太陽能發電廠
太陽能發電廠
太陽能發電廠是一種用可再生能源——太陽能來發電的工廠，它利用把太陽能轉換為電能的光電技術來工作的。目前德國利用太陽能來發電可供55萬個家庭用電所需，是利用太陽能發電的世界冠軍。
目前，太陽電池主要有單晶硅、多晶硅、非晶態硅三種。單晶硅太陽電池變換效率最高，已達20%以上，但價格也最貴。非晶態硅太陽電池變換效率最低，但價格最便宜，今後最有希望用於一般發電的將是這種電池。一旦它的大面積組件光電變換效率達到10%，每瓦發電設備價格降到1－2美元時，便足以同現在的發電方式競爭。估計本世紀末便可達到這一水平。
根據世界能源權威機構的分析，世界已探明的主要礦物燃料儲量和開採量不容世人樂觀。石油剩餘可采年限僅有41年，其年佔世界能源總消耗量的40.5%；天然氣剩餘可采年限61.9年，其年佔世界能源總消耗量的24.10%；煤炭剩餘可采年限230年，其年佔世界能源總消耗量的25.2%；鈾剩餘可采年限73年，其年佔世界能源總消耗量的7.6%；另有水力，其年佔世界能源總消耗量的2.6%。
傳統的燃料能源正在一天天減少，能源問題已經成為不容忽視的全球性問題。尋找新能源，已經成為當務之急。很快人們就把目光聚焦在了身邊的可再生能源，風能、太陽能、地熱、生物質發電……這些新能源都成為替代傳統一次性能源的新目標。而每天豐富的太陽輻射能是取之不盡、用之不竭的，無污染，廉價，是人類能夠自由利用的能源，成為最先納入人們視野的最佳選擇。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦，如果把地球表面0.1%的太陽能轉為電能，轉變率為5%，每年發電量可達5.6×1012萬千瓦時。
我國是太陽能資源豐富的國家之一。我國有荒漠面積108萬平方公里，主要分佈在光照資源豐富的西北地區。1平方公裡面積可安裝100兆瓦光伏陣列，每年可發電1.5億度；如果開發利用1%的荒漠，就可以發出相當於我國2003年全年的耗電量。目前，在我國的北方、沿海等很多地區，每年的日照量都在2000小時以上，海南更是達到了2400小時以上，是名副其實的太陽能資源大國。
如此巨大的能源儲備，我們開發的情況又是如何呢？
太陽電池能將太陽能轉換成直流電能，太陽電池的生產是光伏產業鏈中最關鍵的一環。目前世界上應用最廣泛的太陽電池是晶體硅太陽電池，而生產晶體硅太陽電池的原材料——高純度多晶硅在我國卻極度短缺，絕大部分需要依賴進口。據中國工程院的專家調查，2005年我國對多晶硅的需求量為3800噸，其中光伏產業需求2691噸，而2004年我國多晶硅的產量只有60噸，即使全部供應光伏產業，也僅是市場需求的2.6%，其餘只能依賴進口。從而形成了中國光伏產業著名的“兩頭在外”現象：九成以上的原材料依賴進口，九成以上的產品出口。表面上原因是太陽能電池成本過高，暫不適於國內廣泛應用。而造成這一現象直接原因在於技術跟不上，原材料受控。
太陽能光伏電池的製造鏈為：石英砂——多晶硅——切割變為矽片（或者變為單晶硅）——電池以及電池組件（單個電池片無法發電），再將組件組合，最後安裝在工程項目上用於發電。跨國公司壟斷的產品，恰恰就是多晶硅。全球的七大公司，幾乎控制了所有的高純度多晶硅銷售和製造，他們既不合作、也不合資，技術完全封閉。
事實上，多晶硅的上游原材料石英砂在我國並不缺乏。不少海外的多晶硅公司都從中國直接採購。但中國企業對於硅的提純技術，一直毫無進展。上世紀90年代，國內有40多家小型公司都在研究多晶硅技術，但就是沒有一家公司可以承擔大型的多晶硅生產。技術瓶頸無法突破，處處畢將受制於人，所以即使有原材料無技術，也只能成為廉價的國外環保產業加工廠。從而也導致了我國太陽能產業裹足不前。太陽能電池發電的成本與傳統的煤炭發電成本比，目前太陽能發電的上網電價則約為3.5元/千瓦時，是普通發電機組上網電價的10倍左右，如此高昂的費用，顯然沒有普及的可能，所以我們也只好在享受暖暖陽光的同時，看著大量的能源在身邊流失，而無能為力！
為了使太陽能發電早日親近於民，國內研究機構也做了大量的工作。近日，日本科學技術振興機構牽頭、中國武漢理工大學、清華大學、上海硅酸鹽研究所及日本宇宙航空研究開發機構、日航空宇宙技術振興財團、東芝以及日本東北大學參與的太陽能光熱複合發電系統將繼續進行共同開發，並將於今年4月開始在我國內蒙古的沙漠地區進行為期一年的耐久性模型試驗，且逐漸轉入無人運行。太陽能光熱複合發電系統是利用可見光及普通太陽能系統無用或有害的紅外線的新型發電體系。該系統通過特殊鏡頭把集聚的太陽光分離為可見光線和紅外線，可見光線經過反射用於小型太陽能電池，紅外線透過特殊鏡頭用於電熱發電模塊發電。由於同時利用了可見光和紅外線兩種能源，發電效率是現行太陽能發電的2倍。此外該系統還可利用廢熱提供熱水，太陽能利用率達到了65%以上。由於沒有可拆卸零件，是一種免維修的發電方式，適用於沙漠地區。該系統作為國家支援西部地區“光明工程"的一部分，將為中國西部2300萬缺少電力的家庭提供電力。
近日還有消息傳來，中國科技大學研製出一種新型定日鏡，能有效跟蹤太陽的旋轉，這使得利用太陽能發電有望比煤電發電內部成本更低廉。這種定日鏡的鏡面對任何方位太陽光的入射，均能有效地消除由鏡面設計的缺陷而造成的像差，能有效地跟蹤太陽的旋轉，其控制體系能由通常定日鏡所需二維控制降為只需進行一維控制。由於太陽能聚光鏡成本的大幅度降低，人類將獲得比煤電內部成本更為低廉的電力。
由此可見，通過多方努力太陽能發電在中國並非是在電力緊張時的一個新能源概念炒作，多年來只聽樓梯響不見主角登場的局面也將成為過去式，太陽能作為最具潛力且資源最豐富的可再生新能源，其大量應用於發電的日子不會叫我們等很久！
巴伐利亞州將建成大型太陽能發電場
太陽能發電技術位居世界前列的德國，在巴伐利亞州法蘭哥尼亞地區的阿恩施泰因建成大型的太陽能發電場，其發電功率為12.4兆瓦，可以同時滿足3500戶家庭的用電需要。
這座太陽能發電場佔地77公頃，將擁有1500套太陽能發電裝置。它由兩家私人企業聯合策劃，建成后發電功率是目前世界上最大的5兆瓦風力發電站的兩倍多。這兩家企業計劃完全通過私人購買的方式，籌集建場所需的7500萬歐元。個人購買套太陽能發電裝置的需要先投資1.44萬歐元。據調查，這種集資建太陽能發電場的全新途徑在德國有著廣闊的發展前景。
生產可再生能源的現代科學技術在德國一直廣受歡迎。德國環境部委託該國Forsa市場調查機構於2005年5月初進行調查，調查結果顯示，接近62%的德國人認為應該增加在可再生能源方面的投入。大部分受訪者支持利用風力發電，並贊同努力在未來20至25年內實現。利用海上風力發電站，可滿足該國15%的電力需求。
在未來20年至30年內，太陽能是另一個將獲得長足發展的能量來源。調查結果還顯示，有85%的德國民眾將太陽能視為替代傳統能源的理想選擇。
家發電還能賣給政府
1973年第一次石油危機的爆發對日本產生了重大影響，石油危機終結了日本經濟高速增長的時代。此後，日本政府提倡節省能源，加強新能源開發，放寬能源限制，大力開發新能源，採用太陽能、風能、燃料電池、氫能、超導能等。日本正在極力謀求多角度、全方位的能源安全措施，通過這些努力來保護環境，構築新層次的可持續發展的社會。在替代能源和節能技術的研發上，日本捨得投入，力圖確保未來能源科技的制高點，推出"新陽光計劃"，每年撥款570多億日元研究再生能源技術、能源輸送與儲存技術等。
在日本，太陽能發電是非常普及的。在家庭方面，太陽能發電普及的難點就是費用非常高。購買太陽能發電裝置的費用能否比電費合算是關鍵，這在以前也是做不到的。當時的太陽能發電裝置很難賣出去，正是因為賣的數量少，所以不能大規模批量生產。
現在，家庭購買這種裝置，一半的費用由政府來補貼，所以現在賣出去的越來越多，價格也隨之降低了。據了解， 10年前，日本3千瓦的發電設備價格約為600萬日元，這大概夠交幾十年的電費，而現在的市場價格降低了一半。摺合成人民幣，約從40萬元降到了20萬元左右。
在日本使用太陽能發電裝置還有一個獨特的好處：白天不用電，而是發電賣給電力公司或者政府，而後者也積極收購，這樣得到的收入可以用來抵消部分電費。根據統計資料可以看到一個有意思的情況--在普及了太陽能發電裝置的家庭，節電工作反而做的更好。
2006年將建設世界最大太陽能電廠
韓國全羅南道政府日前稱，他們將於4月份與美國公司一起建設世界最大太陽能電廠，每小時發電17兆瓦。
該電廠發電量遠遠超過德國同類型電廠每小時5兆瓦發電量，目前屬世界最大的太陽能發電廠。
早些時候，全羅南道政府與美資全資擁有的Kore集團達成項目協議，該項目注入外資1．5億美元。
立法推動太陽能開發
眾所周知，以色列是一個日照充足、太陽能資源條件較好的國家，在太陽能利用技術的研究與開發方面，不但受到政府主管部門、研究機構和企業的高度重視，同時，還與美國、歐洲、澳洲等國家和地區有廣泛的合作關係，從而使以色列在此領域一直處於世界領先行列。
一座佔地1000英畝、發電功率為50萬千瓦的世界最大的太陽能發電廠，將在以色列南部內蓋夫沙漠中建設。該太陽能電廠一期發電能力將達10萬千瓦，到2012年工程全部完工時，發電能力將達到50萬千瓦，發電量約佔以全國電力生產的5% 。長期以來，以色列一直重視對太陽能技術的研究與開發，國內著名的研究機構在太陽能開發技術領域取得了許多重要成果，使以色列在開發和利用太陽能技術方面保持世界領先水平。但由於太陽能發電成本居高不下，極大地制約著以色列太陽能的開發和利用。這座電站是以色列的第一座太陽能電站。
近幾年石油價格的持續高漲，使得太陽能等可再生能源越來越受到青睞，特別是開發太陽能發電技術的光伏產業引起了我國各地的重視。
一直以來掣肘太陽能產業發展的多晶硅原料瓶頸或許將在兩年後被打破。到2010年，全球多晶硅產能將達到目前的三倍，而中國在太陽能領域將成為全球的一個領導者。當前太陽能產業發展主要受到多晶硅高成本的制約。但預計，到2010年，全球多晶硅的產能將達到現在的三倍。值得注意的是，這部分新增產能中有相當一塊來自中國。這樣一來，多晶硅生產成本將會下降到當前市場上那些領先廠商的水平。屆時，中國在太陽能領域也將成為全球的一個領導者。
太陽能電池的製造成本已經與傳統電廠峰值時候的成本很接近。“而且太陽能電的成本隨著裝機容量翻倍，還會下降20%。而根據歷史經驗，每年成本還可實現下降5%。”
日前發布的《中國新能源產業年度報告2007》顯示，目前中國已建和在建的多晶硅計劃產能高達63560噸，到2008年大約可以形成1.8萬噸多晶硅年生產能力。
據報道，歐盟科學家近日提議在非洲撒哈拉沙漠建立太陽能發電廠，主要系看好沙漠地區陽光充裕，太陽能發電效能比起北歐強3倍，科學家認為，只要能補捉到撒哈拉沙漠0.3%陽光，便足夠供應整個歐洲用電需求，整個計劃約需357億英鎊，而在沙漠建築太陽能電廠面積與英國韋爾斯(Wales)面積接近。儘管歐洲市場受各國太陽能獎勵補助不同而使得需求跟著波動，但歐盟科學家近日提議卻可望再創一波需求高峰，歐盟科學家建議斥資357億英鎊，在非洲撒哈拉沙漠建造太陽能發電廠，預估將可供應整個歐洲所需電力，而該項提議更獲得英國首相布朗及法國總理薩克齊支持。
科學家預估，若該計劃得以快速落實，預估2050年前該電廠便能產生1,000億瓦(100GWp)電力，由北非輸往全歐電纜成本，預估未來40年約需10億歐元，若再搭配英國和丹麥風力發電、冰島與義大利地熱發電等，全歐洲有用之不竭的乾淨再生能源電力網路，該項提議也獲得英國首相布朗及法國總理薩克齊的支持。