光伏发电的利与弊

光伏发电是目前而言最具备清洁性和高效性的能源之一，是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光伏发电代替煤炭火力发电，减少二氧化碳排放，对遏制全球气候变暖做出了贡献。但也有有人说，当前的太阳能光伏产业还不能用绿色环保来定义，其快速发展所产生的污染更不能被我们以各种“方式”所忽略。其实，无风不起浪，光伏产业的背后的确有环境污染的一面。

光伏电站施工期：

大规模光伏电站一般远离居民区。在施工的过程中主要包括对压桩、光伏板的安装、电缆铺设等，对环境的影响主要有噪声、扬尘、废水废土等。只要在施工过程中以及施工过程后处理得当，对环境的影响还是微乎其微的。

光伏电站运营期：

光伏是将太阳能转变为光能的设备，在使用过程中并不会产生废水废气等，但是逆变器、箱式变压器等设备在运行过程中会产生噪声，在65～75dB，这个程度相当于在家里大声唱歌的声音。但是设备设施在安装过程中，通常会选用低噪声设备，而且会做一些基础的减振处理。再加上光伏通常安装在非居民区，对周围环境的影响较小。

光伏的污染主要不是在发电过程，而主要是在光伏材料的生产过程。光伏组件的原材料、高纯多晶硅在生产过程中，会产生一些副产物。比如：高纯多晶硅生产主要是使用改良西门子法，这种生产方式会将冶金级硅转化成三氯氦硅，再加氢气就能还原成太阳能级多晶硅，另外会形成副产物氯化硅，四氯化硅遇到潮湿空气，会分解成硅酸和氯化氢，如果处理不当才会产生污染问题。在尽可能多地铺设光伏发电的同时，也要尽最大的努力，将其对周边环境的破坏和对当地居民的生活影响降到最低。

就目前来看光伏发电的利一定是大于弊的，所以在应用光伏发电的时候，就要考虑光伏发电的性能比。对于长时间运行的太阳能电站，性能比由太阳辐照度、电池背板温度、灰尘污物和发电量四个主要参数决定。其中光伏组件玻璃上的灰尘污染物是快速影响光伏电站性能比的主要问题之一。它致使发电效率和性能比（PR）降低，清洗费用增加，对于含氧化物的灰尘污物还将提高光伏电池的故障率，影响使用安全性，减少太阳能电池寿命。灰尘指数监测系统是一款基于硅基辐射传感器的光伏组件清洁度智能指示装置。其利用硅基辐射传感器在不同清洁度工况下对辐射强度的响应特性，配合智能化数据采集设备，实现对光伏组件清洁度的自动化连续监测。通过测量并计算灰尘的SR值，可以使投资者在发电效率和清洗成本之间找到平衡，电站的运维人员不再需要通过经验目测，可以科学选择出好的清洁方案，从而避免了发电效率的损失及清洗成本的浪费，有效地提高电站的收益。

光伏行业的社会效益主要体现在以下6个方面：

1)解决无电人口和贫困地区用电。

独立光伏每3460 元的投资即可解决一人的用电而投资电网却需要13385 元，是独立光伏的3.87 倍。

2)实现精准扶贫。

2015~2017年三年光伏扶贫的开展，将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入，相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。

3)促进中西部融合。

西部以低廉的能源、人力成本吸引光伏制造企业前去投资。目前硅料环节57%的产能在西部，2018年底时这一数字可能达到76%其他环节的新增产能基本也都在西部。同时，截止2016年底，全国40%的光伏装机在西部省份，充分利用了当地丰富的太阳能资源和沙漠化土地，并能有效改善土地的沙漠化情况。

4)活跃民营资本，促进能源行业主体多元化。

传统能源从开采到发电，基本是控制在国有企业手中。而光伏产业，尤其是分布式光伏，打破了传统能源的地缘因素，降低了准入门槛，为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。

在持有量大的企业当中，国有企业和民营企业则各占半壁江山，而小规模持有人更是以民营企业为主。光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。

5)集约用地，普及可再生能源，布局能源互联网

光伏发电与其他行业互补的发展新形式已经成为许多地区发展转型的措施之一，并使原有建筑物在原有功能的基础上，增加了发电、节能的功效，提高了利用率。户用光伏的发展，更是让可再生能源走进千家万户，让普通老百姓认识了可再生能源，提高了节能减排意识。

分布式光伏的发展，为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。

6)节约水资源

从全生命周期来看，光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%，大力发展光伏发电，能有效节约水资源。

增加发电量，减少煤炭发电造成的环境污染以及资源消耗。

2022年，我国光伏市场迎来了较大幅度的增长，多座城市安装光伏发电设备。同时，具体的增长幅度已公布，具体数值为24%。如此一来，光伏市场的变化带动储能设备和技术的发展，从而增加国内的光伏发电产量。据悉，32789万千瓦足以显示中国光伏市场的未来。

随着火速增长的市场份额，光伏发电将带来最为明显的两大好处。有利于保持环境，逐渐减少资源消耗量。

第一个好处：保护环境

当我们在家中烧柴做饭时，大多都会出现黑烟或灰烟。如此一来，环境受影响，各大城镇开始为居民推广无烟煤炉。有效减少空气中的烟尘污染，确保生态平衡。光伏发电被广泛用于市场时，此种方式能够产生适当的电量，弥补市场空缺，迫使众多煤炭发电厂减少发电量。如此一来，便可以起到保护环境的效果。

第二个好处：减少能源（煤炭）消耗

我国对煤炭的需求量非常高，一是因为居民用煤炭。二是因为煤炭与部分工业生产有关，尤其是煤炭发电。然而，过度进口和依赖于煤炭，有可能引发资源消耗热潮。于是乎，限电方案横空出世。它们只能被迫减少产能，以确保能源有效减少消耗量。自从我国出现光伏发电设备后，一切都变了。光伏发电量持续增长，煤炭发电企业遇到的压力更小了，响应国家号召，节能减排。

综上所述，虽然许多农村居民并不能够接受自家屋顶上安装光伏设备，但是光伏发电已成为整个市场的发展趋势。光伏发电不止只有一个好处，还伴随着环保等优势。

太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（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，但不涉及机械部件。

所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。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，光伏电源可以无处不在。

优点：

1、节能，一次投入，25年收益；

2、维护方便，只需要清洗组件就可以了，正常情况不会坏的；

3、收益稳定，是跟供电公司签的合同，收益按时到帐；

4、可以利用闲置屋顶，不额外占地方；

5、基本实现了平价上网，投资低，已经具备跟传统火力竞争的优势；

6、发电量实时在手机上可以查看；

缺点：

1、光伏组件的能量密度低；

2、一次投入时新手容易被人宰；

3、不属于暴利行业，没有经过专业设计的话回收期达到4~5年；

光伏行业是一个年轻的行业，从2006年至今，整个行业的成长仅12年。12年中不存在暴利时代，顶多有称之为多利时期，光伏行业的盈利大部分时间都是微利时代，10多年的起起伏伏，行业巨头一个一个倒下，后面的有一个一个超越。做为工厂来讲，实际利毛润率仅为15%左右，甚至更低。近期由于国家补贴的停止，造成国内需求量急剧减少。致使价格一路下滑，短短几个月时间，光伏行业市值缩水30%，为了寻求生存机会，价格一降再降。工厂停产，倒闭拖欠工资等现象频频曝光。所以光伏行业不存在暴利。而是微利行业，靠的是巨大的销售基数来弥补薄利的短板。

在“双碳”目标背景下，光伏是一座城市优化能源结构，推动“双碳”建设的重要抓手。

太阳能光伏产业在将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。未来的能源互联网将在现有电网基础上，通过先进的电力电子技术和信息技术，实现能量和信息双向流动的电力互联共享网络。

随着光伏发电等波动性电源比例的提高，要求电源侧具备更大的调节能力，分布式储能将得到普及，主动式配电网也将应运而生。太阳能发电和其他可再生能源、储能互补发电，并与负荷一起形成既可并网、又可孤网运行的微型电网，将是太阳能发电的一种新应用形式，既适用于边远农牧区、海岛供电，也适合联网运行作为电网可控发电单元。

光伏产业的不断深入发展，各行业也借助了光伏的自身优势开展应用，如光伏农业、光伏渔业、光伏水泵、光伏园区、光伏充电桩、光伏智慧路灯等等。

从数字化角度阐述下光伏行业未来发展模式：

实现大型室外光伏发电时运作状态实时监测，电站负荷情况、设备管控等信息的互联互通。数字孪生不同环境场景下的光伏电站。减少室外光伏发电站运维管控的人为操作成本与危害，实现无人值守的室外光伏电站新形势。

通过现场取景、卫星图等方式，进行场景搭建，人工摆放向日镜模型，向日镜从发电塔向外扩散排布，真实还原装机分布效果，场景从上往下看就像一朵巨大的向日葵，场景中心为发电塔，镜子作为反射太阳光的媒介，发电塔相当于一个大型的热量吸收器，一次性接收成百上千个向日镜同时折射出的热量再经过热能交换，推动汽轮发动机发电。通过图扑引擎的渲染功能，真实还原发电塔吸收热量的效果。

光热电站信息监测

通过点击交互场景中的发电塔模型，以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息，与后台数据进行联动，接入真实数据，展示发电塔发电情况与发动机运行状态，做到实时监测管理。

光伏电站信息监测

通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱（包括母线电压、机箱温度、电流）数据，当出现告警时，可对模型进行染红闪烁显示，方便运维人员快速定位排查问题，足不出户即可实时查看设备相关指标，可结合算法实现数据分析，短时间内若出现数据异常变化的情况，提前进行告警，提醒相关人员及时做出决策。

同时接入了箱变（包括箱变油温、电压和电流）、逆变器（包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率）、升压站相关数据，全面监测电站运行状况，由于场景比较大，做了点击设备模型视角拉近处理，可更直观的查看设备相关信息。

以往以节能降碳为主的理念，应该转变为多使用可再生能源。不少太阳能光伏企业已经在发展光储充一体化系统，这和互联网等科技企业的写字楼、车棚、电动汽车的使用等可以有机结合。科技企业还可以参与到与碳中和相关的数字化平台、物联网设备的建设、运营、管理和维护。

加强政策扶持新能源经济战略，国家相关部委推出太阳能屋顶计划。太阳能屋顶就是在房屋顶部装设太阳能发电装置，利用太阳能光电技术在城乡建筑领域进行发电，以达到节能减排目标。

采用轻量化三维建模技术， 1：1 高仿真还原光伏工业园区。3D场景将 BIM 楼宇数据叠加到地图场景中，实现 BIM + GIS 的结合展示。

2D 数据面板数字化展现园区内各区域的运行情况、安全配备、周边动态环境等情况。还支持渲染 3D Tiles 格式的倾斜摄影模型文件。Hightopo实现可交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。

我国光伏行业发展至第四阶段

我国光伏行业于2005年左右受欧洲市场需求拉动起步，十几年来实现了从无到有、从有到强的跨越式大发展，建立了完整的市场环境和配套环境，已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业，也成为我国产业经济发展的一张崭新名片和推动我国能源变革的重要引擎。目前我国光伏产业在制造规模、产业化技术水平、应用市场拓展、产业体系建设等方面均位居全球前列，已形成了从高纯度硅材料、硅锭/硅棒/硅片、电池片/组件、光伏辅材辅料、光伏生产设备到系统集成和光伏产品应用等完整的产业链，并具备向智能光伏迈进的坚实基础。我国光伏行业发展经历了以下几个历史阶段：

年新增装机量波动较大

据国家能源局统计数据显示，2015年，我国光伏发电新增装机容量为1513万千瓦。2018年，受光伏531新政影响，各地光伏发电新增项目有所下滑，全年新增装机容量出现下降态势，从2017年的5306万千瓦下降至4426万千瓦。2019年，国内光伏新增装机仍然呈现下降趋势，下降至3011万千瓦。2019年对需要国家补贴的项目采取竞争配置方式确定市场规模，因政策出台时间较晚，项目建设时间不足半年，很多项目年底前无法并网，再加上补贴拖欠导致民营企业投资积极性下降等原因，截止2019年底竞价项目实际并网量只有目标规模的三分之一。

2020年，在未建成的2019年竞价项目、特高压项目，加上新增竞价项目、平价项目等拉动下，预计国内新增光伏市场将恢复性增长。“十四五”期间，随着应用市场多样化以及电力市场化交易、“隔墙售电”的开展，新增光伏装机将稳步上升，中国光伏发电新增装机容量为4820万千瓦。

2020年末累计装机量超2.5亿千瓦

累计装机容量方面，据国家能源局统计数据显示，2015年以来，我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2015年，全国光伏发电累计装机容量为4318万千瓦，到2020年已经增长至25300万千瓦。从一定程度上说，我国的光伏发电正在迅速发展起来。

光伏发电量增速维持在15%以上

据国家能源局统计数据显示，2013年以来，我国光伏发电量增长迅速。2013年，全国光伏发电量仅为91亿千瓦时，到2019年，全国光伏发电量2238亿千瓦时，同比增长26.08%。截止2020年底，全国光伏发电量为2605亿千瓦时，同比增长16.4%。

华北、西北与华东地区新增装机量较多

截至2021年9月底，全国分布式光伏装机9399万千瓦，占光伏总装机比重33.8%，与上二季度相比提升1.2个百分点，同比提升1.8个百分点

从全国并网光伏发电新增装机布局看，2021年前三季度，我国华北地区新增装机8027.6万千瓦，占全国的28.9%西北地区新增装机6456.8万千瓦，占全国的23.2%华东地区新增装机5390.6万千瓦，占全国的19.4%华中地区新增装机3716.2万千瓦，占全国的13.4%南方地区新增装机2753.1万千瓦，占全国的9.9%东北地区新增装机1438.4万千瓦，占全国的5.2%。

总体来说，为了响应巴黎协定，我国提出了“碳中和”“碳达峰”的号召，在此号召下，近年来我国光伏行业有了长足的发展。

—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

1、清洁能源综合效益大，现在中国的环境问题已经非常突出了，环境保护迫在眉睫，需要改善能源结构。 2、光伏是未来能源产业的重点，现在我国在光伏领域在国际上领先，但遭遇到美国和欧盟双反，出口受阻，因此借机转向国内市场发展，为光伏产业赢得喘息之机，希望在此波不利的行情中保持光伏行业的领先优势。 3、中国对世界做出了减排承诺。要实现中国到2020年的减排目标，一方面是国内环境保护的需要，再是在国际社会上环境保护的责任。 4、碳排放交易机制，目前中国已有三家碳排放交易所，未来碳排放交易将会随着环保观念加强而更加具有现实意义。通过光伏大规模降低碳排放，对后续国际上关于碳排放的谈判将更具有优势。 5、分布式光伏发电可以充分利用社会资金发展能源产业，成规模的发展可以减少国家在能源基础设施建设方面的投入。这是利用财政补贴杠杆充分调动民间资本最好的范例。同时也能解决中国过去长期的电荒问题。