太阳能光伏的起源发展

早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。

20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展，这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。

20世纪90年代后，光伏发电快速发展，到2006年，世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划，到2003年日本光伏组件生产占世界的50%，世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。

世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期，发展更加迅速，1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%～13%提高到13%～15%，生产规模从1～5兆瓦/年发展到5～25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。

2006年的光伏行业调查表明，到2010年，光伏产业的年发展速度将保持在30%以上。年销售额将从2004年的70亿美金增加到2010年的300亿美金。许多老牌的光伏制造公司也从原来的亏本转为盈利。

据预测，太阳能光伏发电在21世纪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。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

2015年7月初，浙江省东阳市横店东磁20.7兆瓦屋顶光伏电站项目通过了国家发改委的验收，作为温室气体自愿减排项目予以备案，今后可参与温室气体排放量的交易。

位于陕西科技大学教学楼顶的屋顶光伏电站，是目前国内高校装机容量最大的屋顶光伏电站，自2012年11月起开始建设至2013年2月正式并网发电，迄今已累计发电150多万度，累计减排二氧化碳1500多吨，年均发电量60多万度。

2015年12月2日，联合光伏公布，将收购总装机容量约20兆瓦的两个光伏电站项目，这两个光伏电站分别来自新疆维吾尔自治区五家渠市和河北省唐山市，预期分别于12月底及2016年第一季实现并网并投产。总金额不超过3.56亿人民币，将以内部资源及外部融资拨付。

1、太阳能。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它的资源丰富，既可免费使用，又 无需运输， 对环境没有任何污染。 但太阳能也有两个主要缺点： 一是能流密度低； 二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺 点大大限制了太阳能的有效利用。 利用技术：光热转换-太阳能热水器 ，光电转换-太阳能光伏电池， 光化学转 换-光合作用。

2、地热能。地热能是来自地球深处的可再生热能， 它起源於地球的熔融岩浆和放射性物 质的衰变， 其利用可分成地热发电和直接利用两大类。如果热量提取的速度不超 过补充的速度，那麼地热能便是可再生的。不过，地热能的分布相对来说比较分 散，开发难度较大。 利用技术：直接燃烧、热化学转化、生物化学转化。

3、风能。风能是一种有巨大发展潜力的无污染可再生能源，特别是对沿海岛屿，交通 不便的边远山区， 地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到 的农村、 边疆， 作为解决生产和生活能源的一种可靠途径， 有著十分重要的意义。 即使在已开发国家，高效洁净的风能也日益受到重视。 利用技术：提水、风力发电、风帆助航、利用风能加热。

4、海洋能。海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和 散能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在於海洋之 中。 利用技术：潮汐能发电、波浪发电、海水温差能发电、盐差能发电、海流发电 。

5、生物能。生物质是指由光合作用而产生的各种有机体， 生物能是太阳能以化学能形式 贮存在生物中的一种能量形式， 一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来 源於植物的光合作用。在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳 能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。 利用形式：直接燃烧、热化学转化、生物化学转化。

6、氢能。氢能是一种二次能源， 因为它是通过一定的方法利用其他能源制取的，而不 像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采，这种能源总有枯竭的一天，而氢能 若能从中生产，则可望能抒解能源危机的警戒。

与常用的火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现在：

①无枯竭危险；

②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；

③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区；

④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；

⑤能源质量高；

⑥使用者从感情上容易接受；

⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。

缺点：

①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；

②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。

③发电成本高

④光伏板制造过程中不环保

生物质能生物质能是指能够当做燃料或者工业原料，活着或刚死去的有机物。生物质能最常见于种植物所制造的生物燃料，或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物；也包括以生物可降解的废弃物(Biodegradable waste)制造的燃料；但那些已经变质成为煤炭或石油等的有机物质除外。

许多的植物都被用来生产生物质能，包括芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和棕榈树。一些特定采用的植物通常都不是非常重要的终端产品，但却会影响原料的处理过程。因为对能源的需求持续增长，生物质能的工业也随着水涨船高。

虽然化学燃料原本为古老的生化质能，但是因为所含的碳已经离开碳循环太久了，所以并不被认为是种生物质能。燃烧化学燃料会排放二氧化碳至大气中。

像一些最近刚发展出来的生物质能制造的塑胶可以在海水中降解，生产方式也和一般化石制造塑胶相同，而且相较之下生产成本还更便宜，也符合大部分的最低品质标准，但使用寿命比一般的耐水塑胶还要短。

风能风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有94.1百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了4倍以上。

现代利用涡轮叶片将气流的机械能转为电能而成为发电机。在中古与古代则利用风车将搜集到的机械能用来磨碎谷物或抽水。

回答于 2019-03-27

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一、太阳能

太阳能，是指太阳的热辐射能（参见热能传播的三种方式:辐射），主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

二：发展历程

据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近年的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。在1615年～1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段。

第一阶段

第一阶段（1900~1920年），清立新能源在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。

第二阶段

第二阶段（1920~1945年），在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战（1935~1945年）有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。

第三阶段

第三阶段（1945~1965年），在第二次世界大战结束后的20年中，

比较突出的有：1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。1960年，在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨——水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨。1961年，一台带有石英窗的斯特林发动机问世。

第四阶段

第四阶段（1965~1973年），这一阶段，太阳能的研究工作停滞不前，主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段，尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。

第五阶段

第五阶段（1973~1980年），自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退的关键因素，1973年10月爆发中东战争，石油输出国组织采取石油减产、提价等办法，支持中东人民的斗争，维护该国的利益。

第六阶段

第六阶段（1980~1992年），70年代兴起的开发利用太阳能热潮，进入80年代后不久开始落潮，逐渐进入低谷。世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费，其中美国最为突出。

第七阶段

第七阶段（1992年~至今），由于大量燃烧矿物能源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成威胁。

1995年国家计委、国家科委和国家经贸委制定了《新能源和可再生能源发展纲要》 在（1996 ~ 2010年）制出，明确提出中国在1996-2010年新能源和可再生能源的发展目标、任务以及相应的对策和措施。这些文件的制定和实施，对进一步推动中国太阳能事业发挥了重要作用。

第八阶段

全世界光伏板并网，贮能难的问题就有改善。

所谓生物质发电，就是利用秸秆、稻草、蔗渣、木糠等植物燃料直接燃烧或发酵成沼气后燃烧，燃烧产生的热量使水蒸汽带动汽轮机发电。目前国内最大的机组为1.5万千瓦，主要是将平原地带农民废弃的麦杆、稻草拿来燃烧发电，燃烧后的草木灰作为肥料，国家视作清洁能源，有政策补贴，但目前已运行的机组基本上亏损....... 生物质发电主要是利用农业、林业和工业废弃物为原料，也可以将城市垃圾为原料，采取直接燃烧或气化的发电方式。 近年来中国能源、电力供求趋紧，国内外发电行业对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物质资源的开发利用给予了极大的关注。于是生物质能发电行业应运而生。 世界生物质发电起源于20世纪70年代，当时，世界性的石油危机爆发后，丹麦开始积极开发清洁的可再生能源，大力推行秸秆等生物质发电。自1990年以来，生物质发电在欧美许多国家开始大发展。 中国是一个农业大国，生物质资源十分丰富，各种农作物每年产生秸秆6亿多吨，其中可以作为能源使用的约4亿吨，全国林木总生物量约190亿吨，可获得量为9亿吨，可作为能源利用的总量约为3亿吨。如加以有效利用，开发潜力将十分巨大。 为推动生物质发电技术的发展，2003年以来，国家先后核准批复了河北晋州、山东单县和江苏如东3个秸秆发电示范项目，颁布了《可再生能源法》，并实施了生物质发电优惠上网电价等有关配套政策，从而使生物质发电，特别是秸秆发电迅速发展。 最近几年来，国家电网公司、五大发电集团等大型国有、民营以及外资企业纷纷投资参与中国生物质发电产业的建设运营。截至2007年底，国家和各省发改委已核准项目87个，总装机规模220万千瓦。全国已建成投产的生物质直燃发电项目超过15个，在建项目30多个。可以看出，中国生物质发电产业的发展正在渐入佳境。 根据国家“十一五”规划纲要提出的发展目标，未来将建设生物质发电550万千瓦装机容量，已公布的《可再生能源中长期发展规划》也确定了到2020年生物质发电装机3000万千瓦的发展目标。此外，国家已经决定，将安排资金支持可再生能源的技术研发、设备制造及检测认证等产业服务体系建设。总的说来，生物质能发电行业有着广阔的发展前景。