光伏

光伏（Photovoltaic generation system）它是太阳能光伏发电系统的简称它是一种将阳光的辐射能转化为电能的发电系统借助半导体材料制成的光伏电池，产生光伏效应，直接将太阳能转化为电能。太阳能光伏发电系统由太阳能电池太阳能控制器蓄电池等组成光伏发电系统有并网光伏发电系统和独立光伏发电系统两种类型，具有环保低碳的特点，但不同类型光伏发电系统的成本和经济效益差异较大。 www.qwbaike.cn

2022年3月，全球光伏总装机容量已跨过1太瓦大关并正式进入'太瓦级时代'光伏发电价格和装机成本不断下降，光伏广泛应用于新能源和制造业领域。光伏是清洁能源产业的主要组成部分之一，解决了化石能源发电的高碳排放和不可持续问题，推动了全球能源经济转型升级。 www.qwbaike.cn

1839年，法国科学家贝克勒尔（Becoller）发现光可以加强导电液体中两种金属能级的电流，产生光伏效应，为太阳能产业的发展奠定了物理基础。

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1954年，美国科学家查平和皮尔森在贝尔实验室制造出第一块实用的单晶硅太阳能光伏电池，将太阳能转化为电能的光伏发电技术由此诞生。

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20世纪六七十年代，太阳能电池开始进入空间应用和地面应用领域随后两次石油危机的影响，使得光伏发电在世界范围内引起极大关注，成为常规能源的替代能源欧美发达国家出台政策扶持光伏产业，鼓励和支持太阳能技术的发展，中国亚洲也开始研究光伏发电技术全球太阳能光伏产业迎来了发展的机遇期太阳能光伏发电技术被广泛应用于民用市场，世界各地安装了大量的光伏发电系统、管网保护、偏远地区的交通信号和电力供应。

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自20世纪80年代以来，太阳能光伏电池一直保持在15%～25%随着太阳能电池技术的快速发展，世界各国不断推动太阳能电池技术的发展，太阳能电池的转换效率不断提高随着太阳能电池品种和应用范围的不断增加，出现了硅基太阳能电池和薄膜太阳能电池。 www.qwbaike.cn
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2000年至2008年，是全球光伏产业快速发展的第一阶段高额补贴和市场需求增加使得欧美和中国的光伏产能迅速扩张。

2008年-2009年，次贷危机爆发，国际市场光伏装机需求大幅萎缩，欧美光伏巨头相继破产然而，依靠欧美光伏市场和进口多晶硅原料的中国第一代光伏企业，也陷入了亏损和破产的风险，最终退出了国际光伏市场。 www.qwbaike.cn

次贷危机后，欧美的太阳能产业一直没有恢复产能，而亚洲的中国却完成了光伏产业链的原材料、技术和市场的迭代升级实现了国产替代，并开拓了东南亚市场欧盟和美国的光伏产品生产逐渐依赖于中国的光伏产业链，中国最终主导了全球光伏产业。 www.qwbaike.cn
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2020年，全球光伏产业将迎来碳中和时代在全球碳中和的共识下，中国美国欧盟等国家不断增加光伏发电系统装机容量，提高光伏发电占比，实现廉价上网，向新能源经济转型。

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太阳能光伏发电系统太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池储能装置、逆变器、电缆、负载端等构成。其中太阳能电池模块和蓄电池储能装置形成供电系统；控制器和逆变器构成控制保护系统；DC负荷和交流负荷构成系统终端。

太阳能电池组件：太阳能电池组件也叫太阳能电池板在光电转换过程中，太阳能电池是最小的单元太阳能电池被串联和并联连接，并被封装以形成可用作独立电源的太阳能电池模块。光伏发电系统的电能发生器称为太阳能电池阵列，它是由太阳能电池模块串联和并联并封装在支架上形成的。

太阳能控制器：太阳能控制器是防止电池过充发电的自动控制装置，它可以调节充放电深度，从而提高电池在循环充放电中的使用寿命。

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蓄电池储能装置：储能设备是解决太阳能发电间歇性和波动性的关键白天阳光充足时，多余的电能可以被蓄电池储存起来，晚上没有太阳能时，可以使用白天蓄电池储存的电能。蓄电池在独立光伏发电系统中起着重要作用。 www.qwbaike.cn

逆变器：逆变器是电力电子变换器的缩写，是一种能将直流电转换成交流电的装置。太阳能发电系统产生的电力是直流电，而居民日常生活使用的电力是交流电逆变器可以将太阳能电池阵列产生的直流电转换为居民使用的交流电，提高光伏发电系统的供电质量逆变器是光伏发电系统不可或缺的重要配套设备。 www.qwbaike.cn

电缆：光伏电缆是指应用于太阳能光伏电站DC侧电路系统的用于电能传输的电缆，具有耐寒耐高温阻燃环保防紫外线的特点。 www.qwbaike.cn

负载端：光伏发电的负荷端是指消耗电流的输出侧通过逆变器的调节，光伏发电发出的电可以先被负载使用，负载端用不完，再输送到电网。

光伏发电是基于半导体界面的光伏效应（photovoltaic effect）光伏效应是指半导体或半导体与金属的组合在光或其他电磁辐射照射下产生电位差的现象。这也是一种直接将光能转化为电能的技术，而这项技术的关键部件就是太阳能电池。 www.qwbaike.cn

太阳能电池是一种半导体光电二极管当太阳光照射到光电二极管上时，光电二极管会将太阳能转化为可用的电能其实光伏发电的能量转换过程就是利用了光伏效应首先，光子转化为电子，即光能转化为电能，形成电压获得电压后，两者将形成电流回路并发出绿色电力。

太阳能电池阵列和太阳能控制器在光伏电路的输入侧，蓄电池逆变器和负载端在输出侧。太阳能电池产生直流电能，通过控制器和光伏电缆进入输出侧的负载端，供直流负载端使用；如果是市区内的交流负荷，则需要通过逆变器转换成交流电，通过变压器的调节升压，输送到电网的交流负荷端，供千家万户使用；太阳能电池端产生的直流电能也可以通过太阳能控制器调节，进入输出侧的蓄电池储存电能作为备用电源。

太阳能控制器可以自动控制和调节电池的充放电过程，以及光伏和电池两端的电压当光伏和公共电网连接发电时，为电池充电，当电网出现故障时，电池可以提供电力以维持光伏系统的运行。

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光伏发电系统按供电方式可分为并网光伏发电系统和独立光伏发电系统。 www.qwbaike.cn

并网光伏发电系统与独立光伏发电系统的最大区别在于是否依赖于传统电网并网光伏发电系统通常与家庭电网和公共电网相连，并依赖于传统电网，而独立光伏发电系统不与电网相连，可以脱离电网独立运行，但必须配备蓄电池。 www.qwbaike.cn
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并网光伏发电系统：并网光伏发电系统是指太阳能电池组件产生的直流电通过并网逆变器转换成满足商用电网需求的交流电后直接接入传统电网系统的光伏发电系统。根据是否有电池或储能系统，并网发电系统可细分为有电池的光伏发电系统和无电池的光伏发电系统。

电池并网光伏发电系统：蓄电池并网光伏发电系统具有调度灵活的特点，可以根据需要并入和退出公共电网当公共电网断电时，蓄电池提供应急电源，以保持光伏发电系统持续运行并作为备用电源，如安装在住宅楼中的小型并网发电系统。 www.qwbaike.cn

无蓄电池并网光伏发电系统：无蓄电池并网光伏发电系统在电源侧相对不灵活，受公共电网系统和输电通道的制约，一般安装在大型光伏系统上。并网光伏发电系统的优势在于可以节省成本而无需电池，国家政策支持的家庭并网光伏电站可以免费接入电网，剩余电力也可以出售给电力公司。并网光伏发电系统的缺点是当公共电网断电时，光伏发电可以 t运行，它可以 应对突发事件能力不足，电力调度灵活性不足。并网光伏发电系统可应用于大面积沙漠、在荒地集中建设的大型光伏电站，也可以应用于个人用户和家庭自发自用，其余接入互联网的分布式光伏电站。

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独立光伏发电系统：独立光伏发电系统是指不依赖电网独立运行的光伏发电系统，也称为离网光伏发电，主要由太阳能电池组成、控制器、逆变器、蓄电池组成。

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独立光伏发电系统一般分布在人烟稀少的地区和没有电网的偏远地区，偏远地区也有常见的村庄供电系统、太阳能家用供电系统、太阳能路灯和其他带有可独立运行电池的光伏发电系统。

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独立光伏发电系统的优点是可以储存能量，白天产生的电力可以在晚上释放出来使用循环充放电即使在没有电网供电的情况下也能稳定运行，而且不受地域限制，因此可以广泛应用，对于电力不足经常停电的地区非常实用。 www.qwbaike.cn

独立光伏发电系统的缺点是建设和使用成本太高，其中蓄电池价格昂贵，需要定期维护和更换，并且不经济，因此难以大规模推广和使用，并且不适合电力充足和公共电网的城市和地区。

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独立光伏发电系统的应用可分为DC光伏发电和交流光伏发电两大类，如太阳能光伏水泵和市电互补光伏发电系统。根据并网光伏系统是否集中，光伏系统还可以分为集中式并网光伏系统和分布式并网光伏系统。

集中式光伏发电系统：集中式光伏是指在沙漠中安装光伏阵列、矿山、水面宽阔光照资源丰富地区的大型光伏电站和水基光伏电站直接接入公共电网和高压输电系统实现远距离输电，如国家大型光伏电站。

集中式光伏具有灵活的选址和运营模式、发电输出更加稳定、环境适应性强等优点，但缺点是依靠长距离输电线路向网络送电，电压容易越限不稳定，投资成本高。

分布式光伏发电系统：分布式光伏PV是一种建造在用户附近的发电设施s站点，需要均衡调整分配系统运营模式主要是用户自发自用和剩余电量s侧，容量小，电压低。 www.qwbaike.cn

分布式光伏具有就近供电的能力、节约用地、并网难度低、运行灵活、初期投资成本低，但缺点是电压和无功调节困难，依赖于配电网层面的能量管理系统，配电网存在逆流损耗。

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优点 

低碳环保：不会像化石能源一样产生大量温室气体和污染环境。

天然可再生性：光伏发电使用太阳能，太阳能取之不尽用之不竭。
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使用寿命长：多晶硅等光伏组件可以使用20年以上。
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维护成本低：光伏发电系统建成后，维护成本低于常规电厂。
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无噪声污染：光伏系统运行时没有机械旋转部件，因此很安静，不会产生噪音。

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模块化设计：光伏系统容量可根据需要调节，安装灵活方便。

安全：光伏系统不消耗燃料，安全性能高。

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高海拔性：在日照充足海拔较高的地区，光伏发电量与光照强度呈正相关。
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独立供电：可离网运行，独立供电，不受公共电网影响。
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运行稳定：在恶劣的气候环境下也能实现正常供电。

缺点

初期投入成本大：光伏系统前期投资成本比较高，需要对单个光伏系统的经济性进行评估，合理安装。
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波动性：光伏发电的功率波动很大，特别是偏远地区，电网会无法吸收，需要配备储能设备。
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间歇性：光伏发电受季节光照等气候影响，发电量不稳定。
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需专业培训：光伏系统使用用户不熟悉的新技术光伏系统运行前，需要对相关人员进行专门培训。

光伏发电在建筑中的应用、工业、在农业上的广泛应用也催生了一批与光伏制造相关的工业应用系统。

能源领域：光伏广泛应用于全球供电领域光伏发电可以提供绿色电力，也是可再生能源发电的重要组成部分光伏绿色电力行业的常见应用包括太阳能电站并网光伏发电系统和独立光伏发电系统。

全球光伏发电产业正处于快速发展时期欧美发展光伏绿色发电产业，提高清洁能源发电比重，减少对化石能源发电的依赖，实现电力供应的可持续发展中国在中西部地区建设光伏产业基地，解决西藏新疆电力短缺问题，并通过西电东送工程将光伏发电产生的剩余绿色电力输送到东部城市，为西部地区创造光伏绿色电力收入。

光伏

建筑领域：在建筑行业碳减排的大背景下，光伏带来的绿色电力可以减少建筑行业可再生能源端的碳排放光伏建筑一体化的产业化应用和发展模式是建设低碳建筑和绿色建筑的关键，如工业园区屋顶光伏，解决园区能源供应问题。 www.qwbaike.cn

农业领域：光伏农业是一种新的农业形式，也促进了畜牧业、渔业、种植业可持续发展的关键，光伏与农业的融合发展不仅增加农民收入收入，还提高了土地资源的利用效率，实现了农村的绿色低碳发展。 www.qwbaike.cn

比如西部地区，沙漠戈壁可以铺上光伏，传输绿色电力沙漠戈壁中的光通过光伏转化为电能后，可以促进沙漠戈壁的生态修复，再生绿色植物，成为草原，而西部地区的牧民可以在光伏基地放牧，促进畜牧业的可持续发展，形成光伏发电牛羊养殖草原生态碳汇的生态农业发展模式。

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汽车领域：全球汽车产业正在转向电气化和智能化发展，新能源汽车的电驱动方式可以实现交通领域的碳减排，减少汽车使用过程中的碳排放。光伏新能源汽车的产业化应用模式，可以解决新能源汽车的绿色充电问题使用光伏电站和光伏充电基础设施供应的绿色电力，将在能源供应侧实现碳中和，进一步减少碳排放，使新能源汽车产业实现长期低碳可持续发展模式 www.qwbaike.cn

氢能领域：绿色氢是一种清洁高效的能源，能够促进能源碳中和在绿色制氢过程中，如果使用化石能源制氢，会带来大量的碳排放在电解水生产等绿色氢气的生产模式中，使用光伏绿色电力将减少绿色氢气生产过程中能源侧的碳排放光伏制氢是帮助全球经济发展绿色氢产业的主要方向。 www.qwbaike.cn