光伏发电系统最大功率追踪控制研究(3)
必将导致世界经济危机和地区冲突的加剧，最终葬送现代市场经济与人类文明。
所以，不管是哪一种常规能源结构，人类都面临着日趋严重的能源危机。
1.1.2 中国的能源问题
目前，中国面临的一大能源问题在于：能源消耗的速度过快，而相应的储备
却不足。根据 2002 年底的统计，我国已经探明的经济可开发能源总储量约占世
界总量的10.1％，剩余的能源储量资源保证程度仅为 129.7 年。综合估算我国国
内能源的消费量，除煤炭资源尚能满足 21 世纪的需求以外，如果不考虑进口，
其他能源资源只能文持到 2020 年的消费增长。
1.1.3 应用化石能源带来的环境问题
化石能源的大量使用对环境所造成严重的影响，集中表现在下述几个方面：
1)每年化石燃料燃烧排放出数量巨大的二氧化碳，二氧化碳是造成气候变暖
的主要因素。目前大气中的二氧化碳大约以每年 1.5～1.8 百万分之一的速度增
加，照此速度发展下去，2030 年将达到 600 百万分之一，将导致全球气温上升
1.5～4.5℃。这会给人类生存带来灾难性的影响。
2)在可预见的未来，人类还会继续大规模地使用化石能源，并且总体使用情况仍呈增加的趋势。主要原因在于：随着经济、社会的发展，全球总人口呈增加
的态势，这将导致对化石燃料需求的增加，温室效应还会继续发展。
3)酸雨问题。尽管目前通过多种技术手段，已经有效控制和减少酸雨现象，
但是随着油气能源进一步短缺，更多的煤炭将被使用，造成煤炭占一次能源的比
例及总量都在增加，酸雨问题很有可能出现反弹。
1．2 人类在新能源方面的探索
为了解决上述传统能源所带来的困境， 世界上许多国家都在提高能源使用效
率、开发新能源上进行了积极的探索和实践。
1.2.1 新能源简介
新能源是指除传统能源以外的各种能源形式，又称非常规能源。它包括刚开
始开发或正在研究、有待推广的能源资源，如太阳能、风能和核聚变能等。
新能源的各种形式都是直接或者间接的来源于太阳或地球内部所产生的热
能。相比于传统能源，新能源普遍具有清洁环保、储量丰富等特点，对于解决当
今世界能源枯竭问题和严重的环境污染问题具有非常重要的意义。其中，太阳能
以储量巨大、分布广泛、无污染等优势，迅速地占据了突出的位置，成为国际社
会公认的理想的替代能源。
1.2.2 太阳能的利用
太阳能资源是目前应用规模最为广泛的一种新能源形式。对于太阳能的利
用，人们首先想到的是太阳能热水器，对太阳能光伏发电却知道甚少。事实上，
在我们的日常生活中，太阳能光伏发电技术，即利用太阳能光伏电池将太阳光能
直接转化为电能的技术应用也随处可见。
光伏发电利用光生伏特效应进行光电转换， 使太阳光通过半导体物质转换为
电能。只要有太阳光，光伏电池就能产生电压，并且在发电过程中不会产生任何
污染或者废弃物。 从物理意义上来说， 光伏发电是一种最理想的发电方式。 因此，
它是近些年来发展最快和最具经济潜力的能源开发领域。
1.2.3 太阳能光伏发电的特点
太阳能光伏发电工作过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放任
何物质，无噪声、无污染。因此，太阳能光伏发电是一种具有可持续发展理念特
征的可再生能源发电技术，其主要有下述优点：
1)太阳能资源取之不尽、用之不竭。照射到地球上的太阳能总量是目前人类消耗的能量的 6000 倍，而且太阳能在地球上分布广泛，只要是有光照的地方，
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