光伏（Photovoltaic generation system）它是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)它是一種將陽(yáng)光的輻射能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電系統(tǒng)借助半導(dǎo)體材料制成的光伏電池，產(chǎn)生光伏效應(yīng)，直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能控制器蓄電池等組成光伏發(fā)電系統(tǒng)有并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)兩種類(lèi)型，具有環(huán)保低碳的特點(diǎn)，但不同類(lèi)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本和經(jīng)濟(jì)效益差異較大。

2022年3月，全球光伏總裝機(jī)容量已跨過(guò)1太瓦大關(guān)并正式進(jìn)入'太瓦級(jí)時(shí)代'光伏發(fā)電價(jià)格和裝機(jī)成本不斷下降，光伏廣泛應(yīng)用于新能源和制造業(yè)領(lǐng)域。光伏是清潔能源產(chǎn)業(yè)的主要組成部分之一，解決了化石能源發(fā)電的高碳排放和不可持續(xù)問(wèn)題，推動(dòng)了全球能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

1839年，法國(guó)科學(xué)家貝克勒爾（Becoller）發(fā)現(xiàn)光可以加強(qiáng)導(dǎo)電液體中兩種金屬能級(jí)的電流，產(chǎn)生光伏效應(yīng)，為太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了物理基礎(chǔ)。

1954年，美國(guó)科學(xué)家查平和皮爾森在貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出第一塊實(shí)用的單晶硅太陽(yáng)能光伏電池，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的光伏發(fā)電技術(shù)由此誕生。

20世紀(jì)六七十年代，太陽(yáng)能電池開(kāi)始進(jìn)入空間應(yīng)用和地面應(yīng)用領(lǐng)域隨后兩次石油危機(jī)的影響，使得光伏發(fā)電在世界范圍內(nèi)引起極大關(guān)注，成為常規(guī)能源的替代能源歐美發(fā)達(dá)國(guó)家出臺(tái)政策扶持光伏產(chǎn)業(yè)，鼓勵(lì)和支持太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)亞洲也開(kāi)始研究光伏發(fā)電技術(shù)全球太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了發(fā)展的機(jī)遇期太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)被廣泛應(yīng)用于民用市場(chǎng)，世界各地安裝了大量的光伏發(fā)電系統(tǒng)、管網(wǎng)保護(hù)、偏遠(yuǎn)地區(qū)的交通信號(hào)和電力供應(yīng)。

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，太陽(yáng)能光伏電池一直保持在15%～25%隨著太陽(yáng)能電池技術(shù)的快速發(fā)展，世界各國(guó)不斷推動(dòng)太陽(yáng)能電池技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率不斷提高隨著太陽(yáng)能電池品種和應(yīng)用范圍的不斷增加，出現(xiàn)了硅基太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池。

2000年至2008年，是全球光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的第一階段高額補(bǔ)貼和市場(chǎng)需求增加使得歐美和中國(guó)的光伏產(chǎn)能迅速擴(kuò)張。

2008年-2009年，次貸危機(jī)爆發(fā)，國(guó)際市場(chǎng)光伏裝機(jī)需求大幅萎縮，歐美光伏巨頭相繼破產(chǎn)然而，依靠歐美光伏市場(chǎng)和進(jìn)口多晶硅原料的中國(guó)第一代光伏企業(yè)，也陷入了虧損和破產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，最終退出了國(guó)際光伏市場(chǎng)。

次貸危機(jī)后，歐美的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)一直沒(méi)有恢復(fù)產(chǎn)能，而亞洲的中國(guó)卻完成了光伏產(chǎn)業(yè)鏈的原材料、技術(shù)和市場(chǎng)的迭代升級(jí)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，并開(kāi)拓了東南亞市場(chǎng)歐盟和美國(guó)的光伏產(chǎn)品生產(chǎn)逐漸依賴(lài)于中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，中國(guó)最終主導(dǎo)了全球光伏產(chǎn)業(yè)。

2020年，全球光伏產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)碳中和時(shí)代在全球碳中和的共識(shí)下，中國(guó)美國(guó)歐盟等國(guó)家不斷增加光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量，提高光伏發(fā)電占比，實(shí)現(xiàn)廉價(jià)上網(wǎng)，向新能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能電池組件、太陽(yáng)能控制器、蓄電池儲(chǔ)能裝置、逆變器、電纜、負(fù)載端等構(gòu)成。其中太陽(yáng)能電池模塊和蓄電池儲(chǔ)能裝置形成供電系統(tǒng)；控制器和逆變器構(gòu)成控制保護(hù)系統(tǒng)；DC負(fù)荷和交流負(fù)荷構(gòu)成系統(tǒng)終端。

太陽(yáng)能電池組件：太陽(yáng)能電池組件也叫太陽(yáng)能電池板在光電轉(zhuǎn)換過(guò)程中，太陽(yáng)能電池是最小的單元太陽(yáng)能電池被串聯(lián)和并聯(lián)連接，并被封裝以形成可用作獨(dú)立電源的太陽(yáng)能電池模塊。光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能發(fā)生器稱(chēng)為太陽(yáng)能電池陣列，它是由太陽(yáng)能電池模塊串聯(lián)和并聯(lián)并封裝在支架上形成的。

太陽(yáng)能控制器：太陽(yáng)能控制器是防止電池過(guò)充發(fā)電的自動(dòng)控制裝置，它可以調(diào)節(jié)充放電深度，從而提高電池在循環(huán)充放電中的使用壽命。

蓄電池儲(chǔ)能裝置：儲(chǔ)能設(shè)備是解決太陽(yáng)能發(fā)電間歇性和波動(dòng)性的關(guān)鍵白天陽(yáng)光充足時(shí)，多余的電能可以被蓄電池儲(chǔ)存起來(lái)，晚上沒(méi)有太陽(yáng)能時(shí)，可以使用白天蓄電池儲(chǔ)存的電能。蓄電池在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中起著重要作用。

逆變器：逆變器是電力電子變換器的縮寫(xiě)，是一種能將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的裝置。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電力是直流電，而居民日常生活使用的電力是交流電逆變器可以將太陽(yáng)能電池陣列產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為居民使用的交流電，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)不可或缺的重要配套設(shè)備。

電纜：光伏電纜是指應(yīng)用于太陽(yáng)能光伏電站DC側(cè)電路系統(tǒng)的用于電能傳輸?shù)碾娎|，具有耐寒耐高溫阻燃環(huán)保防紫外線的特點(diǎn)。

負(fù)載端：光伏發(fā)電的負(fù)荷端是指消耗電流的輸出側(cè)通過(guò)逆變器的調(diào)節(jié)，光伏發(fā)電發(fā)出的電可以先被負(fù)載使用，負(fù)載端用不完，再輸送到電網(wǎng)。

光伏發(fā)電是基于半導(dǎo)體界面的光伏效應(yīng)（photovoltaic effect）光伏效應(yīng)是指半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬的組合在光或其他電磁輻射照射下產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。這也是一種直接將光能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，而這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵部件就是太陽(yáng)能電池。

太陽(yáng)能電池是一種半導(dǎo)體光電二極管當(dāng)太陽(yáng)光照射到光電二極管上時(shí)，光電二極管會(huì)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為可用的電能其實(shí)光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程就是利用了光伏效應(yīng)首先，光子轉(zhuǎn)化為電子，即光能轉(zhuǎn)化為電能，形成電壓獲得電壓后，兩者將形成電流回路并發(fā)出綠色電力。

太陽(yáng)能電池陣列和太陽(yáng)能控制器在光伏電路的輸入側(cè)，蓄電池逆變器和負(fù)載端在輸出側(cè)。太陽(yáng)能電池產(chǎn)生直流電能，通過(guò)控制器和光伏電纜進(jìn)入輸出側(cè)的負(fù)載端，供直流負(fù)載端使用；如果是市區(qū)內(nèi)的交流負(fù)荷，則需要通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，通過(guò)變壓器的調(diào)節(jié)升壓，輸送到電網(wǎng)的交流負(fù)荷端，供千家萬(wàn)戶使用；太陽(yáng)能電池端產(chǎn)生的直流電能也可以通過(guò)太陽(yáng)能控制器調(diào)節(jié)，進(jìn)入輸出側(cè)的蓄電池儲(chǔ)存電能作為備用電源。

太陽(yáng)能控制器可以自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)電池的充放電過(guò)程，以及光伏和電池兩端的電壓當(dāng)光伏和公共電網(wǎng)連接發(fā)電時(shí)，為電池充電，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，電池可以提供電力以維持光伏系統(tǒng)的運(yùn)行。

光伏發(fā)電系統(tǒng)按供電方式可分為并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)。

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大區(qū)別在于是否依賴(lài)于傳統(tǒng)電網(wǎng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)通常與家庭電網(wǎng)和公共電網(wǎng)相連，并依賴(lài)于傳統(tǒng)電網(wǎng)，而獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)不與電網(wǎng)相連，可以脫離電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，但必須配備蓄電池。

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是指太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生的直流電通過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成滿足商用電網(wǎng)需求的交流電后直接接入傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)是否有電池或儲(chǔ)能系統(tǒng)，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可細(xì)分為有電池的光伏發(fā)電系統(tǒng)和無(wú)電池的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

電池并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：蓄電池并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)具有調(diào)度靈活的特點(diǎn)，可以根據(jù)需要并入和退出公共電網(wǎng)當(dāng)公共電網(wǎng)斷電時(shí)，蓄電池提供應(yīng)急電源，以保持光伏發(fā)電系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行并作為備用電源，如安裝在住宅樓中的小型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。

無(wú)蓄電池并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：無(wú)蓄電池并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在電源側(cè)相對(duì)不靈活，受公共電網(wǎng)系統(tǒng)和輸電通道的制約，一般安裝在大型光伏系統(tǒng)上。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于可以節(jié)省成本而無(wú)需電池，國(guó)家政策支持的家庭并網(wǎng)光伏電站可以免費(fèi)接入電網(wǎng)，剩余電力也可以出售給電力公司。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的缺點(diǎn)是當(dāng)公共電網(wǎng)斷電時(shí)，光伏發(fā)電可以 t運(yùn)行，它可以 應(yīng)對(duì)突發(fā)事件能力不足，電力調(diào)度靈活性不足。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可應(yīng)用于大面積沙漠、在荒地集中建設(shè)的大型光伏電站，也可以應(yīng)用于個(gè)人用戶和家庭自發(fā)自用，其余接入互聯(lián)網(wǎng)的分布式光伏電站。

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)：獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是指不依賴(lài)電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)，也稱(chēng)為離網(wǎng)光伏發(fā)電，主要由太陽(yáng)能電池組成、控制器、逆變器、蓄電池組成。

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)一般分布在人煙稀少的地區(qū)和沒(méi)有電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，偏遠(yuǎn)地區(qū)也有常見(jiàn)的村莊供電系統(tǒng)、太陽(yáng)能家用供電系統(tǒng)、太陽(yáng)能路燈和其他帶有可獨(dú)立運(yùn)行電池的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以?xún)?chǔ)存能量，白天產(chǎn)生的電力可以在晚上釋放出來(lái)使用循環(huán)充放電即使在沒(méi)有電網(wǎng)供電的情況下也能穩(wěn)定運(yùn)行，而且不受地域限制，因此可以廣泛應(yīng)用，對(duì)于電力不足經(jīng)常停電的地區(qū)非常實(shí)用。

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的缺點(diǎn)是建設(shè)和使用成本太高，其中蓄電池價(jià)格昂貴，需要定期維護(hù)和更換，并且不經(jīng)濟(jì)，因此難以大規(guī)模推廣和使用，并且不適合電力充足和公共電網(wǎng)的城市和地區(qū)。

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用可分為DC光伏發(fā)電和交流光伏發(fā)電兩大類(lèi)，如太陽(yáng)能光伏水泵和市電互補(bǔ)光伏發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)是否集中，光伏系統(tǒng)還可以分為集中式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)和分布式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。

集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)：集中式光伏是指在沙漠中安裝光伏陣列、礦山、水面寬闊光照資源豐富地區(qū)的大型光伏電站和水基光伏電站直接接入公共電網(wǎng)和高壓輸電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電，如國(guó)家大型光伏電站。

集中式光伏具有靈活的選址和運(yùn)營(yíng)模式、發(fā)電輸出更加穩(wěn)定、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是依靠長(zhǎng)距離輸電線路向網(wǎng)絡(luò)送電，電壓容易越限不穩(wěn)定，投資成本高。

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)：分布式光伏PV是一種建造在用戶附近的發(fā)電設(shè)施s站點(diǎn)，需要均衡調(diào)整分配系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式主要是用戶自發(fā)自用和剩余電量s側(cè)，容量小，電壓低。

分布式光伏具有就近供電的能力、節(jié)約用地、并網(wǎng)難度低、運(yùn)行靈活、初期投資成本低，但缺點(diǎn)是電壓和無(wú)功調(diào)節(jié)困難，依賴(lài)于配電網(wǎng)層面的能量管理系統(tǒng)，配電網(wǎng)存在逆流損耗。

優(yōu)點(diǎn) 

低碳環(huán)保：不會(huì)像化石能源一樣產(chǎn)生大量溫室氣體和污染環(huán)境。

天然可再生性：光伏發(fā)電使用太陽(yáng)能，太陽(yáng)能取之不盡用之不竭。

使用壽命長(zhǎng)：多晶硅等光伏組件可以使用20年以上。

維護(hù)成本低：光伏發(fā)電系統(tǒng)建成后，維護(hù)成本低于常規(guī)電廠。

無(wú)噪聲污染：光伏系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)沒(méi)有機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，因此很安靜，不會(huì)產(chǎn)生噪音。

模塊化設(shè)計(jì)：光伏系統(tǒng)容量可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，安裝靈活方便。

安全：光伏系統(tǒng)不消耗燃料，安全性能高。

高海拔性：在日照充足海拔較高的地區(qū)，光伏發(fā)電量與光照強(qiáng)度呈正相關(guān)。

獨(dú)立供電：可離網(wǎng)運(yùn)行，獨(dú)立供電，不受公共電網(wǎng)影響。

運(yùn)行穩(wěn)定：在惡劣的氣候環(huán)境下也能實(shí)現(xiàn)正常供電。

缺點(diǎn)

初期投入成本大：光伏系統(tǒng)前期投資成本比較高，需要對(duì)單個(gè)光伏系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估，合理安裝。

波動(dòng)性：光伏發(fā)電的功率波動(dòng)很大，特別是偏遠(yuǎn)地區(qū)，電網(wǎng)會(huì)無(wú)法吸收，需要配備儲(chǔ)能設(shè)備。

間歇性：光伏發(fā)電受季節(jié)光照等氣候影響，發(fā)電量不穩(wěn)定。

需專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)：光伏系統(tǒng)使用用戶不熟悉的新技術(shù)光伏系統(tǒng)運(yùn)行前，需要對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)。

光伏發(fā)電在建筑中的應(yīng)用、工業(yè)、在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用也催生了一批與光伏制造相關(guān)的工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。

能源領(lǐng)域：光伏廣泛應(yīng)用于全球供電領(lǐng)域光伏發(fā)電可以提供綠色電力，也是可再生能源發(fā)電的重要組成部分光伏綠色電力行業(yè)的常見(jiàn)應(yīng)用包括太陽(yáng)能電站并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)。

全球光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展時(shí)期歐美發(fā)展光伏綠色發(fā)電產(chǎn)業(yè)，提高清潔能源發(fā)電比重，減少對(duì)化石能源發(fā)電的依賴(lài)，實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)的可持續(xù)發(fā)展中國(guó)在中西部地區(qū)建設(shè)光伏產(chǎn)業(yè)基地，解決西藏新疆電力短缺問(wèn)題，并通過(guò)西電東送工程將光伏發(fā)電產(chǎn)生的剩余綠色電力輸送到東部城市，為西部地區(qū)創(chuàng)造光伏綠色電力收入。

光伏

建筑領(lǐng)域：在建筑行業(yè)碳減排的大背景下，光伏帶來(lái)的綠色電力可以減少建筑行業(yè)可再生能源端的碳排放光伏建筑一體化的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和發(fā)展模式是建設(shè)低碳建筑和綠色建筑的關(guān)鍵，如工業(yè)園區(qū)屋頂光伏，解決園區(qū)能源供應(yīng)問(wèn)題。

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：光伏農(nóng)業(yè)是一種新的農(nóng)業(yè)形式，也促進(jìn)了畜牧業(yè)、漁業(yè)、種植業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，光伏與農(nóng)業(yè)的融合發(fā)展不僅增加農(nóng)民收入收入，還提高了土地資源的利用效率，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村的綠色低碳發(fā)展。

比如西部地區(qū)，沙漠戈壁可以鋪上光伏，傳輸綠色電力沙漠戈壁中的光通過(guò)光伏轉(zhuǎn)化為電能后，可以促進(jìn)沙漠戈壁的生態(tài)修復(fù)，再生綠色植物，成為草原，而西部地區(qū)的牧民可以在光伏基地放牧，促進(jìn)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，形成光伏發(fā)電牛羊養(yǎng)殖草原生態(tài)碳匯的生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。

汽車(chē)領(lǐng)域：全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正在轉(zhuǎn)向電氣化和智能化發(fā)展，新能源汽車(chē)的電驅(qū)動(dòng)方式可以實(shí)現(xiàn)交通領(lǐng)域的碳減排，減少汽車(chē)使用過(guò)程中的碳排放。光伏新能源汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用模式，可以解決新能源汽車(chē)的綠色充電問(wèn)題使用光伏電站和光伏充電基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)的綠色電力，將在能源供應(yīng)側(cè)實(shí)現(xiàn)碳中和，進(jìn)一步減少碳排放，使新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期低碳可持續(xù)發(fā)展模式

氫能領(lǐng)域：綠色氫是一種清潔高效的能源，能夠促進(jìn)能源碳中和在綠色制氫過(guò)程中，如果使用化石能源制氫，會(huì)帶來(lái)大量的碳排放在電解水生產(chǎn)等綠色氫氣的生產(chǎn)模式中，使用光伏綠色電力將減少綠色氫氣生產(chǎn)過(guò)程中能源側(cè)的碳排放光伏制氫是幫助全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展綠色氫產(chǎn)業(yè)的主要方向。