光伏发电是什么

什么是光伏发电？

光伏发电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。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。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。

工业领域厂房：特别是在用电量比较大、网购电价比较贵的工厂，通常厂房屋顶面积很大，屋顶开阔平整，适合安装光伏阵列；并且由于用电负荷较大，分布式光伏并网系统可以做到就地消纳，抵消一部分网购电量，从而节省用户的电费。

商业建筑：与工业园区的作用效果类似，不同之处在于商业建筑多为水泥屋顶，更有利于安装光伏阵列，但是往往对建筑美观性有要求，按照商厦、写字楼、酒店、会议中心、度假村等服务业的特点，用户负荷特性一般表现为白天较高，夜间较低，能够较好地匹配光伏发电特性。

农业设施：农村有大量的可用屋顶，包括自有住宅屋顶、蔬菜大棚、鱼塘等，农村往往处在公共电网的未稍，电能质量较差，在农村建设分布式光伏系统可提高用电保障和电能质量。

市政等公共建筑物：由于管理规范统一，用户负荷和商业行为相对可靠，安装积极性高，市政等公共建筑物也适合分布式光伏的集中连片建设。

边远农牧区及海岛：由于距离电网遥远，我国西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肃、四川等省份的边 远农牧区以及我国沿海岛屿还有数百万无电人口，离网型光伏系统或与其它能源互补微网发电系统非常适合在这些地区应用。

今天我以城市园区内的光伏发电案例融合当前可视化技术的案例：

Hightopo 搭建智慧园区光伏发电能源管控可视化系统，根据园区现状、能源管理特点，充分考虑各能耗管理的整合，设计科学高效，可实施性强，符合园区运维管理的数字化智慧园区解决方案。为园区运维人员提供一个全面实时、可感可知的能源监测决策分析平台。

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HT 支持模拟无人机或行人视角进行漫游，可全方位无死角浏览园区，当经过设备时，自动弹出信息进行查看，方便运维人员进行巡检。支持结合 WebVR 进行展示，通过适配 VR 设备，用户可带上 VR 眼镜配合手柄在场景行走、飞行，实现通过手柄对设备进行抓取、移动等功能。相比传统的观看方式，它具备 360 度全景画面，用户可以身临其境，全面感受气氛和氛围，空间感、距离感都会更有层次，做到真正的沉浸式交互。

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三、通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。

四、石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。

五、家庭灯具电源：如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。

六、光伏电站：10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。

七、太阳能建筑将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来一大发展方向。

八、其他领域包括：（1）与汽车配套：太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等；（2）太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统；（3）海水淡化设备供电；（4）卫星、航天器、空间太阳能电站等。

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。本文主要梳理了中国光伏发电行业的产业链、发展现状、竞争格局等内容。

光伏发电行业主要上市公司：目前国内光伏发电行业主要上市公司有保利协鑫(03800.HK)，中环股份(002129)、隆基股份(601012)、通威股份(600438)等。

本文核心数据：光伏装机容量、发电成本、竞争格局

产业概况

1、定义

光伏发电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。光伏发电系统主要分为两类，一种是集中式，如大型西北地面光伏发电系统一种是分布式(以>6MW为分界)，如工商企业厂房屋顶光伏发电系统，民居屋顶光伏发电系统。

经过多年发展，太阳能光伏发电在我国的应用范围逐渐扩大，从家庭用户太阳能电源到通讯/通信以及石油、海洋、气象等众多领域都可以见到太阳能光伏发电的应用。

2、产业链剖析： 布局完整，硅片已经呈现双寡头格局

光伏发电的产业链主要有上游主要为光伏电池相关原材料组成，包括形成电池的单晶硅和多晶硅中游主要为电池片、电池组件生产企业和系统集成企业下游为光伏发电应用领域，包括分布式光伏发电和集中式电站。

目前，上游多晶硅和单晶硅生产业企业主要有保利协鑫、隆基股份、通威股份、中环股份等。而硅片生产企业已经呈现双寡头格局，中国的太阳能硅片占据全球市场份额的大部分，而中国的市场中，主流的厂商主要有包括隆基、中环、中晶等，产能格局仍高度集中，2020年中环股份、隆基股份硅片对外销售规模约分别为168.29亿元和155.13亿元，两家公司占据绝对领先地位。

中游电池片和组件生产企业主要有通威、隆基、晶澳等。光伏发电系统中逆变器生产厂商主要有阳光电源等企业涉及系统集成的包括亿晶光电、正泰电器等。部分企业，如隆基股份基本已经形成从单晶硅到组件到电站光伏运营一套完整的光伏发电产业链。

产业发展历程：光伏产业实现从无到有、从有到强的跨越式发展

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。

上游供给情况：多晶硅和硅片供应充足

我国多晶硅产业2005年以来在政策推动下起步，一路历经产能过剩、淘汰兼并，行业集中度不断提高。部分先进企业的生产成本已达全球领先水平，产品质量多数在太阳能级一级品水平。据中国光伏协会统计数据显示，2012年以来，我国多晶硅产量持续增长，2020年，全国多晶硅产量为41.95万吨，同比增长22.7%。

在硅片产量方面，我国更是占有绝对优势，国内产量占全球产量的90%以上。硅片环节产业规模化效应强、产业集中度高，前十家硅片企业产量占比60%以上。2020年，国内硅片产量为161.3GW，同比增长19.8%。

下游发展情况：集中式电站仍为主流，分布式占比预期提升

从2013-2020年中国光伏装机结构看，分布式光伏占比在33%以下，集中式电站依然是光伏发电的主流。但是分布式光伏的占比从2016年开始已经逐年增高，随着国家对于分布式光伏的大力推广，分布式光伏占比预期将仍处于提升状态。

产业发展现状

1、光伏累计装机容量：持续稳定增长

据国家能源局统计数据显示，2013年以来，我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2013年，全国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW，到2019年已经增长至204.68GW。在2013-2019年，全国光伏发电累计装机容量已超过10倍增长。截至2021年上半年，全国光伏发电累计装机267.08GW。

2、光伏新增装机容量：2021年上半年同比增长12.93%

据国家能源局统计数据显示，2017年，我国光伏发电新增装机容量为53.06GW，创历史新高，2018年，受光伏531新政影响，各地光伏发电新增项目有所下滑，全年新增装机容量为44.26GW，同比下降16.58%。受国家光伏行业补贴、金融扶持等政策影响，2020年光伏装机量大幅回升。2021年上半年，全国光伏发电新增装机13.01GW，同比增长12.93%。

3、光伏发电量：2020年较2013年增长28倍

根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%。2020年我国光伏发电量为2605亿千瓦时，同比增长16.40%。

4、发电成本：连续下降，平价上网时代到来

随着技术进步和政策扶持，中国的光伏发电成本迅速下降。2019年光伏发电成本较2015年下降了40%多。2021年起，国家对新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目和新核准陆上风电项目不再补贴，平价上网时代正式到来。

注：数据截止2019年，2020年数据暂未公布。

5、弃光率：西藏和青海弃光率仍较高

全国新能源消纳监测预警中心发布数据显示，截止2021年8月，全国光伏利用率为98.1%，弃光率低于2%。从省市来看，2021年1-8月，部分省市的弃光率依然较高，西藏弃光率为20.8%，青海弃光率为13%。

产业竞争格局

1、区域竞争：山东、河北和江苏名列前茅

根据国家能源局2021年上半年各省市光伏累计装机量数据显示，截止2021年上半年，山东、河北和江苏名列全国光伏装机量前三，其中山东省累计装机量达到26.06GW排名第一。

注：以上统计不包括港澳台。

2、企业竞争：隆基股份在2020年中国光伏企业10强榜单中拔得头筹

由365光伏统计的2020年中国光伏企业10强榜单已出炉。其中，隆基绿能科技股份有限公司排名第一，2019年营业收入达到328.97亿元。此外，协鑫(集团)控股有限公司、晶科能源有限公司、天合光能股份有限公司、阿特斯阳光电力有限公司分列第二、第三、第四、第五位。

注：1、此榜单营业收入为2019年光伏相关企业的关键材料设备全球收入(组件、逆变器、支架、辅材)、全球电站出售收入、全球电费收入、全球电站EPC收入、全球电站设计及电站运维等服务收入2、本榜单依据365光伏能够调研到的数据形成。

产业发展前景及趋势预测

1、政策持续推动行业发展

“十四五”规划纲要提出要构建现代能源体系，推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，提高能源供给保障能力。大力提升光伏发电规模，加快发展东中部分布式能源，建设一批多能互补的清洁能源基地，“十四五”期间非化石能源占能源消费总量比重提高到20%左右。

2021年5月11日，国家能源局发布《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》，明确提出2021年全国风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重达到11%左右，后续逐年提高，确保2025年非化石能源消费占一次能源消费的比重达到20%左右。

2、分布式光伏发展提速

分布式光伏发电贴近用户侧，能够提高大用电量区域对太阳能的利用率，自发自用余电上网的形式符合太阳能本身分布式的特点，因此，分布式光伏发电也是光伏发电产业发展与推进的必然趋势。为推进分布式光伏发电的发展，浙江、山东、吉林、广东等省份将分布式光伏发展作为推动能源转型的重要部分，写进“十四五”规划之中。

2、2026年光伏累计装机容量或超700GW

在政策推动和光伏发电成本下降的利好之下，光伏装机容量将持续攀升。根据中国光伏行业协会的预测，在“十四五”期间，我国光伏年均新增光伏装机或将在70-90GW之间，为达成2030年碳达峰，2060年前实现碳中和，光伏行业将成为长期处于高速发展的新能源行业之一，据此预测2026年我国光伏发电行业累计装机量可能在673-793GW之间。

以上数据来源于前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

未与公共电网相联接独立供电的太阳能光伏电站称为离网光伏电站。主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所，如为边远偏僻农村、牧区、海岛、高原、沙漠的农牧渔民提供照明、看电视、听广播等基本的生活用电，为通信中继站、沿海与内河航标、输油输气管道阴极保护、气象电站、公路道班以及边防哨所等特殊处所提供电源。独立系统由太阳电池方阵、系统控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等组成。

与公共电网相联接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站称为并网光伏电站。它是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段、成为电力工业组成部分的重要发展方向，是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。并网系统由太阳能电池方阵、系统控制器、并网逆变器等组成。

目前，企业标准《光伏电站接入电网技术规定》与《光伏电站接入电网测试规程》已颁布执行，国家标准《光伏发电站接入电力系统技术规定》《光伏发电系统接入配电网技术规定》《光伏发电站无功补偿技术规范》即将颁布。光伏标准体系的建立，为我国光伏行业健康快速发展、保障整个电力系统安全稳定运行提供了技术支撑。

光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换，即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板，利用光照产生直流电，比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。

光伏技术具备很多优势：比如没有任何机械运转部件；除了日照外，不需其它任何"燃料"，在太阳光直射和斜射情况下都可以工作；而且从站址的选择来说，也十分方便灵活，城市中的楼顶、空地都可以被应用。自1958年起，太阳能光伏效应以太阳能电池的形式在空间卫星的供能领域首次得到应用。时至今日，小至自动停车计费器的供能、屋顶太阳能板，大至面积广阔的太阳能发电中心，其在发电领域的应用已经遍及全球。

太阳能是一种快速增长的能源形式，太阳能市场在过去十年中也取得了长足发展。据资料，按年均太阳能系统装机容量计算，全球太阳能市场复合年均增长率达47.4%，从 2003 年的598MW 增长至2007年的2826MW。预测到2012年，年均太阳能系统装机容量可能进一步增至9917MW，而整个太阳能行业的销售额可能从2007年的 172亿美元增长至2012年的395亿美元。这种增长势头在很大程度上要归功于全球快速增加的市场需求、日益提高的上网电价和各种政府鼓励措施。

在国际竞争上，早在2010年，中国光伏就遭到美欧双重贸易打压。但中国光伏行业在斗争中越做越强，全球市场占率从2010年的40%上升到2017年的近70%。在麦肯锡对中美产业优势对比报告中，光伏是中国产业中唯一一个全面领先美国的产业，评为满分。因此国务院于2013年发布《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》（国发〔2013〕24号），才将光伏产业定位为“我国具有国际竞争优势的战略性新兴产业”。

在产业规模上，我国光伏发电新增装机连续5年全球第一，累计装机规模连续3年位居全球第一。截至2017年底，全国光伏发电累计并网装机容量达到1.3亿千瓦。多晶硅连续7年全球产量第一，组件连续11年全球产量第一。2017年，我国多晶硅、硅片、电池片、组件产量分别占据全球的54.8%、87.2%、69%与71.1%。

在企业发展上，我国光伏制造企业位居全球前列。2017年中国大陆进入全球产量前10的光伏制造企业数量为：多晶硅6家、硅片10家、电池片8家、组件8家，且产量位居世界第一的企业均在中国。

在技术研发上，我国的产业化技术水平始终引领全球，多家行业领先企业均同光伏领域的世界著名高校和研究院所，如牛津大学、耶鲁大学、新加坡太阳能研究所、澳洲国立大学等开展合作研发。自2014年至2017年，天合光能、晶科、隆基等企业研发的太阳能电池已连续9次刷新世界纪录。截止2017年底，我国高效单、多晶电池光电转换效率已分别达到21.3%和19.2%。

在应用市场方面，我国开展的光伏发电领跑基地中新产品应用引领全球风潮。从第三批领跑基地申报情况看，组件转换效率已全面超过单/多晶硅组件入门门槛17.8%/17%，多主栅、半片、双面、叠瓦等先进组件技术以及跟踪系统等先进系统技术应用范围逐步扩大。同时，领跑者项目的实施，还探索出“光伏+农业”、“光伏+渔业”、“光伏+煤矿沉陷区治理”、光伏建筑一体化等多种光伏＋新业态，实现了光伏与其他产业融合发展的综合效应。

基于我国光伏产学研的整体化优势，光伏系统价格和组件价格十年来降低90%，形成对国外公司的全面领先之势。正因如此，中国光伏才能与神舟飞船、国产大飞机、高铁等行业一起登上“十九大”邮票纪念封，成为中国新时代的名片。当电力、煤炭、 石油等不可再生能源频频告急 , 能源问题日益成为制约国际社

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