指尖上的光伏—光伏的田野

　　清晨，金色的阳光穿透湛蓝的天空，洒在广袤无垠的地球之上。这里，每一片森林，每一块绿洲，每一个城市，每一个乡村，无不沐浴在灿烂的阳光之下。阳光中的能量，照亮了人类居住的城市和乡村，将地表的温度维持在人类适宜生活的温度，让绿色植物得以生长进行光合作用，让湖泊的水蒸发到空中形成云和雨，让热空气上升形成风。阳光中的能量在天空、大地、森林、山峦、城市间循环往复，川流不息。所有这些，只利用了太阳光中能量的2%而已，其余的均在反射和吸收中被白白消耗了。庆幸的是， 今天我们终于找到了一种直接利用太阳能的捷径：将光能直接转化为电能， 这就是光伏电池。

　　由于其安全、无污染和资源无限等优良属性，太阳能成为人类发展所必需的清洁能源。尽管目前与水电、火电相比，太阳能开发利用的成本还很高，但太阳能的潜力巨大，前景非常广阔，随着其技术的不断进步和成本降低，太阳能，尤其是光伏发电的竞争力开始显现，使其成为继风电和生物质发电之后，又一个可以大规模开发利用的可再生能源技术。

　　从我国资源禀赋来看，就资源的可获得性而言，与水电、核电和风电等技术相比，太阳能发电资源几乎没有限制。太阳能资源的利用与所用的技术、方式和面积有关。截至2010年年底，中国已有建筑面积约450亿m2，屋顶和南立面至少有50亿m2，20%的可利用面积即可安装大约100 GW(1亿kW)太阳能光伏系统。中国有大约120万km2的戈壁和荒漠面积，开发利用5%的荒漠可安装超过50亿kW(5 000 GW)太阳能光伏发电系统，年发电量可以达到6万亿kWh，是美国2010年发电量总和的1.5倍，相当于我国2015年预测的发电量总和。

　　光伏系统能在合适的陆地和建筑物上的任何地方开发。光伏系统是组件式的，这提供了规模上的灵活性。光伏系统能在靠近需求中心处安装，它们的发电峰值与电力峰值需求一致。光伏的特点除了可再生和清洁外，还具有能量密度低、带有随机性、尚不能商业化储存的特性，它最适合的是采用分散式/分布式开发方式。光伏分布式发电自发自用，多余上传，减小对电网的压力。容量小，电压等级低，接近负荷，接入配电网，节省输电投资。

　　近几年，一种新的建筑方式随光伏技术发展应运而生。将光伏发电与建筑物相结合，在建筑物的外围结构表面上布设光伏器件产生电力，从而使建筑物产生绿色能源，这就是太阳能光电建筑。光伏与建筑的结合有如下两种方式：一种是光伏系统覆盖在建筑屋顶上，组成光伏发电系统， 叫作BAPV，比如屋顶的光伏电站;另外一种是建筑材料与光伏器件相集成，用光伏器件直接代替建筑材料，即光伏建筑一体化(BIPV)，如将太阳光伏电池制作成玻璃幕墙、窗户玻璃、太阳能电池瓦等，这样不仅可开发和应用新能源，还可与装饰美化合为一体，达到节能环保效果，是今后的发展光伏应用的趋势。 从建筑、技术和经济角度来看，太阳能光电建筑有诸多优点：无需占用宝贵的土地资源;能有效地减少建筑能耗，实现建筑节能;降低墙面及屋顶的温升;无噪音、无污染物排放、不消耗任何燃料，具有绿色环保概念，可增加楼盘的综合品质。