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清洁能源转型:发展太阳能的挑战与机遇
廉静祺
文章字数:1340
  当今全球气候变化日益严峻,其中,化石燃料燃烧产生的碳排放是导致气候变暖的主要因素。自我国明确提出“30-60”愿景以来,碳中和已经成为人类应对全球气候变化的共识,世界各国积极承诺实现碳中和目标。我国为有效降低碳排,并缓解能源结构过度依赖化石燃料的现状,开始大力发展清洁能源,其中太阳能受到了广泛关注。
  一、什么是太阳能
  太阳能是以太阳辐射为载体,通过光电效应或光热效应将太阳光转化为电能或热能的可再生资源。太阳能的主要来源为太阳辐射,地球表面接收到的太阳能十分庞大,远超人类目前的能源消耗总量。太阳能利用过程中不产生污染物,且资源取之不尽用之不竭,因此,其使用的全生命周期净排放趋近于零。综上可知,太阳能作为一种清洁、高效、可持续的能源载体,具有广阔的发展前景。
  二、目前存在的问题
  在成本方面,太阳能发电的初始投资成本较高。光伏组件、逆变器等设备的采购和安装需要大量的资金投入,规模地面电站需要占用大量的土地资源,这在一定程度上限制了其发展空间,尤其是在人口稠密的地区。建设大型地面电站的成本更高。此外,与传统的化石能源相比,太阳能发电的间歇性和波动性也增加了储能系统的需求,进一步推高了整体成本。
  在利用效率方面,光电转换效率是影响太阳能利用效率的关键因素。目前,光伏组件在实际运行中会受到温度、灰尘、阴影等因素的影响,导致发电效率下降,但主流晶硅电池的光电转换效率已经接近理论极限,提升空间有限。同时,太阳能发电的间歇性和波动性也给电网的稳定运行带来了挑战。
  三、未来发展改进的方向
  (一)降低太阳能发电成本,提升经济竞争力

  太阳能经济性的提升是其大规模应用的关键。未来,我国应着力于技术创新和规模化效应,以降低太阳能发电成本。
  加大对高效低成本光伏技术的研发投入(如钙钛矿电池、叠层电池等),通过探索新型材料、电池结构和制造工艺,拓宽发热途径等方式,以期提高光电转换效率,降低制造成本。另一方面,推动太阳能产业规模化发展,通过规模化生产也可以降低单位成本。因此,政府应出台相关政策,鼓励太阳能技术研发和产业化应用,提供资金补贴、税收优惠等支持,营造良好的产业发展环境,来提升太阳能的经济竞争力。
  (二)优化太阳能土地利用,保障可持续发展
  太阳能电站的土地占用问题日益凸显。未来,我国应加强太阳能土地利用相关技术的研发,在保障其发电效率的前提下,提高土地利用率。
  在地面电站建设方面,我国可以推广农光互补、渔光互补等模式,将太阳能发电与农业、渔业等产业相结合,实现土地的综合利用。在屋顶光伏方面,我国可以鼓励居民和企业安装屋顶光伏系统,利用闲置屋顶资源进行发电,减少土地占用;而在沙漠、戈壁等荒漠地区,我国可以建设大型光伏电站,将荒漠变为能源基地。
  (三)提升太阳能利用的稳定性,促进能源系统融合
  太阳能发电的波动性和间歇性给电网的稳定运行带来挑战。未来,我国应发展多种储能技术,平抑太阳能发电的波动性,保证电网的稳定性。同时,发展大规模储能电池、抽水蓄能、压缩空气储能等多种储能方式,可提高电网的灵活性和可控性;将太阳能与电力、热力等多种能源系统耦合,实现能源的综合利用,可提高能源系统的稳定性和效率。此外,建设智能电网,实施需求侧响应,引导用户调整用电行为,削峰填谷,提高电网稳定性。
  作者单位:中央民族大学

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