力度,不斷提高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化率、硅材料的利用率和優(yōu)質(zhì)品率,才能有效地降低太陽(yáng)能發(fā)電成本。
在提高電池效率方面。目前,單晶硅太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率為20%,多晶硅為18%,硅太陽(yáng)能電池的理論效率為31%。由于太陽(yáng)能撞擊電池的能量只是小部分轉(zhuǎn)化為電能,大部分以“熱電子”形式作為熱能散失。研究發(fā)現(xiàn),用半導(dǎo)體納米晶可以捕獲那些熱電子,這樣可以將太陽(yáng)能光伏的轉(zhuǎn)化效率增至66%,甚至更高。如果能大幅度提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率,那么太陽(yáng)能發(fā)電成本將比人們想象的要低得多。同時(shí),為避免光照受云霧和黑夜的影響,可以采用空間太陽(yáng)能發(fā)電,即在太空利用光伏獲得電能,通過(guò)微波或激光等多種方式傳到地面。這樣的技術(shù)成熟之后,太陽(yáng)能取代化石能源就順理成章了。
作者:王其團(tuán) 陳慶修 來(lái)源:經(jīng)濟(jì)網(wǎng)
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