太阳能发电技术论文第1篇

关键词：太阳能发电绿色照明一体化

太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solarcells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑(照明)一体化"技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。

1太阳能发电原理

太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。

1.1太阳能电源系统

太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。

(1)电池单元：

由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件(阵列)。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，就有"光生电流"流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。

理论研究表明，太阳能电池组件的峰值功率Pk，由当地的太阳平均辐射强度与末端的用电负荷(需电量)决定。

(2)电能储存单元：

太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间(发电时间)的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。

1.2控制器

控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率。而充电控制通常采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式，使整个系统始终运行于最大功率点Pm附近区域。放电控制主要是指当电池缺电、系统故障，如电池开路或接反时切断开关。目前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm，又能跟踪太阳移动参数的"向日葵"式控制器，将固定电池组件的效率提高了50%左右。

1.3DC-AC逆变器

逆变器按激励方式，可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流

电逆变成交流电。通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照

明负载频率f，额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。

2太阳能发电系统的效率

在太阳能发电系统中，系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲，要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多，而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率，降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来，晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究，主要围绕着加大吸能面，如双面电池，减小反射；运用吸杂技术减小半导体材料的复合；电池超薄型化；改进理论，建立新模型；聚光电池等。几种太阳能电池的转换效率。

充分利用太阳能是绿色照明的重要内容之一。而真正意义上的绿色照明至少还包括：照明系统的高效率，高稳定性，高效节能的绿色光源等。

3.1发电--建筑照明一体化

目前成功地把太阳能组件和建筑构件加以整合，如太阳能屋面(顶)、墙壁及门窗等，实现了"光伏--建筑照明一体化(BIPV)"。1997年6月，美国宣布了以总统命名的"太阳能百万屋顶计划"，在2010年以前为100万座住宅实施太阳能发电系统。日本"新阳光计划"已在2000年以前将光伏建筑组件装机成本降到170～210日元/W，太阳能电池年产量达10MW，电池成本降到25～30日元/W。1999年5月14日，德国仅用一年两个月建成了全球首座零排放太阳能电池组件厂，完全用可再生能源提供电力，生产中不排放CO2。工厂的南墙面为约10m高的PV阵列玻璃幕墙，包括屋顶PV组件，整个工厂建筑装有575m2的太阳能电池组件，仅此可为该建筑提供三分之一以上的电能，其墙面和屋顶PV组件造型、色彩、建筑风格与建筑物的结合，与周围的自然环境的整合达到了十分完美的协调。该建筑另有约45kW容量，由以自然状态的菜子油作燃料的热电厂提供，经设计燃烧菜子油时产生的CO2与油菜生长所需的CO2基本平衡，是一座真正意义上的零排放工厂。BIPV还注重建筑装饰艺术方面的研究，在捷克由德国WIP公司和捷克合作，建成了世界第一面彩色PV幕墙。印度西孟加拉邦为一无电岛117家村民安装了12.5kW的BIPV。国内常州天合铝板幕墙制造有限公司研制成功一种"太阳房"，把发电、节能、环保、增值融于一房，成功地把光电技术与建筑技术结合起来，称为太阳能建筑系统(SPBS)，SPBS已于2000年9月20日通过专家论证。近日在上海浦东建成了国内首座太阳能--照明一体化的公厕，所有用电由屋顶太阳能电池提供。这将有力地推动太阳能建筑节能产业化与市场化的进程。

3.2绿色照明光源研究

绿色照明系统优化设计，要求低能耗下获得高的光效输出，并延长灯的使用寿命。因此DC-AC逆变器设计，应获得合理的灯丝预热时间和激励灯管的电压和电流波形。目前处在研究开发中的太阳能照明光源激励方式有四种典型电路：①自激推挽振荡电路，通过灯丝串联启辉器预热启动。该光源系统的主要参数是：输入电压DC＝12V，输出光效＞495Lm/支，灯管额定效率9W，有效寿命3200h,连续开启次数＞1000次。②自激推挽振荡(简单式)电路，该光源系统的主要参数是：输入电压DC＝12V，灯管功率9W，输出光效315Lm/支，连续启动次数＞1500次。③自激单管振荡电路，灯丝串联继电器预热启动方式。④自激单管振荡(简单式)电路等方式的高效节能绿色光源。

太阳能发电技术论文第2篇

关键词 太阳能技术；建筑节能；一体化

中图分类号TU241 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）47-0045-02

0 引言

有限能源危机、环境污染危机为人们敲响警钟。人们开始寻求更为丰富、绿色的资源。太阳能、风能、潮汐能等被列为清洁能源。清洁能源是可持续发展的重要内容。1996年，联合国在津巴布韦召开了“世界太阳能高峰会议”。会议提出《哈拉雷太阳能与持续发展宣言》、《世界太阳能规划》等重要战略目标。会议表明了联合国和世界各国对运用开发利用太阳能的决心。

1太阳能技术

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。是人类赖以生存的能量，是巨大的无污染的能源。当今太阳能科技发展的两大趋势是：一是光与电的结合；二是太阳能与建筑的结合。

太阳能利用技术主要有两种：光电转换和热能利用。相对于光电转换，太阳热能利用历史较为悠久，利用方式较多，成本较低。太阳能热利用有太阳能热水器、太阳能集成器、太阳能空调、太阳能发电等方式。目前太阳能技术现状如下。

1.1 光伏产业

光伏产业是利用光伏反应，将太阳光照射到硅材料上直接发电。90年代后，世界光伏产业出现供不应求的现象，发展迅速。世界各国纷纷制定计划和措施扩大产业链。快速发展的屋顶计划、各种减免税政策为成熟的光伏产业奠定基础。我国光伏产业经过二十多年的努力，已有一个较好的发展基础。

1. 2 太阳能热水器

太阳能热水器是可再生资源技术领域最商业化、推广最为广泛的技术，是最具适应性的技术。具有成本效率高，应用简单、安全等特点。中国成为世界最大的太阳能热利用产品的生产国。国内太阳能热水器应用面积较广。

1.3 太阳能发电

常规煤矿发电，即浪费煤矿资源，又污染环境。易受煤价、煤矿开采量影响。太阳能发电是利用集热器将太阳辐射能集中起来，带动发电机发电。第一座太阳能发电厂是在法国建立。之后众多发达国家纷纷效仿此技术，经过不断发展提高，建立越来越来越多的太阳能发电厂。技术也日益成熟。但是太阳能发电厂占地面积较大。

1.4 太阳房

利用建筑设计技术将高效隔热材料、透光材料、储能材料等有机地结合在一起，充分利用太阳辐射能，达到房屋取暖、制热的目的。房屋可以尽可能地吸收储存利用太阳能。太阳房可以节约75%~90%的建筑能耗，并且具有良好的经济效益，环保效益。日本人节约能源意识形成较早，早在1987年就开始建造综合太阳能利用的太阳房。目前，建太阳房2 000余座。众多发达国家也采纳了这种建房技术。建造综合太阳能利用一体房成本较高。我国综合太阳能利用的太阳房较少，欠缺重视。

2太阳能利用与建筑节能

2.1 建筑节能

建筑节能是指：在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行建筑节能标准。采用节能型的建筑技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷热率、加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生资源，在保证建筑物室内热环境质量前提下，减少采暖供热、空调制冷制热、照明、热水供应等的消耗。即主要从降低耗能需求，提高能源转换效率，利用可再生资源三方面入手。现代建筑设计进入绿色设计时代。为了可持续发展，减少建筑能耗，提高材料能源利用率成为建筑设计思考的首要问题。我国于1986年颁布的《北方地区居住建筑节能设计标准》，拉开我国节能建筑的序幕。建筑节能是我国长远规划的能源战略的主要议题。

2.2 太阳能与建筑节能一体化的特点

太阳能在建筑节能方面扮演了重要角色。太阳能与建筑节能设计相结合是未来太阳能发展方向。 太阳能与建筑节能一体化有如下特点：

1）改变建筑物传统外观。太阳能技术与建筑节能设计一体化，是在建筑物设计时就考虑的问题。节能建筑物与太阳能完美地结合在一起，太阳能利用成为建筑物的一部分。改变了传统后加的太阳能结构对建筑外观的影响。太阳能产品可与建筑外形有机结合，更加美观；

2）对房屋顶没有特殊要求，平的或者倾斜的都可以，安装技术更为先进；

3）适用范围广。使用人群更为广泛。也适用于各式各样的建筑物。

2.3太阳能与建筑节能应用技术现状

1）太阳能采暖系统

太阳房采暖系统可分为主动式和被动式两种。主动式取暖方式投入成本大，维护费用高，设备组成复杂。被动式太阳能取暖，集热方式较为简单。运行费用低。但是受昼夜影响大，供热不稳定。

2）太阳能热水器

太阳能热水器是太阳能应用最为广泛普遍的一种技术。我国太阳能热水器市场需求较大。它有众多优点：节省资源、安全等。现代太阳能热水器正在往智能化、提高太阳能利用率方向发展。

3）太阳能低温热水地板

全玻璃真空管集热器作为太阳能低温热水地板的太阳能集热器。它是利用低温热水为媒介，将太阳能转化为热能的技术。它可以基本满足人们日常生活中的热水需求。

4）光电转换技术应用

利用太阳能光电池板组成太阳能屋顶，并并入电网。可为建筑物提供全部能量或部分能量。当阳光充足的时候，太阳能电池可以满足能量需求；阳光比较微弱，阴天的时候，太阳能电池提供的能量就较少。

3 推广我国太阳能建筑节能一体化发展的措施

3.1 完善相关法规政策

有关部门需要进一步完善相关法规政策。与太阳能技术专家、建筑单位共同研究制定太阳能技术使用标准与建筑节能标准。统一调控管理太阳能市场，控制建筑物能耗。

3.2 提出优惠政策

为推广太阳能建筑节能一体化发展，政府应该制定相关优惠政策，比如建筑物采用太阳能技术可以获得物质奖励，或减免税政策。提高建筑公司设计节能建筑的积极性。

3.3 进一步发展太阳能技术

加大科研力度，进一步研究发展太阳能技术。研究出成本更低，更适用于生活的节能技术。

4 结论

太阳能技术与建筑节能相结合，可以为社会带来显著的环境效益、社会效益，是可持续发展新模式。太阳能技术为建筑节能技术发展带来广阔空间。

参考文献

[1]刘贞先，伊晓路，傅军.太阳能综合利用技术探讨[J].应用技术能源，2006，11.

[2]俞光明.浅论太阳能应用与建筑节能[J].能源与环境，2009，5.

太阳能发电技术论文第3篇

关键词：光伏发电技术；教学模式；课堂实验教学；校企合作教学

中图分类号：G646 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）03-0161-02

人类社会的可持续发展面临着环境恶化、资源短缺的严峻挑战，而取之不尽用之不竭的太阳能则成为新能源的首选之一。曾经在全球光伏产业的推动下，中国光伏产品已占据国际市场的大半壁江山，但却一直面临市场在外的困局。光伏产业经过数年爆发式增长，最终多个环节产能面临严重产能过剩。随着欧美对中国太阳能电池板的“双反”实施，近几年是中国光伏产业发展过程中的一个“寒冬”。光伏企业要应对“寒冬”，一是上游制造企业要提高自身的技术水平和产品质量；二是下游应用企业要抓住机遇，通过技术创新不断提高系统集成能力，致力于为客户提供优质可靠的系统设计方案。依据国家新能源政策的战略部署，结合上海电力学院的专业特色，我校相关太阳能光伏发电专业力图培养出合乎国家和社会需要的、满足光伏产业结构调整的市场需求的光伏材料及光伏系统设计专业方面的人才。有关专业以物理学为基础，系统学习基础物理学、固体物理、半导体物理等，使学生牢固掌握物理学基础理论。同时结合电力教学的优势，将太阳能电池技术、太阳能发电技术、电力分析基础、逆变器原理等作为专业必修课，培养太阳能发电技术行业的高层次专业人才。这样，学生在掌握光伏发电系统设计专门技能的同时具备更加扎实的理论知识基础和科技创新的潜力。其中《太阳能发电技术》包含了太阳辐射、光伏系统设计原理、部件选型、系统安装维护等内容，其教学目标是希望通过该课程的学习能使同学们能掌握太阳能发电系统的设计开发，为今后从事相关工作打下坚实的理论基础。作为最早开设《太阳能发电技术》课程的高等院校，由于该课程属于新课程教学，教学过程中受到教材、实验设备等各方面条件的限制，使用传统的教学方法效果不很理想。本文就近年教学过程中遇到的一些问题，针对目前的教学模式进行探讨。

一、加强课堂实验教学

《太阳能发电技术》作为光伏产业人才培养的基础性课程，主要讲述太阳辐射的相关知识、光伏发电系统的原理、系统设计、配件选型及系统安装维护等相关专业知识，这是一门实践性十分强的专业课程。在目前的教学过程中发现，单纯依靠理论知识讲解，学生很难对光伏系统有深入的理解。总结教学过程发现，在学习理论知识的同时如果能结合相关的实验、实践教学，则可大幅度提高教学质量与课堂教学效果，也能加深学生对知识点的理解与掌握，这就凸显了课程教学中实验环节的重要性。由于《太阳能发电技术》属于新课程，受到实验设备、实验条件和人员的限制，短时间内开展丰富实验教学有着一定的困难。但是，使用计算机软件仿真虚拟实验和设计就没有这方面的限制。因此，着手开发该课程的虚拟实验教学环境也是一种重要的方法。此外，在教学的过程中也可以根据教学的需要，动员学生与老师一起自行设计一些简单可行的实验设备，既可以加深学生对所学理论知识的理解，又能使学生能够得到全面的实际训练，还可以丰富该课程的教学资料。另外，在这个过程中，除了简单的验证性实验，还与控制类、综合设计类的实验相结合，提高了学生对已学知识的综合运用能力，加强了学生的动手能力和实践能力，使学生在走入社会后，能较快适应市场发展需要，提高就业竞争力。此前北京信息科技大学的白连平等[1]针对该课程就设计了一些可行性实验，如光伏阵列设计实验、太阳能路灯照明系统设计等。

二、开展校企合作教学

由于工科课程的实践特性，除了课堂的理论与实验之外，开展校企合作教学则是提高该课程教学效果的制胜法宝[2]。在前期的教学过程中作为实践教学曾经带学生到相关的光伏企业见习，在企业参观实习的结束之后，有些学生反映“公司实习4天比在学校2年学的东西都多”，这句话也让作为教育工作者的我们陷入沉思。现在学生学习知识的途径很多，他们更喜欢看到实际的操作而不是“纸上谈兵”。例如课堂上讲过单晶硅、多晶硅、薄膜太阳电池，而很多学生到了现场仍然分不清楚是什么类型的太阳电池组件；课堂上学习了晶体硅太阳电池的制备工艺，参观的时候学生还是提出为什么这些电池都是蓝色的，不能做成其他颜色呢？虽然这些基础的知识都已经在课堂上讲授过了，明显部分学生不知道或者不懂却从来没有人提出过，而在参观过程中他们都想到了这些问题，通过参观学习对这些知识有了更进一步的理解，充分说明了仅有课堂教学远远无法满足该课程的设置目标。因此，除了辅助的课堂实验教学或者视频演示之外，与相关企业开展校企合作教学也是提高学生认知能力的一项重要教学手段。这就要求在该课程的教学过程中，除了加强实验教学还必须加强学校和企业之间的合作，开展合作教育方可取得更好的教学成果。

三、将科研与新技术融入教学培养学生的科技创新能力

素质教育已经是高等院校的重中之重，学校有很多项目都涉及鼓励大学生科技创新，从近代科学技术的发展史我们也可以看出，年轻人在科技创新上有着巨大的潜力。而如何通过有效途径提高工科学生的科技创新能力也困扰着不少教师。同时作为高校教师大多也同时肩负着科研工作，怎么样将自己的科研工作融入日常教学并以此为基础培养学生的科技创新能力也是一个应该认真考虑的重要问题。大学生在科研领域的创新在国际上屡见不鲜，比如在超导领域，MgB2合金超导体以及NaCoO.H2O超导体都是由日本的本科生首先发现的。《太阳能电池技术》及《太阳能发电技术》课程的开设，为科研融入教学提供了良好的载体。太阳电池材料的研究是目前材料科学的一大热门研究领域，这样可以在教学过程中使学生了解到最新的材料研究，从而让学生了解到了什么是科研，科研对实际生活又有着怎样的影响，从而激发学生的学习兴趣。而《太阳能发电技术》主要包括太阳辐射、电池制造、组件制造、系统原理、系统设计、部件选型以及控制器逆变器原理等技术。它包含了多门理论性和实践性都很强的专业课程，涉及的知识面广、内容概念多，为大学生创新提供了一个良好的平台。学生在老师的指导下开展太阳能电池及发电技术的研究，查阅资料、进行光伏发电方案的设计，促使学生将所学的电学、材料学、物理学等学科联系起来。有利于调动学生的学习积极性，激发学生的科技创新兴趣，培养学生分析和解决问题的能力[3]。

四、课程考核形式多样化

基于该课程的实践性特点和教学目的，可以在传统卷面理论知识考核的基础上增加多样化的考核形式，比如系统设计作品展示、成果汇报等多种方式进行考核，综合考核专业知识、专业技能等方面。对采取不同方式、对各个不同方面进行考核的结果，通过一定的加权系数评定课程最终成绩。

五、小项目形式完成课程设计

在网络化的今天，课程设计面临的一大问题就是论文在网络上复制粘贴完成。而作为实践性较强的太阳能发电方向的毕业生，我们是否可以改变思路，课程设计不再局限于理论推导而转向实践性课程设计。指导老师可以根据地理情况和电网分布情况选择合适的条件用于学生自主设计光伏发电站，包括太阳能电站地点选择、可行性分析、电站规模及组成、蓄电池容量、光伏电站年发电量及经济效益、光伏电站整体布局（组件串并连设计、汇流箱排布、电缆连接、线管地槽整体排布、电缆规格及用量计算、线管规格及用量计算、配电房及看守房布置、支架定点图等）、系统防雷及监测、电网安全性等部分内容[4]。相信完成这样的课程设计，可以培养学生查阅文献和市场调研能力，对其今后独立从事光伏产业内业务是非常有帮助的。这样的课程设计比普通的论文撰写更能提高学生的专业水平，从而使学生的能力达到甚至超越该学科的培养目标。

本文根据《太阳能发电技术》的实际教学经验以及该课程的教学目标，探讨了在现有教学模式基础上需要进行的一些改进。作为工科应用型创新人才，最重要的是应该具有很强的独立获取和应用知识的能力，而传统的理论教学为主模式则很难让学生将书本知识与实际光伏工程结合起来，也就无法真正理解光伏发电系统。本文提出了加强实验教学、开展校企合作教学、将大学生创新融入教学以及改变传统的考核方式等，其实质都是为了改变目前理论教学为主体的教学模式，将实验、实践教学等过去不被重视的教学方式引入这些实践性较强的课程，探索新的教学模式，从而培养出更适合现代企业、社会所需的高层次人才，达到开设该专业的最终目标。

参考文献：

[1]白连平，张巧杰.光伏发电实验设计探讨[C].第五届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（2）：602-605，2008-04，中国陕西西安.

[2]赵涛，李国强.独立学院校企合作人才培养模式探索与实践[J].实验室科学，2012，（6）：1.

太阳能发电技术论文第4篇

>> 中国太阳能光伏发电产业的现状、问题及对策分析 家用太阳能光伏发电系统的研究 太阳能光伏发电技术的应用现状及应用研究 太阳能光伏发电技术的应用现状与发展趋势 当前我国太阳能光伏发电的应用现状与趋势分析 浦江太阳能光伏产业发展的问题识别与对策研究 太阳能光伏发电技术研究评述 太阳能光伏发电应用现状与发展趋势 太阳能光伏发电发展现状与前景 对太阳能光伏发电系统独立储能单元的设计研究 太阳能光伏发电系统的控制问题研究 基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计 太阳能光伏发电量预报方法的研究与发展 山东太阳能光伏产业发展现状及对策建议 太阳能光伏发电技术应用中的相关问题刍议 太阳能光伏发电技术应用中的相关问题探讨 浅析我国太阳能光伏发电的法律问题 太阳能光伏发电存在的问题及促进措施 探讨太阳能光伏发电在照明系统中的应用问题 新新产业太阳能光伏组件封装设备制造现状研究x 常见问题解答 当前所在位置：.

[3]袁婉玲.危机中见机遇 太阳能光伏产业正和时宜[J].无线电技术,428.

[4]我国太阳能光伏产业的近期进展、挑战和政策建议[J].宏观经济研究,2009,(2).

[5]刘慧芬,史占中.我国发展太阳能产业政策刍议[J].科学技术与工程,2008,8(22).

[6]李晓刚.中国光伏产业发展战略研究[D].吉林大学博士学位论文,2007.

太阳能发电技术论文第5篇

关键词：太阳能电池 教学内容 教学方法 教学效果

中图分类号：G642.41 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.17.097

1 引言

人们对能源、环境问题的日益关注，使得太阳能的应用与普及越来越受到人们的高度重视[1-5]。2008年，河海大学在应用物理专业第四学年开设《太阳能电池》专业课程，学分（学时）设置为1学分（16学时）。教学目标是使学生了解太阳能的相关基础知识，掌握太阳能电池的基本原理，初步掌握光伏系统的设计及应用。课程采用问题探讨与课程讲授、主题讨论与实践相结合的教学方式，实行互动研究型教学，课程要求学生课前必须阅读教材的相关部分和参考文献、课上主动参与讨论、课后按时完成布置的作业，并及时进行教学互动交流，经过近几年的教学实践，教学效果良好。下面就具体的教学内容及教学模式进行深入讨论。

2 教学内容与教学方法

河海大学应用物理专业有两个班，学生毕业后20%左右读研、出国，60%左右从事电子等相关技术产业，20%左右从事金融、保险、公务员等管理岗位，针对河海大学应用物理专业学生的专业特点，结合太阳能的应用前景，《太阳能电池》课程的主要内容由六个部分组成：第一部分是总论；第二部分是太阳能概况；第三部分是太阳能电池原理；第四部分是太阳电池组件；第五部分是太阳能光伏系统的种类、设计、应用、安装、检查与测试；第六部分是太阳能电池的未来展望。

总论部分课时设置为1学时，主要阐述太阳能的基本概念、利用形式、太阳能发电及其现状与前景。重点与难点是太阳能的利用形式及太阳能发电。教学方法为课堂讲授，利用大量精美图片介绍太阳能电池及太阳能发电，激发学生学习兴趣，并对太阳能电池及太阳能发电有个初步的了解。

太阳能概况部分课时设置为3学时，主要讲解太阳能资源及其能量衰减、地表太阳能量的分布、日射储量、太阳光频谱、各种太阳电池的分光感度特性、日射量的分布、太阳能的利用等知识。重点与难点是地表太阳能量的分布测算、各种太阳能电池的分光感度特性、日射量的分布估算、太阳能的利用等。教学方法以课堂讲授为主，课后调研为辅。

太阳能电池原理部分课时设置为3学时，主要介绍太阳电池的特点、太阳电池的发电原理及构造、太阳电池的种类、太阳电池的特性、太阳电池的制造方法等内容。重点与难点是太阳电池的发电原理及构造、太阳电池的特性、太阳电池的制造方法。教学方法以课堂讲授为主，课后自学、实验制作为辅。

太阳电池组件部分课时设置为3学时，主要介绍太阳电池单元、组件、太阳电池组件及其构造、太阳电池组件的种类、建材一体型太阳电池的应用。重点与难点是太阳电池组件及其构造、建材一体型太阳电池的应用。教学方法以课堂讲授为主，课堂讨论、课后实验为辅。

太阳能光伏系统的种类、设计、应用、安装、检查与测试部分课时设置为3学时，主要讲解太阳能光伏系统的种类及用途、独立系统、并网系统、混合系统、小规模新能源电力系统。重点与难点是独立系统、并网系统、混合系统。教学方法以课堂讲授为主，课后实践为辅。

太阳能电池的未来展望部分课时设置为3学时，主要内容为太阳电池的转换效率的提高、电气设备成本的降低、太阳能发电的未来展望等，拓展学生的知识面与视野。重点与难点是如何实现太阳电池的转换效率的优化配置。教学方法以课堂讨论为主，课后调研为辅。

3 教学效果

近几年来的教学实践表明，《太阳能电池》课程可有效激发学生学习兴趣，受到绝大部分学生的欢迎，通过课程的学习，同学们收获很多，很多同学毕业后都走上了光伏工程师的工作岗位，仅去年就有近20%的毕业生从事光伏产业。近3年来，学生累计提交课程论文100余篇，动手制作太阳电池片30余片，开发太阳能电池实验装置80余套，参加校级、省级、部级学生创新课题10余项，发表SCI、EI等科研论文4篇，申请国家创新专利6项。上述众多成果表明，《太阳能电池》课程的开设，不仅可以促进应用物理专业学生的就业，还可激发学生的学习兴趣，有助于科研工作的开展，培养学生的创新精神。

参考文献：

[1]王海蓉.硅基薄膜太阳电池应用现状分析[J].科技视界，2012，（28）：221.

[2]李坚.太阳电池应用理论[D].中国科学技术大学，2003.

[3]董兆.单晶硅太阳电池应用的改进方案[J].河北工业科技，2000，16（6）.

[4]陈新亮，王斐，闫聪博等.薄膜太阳电池用TCO薄膜制造技术及其特性研究[J].材料导报，2011，25（18）：73-77.

[5]金韦利，姜礼华.非晶硅薄膜太阳电池应用分析[J].太阳能，2010，（7）.

作者简介：张开骁，河海大学理学院，江苏南京 210098

太阳能发电技术论文第6篇

关键词 太阳能；开发利用；一体化构想

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）72-0040-02

0 引言

地球作为人类生存的家园，其能源资源大多数都是属于不可再生的，而在当前世界经济急速发展的状态下，各种能源资源的消耗也不断加剧。在我国，虽然地域辽阔，总体上的各种资源储量相对较大，但是其作为一个发展中国家，而且人口基数较大，对能源的消耗上是十分严重的，加之科学技术的发展落后于发达国家，在能源的利用上其效率又呈现普遍偏低的想象。因此，合理开发新能源对于我们这样的国家来说意义巨大。太阳能作为一种可再生资源，其既环保又安全，在开发利用上具有非常高的价值和效益。本文主要针对当前太阳能的使用情况进行论述，并对太阳能供热供电的一体化作出相关构想，以期设计出合理的方案，运用到现实生活中来。

1 太阳能利用情况

太阳能作为一种无污染，能量又巨大而且在某种程度上属于不会枯竭的能源，其能够为人来带来非比寻常的价值。虽然太阳能具有如此多的优点，但是在实际利用上，仍然存在一些难以解决的问题。比如太阳辐射到地球的能量很大，但是其投射面较广，分布过于散漫，这在搜集利用的过程中对设备的要求及造价比较高；而于此同时，太阳能的利用还存在气候环境的影响，尤其是雨雪天气下，太阳能的接受将受到严重的制约，在某些特定的地区，其运用基本不能实现规模化等。

就目前对太阳能的开发利用上，主要有直接利用太阳能的热效应，将水等物质加热，像现在比较普遍的太阳能热水器等；还有就是将太阳能转化为电能，通过一定的条件，将电能储蓄起来然后进行别的用途，在这方面有光伏发电等；而另外，在太阳能的利用上还可以采用光化学转换的方式，即直接将太阳能用来分解水等物质进而制取氢气。下面主要谈谈太阳能发电技术和供热技术的应用。

1.1 太阳能发电

1.1.1 热力发电

太阳能热力发电即将太阳能的能量集中搜集起来再加以利用的发电技术，其基本原理亦是采用太阳能搜集器吸收能量，再将能量传输到发电机上。太阳能的热力发电比传统的发电更具优势，传统的火力发电对环境造成的影响比较大，而且消耗的煤炭等资源其花费、需求量都非常大，同时太阳能热力发电在生产上又相对安全。

当前太阳能热力发电技术其所运用的系统主要有三种，槽式系统、碟式和塔式系统，三者在太阳能的利用的运用上程度均不相同，第一种基本实现了规模化、商业化的生产，而后两者仍处于试验阶段。我国的太阳能热发电技术自研究以来虽然已经有几十年，但是由于多种因素的干扰使得这一技术并未得到广泛的应用。

1.1.2 光伏发电

在太阳能发电上，光伏发电是目前比较流行的发电方式。它主要运用半导体材料对光有一种伏特效应，然后将能量转换为电能。光伏发电一般采用蓄电池来存储搜集起来的能量，到了需要使用的时候，再将能量释放出来运输到发电机中，最后不断的产生电能。光伏发电技术本身采用三大部分，最主要是由太阳能电池板、控制器与逆变器构成，而太阳能电池板是该系统的核心部分，无论是在造价还是在所产生的价值方面都是最重要的。太阳能电池板的基本原理是在太阳的辐射下，半导体材料本身就出现了自由电荷，而当自由电荷积累并不断地移动过程中，电流就产生了。

光伏发电技术在近来的发展比较迅速，尤其是在世界上的一些发达国家和地区，他们对于光伏发电的技术研究已经进入到非常成熟的阶段，而且国家政府部分也都纷纷制定了各种开发太阳能的计划与措施，在中国，其太阳能资源的利用前阶段上较少，但随着世界光伏发电技术市场的推动，使得现今的发电事业也进入相对迅猛的时代。

1.2 太阳能供热

说到太阳能供热，几乎每个人都知道太阳能热水器，其对太阳能的利用时采取直接转化的方式，即不需要转化为化学能或者电能。当前在太阳能直接供热的设备中，像太阳能热水器，它们主要用平板集热器、聚焦集热器以及真空管集热器。在太阳能的辐射，集热器开始工作，直接将太阳能搜集起来，化为热能，现代的太阳能热水器大多都是将水分别通入各个细管，其管道能很好的吸收太阳能，在经过一定时间的照射下，太阳能的热效应就使得管道内的水的温度升高，然后将温度已经很高的水送入到保温箱中，再用冷水进行补充，反复以此循环，最终达到不断利用的目的。

2 太阳能综合利用一体化构想

鉴于现今太阳能利用的方式越来越成熟化，我们便可以尝试将太阳能发电技术和供热技术相结合起来，综合开发出比较适用而又具规模化的系统。

2.1 供热供电系统

2.1.1 对发电系统的改造

首先我们可以考虑将供电系统作进一步改造，下面以光伏发电系统为例来说明。在电池板方面，我们采取多晶硅电池，而且其在设备的安装和搭配上配合使用太阳能集热器，电池表面采用低铁钢化绒面玻璃，并且在每块玻璃的间隔处安装上热能传送器，在太阳能的不断照射下，其将能量迅速的搜集起来。要知道，太阳能电池对太阳能的吸收并不是100%，所以在多晶硅材料制成的电池下面安装上太阳能集热器，同时为了加大太阳能的吸收，我们还可以在电池板的对面与地面成一定的角度安装上平面镜，调整平面镜的位置，使其反射光能够再次照射到电池板面上。

其次在发电方面多采用并网式发电技术，虽然当前这种技术的发展受到一些的因素的制约，例如电站本身要求的投资比较大，建设耗用的时间长等等，但是我们可以采取小型的并网发电系统，国内已经有将光伏发电与建筑相结合的例子。

在将太阳能传输到发电机之前，把太阳能集热器与太阳能电池板结合起来，从而在不同的环境和需求中相互切换，由此，我们就可以实现太阳能的供电供热。

太阳能发电技术论文第7篇

[关键词]新能源 发电特性 经济型 分析研究

中图分类号：TM619 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0192-01

1.前言

当代，随着社会的发展与人类的进步，生产生活中对高效环保的标准日益增高。而在电力行业，新能源革命正在进行。传统能源依靠资源有限的化石能源为主，最具代表性的有煤、石油、天然气[1]。

新能源l电包括：太阳能光伏发电技术、太阳能热发电技术、风力发电技术、生物质能发电技术、地热发电技术、潮汐能发电技术和燃料电池发电技术等，本文基于新能源发电特性从技术研发、成熟运用、维护保养、经济价值等方面综合论述，与传统发电行业对比分析其经济性。

2.新能源发电技术的现状

传统化石能源的超负荷开采与利用带来了资源枯竭、环境污染问题，严重威胁人类社会发展，违背可持续发展原则，所以新能源发电技术应运而生。

据不完全统计，2000-2015年，世界新能源发电装机容量（除水电外）共增长3.56倍。若包含水电在内，新能源发电共贡献世界发电量的21%;除水电外的新能源贡献了全球发电量的3.8%。其中，2000-2015年风电和太阳能共增长了14倍，为新能源发电量中增长最快。

2015年，全球光伏发电装机量排名第一的是德国，而美国在风电、地热、生物质发电等方面都处于全球领先地位[2]。

本领域中，我国在学习其他国家基础上取得了较大的进步，但与世界先进水平相比仍存在较大差距。2015年，我国电力拨款达3986亿元人民币，其中，新能源投资额比例占77.66%，规模上电力装机总量已经超欧洲先进国家。但与欧盟相比仍然低44.86%。2015年新增装机容量中，非化石燃料装机容量占35.84%，比欧洲国家低37.11%，发电量仅为27.5%，发展上存在区域发展不均衡，发电种类布局不合理等问题。而欧盟国家利用的新能源种类较多，技术较发达，成本得到有效控制所以发展均衡[3]。当前，我国新能源发展极不平衡的为水电，其发展较快，占新能源总量的80.36%。下步我国应及时调整发展结构，在引进欧美技术同时加大对电力远距离输送、储蓄电技术、电力并网与调配技术的发展。为下一阶段的新能源发电大规模运用做足准备[4]。

3.新能源发电特性与并网技术分析

风力发电和太阳能发电受季节、天气等因素影响目前这两种新能源在实际中利用较多，所以应分析这两种新能源发电的动态输出特性并建立相应的输出特性模型，针对不同区域实例分析其全年的出力变化和光伏电站并网后对峰谷差的影响。

风的移动过程中，具有动能与势能的双重变化。在一定时间和空间范围内，风速的变化具有随机性。风力发电机组能量来源于风的动能。不同地区的风速都存在易变性和不可控性，风力发电机组时刻都遭受到较大程度的扰动，这种扰动会影响机组本身和对与之相连的电力系统。而太阳能随着地球运行与太阳距离的变化而变化，加之天气影响与各地日照长度的不同。由统计结果可知，光伏电站每天出力时间集中在6点到19点，冬季出力时间短，夏季出力时间长[5]。

目前风力发电具有独立运行的离网运行电和接入电力系统并网运行两种方式。离网型风力发电与并网型风力发电相比其风力发电规模较小，其通过电能存储装置或者与其他发电技术相结合可以为没有电网的偏远地区供电。并网型风力发电是世界风力发电发展的主要方向，其发电容量较大，通常为几兆瓦到几百兆瓦，由于其与大电网相连，从而可以得到大电网的补偿和支撑，可以使风资源更加充分的开发和利用。随着风力发电技术的不断进步，风力发电的成本也在不断降低，在考虑环境效益等因素的情况下，风力发电在经济上具有很大的吸引力。

太阳能发电可分为太阳能热发电和太阳能光发电两大类。太阳能热发电系统主要由集热部分、传输部分、储热部分构成。根据聚光式系统的不同可以分为塔式太阳能热发电系统、槽式太阳能热发电系统以及碟式太阳能热发电系统。太阳能光伏发电并网系统主要由光伏电池模拟器、充电控制器、超级电容、蓄电池组、正弦波逆变器和系统监控部分组成。

4.提高光伏发电经济性的技术研究

首先太阳能光伏设备的成本过高。设备价格是影响光伏发电经济性的首要因素。具体表现在：提高技术进步，扩大生产规模降低单位成本，通过市场调查与企业经验增加工作效率提高实现产业链纵向一体化，实现市场准入机制，加大价格竞争杠杆。

太阳能光伏设备成本是影响太阳能光伏产业发展的决定性因素之一。只有有效地降低太阳能光伏发电的设备本才能提高太阳能光伏发电的市场竞争力。因此，国家应该加强太阳能光伏设备方面的技术研发投入，通过技术创新把太阳能光伏设备的成本降下来，这样光伏发电的大规模应用才有基础。另外，发展分布式太阳能系统也是提高太阳能光伏发电竞争力的一个方式。太阳能光伏发电的使用应该让消费者具有选择权。分布式太阳能光伏系统为更广大的电力消费者提供了一种可选择的替代能源，发展这一系统技术及相关网络技术，无疑将使太阳能得到更为广泛地利用[6]。

5.结论

对于风力发电，国家无需长期大量地对风力发电项目进行补贴，为了有效地降低风力发电成本应该进一步加强风力发电配套设施的建设与维护。对于太阳能光伏发电，太阳能光伏设备成本是影响太阳能光伏产业发展的决定性因素之一。只有有效地降低太阳能光伏发电的设备本才能提高太阳能光伏发电的市场竞争力。通过采用分布式太阳能光伏系统为将使太阳能得到更为广泛地利用。

传统化石能源的开采和利用将会带来资源枯竭与气候异常等问题，违背可持续发展原则。寻求可持续的清洁代替方案，成为能源工业的使命。清洁无污染的太阳能、风能等新能源具备可再生的特点，发展前景广阔。但任何技术的发展成本与经济性最为关键，未来只有当新能源与可再生能源在价格上能与传统能源匹敌才能具备住够市场竞争力，这需要能源政策、技术进步的支持。所以经济可行的的能源发展战略才能真正引发能源革命的高潮。

参考文献

[1]李剑平.新能源发电的特性及经济性分析[J].中国科技纵横，2015（21）：9-9.

[2]赵宇思，吴林林，宋玮，等.新能源发电系统运行特性评价分析方法的研究综述[J]. 华北电力技术，2015（3）：18-24.

太阳能发电技术论文第8篇

【关键词】 太阳能光伏发电 应用价值 优越性 独立光伏发电

改革开放以来，我国的经济建设取得了举世瞩目的发展成就，然而也面临着严重的资源短缺问题，目前，太阳能技术已经成为未来新能源发展的研究重点。我国的太阳能储量巨大、分布范围广泛，不仅能够满足能源节约的技术需求，而且有利于促进资源的循环利用。当前我国的太阳能光伏发电仍处于起步阶段，与发达国家有着较大的差距，因此对太阳能光伏发电应用价值及相关技术问题的探讨有着重要的实践意义与应用价值。

1 太阳能光伏发电概述

1.1 太阳能光伏发电原理

近年来，光伏发电技术在我国各个行业中得到了广泛地应用。其主要利用了光生伏特效原理，在太阳能电池的作用下，将太阳光经过一系列的转化处理形成电能，进而实现供电。光伏发电技术主要包括太阳能电池板、控制器以及逆变器等多个部件，不仅能够独立使用发电，而且能够通过并网完成发电。组成光伏发电的各部分元件均为精良设备，稳定性比较强，拥有较长的使用使命，为安装与维护工作提供了极大的便利。与此同时，光伏发电技术在任何电源场合中均能够发挥其功能与作用。通常在光伏发电过程中，最基本的元件为太阳能电池。随着太阳能光伏发电技术的不断推广、应用，目前市场上拥有多种类型的太阳能电池，比较常见的有单晶、多晶用量。一般情况下仅有小部分计算机辅助电源中所用的是非晶电池。光伏组件通常由1个或多个太阳能电池片构成，形成一个完整的太阳能电池板。

1.2 太阳能光伏发电的优缺点

与常规的发电系统相比，太阳能光伏发电体现出了明显的优越性。首先该发电方式主要利用太阳能资源完成发电，不仅具有一定的安全性，而且对环境无任何破坏作用，太阳能发电全程中不会产生噪声，且太阳能资源属于可再生资源，能够降低对资源的浪费，有效解决目前存在的资源危机。其次采用太阳能发电，能够打破资源分布地域的限制，在发电过程中利用建筑屋面，无需消耗任何燃料。另外在这种发电模式下，无需进行传统的输电线路架构工程，降低了能源利用的资金与人力投入。太阳能能源质量高，便于进行更深入的建设与发展。通常在较短的时间内便能够获取到一定的太阳能资源，其在社会中有着较高的认可度。然而，太阳能光伏发电也存在一定本身的缺陷。首先，季节、天气等气象条件的变化会在一定程度上影响到太阳能光伏发电的使用效率。另外，太阳能照射能源的整体分布密度较小，在发电过程中对空间面积有着较高的要求。

2 太阳能光伏发电在我国的应用价值

近年来，我国以丰富的太阳能资源成为光伏产业大国。据有关调查资料显示，目前我国光伏企业所产的太阳电池占领全球市场份额的50%左右，然而其中约98%太阳电池销往世界各地，仅有小部分在国内市场销售，可见当前我国的太阳能光伏发电的发展情况。近年来，太阳能光伏发电在通信、工业以及边缘地区得到了有效的应用，首先，其在通信与工业领域中的应用主要体现在光缆通信系统、卫星通信、铁路信号系统、灯塔、地震台站、水文观测等系统的构建。其次目前农村与边远山区普遍建立了太阳能照明灯、太阳能水泵等，有效解决了边远地区的用电问题。另外目前市场上还出现了大量了以太阳能为核心的玩具、手表、电动汽车等，太阳能光伏发电在我国的应用价值得到了深刻的体现。太阳能发电有着广阔的发展前景。太阳辐射到地球表面的能量十分巨大，相当于目前全世界一年能源总消耗量的 3.5 万倍。从长远看，太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。据预测，到2030年太阳能光伏发电在世界总电力的供应中将达到10%以上；2040年太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末太阳能发电将占到60%以上，显示出重要战略地位。

3 太阳能光伏发电的相关技术探讨

3.1 太阳能电池技术

作为太阳能光伏发电系统的重要组成部分，光伏电池的光电转换效率以及生产成本是目前太阳能电池技术面临的两个重要问题。第一代光伏电池尽管已经达到成熟阶段，然而由于成本较高，并未在市场中推广开来。第二代光伏电池采用了薄膜技术，不仅降低了对半导体材料的消耗，而且有利于实现大批量的自动化生产，节约了生产成本。国际上所开发的第二代电池组件效率达到10%以上，使用寿命延长至15年，无论从使用性能还是生产成本方面均得到了较大的提升。目前研究者已经将目光投向了第三代太阳能电池的研究，力图将光电转换效率提升至93%以上，主要涉及到量子点、有机聚合物电池、纳米结构电池等，有着广阔的应用前景。

3.2 聚光光伏技术

聚光光伏技术能够将太阳光聚集到一定面积的聚光电池上，增强太阳辐射的能量密度，而且采用价格低廉的聚光器代替价格相对较高的太阳能电池，降低太阳能光伏发电的整体运行成本。作为聚光光伏技术的重要组成部件，热光伏聚光器类型多样。通常太阳将辐射器加到高温，实现光热之间的有效转换，然后辐射器再将辐射反送到太阳电池，实现光电转换。目前我国已经研制出了“4倍聚光+跟踪”光伏发电技术，兼顾廉价、高效、轻巧等多种优越性。

3.3 孤岛效应检测技术

孤岛效应检测技术是太阳能光伏发电技术的核心。当电网受电气故障、停电维修等多种因素影响出现断电时，自给供电孤岛的光伏并网发电系统仍能够提供负载供电，保障用电功能的实现。光伏并网发电的孤岛运行状态往往存在着较大的安全隐患，其电压与频率具有不稳定性，且无法实现控制，容易损坏设备，因此可实施孤岛效应检测。检测方法主要包括被动式与主动式两种，前者多用于负载功率稳定、与逆变器输出不匹配的场合；后者则多用于电网故障场合。

4 结语

目前，太阳能光伏发电以其可再生、能源质量高、清洁环保等特点成为世界各国研究的重点，必须加强对太阳能光伏发电技术的优化、改进，扩大其在国内的应用范围，推动我国可再生能源利用的有效发展。

参考文献：

[1]薛军凯.当前我国太阳能光伏发电的应用现状与趋势分析[J].科技视界，2014，21（25）：265-265.

[2]刘学贤，孙少越.太阳能光伏发电技术及在农村地区住宅建筑上的应用[J].青岛理工大学学报，2014，35（5）：37-41.

太阳能发电技术论文第9篇

引言 太阳能一直被认为是人类社会可持续发展的重要可再生的、清洁的能源,世界各国都把太阳能光伏发电的利用和商业化作为重要的发展方向。从世界范围看,从2002~2009年,全球光伏电源累计安装容量从2175•5兆瓦增长到22928•9兆瓦,增长幅度达9•5倍之多。根据欧洲JRC的预测,到2030年太阳能发电将在世界电力的供应中显现其重要作用,达到10%以上;2050年太阳能发电将占全球总能耗的20%,到本世纪末太阳能发电将在能源结构中起到主导作用[1]。每年中国陆地接收的太阳辐射总量相当于24000亿吨标准煤,约等于1000年的能源消费量;全国总面积2/3地区年日照时间都超过2000小时[2]。 目前太阳能主要用来发电和发热。我国太阳能热水器年生产能力已达到2300万平方米,太阳能热水器使用总量超过1•2亿平方米,占世界总使用量的60%[3],与此相比,我国光伏产业与国际光伏发展仍有较大的距离,世界光伏产业每年以31%的速度发展,而我国的光伏产业每年增长率仅为15%[2]。我国具有发展太阳能的天然基础,有效利用太阳能资源已经成为解决我国能源环境问题的重要突破口之一,学者张治民认为制约我国太阳能资源发展的重要问题就是技术层面上的落后[4],太阳能光伏技术扩散问题亟待解决。本文运用基本扩散模型对我国太阳能光伏发电技术扩散趋势进行预测,试图模拟出我国未来太阳能光伏发电技术发展曲线,以期对国家可再生能源发展利用提出政策依据。 1太阳能光伏技术扩散模型构建 1•1扩散模型 在已有的关于新能源技术扩散研究中,扩散模型运用较多。Collantes(2006)[5]运用logistic模型研究燃料电池车的市场增长问题,Masini、Frankl(2002)[6]、Isoard,Soria(2001)[7]、Ibenholt(2002)[8]运用学习曲线对太阳能、风能扩散进行评价,Neij(1997)[9]、Lund(2002)[10]运用经验曲线对新能源技术运用前景及需求,Lund(2005)[11]、Purohit,Kandpal(2005)[12]、UshaRao、Kishore(2009)[13]运用Bass模型对新能源市场扩散问题、印度风能问题进行研究,Peter,Ra-maseshan,Nayar•(2002)[14]运用Rogers模型对发展中国家太阳能光伏市场发展状况进行分析。这些文献研究为本文模型选择提供了基础。按照创新扩散过程的影响因素,可以将上述模型分为3类,内部影响模型,如Logistic模型,考虑系统内部因素主要是过去使用者对扩散的影响;外部影响模型,将技术扩散完全归于系统的外部因素;混合影响模型,如Bass模型,综合考虑了内外部因素对扩散的影响。混合模型中涉及的未知参数较多,对于数据充足性要求较高。外部影响模型将潜在的采用者市场氛围已采纳创新者和未采纳创新者两大类。内部影响模型假定创新扩散完全是由潜在市场内部的信息传播推动,其描述的创新扩散过程与传染病的传播过程相似,也被称为标准传染模型。本文研究认为太阳能光伏技术扩散过程符合传染病扩散过程:即初始阶段技术进入市场,由于潜在采用者的不确定性及技术本身的风险,扩散速度缓慢;加速阶段,随着用户增多,市场传播速度加快,普及量开始迅速增加;饱和阶段,当超过最大加速度点之后,技术市场扩散速度开始减慢,最终达到市场饱和,即最大开发量,这一过程通过下文图1能够清楚的看出。Fisher和Pry(1970)、Henry(1972)和Blaekmna(1974)等人通过比较研究各种技术创新扩散过程,认为内部扩散模型(Logistic模型)可以较好地描述技术创新扩散过程。因此本文研究采用Logistic模型对太阳能光伏技术扩散趋势进行预测。假设在某一时点t太阳能的市场最大开发能力Nt,时间t点上太阳能光伏的市场普及量或者已有的市场潜能为nt,若太阳能光伏技术采用比率为β,则在无限小的时间间隔dt中,市场采用数量可以表示为如下:令f(t)=ntNt,表示时间t上太阳能光伏的市场开发率,即某一时点上,太阳能光伏技术市场普及量nt在最大经济可开发量Nt中所占得比例。公式(1)可以变形如下:在Logistic模型中,市场开发率f(t)可以作为衡量技术扩散程度主要因素,然而现实中,技术扩散速度随着时间的增长呈现缓慢减弱趋势,对此,我们将公式(6)做如下变形:分析公式(7)易知随着时间的无限增长,公式逐渐减小并逐步趋向于0,这一变化趋势与模型假设以及现实都是相符合的,另外,Mansfield认为技术扩散比率与已经采纳新技术市场份额有关[5],由此可知,Logistic模型能够比较合理的解释太阳能光伏技术的扩散趋势。本文模型中自变量只有时间一个量,对于逻辑模型中只有一个自变量的情况,预测结果倾向于定性结果。因此本文的结果更多的定性反映了太阳能光伏发电技术扩散的整体趋势。 1•2模型参数估计 模型中β表示扩散速度,定义为太阳能技术扩散的市场渗透比率,是扩散研究中的关键参数。从公式(4)中可以看出,市场渗透比率在长期过程随着新技术市场占有率的提高在逐步下降,β决定了扩散曲线的斜率和坡度。对于扩散速率β的影响因素,国内外学者研究颇多。Mansifield认为技术扩散比率与技术的投资额度和收益率以及已经采纳新技术市场份额有关[6],R•Kemp(1997)认为影响可再生能源扩散过程的主要因素为采用者特征,社会经济环境特征、技术本身及技术使用者特征,Jacobson,Johnson则通过技术系统视角认为社会受众知识基础,政治环境制度以及技术原动力三方能够影响可再生能源扩散速度[15]。Reddy和Painuly则通过采访利益相关者,得出政府介入以及提高可再生能源贡献能够加快可再生能源扩散速度[16]。Peter通过研究太阳能光伏技术扩散研究发现,财政收入,政府导向积极性,投资成本,技术可靠性,信息传播程度以及环保意识能够影响新能源技术扩散速度[17]。所有这些因素对于估计β的值都有影响作用,但是在新能源研究中,这方面的数据相对较少。在Logistic模型中,数据充足时,参数估计方法通常有普通最小二乘法(Bass,1969)、极大似然估计法(sehmittlein,1982)和非线性最小二乘法(Srinirasna,1986)。而在缺乏有效数据的情况下,参数可以通过管理判断或者历史上类似创新的扩散情况来获得,用历史数据估计模型中的参数值作为一种数据确实情况下的估值方法被众多学者论证过[13],Collantes根据市场竞争者的历史数据估计出了燃料电池车的市场扩散速率,并证明了历史数据估值的有效性[5]。我国学者李继峰,张阿玲在对我国新能源可再生能源发展预测研究中,参数β值的确定也采用了专家意见及经验数据[1]。国外学者在研究太阳能光伏技术扩散方面数据较为全面,根据文献研究,德国,芬兰,以及世界范围下的太阳能光伏技术扩散市场开发率要达到50%,分别需要21、23、44年的时间,其扩散速度也有较大差别。我们取3种情况下的平均值作为假设条件下我国太阳能光伏技术扩散系数,其中扩散比率Ttop,β取自表1,将这两个参数值代入公式Ttop=α/β得α的值。参数值计算结果如表2所示。#p#分页标题#e# 2我国太阳能光伏发电技术市场扩散预测及分析 本文选取1996年为基期,对应t=1,根据上文所得α=7•626,β=0•229,将其代入公式(2),整理得出我国太阳能光伏技术市场扩散曲线如公式(8)又f(t)=ntNt,nt值取太阳能光伏发电安装容量,通过计算得出我国太阳能光伏发电的最大经济可开发量Nt。在模型中nt指产品销量数值,但由于发电量与使用量基本相等,因此本文中nt的取值选取太阳能光伏发电安装容量数据,符合模型要求。本文研究数据取自《BP能源统计年鉴2010》。 2•1我国太阳能光伏发电最大经济可开发量估计 通过模型估算,得出我国1996~2009年太阳能光伏发电最大经济可开发量Nt,如图2所显示,1996年我国太阳能光伏发电最大经济可开发量为1625•64兆瓦,2000年增加到12344•17兆瓦,实际开发量增加到19兆瓦,2008年,太阳能光伏技术发电最大经济可开发量达25379•13兆瓦,实际安装容量则增加到145兆瓦,而2009年太阳能光伏技术发电最大经济可开发量达25379兆瓦,实际安装容量迅速增加到305兆瓦,但利用率也仅为1•2%。图3显示了我国1996~2009年太阳能光伏市场的发展趋势,可以看出我国太阳能光伏市场发电安装容量逐年上升,自2005年开始呈现稳定快速的增长势头。从整体发展来看,太阳能光伏技术市场普及量都呈上升趋势。太阳能光伏发电最大经济可开发量在增长过程中存在短期起伏,但总体趋势缓慢上升,通过数据分析可以看出,我国太阳能光伏利用率较低,太阳能光伏发电的发展空间巨大。 2•2太阳能光伏技术扩散发展预测 根据模型,对我国2010~2030年间太阳能光伏技术市场扩散情况做出预测,得出太阳能光伏技术市场扩散曲线如图4。假设影响因素不变,以目前扩散速率,在2020年我国太阳能光伏技术市场开发率则能达到12%以上,而到2030年我国太阳能光伏发电技术市场开发率则将达到59•06%。将2010~2030年间的扩散趋势分解为两步,分别为2010~2020年,2021~2030年。可以看出2010~2020年我国太阳能光伏发电技术扩散较之2021~2020年更为快速。从2010~2020年,国家对于新能源的一系列政策及财政支持逐步发挥作用,大力促进了太阳能光伏的发展,扩散曲线较为倾斜,可见扩散趋势较为显著;从2020~2030年扩散势头开始呈现直线上升趋势,扩散的步调也开始趋于平缓,太阳能光伏发电市场发展趋于逐步成熟阶段。根据国家“十一五”国民经济发展规划(2005~2010年),到2020年我国太阳能光伏累计安装容量将达到28550兆瓦,光伏发电需求将增长到1•21%。中国电力科学院的研究表明,在考虑到开发煤电、水电和核电的情况下,2010年和2020年电力供需的缺口仍然分别为6•4%和10•7%[3],这个缺口正是需要用可再生能源发电进行补充的,太阳能光伏发电将成为解决我国“电荒”及高耗能问题的重要能源。 3结论及展望 每年中国陆地接收的太阳辐射总量相当于24000亿吨标准煤,约等于1000年的能源消费量[2],本文通过对我国2010~2030年之间的太阳能光伏技术市场开发率进行预测,得出在2020年我国太阳能光伏发电市场开发率将达到12%。2030年我国太阳能光伏发电市场开发率将达到59•06%,假设我国太阳能资源仅50%用来发电,则到2020年时,每年太阳能光伏发电量即相当于144亿吨煤,到2030年这一资源优势将更加明显。我国在发展太阳能光伏技术上制定了各个时期的目标,政府出台了大量的的支持及鼓励政策,并实施大范围有力的补贴资助。就太阳能项目工程而言,“太阳能屋顶计划”已经在全国部分城市开展,有效地推动太阳能资源利用。新修订的可再生能源法也提出实行可再生能源发电全额保障性收购制度,这些都将加速太阳能光伏发展,对于改善我国能源结构,实现节能减排有重要意义。