清研科普 太阳能老的很的“新能源”小编最近听到了光伏电站与建筑物一体化的这个概念,但发现自己对太阳能好像知之甚少,于是赶紧跑来先问问专家太阳能的发展旅程,对其有个基础了解以便进一步学习。
我们知道,新能源的“新”并不代表它是近些年出现或发明的,而是相对于传统能源在作为能源的同时,可以做到减少污染的可再生能源,其中太阳能可以算是新能源家族中老的不能再老的一位了。
早在1839年,法国科学家E.Becquerel发现光照可以使半导体材料的不同部位产生电位差,若用导线将不同部位连接起来,则有电流输出,这种现象被称作“光生伏特效应”,在文章:“最易懂的“光电转化原理”介绍”有详细介绍;1882年第一台“太阳能发动机”出现在法国,被用来给印刷机提供动力;1883年,JOHN ERICSSON发明了一种“太阳马达”,使用抛物槽结构(PTC)来聚焦太阳辐射以运行蒸汽锅炉,PTC至今仍在太阳能热电站中使用。至于更早的在公元年前,人类对光的应用我们就不提了,这里主要讲述一下太阳能作为光伏的发展。
在这个阶段,太阳能的应用都是小打小闹,技术也并不成熟,真正的改变是在“光生伏特效应”发现后的115年,也就是1954年,美国贝尔实验室发现在硅中掺入一定的物质可以使其对光更加敏感,制作了第一个有实际应用价值的太阳能电池。至今为止,太阳能电池的基本结构和机理没有发生改变。
在太阳能电池刚刚问世的时候,发电成本可不是如今的一块钱每瓦,而是高达300美元。那这么高的成本,太阳能电池是如何活下来并发展到今天这个地位的呢?
还要得益于美国国防和航天工业的推动。下图所示卫星的名字叫做“领航一号”,它发射于1958年,作为第一个携带太阳能电池的卫星,它的卫星通讯寿命相对于之前发射携带化学电池的卫星增加了20余倍,它的成功进一步推动了光伏技术发展,发电成本降到20美元每瓦。同年,中国研制出了首块单晶硅。1960年,太阳能电池首次实现了并网运行。
而后20世纪70年代第一次石油危机促进了太阳能商业化的发展,各国纷纷定制了可再生能源的各类发展计划,太阳能产业逐步走向大众。我国太阳能光伏制造业同样起源于这个时代,中央和地方政府在光伏行业投入大量资金,做了许多示范工程,拉开了中国光伏发电的前奏。
时间迈入21世纪,生态环境进一步恶化,全球变暖日益严重,各国政府再一次推出再生能源补贴政策,太阳能行业的重要性逐渐凸显,得到大力支持,得以繁荣发展。
2000-2010年间,全球太阳能装机量迅速增加,以德国、意大利、西班牙为先,整个欧洲区域是全球光伏装机的核心地区。根据欧洲光伏工业协会 2011 年 5 月发布的《Global Market Outlook for Photovoltaics Until 2015》,全球光伏累计装机量在 2000 年为 1.5GW博鱼·boyu体育,到2010年提高到39.5GW,年均复合增长率高达 38.7%,太阳能发电成本早已无需考虑。
中国光伏产业同样迈入发展热潮,却迎来了当头一棒:欧洲大规模取消补贴,全球需求极速下滑,美国和欧盟对华的光伏征收反补贴和反倾销税,中国光伏陷入发展困境。转机在2013年,中国发布了以《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》为代表的若干份支持光伏产业的政策文件,将国内的装机热潮推向一个新高点。
2018年,中国太阳能产能占全球比已超过一半。2022年,全球新增光伏并网装机量达到230GW,同比增长35.3%。其中,中国新增光伏装机量87.4GW,同比增长59.3%。
在这期间,中国逐步取代欧洲,开始成为全球最大的光伏装机市场。同时随着中国光伏装机量的增加,全球的光伏产业链也逐渐转移到了中国,前十大企业中国公司的数量分别为:硅料6家、硅片10家、电池片8家、组件8家。中国变成了太阳能产业的“主宰”。通过下图硅料产能的变迁,可以看到我国是如何一步步抢夺光伏产业链的市场份额的。
如果说1839年是它的诞生,那目前的它正处于青年期,充满活力,未来可期。随着光伏发电应用场景的不断扩展和产业融合,比如光制氢、光伏与建筑一体化等,全球光伏产业将继续行驶在高速发展快车道。
小编听完以后懂了:太阳能作为早早就被发现并应用的能源,在近几十年间场景应用得到广阔发展,技术得到迅猛发展,从最早的天价成本到如今的随处可见。目前,中国占据了太阳能产业领头羊的地位,在未来将会与各类产业融合继续发展。