■ 太陽能的利用方式有哪些？

答：太陽能是區(qū)別于其他任何一種特殊能源。太陽能的利用方式主要有：①光伏（太陽能電池，太陽電池）發(fā)電系統(tǒng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；②太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，利用太陽能的熱能產(chǎn)生電能；③太陽能熱利用，比如太陽能熱水系統(tǒng)；④太陽能集中供暖、太陽能空調(diào)取暖和制冷、太陽能建筑等。像“陽光動(dòng)力”太陽能飛機(jī)這類的未來移動(dòng)能源應(yīng)用的就是光伏發(fā)電系統(tǒng)，飛機(jī)的起飛、降落、飛行一切的動(dòng)力、電力來源都來自于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。

■ 什么是光伏發(fā)電？什么是分布式光伏發(fā)電？

答：光伏發(fā)電是指利用太陽能光伏電池把太陽輻射能直接轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電方式。光伏發(fā)電是當(dāng)今太陽能發(fā)電的主流，所以，現(xiàn)在人們通常說的太陽能發(fā)電主要是指光伏發(fā)電。

分布式光伏發(fā)電，是指在用戶所在場(chǎng)地附近建設(shè)，運(yùn)行方式以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)，且在配電系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。

分布式光伏發(fā)電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則，充分利用當(dāng)?shù)靥柲苜Y源，替代和減少化石能源消費(fèi)。

■ 您知道光伏發(fā)電的歷史起源嗎？

答：? 1839年，19歲的法國貝克勒爾做物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)電液中的兩種金屬電極用光照射時(shí)，電流會(huì)加強(qiáng)，從而發(fā)現(xiàn)了“光生伏打效應(yīng)”；

? 1930年，朗格提出用“光伏效應(yīng)”制造“太陽能電池”，使太陽能變成電能；

? 1932年，奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽能電池；

? 1941年，奧爾在硅上發(fā)現(xiàn)光伏效應(yīng)；

? 1954年5月，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室恰賓、富勒和皮爾松開發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽能電池，這是世界上第一個(gè)有實(shí)用價(jià)值的太陽能電池。同年，威克爾發(fā)現(xiàn)了砷化鎵有光伏效應(yīng)，并在玻璃上沉積硫化鎘薄膜，制成了太陽能電池。太陽光能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)由此誕生并發(fā)展起來。

■ 光伏電池是怎么發(fā)電的？

答：光伏電池是一種具有光-電轉(zhuǎn)換特性的半導(dǎo)體器件，它直接將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成直流電，是光伏發(fā)電的最基本單元。光伏電池特有的電特性是借助于在晶體硅中摻入某些元素（例如：磷或硼等），從而在材料的分子電荷里造成不平衡，形成具有特殊電性能的半導(dǎo)體材料。在陽光照射下，具有特殊電性能的半導(dǎo)體內(nèi)可以產(chǎn)生自由電荷，這些自由電荷定向移動(dòng)并積累，從而在其兩端形成電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)用導(dǎo)體將其兩端閉合時(shí)便產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象被稱為“光生伏打效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”。

■ 光伏發(fā)電系統(tǒng)由哪些部件構(gòu)成？

答：光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏方陣（光伏方陣由光伏組件串并聯(lián)而成）、控制器、蓄電池組、直流/交流逆變器等部分組成。光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件是光伏組件，而光伏組件又是由光伏電池串、并聯(lián)并封裝而成，它將太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能。光伏組件產(chǎn)生的電為直流電，我們可以直接利用，也可以用逆變器將其轉(zhuǎn)換成為交流電后使用。從另一個(gè)角度來看，光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能可以即發(fā)即用，也可以用蓄電池等儲(chǔ)能裝置將電能存放起來，根據(jù)需要隨時(shí)釋放出來使用，其系統(tǒng)組成如下圖所示：

■ 為什么說光伏電力是綠色低碳能源？

答：光伏發(fā)電具有顯著的能源、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益，是優(yōu)質(zhì)的綠色能源之一。在我國平均日照條件下，安裝1千瓦分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，1年可發(fā)出1200度電，可減少煤炭（標(biāo)準(zhǔn)煤）使用量約400千克，減少二氧化碳排放約1噸。

根據(jù)世界自然基金會(huì)（WWF）研究結(jié)果：從減排二氧化碳效果而言，安裝1平米光伏發(fā)電系統(tǒng)相當(dāng)于植樹造林100平米。目前，發(fā)展光伏發(fā)電等可再生能源將是根本上解決霧霾、酸雨等環(huán)境問題的有效手段之一。

■ 光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是什么？

答：①太陽能資源取之不盡，用之不竭。

②綠色環(huán)保。光伏發(fā)電本身不需要燃料，沒有二氧化碳的排放，不污染空氣。不產(chǎn)生噪音。

③應(yīng)用范圍廣。只要能獲得光照的地方就可以使用太陽能發(fā)電系統(tǒng)，它不受地域、海拔等因素制約。

④無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，操作、維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。一套光伏系統(tǒng)只要有太陽，電池組件就會(huì)發(fā)電，加之現(xiàn)在均采用自動(dòng)控制數(shù)，基本不用人工操作。

⑤太陽電池生產(chǎn)材料豐富：硅材料儲(chǔ)量豐富，地殼豐度在氧元素之后，列第二位，達(dá)到26%之多。

⑥使用壽命長。晶體硅太陽能電池壽命可長達(dá)20~35年。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，只要設(shè)計(jì)合理、選型適當(dāng)，蓄電池的壽命也可長達(dá)10年。

⑦太陽電池組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小且輕，便于運(yùn)輸和安裝，建設(shè)周期短。

⑧系統(tǒng)組合容易。若干太陽電池組件和蓄電池單體組合成為系統(tǒng)的太陽電池方陣和蓄電池組；逆變器、控制器也可以集成。系統(tǒng)可大可小，極易擴(kuò)容。

能量回收期短，大約0.8-3.0年；能量增值效應(yīng)明顯，大約8-30倍。

■ 如何看待有報(bào)道說“生產(chǎn)光伏電池組件時(shí)消耗大量能源”的消息？

答：光伏電池在生產(chǎn)過程中確實(shí)要消耗一定的能量，其中工業(yè)硅提純、高純多晶硅生產(chǎn)、單晶硅棒/多晶硅錠生產(chǎn)三個(gè)環(huán)節(jié)的能耗較高。但是光伏電池在20年的使用壽命期內(nèi)能夠不斷產(chǎn)生能量。據(jù)測(cè)算，在我國平均日照條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)能量回報(bào)超過其能源消耗的15倍以上。在北京以最好的傾角安裝的1千瓦屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的能量回收期 為1.5-2年，遠(yuǎn)低于光伏系統(tǒng)的使用壽命期。也就是說，該光伏系統(tǒng)前1.5-2年發(fā)出的電量是用來抵消其生產(chǎn)等過程消耗的能量，1.5-2年之后發(fā)出的能量都是純產(chǎn)出的能量。所以，應(yīng)該從全生命周期的角度評(píng)價(jià)光伏電池的能耗。

■ 如何看待有報(bào)道說“生產(chǎn)光伏電池組件會(huì)產(chǎn)生大量污染物”的消息?

答:光伏電池組件生產(chǎn)包括高純多晶硅、硅錠硅片、光伏電池和光伏組件幾個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。相關(guān)污染的報(bào)道主要是指光伏組件的原材料-高純多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。高純多晶硅生產(chǎn)主要使用改良西門子法，該法將冶金級(jí)硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅，再加氫氣還原成太陽能級(jí)多晶硅，另外會(huì)形成副產(chǎn)物四氯化硅。四氯化硅遇潮濕空氣即分解成硅酸和氯化氫，如果處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生污染問題。但是目前我國多晶硅生產(chǎn)企業(yè)采用的改良西門子法已可做到閉路循環(huán)生產(chǎn)，將副產(chǎn)物四氯化硅和尾氣（氫氣和氯氣）回收利用，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。2010年12月，國家發(fā)布了《多晶硅行業(yè)準(zhǔn)入條件》，規(guī)定還原尾氣中四氯化硅、氯化氫、氫氣回收利用率不低于98.5%、99%、99%。因此，成熟的改良西門子法生產(chǎn)技術(shù)完全可滿足環(huán)保要求，不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染問題。

■ 我們有多少太陽光可以利用？它能夠成為未來主導(dǎo)能源嗎？

答：地球表面接受的太陽能輻射能夠滿足全球能源需求的1萬倍。地表每平方米平均每年接收到的輻射大約在1000-2000kWh之間。國際能源署數(shù)據(jù)顯示，在全球4%的沙漠上安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，就足以滿足全球能源需求。光伏發(fā)電具有廣闊的發(fā)展空間（屋頂、建筑面、空地和沙漠等），潛力十分巨大。

據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國僅利用現(xiàn)有建筑屋頂安裝分布式光伏發(fā)電，其市場(chǎng)潛力就大約為3億千瓦以上，再加上西部廣闊的戈壁，光伏發(fā)電市場(chǎng)潛力約為數(shù)十億千瓦以上。隨著光伏發(fā)電的技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模化應(yīng)用，其發(fā)電成本還將進(jìn)一步降低，成為更加具有競(jìng)爭(zhēng)力的能源供應(yīng)方式，逐步從補(bǔ)充能源過渡為替代能源，并極有希望成為未來的主導(dǎo)能源。