太陽能是取之不盡、用之不竭的清潔能源。如何更高效、便捷、經濟地將太陽能轉換為電能，是當前世界關注的熱點——
新年伊始，合肥市提出在推進建筑光伏一體化的同時，大力實施“光伏下鄉(xiāng)”“光伏扶貧”工程，打造“中國光伏應用第一城”。什么是光伏發(fā)電?其技術現在是否成熟?它能否成為未來替代煤炭、石油等化石能源的主要清潔能源?帶著一連串的疑問，記者走進我省光伏發(fā)電設備的領軍企業(yè)——陽光電源，一探究竟。
萬物生長靠太陽 太陽能是用之不竭的清潔能源
“太陽能十分巨大，中午時太陽照在地球上，每平方米可產生1千瓦的電能!”談起光伏發(fā)電，陽光電源董事長、2014年度“安徽省重大科技成就獎”獲得者曹仁賢充滿激情，“太陽能是取之不盡、用之不竭的清潔能源。”他認為，以太陽能為代表的清潔能源取代傳統化石能源不可避免，關鍵是如何能更高效、便捷、經濟地通過光伏發(fā)電技術，將太陽能轉換為電能。
光伏發(fā)電是利用半導體材料的光生伏特效應，將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術。早在1839年，法國科學家貝克雷爾就發(fā)現，光照能使半導體材料的不同部位之間產生電位差。這種現象后來被稱為“光生伏特效應”，簡稱“光伏效應”。1954年，美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成實用的單晶硅太陽電池，將太陽光能轉換為電能的實用光伏發(fā)電技術誕生。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護，可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置?，F在，不論是獨立使用還是并網發(fā)電，光伏發(fā)電系統均主要由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成。
二十世紀70年代后，隨著現代工業(yè)的發(fā)展，全球能源危機和大氣污染問題日益突出，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變人類的能源結構，維持長遠的可持續(xù)發(fā)展，這之中太陽能以其獨有的優(yōu)勢而成為人們重視的焦點。豐富的太陽輻射能是取之不盡、用之不竭、無污染、廉價、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦時，假如把地球表面0.1%的太陽能轉為電能，轉變率5%，每年發(fā)電量相當于世界上能耗的40倍。
經過半個多世紀的發(fā)展，光伏發(fā)電技術已日臻成熟。與常規(guī)發(fā)電技術相比，光伏發(fā)電沒有中間轉換過程，發(fā)電過程極為簡潔，也不消耗資源;整個系統安全可靠、無噪聲、低污染，運行維護和管理簡單，對環(huán)境是零污染、零排放。
我國有荒漠面積108萬平方公里，主要分布在光照資源豐富的西北地區(qū)。1平方公里面積可安裝100兆瓦光伏陣列，每年可發(fā)電1.5億千瓦時;如果開發(fā)利用1%的荒漠，就可以發(fā)出相當于我國2003年全年的耗電量。目前，西部很多地區(qū)每年日照量都在2000小時以上，海南更是達到2400小時以上，我國是名副其實的太陽能資源大國，光伏發(fā)電產業(yè)空間巨大!
10年成本降10倍 我省光伏發(fā)電技術躋身世界前列
光伏發(fā)電的前景誘人，光伏發(fā)電的技術也在不斷完善，成本不斷下降。曹仁賢告訴記者，10年前太陽能電池的成本是40元/瓦，現在是4元/瓦，10年成本下降10倍，考慮到物價上漲因素，成本下降幅度更大。而作為光伏發(fā)電不可或缺的重要設備，光伏逆變器的成本也從10年前的4元/瓦，降低到現在的0.4元/瓦左右，也下降了近10倍。這樣一來，光伏發(fā)電的總成本與10年前相比也幾乎下降了10倍!
光伏逆變器是太陽能光伏發(fā)電系統中的關鍵設備之一，其作用是將太陽電池發(fā)出的不穩(wěn)定直流電變換成為符合電網或負載電能質量要求的交流電。創(chuàng)立于1997年的陽光電源在近20年的時間里，通過自主創(chuàng)新，把光伏發(fā)電的關鍵設備——光伏逆變器，真正做到了技術世界一流，并使得逆變器的成本大幅下降，迫使ABB、西門子等西方光伏巨頭紛紛退出中國市場。
曹仁賢則把逆變器形象地比喻為一座橋梁，一頭連著太陽能發(fā)電板，一頭連著國家電網。他們一直努力把這座“橋”做得結實，使電流轉換更平穩(wěn)、更流暢、效率更高?，F在，陽光電源已成功研發(fā)出全球最高轉換效率(轉換率達99%)的商業(yè)化組串式逆變器。同時，又提出“無損逆變器”的概念，借助電力電子技術和微電子技術，通過設計優(yōu)化，盡量減少傳遞環(huán)節(jié)和變換環(huán)節(jié)部分的電能損耗，提高整個電站的效率。
10年來，陽光電源的產品先后成功應用于北京奧運鳥巢、上海世博會、西部大型光伏電站、國家“送電到鄉(xiāng)”工程、福建沿海風電場等眾多重大的光伏和風力發(fā)電項目，開發(fā)建設了甘肅酒泉、合肥國家分布式光伏發(fā)電示范等諸多優(yōu)質的光伏電站項目。光伏逆變器市場占有率連續(xù)多年位居國內第一，并先后通過多項國際權威認證測試，產品已批量銷往德、意、法、美等40余個國家。2013年，陽光電源的光伏逆變器出貨量位居全球第二。
“我們現在變出的電能質量，比電網送出的電能質量還要好!”談起光伏逆變技術，曹仁賢信心滿滿。從一開始為一個牧民家庭點亮一盞燈，到后來為一個學校、一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體供電，再到現在終于把太陽能電流接入國家大電網，送給千家萬戶，陽光電源通過不斷創(chuàng)新，引領我國光伏發(fā)電技術跨入世界先進行列。
光伏發(fā)電加儲能 讓千家萬戶享受陽光普照
一個小家庭投資不到3萬元，裝個3千瓦的太陽能發(fā)電裝置，在我省的光照條件下每年可發(fā)電3000千瓦時;如果賣給電網，按現行政策電網將按每度1元的價格付給你3000元。曹仁賢告訴記者，目前合肥市正在推廣這種家庭分布式光伏發(fā)電系統。
2014年，為鼓勵人們使用清潔能源，合肥市在全國首個出臺光伏“度電補貼”政策。
對城鎮(zhèn)居民家庭式光伏電站，市財政按裝機容量一次性給予3元/瓦補貼;對農戶建成并網的家庭式光伏電站，按裝機容量一次性給予4元/瓦補貼;對裝機規(guī)模超過0.1兆瓦且建成并網的屋頂光伏電站項目、按裝機容量一次性給予屋頂產權人10萬元/兆瓦的獎勵。
但這種分布式光伏發(fā)電系統有個缺點，就是晴天陽光充足時發(fā)電量大，而陰雨天和夜晚則無法供電，用戶還需依賴火電。目前的解決方法是在有太陽照射的情況下，光伏發(fā)電系統的電能在供給用戶的同時，多余或不足的電力通過聯接電網來調節(jié)。曹仁賢透露，儲能應用系統在歐美等發(fā)達國家的應用已經比較廣泛，他們也正在大力研發(fā)大容量的儲能設備，將光伏發(fā)電系統白天發(fā)出的多余電能儲存起來，留到晚上或陰雨天用。通過技術攻關，現在儲能設備的成本每年下降10%，5年后光伏發(fā)電加儲能設備必將走進千家萬戶，成為人們離不開的清潔能源。曹仁賢認為，讓更多的家庭、小區(qū)成為使用清潔能源自給自足的零能耗中心、零排放中心，這是陽光電源的“陽光夢”，在不遠的將來一定能夠實現。
去年，我省僅合肥市就實現光伏產業(yè)產值近250億元，同比增長約80%;建成20萬千瓦的分布式光伏電站，成為全國省會城市之最。截至目前，我省累計建成光伏電站50萬千瓦，其中超過80%為去年新建。根據規(guī)劃，到2015年，合肥市將建成太陽能光伏光熱建筑一體化項目200個以上;安裝各類太陽能光伏路燈、景觀燈10000套以上;光伏電站裝機容量達到500兆瓦以上;光伏產業(yè)產值超過300億元，在國家光伏發(fā)電規(guī)?；瘧檬痉冻鞘兄形痪忧傲?，成為全國重要的光伏生產、光伏發(fā)電企業(yè)集聚地，讓千千萬萬的人享受到陽光普照的恩澤。
◆我國光伏扶貧與光伏下鄉(xiāng)項目——肥東縣長臨河鎮(zhèn)家庭光伏電站。
