太陽(yáng)能光伏發(fā)電發(fā)展情況概述

　　2.材料短缺將阻礙薄膜光伏發(fā)展

　　2011年7月，英國(guó)能源研究中心(UKERC)發(fā)布了題為《材料的可用性：未來(lái)低碳經(jīng)濟(jì)的潛在制約因素》的報(bào)告，基于太陽(yáng)能電池厚度、轉(zhuǎn)換效率和其他材料使用的主要驅(qū)動(dòng)因素等不同假設(shè)，對(duì)全球銦和碲的需求與供應(yīng)情況進(jìn)行了評(píng)估。報(bào)告指出，銦和碲是目前主流薄膜太陽(yáng)能電池(CIGS、CdTe)的關(guān)鍵材料，盡管目前薄膜光伏市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，但短期內(nèi)光伏設(shè)備的材料需求能夠得到滿足;而從長(zhǎng)期來(lái)看，如果未來(lái)20年的市場(chǎng)增長(zhǎng)速度與一些高增長(zhǎng)預(yù)測(cè)情景相一致甚至超出，薄膜光伏設(shè)備的材料需求將大大超過(guò)當(dāng)今全球的生產(chǎn)量，如碲需求的增長(zhǎng)可能會(huì)高達(dá)1800%，銦(也用于平板顯示器的制造)產(chǎn)量可能需要增加12%～170%。而且有關(guān)這兩種稀有金屬未來(lái)供應(yīng)的信息不夠充分(如不同來(lái)源的產(chǎn)量、儲(chǔ)量或資源量預(yù)測(cè)值相差甚遠(yuǎn))，現(xiàn)有研究工作無(wú)法確定產(chǎn)量的擴(kuò)大能否滿足需求，還需要開(kāi)展更多的工作及收集更加全面的數(shù)據(jù)來(lái)深入探討這一問(wèn)題。

　　3.利用光伏發(fā)電需要因地制宜

　　2011年7月6日，美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)終身會(huì)士Prabhu Deodhar指出，目前，世界上一些國(guó)家正計(jì)劃建設(shè)或已建設(shè)了大量兆瓦級(jí)太陽(yáng)能光伏電站，但基于以下原因，許多專(zhuān)家都認(rèn)為建設(shè)如此多的大型集中式太陽(yáng)能發(fā)電站是浪費(fèi)投資和濫用技術(shù)。

　?、僖话愠Ｒ?guī)電廠(水電或火電)需要在臨近能源資源處建造，這就要求付出巨大的成本將電力輸送到負(fù)荷中心。而由于太陽(yáng)能是無(wú)所不在的，可在需要能源的地方就地收集利用，是理想的分布式電源，避免了高壓輸電造成的線損。

　?、诠夥l(fā)電具有真正的模塊化優(yōu)勢(shì)。它可以通過(guò)從數(shù)千瓦到20兆瓦甚至200兆瓦的不同規(guī)模實(shí)現(xiàn)成本效益。一座10千瓦電站或150兆瓦電站的每瓦太陽(yáng)能發(fā)電成本相同，但土地成本和其他“軟成本”使得大型電站更加昂貴。因此，大型太陽(yáng)能光伏電站沒(méi)有“規(guī)模優(yōu)勢(shì)”。事實(shí)上，由于逆變器的功率有限，所有兆瓦級(jí)太陽(yáng)能電站基本上是若干500千瓦電站的集群，用一百座500千瓦電站來(lái)代替單個(gè)50兆瓦電站更切實(shí)際。

　?、壅淄呒?jí)太陽(yáng)能光伏電站最大的問(wèn)題在于，當(dāng)電能通過(guò)一系列電力變壓器后，損耗率達(dá)到12%～15%。太陽(yáng)能光伏用400伏三相逆變器產(chǎn)生電力。在大型電站中，首先通過(guò)幾個(gè)電力變壓器將電壓提高到66千伏或是更高，然后再通過(guò)變壓器組降至400伏以滿足消費(fèi)者的需求。此外，在電網(wǎng)傳輸中還有5%～7%的損耗。而與此形成鮮明對(duì)比的是，規(guī)模較小的太陽(yáng)能發(fā)電站靠近用戶(hù)，在輸送過(guò)程中幾乎沒(méi)有能量損失。

　?、芴?yáng)能光伏發(fā)電的一個(gè)主要限制是每千瓦占用空間較大，土地可以采用更有價(jià)值的使用方式，而不是被太陽(yáng)能電池組件所覆蓋。大型太陽(yáng)能電站往往建在偏遠(yuǎn)地區(qū)，會(huì)導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題或與農(nóng)業(yè)用地產(chǎn)生沖突。大型集中式電站相關(guān)的安全和維護(hù)問(wèn)題也日益突出。

　?、蓦娏υ陔娋W(wǎng)中的流動(dòng)方式和其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的分析。大量的電力在電網(wǎng)中始終循環(huán)在66千瓦或132千瓦的水平。即使并入200兆瓦電力也只是極小的一部分。所以這樣的容量提升并沒(méi)有解決類(lèi)似停電和電網(wǎng)終端“高阻抗”大幅波動(dòng)的問(wèn)題。相比于大型電站，400伏饋電通常能夠切實(shí)減輕電網(wǎng)阻塞。電壓波動(dòng)的發(fā)生是由于電網(wǎng)的高阻抗，就地回饋400伏太陽(yáng)能電力將立即降低電網(wǎng)的阻抗，并提供穩(wěn)定、清潔的能源。

　　總之，光伏產(chǎn)業(yè)作為代表性清潔能源新興產(chǎn)業(yè)，對(duì)應(yīng)對(duì)能源問(wèn)題，緩解氣候變暖起著重要作用。但在蓬勃發(fā)展的光環(huán)下仍存在著如環(huán)境污染、材料短缺、規(guī)模問(wèn)題等諸多負(fù)面因素。如果對(duì)此沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)，并綜合包括政府、學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界、公眾等各利益相關(guān)方的意見(jiàn)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃、進(jìn)行技術(shù)的升級(jí)改造和因地制宜的應(yīng)用，將不可避免地對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展造成嚴(yán)重影響。