1.3 光伏发电

1.3.1 光伏发电概述

光伏发电是太阳能发电的一种，是利用半导体界面的光生伏打效应将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳能电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以光伏发电设备具有可靠、稳定、寿命长、安装维护简便等优点。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源；大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。

光伏发电没有中间转换过程，发电形式极为简洁，发电过程不消耗资源，不排放温室气体、废气和废水，环境友好；没有机械旋转部件，不存在机械磨损，无噪声，发电不用冷却水；发电设备既能在无水的荒漠地带安装，也可安装在城市的屋顶和墙面，不单独占地，模块化结构，规模大小随意，运行维护和管理简单，可实现无人值守，维护成本极低。特别是太阳能取之不尽，用之不竭；光伏电池制造所需的硅资源在地壳中的含量高达26%，没有资源短缺和耗尽问题。光伏发电是极具发展前景的发电技术，也是太阳能利用的重要形式。近年来，全球光伏产业发展迅速，到2021年年底，全球光伏发电容量已超过9.42亿kW，光伏发电的竞争力不断提高，已成为全球最受重视的新能源发电技术。

我国光伏发电行业于21世纪初起步，近20年间经历了从无到有、且从有到强的发展历程，现已成为世界光伏发电行业的佼佼者。我国的光伏发电的发展可以分为四个阶段:第一阶段是在2009年前的光伏事业发展初期，该时期光伏市场发展缓慢，在这一阶段中国光伏行业主要为电池和组件的加工出口，其自身装机规模小并且没有明确的光伏政策支持，因此光伏发电的每年新增装机规模小，在全国全部发电源装机中所占比例小于1%；第二阶段是2010—2012年，受金太阳示范工程政策的影响，我国的光伏发电行业开始步入市场化的进程，发展速度得到显著提升，2012年新增装机容量比2010年增长了7倍；第三阶段是2013—2017年，在这一阶段，受光伏标杆电价补贴政策的支持，我国的光伏发电每年新增装机容量迅速增加，从2013年的12.92GW增加到2017年的53.06GW，年均增速超过40%，从国际市场看，中国的每年新增装机容量自2013年起连续五年位居全球第一，国内市场光伏累计装机在全部发电源装机中占比从2013年的1.26%提升至2017年的7.33%，其发电量在全部发电量中占比也从2013年的0.16%提升至2017年的1.49%；第四阶段是2018年至今，光伏市场新增装机逐渐减少，但总装机容量仍在不断上升。截至2021年年底，中国光伏发电累计装机达到3.06亿kW。

作为我国的国家战略产业，光伏发电技术是实现我国乃至全世界人类可持续发展的重要技术。如今我国的光伏事业蓬勃发展，预计未来的光伏装机容量仍会逐渐上升。并且，有关光伏发电技术的研发投入力度将不断加大、生产工艺不断改进，光伏产品将向着高能量转换效率、低生产成本的方向继续发展，因此国内的光伏产业仍旧会有较大的发展潜力。此外，我国的光伏产业市场也将会出现一些变化，光伏市场将会从西部向中东部地区转移，光伏电站也将由大型集中式电站转向分布式光伏电站，分布式光伏电站的规模将会迅速扩大，这也将会成为新的关注点与成长点。