基本介紹
- 中文名：光伏能源
- 外文名：photovoltaicenergy
- 基本釋義：利用光伏效應將太陽能轉換為電能
- 原理：光伏效應
- 分類：能源
- 學科：物理
系統組成,光伏發電規模,新技術發展,經濟帶動作用,十三五目標,開發利用目標,成本目標,技術進步目標,光伏扶貧試點,
系統組成
光伏能源系統一般包括太陽能電池或組件、充放電控制系統(或包括逆變器)和負載控制幾個部分。太陽能電池是以光伏效應為原理，將太陽輻射能轉換為電能的器件。受天氣、負載等因素的影響，太陽電池不易獲得穩定的直流輸出，故目前大部分太陽能系統都需要先通過蓄電池進行蓄能再對外供電。充放電控制器的主要作用是控制系統中的蓄電池的充放電過程，防止蓄電池因為過充或過放而受到損壞。逆變器的作用是將蓄電池輸出的低壓直流電變換成電器需要的交流電。
併網發電方式是將太陽能電池陣列所發出的直流電通過逆變器轉變成交流電能輸送到電網中，無需蓄電池進行儲能，相比較而言，併網發電較便宜，而且完全無污染。併網發電系統採用的併網逆變器擁有自動相位和電壓跟蹤裝置，能夠非常好的配合電網的微小相位和電壓波動，不會對電網造成影響。
光伏發電規模
國家能源局印發的《太陽能發展“十三五”規劃》（國能新能[2016]354號）資料顯示，截至2015年底，全球太陽能發電裝機累計達到2.3億千瓦，當年新增裝機超過5300萬千瓦，占全球新增發電裝機的20%。2006至2015年光伏發電平均年增長率超過40%，成為全球增長速度最快的能源品種；太陽能熱發電5年內新增裝機400萬千瓦，進入初步產業化發展階段。我國光伏發電累計裝機從2010年的86萬千瓦增長到2015年的4318萬千瓦，2015年新增裝機1513萬千瓦，累計裝機和年度新增裝機均居全球首位。光伏發電套用逐漸形成東中西部共同發展、集中式和分散式並舉格局。光伏發電與農業、養殖業、生態治理等各種產業融合發展模式不斷創新，已進入多元化、規模化發展的新階段。
新技術發展
國內外開展了大量光伏發電關鍵技術的研究，得到了一些新的發展，主要技術發展情況總結如下：
光伏電池技術
目前，光伏電池有晶矽電池、薄膜電池和其他電池。其中，晶矽電池是主流，市場份額超過90%，包括單晶矽電池和多晶矽電池。薄膜電池主要有碲化鎘（CdTe）電池、銅銦鎵硒（CIGS）電池、非晶矽（ASi）薄膜電池、砷化鎵電池和納米二氧化鈦染料敏化電池等，其中，CdTe電池技術發展最快，市場占有率最高。近年來，新型光伏電池技術處於探索開發與創新階段，新出現了鈣鈦礦太陽能電池、量子點太陽能電池等新型電池。鈣鈦礦太陽能電池光電轉化效率已超過20%，有望達到30%。
最大功率跟蹤點技術
最大功率點跟蹤技術（MPPT）即在環境條件不斷變化的情況下，通過自尋最佳化的過程，使光伏陣列輸出最大功率，從而提高發電效率。現有的MPPT算法可分為自尋優法和非自尋優法兩大類，自尋優法包括擾動觀測法、電導增量法、恆定電壓法、短路電流法等，而非自尋優法主要是曲線擬合法。
光追蹤增效技術
利用太陽光追蹤裝置可使光伏系統光能利用率大大提高，因此光追蹤增效技術是光伏發電技術發展的重要方向，其中包括光追蹤技術和基於光追蹤技術的光定向反射技術（定日鏡）。目前，光線追蹤技術種類很多，主要有被動跟蹤系統和主動跟蹤系統。
經濟帶動作用
2015年全球光伏市場規模達到5000多億元，創造就業崗位約300萬個，在促進全球新經濟發展方面表現突出。很多國家都把光伏產業作為重點培育的戰略性新興產業和新的經濟成長點，紛紛提出相關產業發展計畫，在光伏技術研發和產業化方面不斷加大支持力度，全球光伏產業保持強勁的增長勢頭。
“十二五”時期，我國光伏製造規模複合增長率超過33%，年產值達到3000億元，創造就業崗位近170萬個，光伏產業表現出強大的發展新動能。2015年多晶矽產量16.5萬噸，占全球市場份額的48%；光伏組件產量4600萬千瓦，占全球市場份額的70%。我國光伏產品的國際市場不斷拓展，在傳統歐美市場與新興市場均占主導地位。我國光伏製造的大部分關鍵設備已實現本土化並逐步推行智慧型製造，在世界上處於領先水平。
十三五目標
開發利用目標
到2020年底，我國太陽能發電裝機達到1.1億千瓦以上，其中，光伏發電裝機達到1.05億千瓦以上，在“十二五”基礎上每年保持穩定的發展規模；太陽能熱發電裝機達到500萬千瓦。太陽能熱利用集熱面積達到8億平方米。到2020年，太陽能年利用量達到1.4億噸標準煤以上。
成本目標
光伏發電成本持續降低。到2020年，光伏發電電價水平在2015年基礎上下降50%以上，在用電側實現平價上網目標；太陽能熱發電成本低於0.8元/千瓦時；太陽能供暖、工業供熱具有市場競爭力。
技術進步目標
先進晶體矽光伏電池產業化轉換效率達到23%以上，薄膜光伏電池產業化轉換效率顯著提高，若干新型光伏電池初步產業化。光伏發電系統效率顯著提升，實現智慧型運維。太陽能熱發電效率實現較大提高，形成全產業鏈集成能力。
光伏扶貧試點
國家能源局新能源司轉發了《光伏扶貧試點實施方案編制大綱的函》（以下稱《大綱》），此舉為持續推進、完善光伏扶貧工作進展，為各地編制光伏扶貧實施方案提供了參考依據。其中，配套資金及財稅政策可參考為：由地方政府對戶用和基於農業設施的光伏扶貧項目給予 35%初始投資補貼、對大型地面電站給予 20%初始投資補貼，國家按等比例進行初始投資補貼配置；戶用和基於農業設施的光伏扶貧項目還貸期 5 年，享受銀行全額貼息，大型地面電站還貸期 10 年，享受銀行全額貼息。
