光伏发电行业前景如何

太阳能发电，看起来确实有着非常诱人的前景。

在很多情况下它便宜方便，并且肯定更有益于可持续发展。相比于我们现在的发电厂，它们有的利用化石资源，比如煤，但煤总有一天会用完的，有的是水电，但是得先筑起大坝，对环境也有很大影响。

那我们为什么不把传统的电厂统统换成太阳能发电厂呢？

因为有一个因素使太阳能不可预知：云。

太阳光向地球射来有些被大气层吸收，有些反射回太空，但剩下会到达地球表面。没有偏离的光线叫直接辐射。被云偏转的光线叫辐射扩散。首先被一个平面反射的光线，比如一个附近的建筑物，才达到太阳能系统的叫反射辐射。

但在我们考查云层怎样影响太阳线和发电前，先看看太阳能发电系统是如何工作的。

第一是太阳能塔。这是由一个被镜场围住的中央塔，场镜会跟踪太阳的路径把直射的阳光集中到塔上一点。这些光线产出的热量很强，可以用来烧开水，用水蒸气来带动涡轮来产电。

另外一种为大家所熟悉的太阳能系统，就是是光伏发电，或太阳能电池板，太阳光线里的光子射到电池板上放出电子从而产生电流。太阳能电子板可以用多种辐射，但太阳能塔只可以用直接辐射，这里就是云的重要处。

云的类型和相对于太阳的位置，可以提高或减少产生的电量。比如，就算有一点积云在太阳前也可以减少太阳塔产的电甚至于到零，因为它需要直射。这些云也会减少太阳能板输出的能量，但不是那么多，因为太阳能板可以用多种辐射。但，这些都依赖在云的精确位置。

由于反射，或一种特别现象叫 Mie scattering，太阳光集中向前放射，因为云的关系，到达太阳能电池板的辐射能量可以瞬间增加50%。如果没有预料到这个提高的能量的话，太阳能电池板会被烧坏。但是你不会因为有片云从你家房顶上飘过去就干净把太阳能电板给挡起来吧。

在太阳能塔里，有很大熔盐罐或油用来储藏多余的热量，在需要的时候可以放出用的，这样可以管理太阳辐照量变化的问题从而使产电平衡。但太阳能板现在还不能储藏多余能源。传统的发电厂在这里的优势就体现出来了。如果全部转为太阳能发电，天晴时，多出的电会浪费，但天阴时，也许还不够用。即便有备用的电源储存，对于现有的电力系统来说，要想适应这样一个不断变化的能量供给方式也是非常困难的。

当然，现在人们也在研究各种方法来扩大太阳能发电占据的比例。人们通过卫星图像来预测云的运动，从而调整太阳能发电时长，保证电源的稳定金额最小化电源浪费。如果我们可以解决这个问题，太阳能发电才能成为人类主要能源。

建成后的电站是中国同类电站中最大的，也是世界第二大电站。此前，中国最大的太阳能电站是位于西北部宁夏的腾格尔沙漠太阳能园区，容量为1.54吉瓦；而印度的巴德拉太阳能园区（Bhadla Solar Park）是全球最大的太阳能电站。

据悉，黄河的电站耗资22亿美元（1,486亿元人民币），是计划中的16吉瓦可再生能源发电综合体的一部分，其中包括两座8吉瓦的换流站。SupChina表示，该电站的建设在4个月内完成，其中包括由阳光电源（Sungrow）提供的202.9兆瓦储能系统。

据报道，国家电网公司负责这条价值31.8亿美元（2,149亿元人民币）的特高压电力线。

1、山西大同国家先进技术光伏示范基地(3000MW)

这是我国首个促进先进技术光伏产品应用的大规模太阳能光伏电站，是国家能源局“光伏领跑者”计划首个被批准的项目，总规划装机量3000MW，分三年实施。基地旨在规模化应用先进技术光伏产品，同时，示范基地将发展光伏发电、新能源与治理采煤沉陷区相结合，对于探索采煤沉陷区生态修复，进而推动资源型城市能源发展方式转变都有重要意义。

2、山西阳泉国家先进技术光伏发电基地(2200MW)

为推动国家光伏产业升级转型，引领电价下降，调整以煤电为主导的产业结构，阳泉市采煤沉陷区建设国家先进技术光伏发电示范基地，总规划装机量2200MW，分两期实施，其中2016年一期建设1000兆瓦。根据基地规划总体布局，一期共分13个单体项目，其中光伏发电示范项目12个，平台项目1个。建设期截至2017年中，开发经营期为25年(不含建设期)。

3、宁夏(盐池)新能源综合示范区电站(2000MW)

这是截止目前全球最大的单体光伏电站项目，总规划装机量2000MW，占地约6万亩。按照宁夏的光照条件，这一2000MW项目建成后，年平均上网电量289419万度。以该发电量计算，与火电相比，每年可节约标准煤101万吨。该示范区还将建设风、光、生物质、储能多元互补可再生能源发电系统、绿色现代牧业养殖示范基地、绿色现代牧草种植示范基地、全球最大光伏旅游基地等项目。

4、山东新泰光伏发电示范基地(2000MW)

中德新能源示范市重点支撑项目，中国光伏电站领跑者计划重点实施项目，全国最大的采煤沉陷区农光互补示范基地，总规划装机量2000MW，总占地12万亩，总投资200亿元。作为规模较大的中国太阳能发电站之一，项目全部建成后，年销售收入15亿元，可帮助当地贫困户尽快脱贫。新泰市在2016-2020年期间利用集中连片采煤沉陷区建设28座光伏电站。

5、腾格里沙漠太阳能发公园(1547MW)

腾格里沙漠太阳能发公园被称为太阳能“长城”，建成初期是规模最大的中国太阳能发电站，占地面积43平方公里，总规划装机量1547MW。该太阳能光伏电站位于中国的腾格里沙漠，有着足够的扩展空间，目前占该地区干旱地区的3.25%，比纽约中央公园大10倍以上，并且能够产生1.5千兆瓦的功率，可与大多数核电站的电力容量相媲美。

6、河北张家口奥运廊道领跑者项目(1500MW)

这座中国太阳能电厂的总规划装机量为1500MW，2016年10月一期获批指标总容量为500MW，这500MW共分给了14个项目。按照张家口奥运廊道规划图，1500MW的项目总量，主要分布在张家口宣化区、下花园区以及怀来县三个县区，项目地点分散、土地利用率不高等是该基地的主要特点。由于项目规划过多，有的还不到1MW，建设成本间接增加。

7、内蒙古乌海光伏领跑技术基地(1300MW)

该座中国光伏电站总规划装机量1300MW，三年逐步实施建设(2016-2019年)。根据乌海市发改委规划，该基地单体项目于2017年9月开发建设，项目位于海勃湾区金沙湾和小加工园，总投资8亿元，上网电价0.5元/千瓦时，拟通过金沙湾220千伏变电站接入电网。起步阶段本着节约、集约利用的原则，利用现有电网为主，就近接入、就地为周边负荷供电。

8、山西芮城光伏领跑技术基地(1020MW)

2016年国家能源局批复的全国8大光伏基地之一，是唯一一个县级国家级光伏基地，总规划装机量1020MW，总投资88亿元，当年12月开工建设。作为规模较大的中国太阳能发电站之一，共规划达13处场地，涉及中条山沿山一带7个乡镇，年可增加地区生产总值12亿，实现财政收入1.5亿；为贫困群众提供就业岗位600多个，年可增加农民收入800余万。

9、山东济宁光伏发电示范基地(1000MW)

总规划装机量1000MW，其中任城区规划100MW，邹城市规划装机量100MW，曲阜市规划装机量100MW，鱼台县规划装机量140MW，微山县规划装机量560MW。该座中国太阳能发电站的初期建设于2016年展开，计划安装容量为50万千瓦，共划分7个单体项目，其中光伏发电示范项目6个，平台项目1个，开发经营期为25年(不含建设期)。

10、龙羊峡大坝太阳能公园(850MW)

该中国太阳能电厂位于中国西北部青海省的青藏高原，由中国五大发电企业之一的国家电力投资公司运营，是世界上最大的太阳能公园之一，总规划装机量850MW，面积约27平方公里，甚至从太空中也可以俯瞰到龙羊峡太阳能电站。该站可为20万户家庭供电，其第一建设阶段于2013年完成，第二建设阶段于2015年完成，总建设成本约为60亿元人民币。

11、广西兴宾渔光互补光伏发电项目(300MW)

全国建成并网的渔光互补太阳能光伏电站共13家，广西兴宾渔光互补光伏发电项目，是目前中国最大规模的“渔光互补”光伏发电站，总规划装机量300MW，占地6000亩，总投资15亿元，是广西首家渔光互补光伏电站，位于兴宾区蒙村镇。所谓的“渔光互补”，即是指渔业养殖和光伏发电相结合，水面上方架设光伏板阵列，光伏板下方水域进行鱼虾养殖。

12、中国格尔木太阳能公园(200MW)

在青海省格尔木市东109国道两侧的荒漠上，太阳能电站一个接一个，星罗棋布，十分壮观，这就是中国光伏电站群中知名的格尔木太阳能公园。格尔木太阳能电站总规划装机量200MW，总投资约32.6亿人民币，于2010年10月底建成投产，由中国电力投资集团开发。该发电站累计发电量已达28.9亿千瓦时，节约标准煤93万吨，减少二氧化碳排放约305万吨。

13、昆明石林太阳能光伏并网实验示范电站(166MW)

这是在石笋、石芽大面积外露的喀斯特地貌特征的丘陵地区建设起的“中国太阳能发电站”，有效利用石漠化土地5445亩，是云南在石漠化荒地上探索利用太阳能发电的一次重大举措。其总规划装机量166MW，总投资90亿元，2015年建设完成，年发电量将达1.88亿千瓦时，年减排二氧化碳17.54万吨。该电站在发电的同时还承担着一系列太阳能科研项目。

14、安徽省淮南水上漂浮式光伏发电站(150MW)

世界上最大的水上漂浮式光伏发电站，同时亦是三峡集团首个水上漂浮式光伏项目，总规划装机量150MW，总投资约10亿元。该电站年发电量约1.5亿度，相当于支撑国家17.64亿元的gdp，年纳税约2500万元以上；相当于种植阔叶林约530公顷；相当于年节约标准煤约5.3万吨，减少二氧化碳排放约19.95万吨，减少森林砍伐约5.4万立方米，可以照亮约9.4万户城乡家庭。

15、甘肃敦煌熔盐塔式光热电站(100-110MW)

中国首批光热发电示范项目的建设基地之一，总规划装机量100-110MW，拥有全球单机最大的聚光集热镜场，共12078余台定日镜，是全球聚光规模最大、吸热塔最高、储热罐最大、可24小时连续发电的100兆瓦级熔盐塔式光热电站，标志着中国成为世界上少数掌握百兆瓦级光热电站技术的国家之一。该电站在夏季工况下，可24小时连续发电突破180万千瓦时。

16、浙江宁波海曙大路村屋顶光伏项目(13MW)

全国最大的光电建筑一体屋顶光伏项目，总规划装机量13MW。项目一期装机容量760千瓦，年发电量约80万度，二期项目装机容量540千瓦。项目建成后，根据现有光伏政策，每发一度电，可带来0.6653元/度的收益。全村435户人家每户每年可免费使用360度电。投资回收期满后，企业与村集体按照60%和40%分享发电实际收益，每年村集体创收约7万元。

17、八达岭太阳能热发电实验电站(1MW)

亚洲最大的塔式太阳能热发电电站，总规划装机量1MW，年发电量可达195万千瓦时。这个发电站在八达岭长城脚下，集科研、示范、试验和展示为一体，是我国863高技术科学试验项目，也是中国第一座拥有自主知识产权的兆瓦级塔式太阳能热发电实验电站。此发电站共使用定日镜达100面，总面积一万平方米，占地八十亩，预计使用寿命为二十年。

中国光伏业的巨头企业有尚德电力控股有限公司、天合光能有限公司、保利协鑫能源控股有限公司、天威英利新能源有限公司 、江西赛维LDK太阳能高科技有限公司等。

1、尚德电力控股有限公司（STP）  董事长、常务董事——施正荣

是国内首家在美国纽约证券交易所上市的民营高科技企业，专业从事晶体硅太阳电池、组件，薄膜太阳电池、光伏发电系统和光伏建筑一体化（BIPV）产品的研发、制造与销售。到2008年底，公司已形成1000兆瓦太阳电池生产能力，跻身世界光伏前三强。

2、天合光能有限公司 （TSL）    董事长、常务董事——高纪凡

是全球最大的光伏组件供应商和领先的系统集成商。公司于1997年创立，2006年在美国纽交所上市。2014年，公司光伏组件出货量达3.66吉瓦，实现销售收入22.9亿美元。天合光能高品质的光伏组件被运用在世界各地并网和离网状态下的太阳能电站，为当地民众带去了洁净、可靠的绿色电力。

3、保利协鑫能源控股有限公司  董事长、常务董事——朱共山

是全球领先的多晶硅及硅片供应商，为光伏发电提供质优价廉的原材料。保利协鑫也是中国一流的环保能源供应商，通过热电联产、生物质发电、垃圾发电、风力发电及太阳能发电，提供高效环保的电力与热力。

4、天威英利新能源有限公司   总裁兼首席执行官——苗连生

位于保定国家高新技术产业开发区，是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术光伏企业。主要从事晶体硅硅锭、硅片、太阳电池、组件、控制-逆变器、光伏系统工程及光伏应用产品的研究、制造、销售和服务。

5、江西赛维LDK太阳能高科技有限公司

是目前亚洲规模最大的太阳能多晶硅片生产企业。是专注于太阳能多晶硅铸锭及多晶硅片研发、生产、销售为一体的高新技术光伏企业。公司注册资金11095万美元，总投资近3亿美元。2006年4月份投产，7月份产能达到100兆瓦，8月份入选“RED HERRING亚洲百强企业”，10月份产能达到200兆瓦，被国际专业人士称为“LDK速度奇迹”。

6、河北晶龙集团

位于邢台市宁晋县西城管理区内，占地200亩，包括中日合资宁晋松宫半导体有限公司、赛美港龙电子材料有限公司、晶兴电子有限公司等。目前，拥有单晶炉188台，是世界上规模最大的太阳能单晶硅生产基地。

7、天华阳光集团

是一家从事以绿电(包括光伏和风能)开发为核心的新能源电力项目开发、投融资、技术研发、工程设计、建设及运营管理的全球性跨国企业，是绿电行业的全球领袖企业，所建成的电站遍及美洲、欧洲和亚洲，截至2012年年底总装机及开发容量约达400兆瓦。

1．光伏发电技术的兴起

20世纪90年代后期，世界上兴起一股“太阳屋顶”热。光伏发电技术发展较早的主要是日本、德国和美国，这些国家相继提出“1万屋顶”、“10万屋顶”和“百万屋顶”计划。近几年来，在发达国家已建造了相当发展水平的“零能房屋”，即完全由太阳能光电转换装置提供建筑物所需要的全部能源消耗，真正做到清洁、无污染。光伏发电技术代表了21世纪太阳能建筑的发展趋势，将太阳能建筑的发展推向一个新阶段。德国弗赖堡著名的“完全自足太阳房”（图7.1）就是一座完全依靠太阳能采暖、发电，而不依赖常规能源的零消耗建筑。

2．我国光伏发电技术的发展

粗略估计，我国现有建筑屋顶面积总计约400×108m2，假如1%安装光伏系统，可安装光伏发电装机容量3550×104～6620×104kW，年发电量287×108～543×108kW·h。我国荒漠化土地面积约264×104km2，其中干旱区荒漠化土地面积超过250×104km2，主要分布在光照资源丰富的西北地区。按利用我国戈壁和荒漠面积3%的比例计算，太阳能发电可利用资源潜力可达27×108kW，年发电量可达4.1×1012kW·h。

图7.1　德国弗赖堡“完全自足太阳房”

中国的光伏产业从20世纪70年代起步，90年代开始稳步发展，太阳能电池板及其组件的产量逐步增加。2000年以后国家电网公司为了加强对电网工程的控制，新发布了很多的管理方法，要求在管理上遵守电网工程建设的统一标准。2007年中国的光伏电池产量首次超过德国和日本，光伏电池的太阳能利用效率也逐步提高。我国2010年太阳光伏累计装机容量450MW，光伏产业复合成长率已达到38%。

现在，我国的光伏发电市场已经涉及广电部的村村通工程、产业部的光缆工程、林业部的森林防火通信工程和大漠地区光伏发电工程等众多领域。国家在“973”和“863”等重大项目中也将太阳能光伏发电的发展放到重要位置，2008年北京绿色奥运、2010年上海世界博览会的筹办也对太阳能光伏发电的发展产生了巨大的推动作用。

3．光伏发电系统介绍

太阳能光伏发电系统是一种新型的发电系统，它是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，使太阳光的辐射能直接转换为电能。太阳能光伏发电系统按照运行方式的不同，可分为独立运行的光伏发电系统和并网运行的光伏发电系统两种。独立运行的光伏发电系统要保持连续供电，需要有蓄电池作为电能的储存装置，主要用于电网不能到达的边远地区和人口分散地区，相对来说整个系统造价比较高；在有公共电网供电的地区，光伏发电装置与电网连接并网运行，省去蓄电池，大幅度减少投资，具有更好的运行效率和环保性能。一套基本的光伏发电系统一般是由太阳能电池板、太阳能控制器、逆变器和蓄电池（组）构成。

1）太阳能电池板

太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能直接转换成电能，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。

2）太阳能控制器

太阳能控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效地为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗，尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。如果用户使用的是直流负载，通过太阳能控制器可以为负载提供稳定的直流电（由于天气的原因，太阳电池方阵发出的直流电的电压和电流不是很稳定）。

3）逆变器

逆变器的作用就是将太阳能电池阵列和蓄电池提供的低压直流电逆变成220V交流电，供给交流负载使用。

4）蓄电池（组）

蓄电池（组）的作用是将太阳能阵列发出的直流电直接储存起来，供负载使用。在光伏发电系统中，蓄电池处于浮充放电状态，当日照量大时，除了供给负载用电外，还对蓄电池充电；当日照量小时，这部分储存的能量将逐步放出。

4．光伏发电系统的应用

目前我国光伏发电系统的应用，一方面以采用户用光伏发电系统和建设小型光伏电站为主，来解决偏远地区无电村和无电户的供电问题，为200万户偏远地区农牧民（即目前我国三分之一的无电人口）提供最基本的生活用电；另一方面，通过借鉴发达国家建设屋顶光伏发电系统的经验，在经济较发达、城市现代化水平较高的大中城市，在公益性建筑物和其他建筑物以及在道路、公园、车站等公共设施照明系统中推广使用光伏电源，建设屋顶光伏发电系统。此外，还将建立大型的并网光伏系统，以便于为光伏发电成本下降到一定水平时而开展大型并网光伏系统应用活动做好准备。

1）户用光伏发电系统和小型光伏电站

户用光伏系统和小型光伏电站属于非并网光伏发电系统（独立系统），多用于我国广大无电贫困山区和贫困农村。自投入使用以来，运行可靠，发电正常，性能优良。例如，辽宁省建昌县贫困无电山区已经安装了353套独立家用太阳能光伏电源系统，太阳能电池组件总功率可达22650W。

此家用光伏电源系统包括直流系统和交流系统两大类。直流系统由太阳能电池组件及支架、控制器和蓄电池组三部分组成。交流系统比直流系统多一个逆变器，共由四部分组成。

白天，太阳能电池组件接收太阳光照输出电能，然后经过防反充二极管向蓄电池组充电；夜晚，直流系统经过控制器将蓄电池组输出的直流电供直流负载使用，交流系统则经过逆变器把蓄电池组通过控制器输出的直流电变换为交流电供交流负载使用。在此系统中，太阳能电池组件的功能是将太阳辐射能转换为电能；蓄电池组的功能是将太阳能电池组件输出的直流电加以储存；防反充二极管的功能是用以阻止蓄电池组通过太阳能电池组件放电；控制器的功能是对蓄电池组的过充电和过放电进行保护；逆变器的功能是将蓄电池组输出的直流电变换为交流电。图7.2为户用光伏发电系统。

图7.2　户用光伏发电系统

此外，我国在西北偏远地区（如青海、西藏、新疆、甘肃等地）还建立了一些小型光伏电站。由于特殊的地缘，光伏电站特别适合西部特殊的居住环境，特别是在青藏高原有着得天独厚的地理环境优势，大力开发利用太阳能新能源，将其转换为电能，既解决了部分无电人口的供电问题，又解决了边远地区的通信问题，促进了西部地区脱贫致富，使经济和生态环境协调发展。其中西藏成为我国光伏电站、光伏电池装机容量最大的省区，有效地改善了当地牧民们的用电紧缺现象，而在通信方面，微波通信中继站应用光伏电源达到700kW以上，小型光伏电站有1300个。

2）屋顶光伏发电系统

随着光伏应用技术的发展，世界各国普遍推出了相应的屋顶光伏计划。“九五”期间，我国国家科学技术委员会也开始将太阳能屋顶系统列入国家科技攻关计划。图7.3为屋顶光伏发电系统。太阳能光伏发电系统与建筑物相结合，备受世界重视的原因是它存在以下几方面优点：

（1）不占用土地资源，这对于土地昂贵的城市尤为重要。

（2）可以原地发电，原地使用，减少了电力输送的线路损耗。

（3）降低了墙面及屋顶的温升，减轻了建筑物的空调负荷，降低了空调的能耗。

（4）取代和节约了昂贵的外饰材料（如玻璃幕墙等），使建筑物的外观统一协调，美化建筑环境。

（5）舒缓了高峰电力的需求，配备蓄电池后，还满足了安全用电设施的不断电要求。

图7.3　屋顶光伏发电系统

2008年奥运会的申办成功为太阳能利用提供了新的契机，国家计划将太阳能光伏发电融入奥运会建筑中，各奥运会建筑将大范围采用太阳能等绿色能源利用技术，我国政府对在奥运村及奥运会场馆中太阳能利用和建筑设计相结合进行了研究，并在奥运场馆及奥运村中应用，降低了建筑能耗，提升了城市的整体形象。

当今，诸多城市积极利用小型太阳能光伏电源，于道路、公园、车站甚至家庭安装了太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能路灯、市政交通及车位标识灯，这些灯造型新颖、美观大方、变化多样，而且经久耐用，融观赏性与实用性于一体，既不用拉电线、占用空间，还具有节能、环保、维护方便等优点，成为城市一道亮丽的风景线，为城市美化增添色彩。

3）大型并网光伏发电系统

并网光伏发电系统是光伏技术进步的重要标志，是未来太阳能光伏发电的趋势。光伏系统步入大规模发电阶段，意味着现在的能源结构将发生根本的变化，是人类社会利用能源的一场革命。图7.4为太阳能光伏电站。

图7.4　太阳能光伏电站

目前，在世界范围内，如美国、德国等发达国家已经开始建设了一批千瓦级并网光伏发电系统，又正在建设一批兆瓦级的光伏并网发电系统，甚至印度、菲律宾及非洲一些国家也开始建设大型并网光伏发电系统。

我国的并网光伏发电系统起步较晚，与上述国家相比，还有一段很大的差距。但我国已在深圳国际园林花卉博览园内建成了亚洲最大的太阳能并网光伏电站（图7.5），它在综合展馆、花卉展馆、管理中心、南区游客服务中心和北区东山坡都安装了太阳能光伏电站，电站总容量达1MW，并网光伏电站的年发电能力约为100×104kW·h，相当于每年可节省标准煤超过384t，减排粉尘约48t，减排灰渣约101t，减排二氧化碳超过170t，减排二氧化硫约768t，是真正的无污染的绿色能源。深圳国际园林花卉博览园1MWp太阳能并网光伏电站建成后，成为目前亚洲和我国总容量第一的并网光伏电站，同时也是世界上为数不多的兆瓦级大型太阳能光伏电站之一，填补了我国在大型并网光伏电站设计和建设上的空白，将成为我国并网太阳能发电史上的里程碑。

图7.5　深圳国际园林花卉博览园1MWp太阳能并网光伏电站

太阳能光伏效应，简称光伏（PV），又称为光生伏特效应（Photovoltaic），是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。

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。

在世界的一些主要国家中，尤其是德国、意大利、西班牙、美国、法国和韩国，联邦政府、州政府和地方政府机构纷纷以退税、税收抵免和其他激励措施的形式向太阳能产品的最终用户、经销商、系统集成商和制造商提供补贴和经济鼓励，以促进太阳能在并网应用中的使用，降低对其他能源的依赖。然而拥有巨大政治游说能力的传统公共电力企业也可能试图改变所在市场的相关立法，这也可能对太阳能的发展和商业应用造成相对不利的影响。

但总体来说，由于全球许多石油和天然气生产地区政治和经济局势的不稳定性，多国政府都在采取积极措施，以减少对国外能源的依赖。太阳能提供了一种极具吸引力的发电方案，而且不会对国外能源形成严重的依赖性。除此之外，日益突出的环境问题和与矿物燃料发电相关的气候变化风险形成政治动因，促使政府实施旨在减少二氧化碳及其他气体排放量的温室气体减排战略。太阳能及其他可再生能源有助于这些环境问题的解决。

世界各国政府实施了多种激励政策，以促进太阳能及其他可再生能源的开发和应用。许多欧洲国家、一些亚洲国家、澳大利亚、加拿大和美国的多个州省以及一些拉美国家都颁布了可再生能源政策。以客户为中心的财务激励措施包括资本成本退税、强制光伏上网电价和税收抵免。资本成本退税政策提供一笔资金，用于冲抵消费者在太阳能系统中的前期投资。强制光伏上网电价政策要求，公用电力公司依据产生的千瓦时数向用户支付他们通过太阳能系统产生的电力，而价格在一定时期内是有保障的。这些都鼓励了光伏产业的发展。

而在我国，长期困扰我国光伏产业发展的瓶颈问题，即产业链结构中原材料和市场均在海外的问题也得到了政策扶助。上半年由于欧洲各国，尤其是西班牙在太阳能领域的政策发生重大转变，引起全球光伏市场急剧萎缩，进而导致全球光伏企业一季度的经营状况普遍不理想。为了扭转这种境地，我国下决心上马一大批光伏发电项目，解决了"销售市场"的问题，在很大程度上稳定了光伏产业的内需，理性的产量预期逐渐形成。前段时间财政部也制定了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》。《意见》对太阳能产业形成了两大积极信息，一是产业政策的扶持，不仅仅中央财政安排专门资金，对符合条件的光电建筑应用示范工程予以补助，以部分弥补光电应用的初始投入。而且出台相关财税扶持政策的地区将优先获得中央财政支持。二是"太阳能屋顶计划"对于下游需求的刺激等或将形成相对乐观的预期，即拓展了太阳能产业的发展空间，下游需求必将有所改善。

太阳能发电是新兴的可再生能源技术，已实现产业化应用的主要是太阳能光伏发电和太阳能光热发电。太阳能光伏发电具有电池组件模块化、安装维护方便、使用方式灵活等特点，是太阳能发电应用最多的技术。太阳能光热发电通过聚光集热系统加热介质，再利用传统蒸汽发电设备发电，近年来产业化示范项目开始增多。

中国政府持续出台支持光伏产业发展的政策，尤其是在受到美国和欧盟的双反挤压之际，相应的扩大了国内的装机市场，保护国内产业的可持续发展。

针对大型光伏发电标杆上网电价，《意见稿》针对四类地区给出了四个不同的上网电价，分别为0.75、0.85、0.95、1元/千瓦时。

我国2012 年新增光伏装机5.04GW，累计建设容量达7.97GW，其中大型光伏电站4.19GW，分布式光伏系统3.78GW。目前我们判断2013 年新增装机可能在8.5GW左右。

中国太阳能光伏建案的备案量随着年底的到来而激增。2015年11、12月间，中国河北、山西、山东等三个华北地区省份新增的光伏备案量达到2GW，共有约120个专案申请，多是分布式或农业光伏专案，且有部分与扶贫政策结合。[2]

光伏发电

近10年来，全球太阳能光伏电池年产量增长约6倍，年均增长50%以上。2010年，全球太阳能光伏电池年产量1600万千瓦，其中我国年产量1000万千瓦。并网光伏电站和与建筑结合的分布式并网光伏发电系统是光伏发电的主要利用方式。2010年，全球光伏发电总装机容量接近4000万千瓦，主要应用市场在德国、西班牙、日本、意大利，其中德国2010年新增装机容量700万千瓦。随着太阳能光伏发电规模、转换效率和工艺水平的提高，全产业链的成本快速下降。太阳能光伏电池组件价格已经从2000 年每瓦4.5美元下降到2010年的1.5美元以下，太阳能光伏发电的经济性明显提高。

光热发电

光热发电也称太阳能热发电，尚未实现大规模发展，但经过较长时间的试验运行，开始进入规模化商业应用。美国、西班牙、德国、法国、阿联酋、印度等国已经建成或在建多座光热电站。到2010年底，全球已实现并网运行的光热电站总装机容量为110万千瓦，在建项目总装机容量约1200万千瓦。

到2007年年底，全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦（100MW），从事太阳能电池生产的企业达到50余家，太阳能电池生产能力达到290万千瓦（2900MW），太阳能电池年产量达到1188MW，超过日本和欧洲，并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链，特别是多晶硅材料生产取得了重大进展，突破了年产千吨大关，冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约，为我国光伏发电的规模化发展奠定了基础。2007年是我国太阳能光伏产业快速发展的一年。受益于太阳能产业的长期利好，整个光伏产业出现了前所未有的投资热潮。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。

根据《可再生能源发展“十二五”规划》，到2015年，我国力争使太阳能发电装机容量达到21GW（百万千瓦）预计，到2050年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%，其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年，我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。

国家能源局发布《太阳能发电发展“十二五”规划》称，“到2015年底，太阳能发电装机容量达到2100万千瓦(即21GW)以上，年发电量达到250 亿千瓦时。”

根据《规划》，“十二五”时期新增太阳能光伏电站装机容量约1000万千瓦，太阳能光热发电装机容量100万千瓦，分布式光伏发电系统约1000万千瓦，光伏电站投资按平均每千瓦1万元测算，分布式光伏系统按每千瓦1.5万元测算，总投资需求约2500亿元。

光伏扶贫

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2015年以来，安徽省肥东县累计争取、投入财政资金855万元实施光伏扶贫，为全县5个贫困村、225户贫困户以及80户“三无”特困户新建集体（家庭）分布式光伏发电站310座。

优点

①无枯竭危险；

②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对环保（无公害）；

③不受资源分布地域的限制，安装在建筑屋面同时美观的优势；

④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；

⑤能源质量高（目前实验室最高转化率已经达到47%以上）；

⑥使用者从感情上容易接受且非常喜爱；

⑦建设周期短，获取能源花费的时间短；

⑧从国家安全角度讲，光伏发电可以实现家庭自己供给，避免战争带来的毁灭打击。

缺点

①太阳能的利用设备必须具有相当大的面积。

②太阳能的应用受气候、昼夜的影响。

③技术限制，导致能源利用率不高，效率低下，且设备投资较高。

④使用太阳能蓄电的蓄电池也会带来很大污染。

据介绍，作为京雄城际铁路沿途规模最大的新建车站，雄安高铁站总建筑面积高达47.52万平方米，相当于66个足球场，建成之后将成为亚洲最大高铁站。车站房屋面建设光伏项目，共铺设4.2万平方米光伏建材，总装机容量6兆瓦，年均发电量580万千瓦时，自发自用、余电上网，为雄安高铁站的公共设施带来清洁电力。

“此次，英利能源 科技 为雄安高铁站提供全部光伏建材产品，证明公司的专业实力和产品出色的品质，也为在国家重大标志性工程项目上应用光伏增添新的例证。”英利能源 科技 战略业务部负责人表示，铺设在屋顶的光伏建材不仅美观大气，更重要的是在高铁运营过程中，能够为高铁站提供20%的绿色电力，真正实现清洁低碳。

据悉，雄安高铁站站房外观类似水滴状的椭圆造型，采用了“青莲滴露”的主题，屋面周边由太阳能板渐变到阳光板，如粼粼波光，契合雄安水文化。将光伏板与建筑融合，色彩和谐，光伏板不再是单纯的发电工具，它也能与屋顶相辅相成，体现建筑设计之美。

据了解，截至目前，英利能源 科技 集团申请专利2573项，设立了国内首个光伏建筑一体化研究院，以“青砖”、“黛瓦”、“琉璃”为代表的11代系列产品，展示出了全球光伏建材的最高水准，为绿色建筑提供众多解决方案，也为城市发展绘就绿色基底。

(1)太阳能电池方阵。太阳电池方阵由太阳电池组合板和方阵支架组成。因为单个太阳电池的电压一般比较低，所以通常都要把它们串、并联构成有实用价值的太阳电池板，作为一个应用单元，然后根据供电要求，再由多个应用单元的串、并联组成太阳能电池方阵。太阳能电池板(某些半导体材料，目前主要是多晶硅、单晶硅以及非晶硅，经过一定工艺组装起来)是太阳能光伏系统中的最主要组成部分，也是太阳能光伏发电系统中价值最高的部分。太阳能电池板在有光照情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光电效应”。在光电效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，它是能量转换的器件。

(2)蓄电池组。其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。在太阳能并网发电系统中，可不加蓄电池组。

(3)控制器。对电能进行调节和控制的装置。

(4)逆变器。是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的直流电转换成交流电的设备，是光伏并网发电系统的关键部件。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，当负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统，本文主要介绍太阳能光伏并网发电系统[1]。如图1所示，并网逆变器由igbt等功率开关器件构成，控制电路使开关元件有一定规律的连续开通或关断，使输出电压极性正负交替，将直流输入转换为交流输出。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。

2022年7月6日，阿里巴巴和京东同时传出消息，两家互联网顶流大厂各自与国电投签署战略合作协议。

这次合作非同一般，从合作方国电投的“咖位”上就能体现出来。我国共有五大电力央企——国家能源投资集团、华能集团、国家电力投资集团、华电集团和大唐集团，在营收和资产等指标上，国电投常年位居第二或者第三位。此外，国电投还是全球最大的光伏发电企业。

在这次合作中，京东和国电投将以共建综合能源生态体系、共创数智化供应链为目标，主要围绕县域综合能源、数字化升级、物资采购、智慧物流、能源供应、碳中和规划、产业生态等领域进行合作；阿里与国电投将在“新能源”和“数字化”结合提升生产力、“三网融合”整体解决方案、战略机遇研究与技术创新等领域进行合作。

简单来说，京东与国电投的合作偏向用供应链能力为能源企业“赋能”，阿里则偏向以数字化能力帮助国电投加快数字化转型、提升生产力等等。

合作也是相互的。在互联网公司助力能源行业的同时，也将收获回报。比如，国家电投将在运营减碳、价值链减碳、带动生态减碳等方面助力阿里巴巴的“碳中和”目标。

“从人类使用能源的 历史 来看，电力与互联网一样都很年轻。”阿里巴巴在公布与国电投达成合作的消息时写道。

这场“年轻”的合作，为什么会在此时此刻达成呢？

详解阿里、京东、国电投合作

就在这次合作协议公布前半个月左右，2022年6月20日，国电投发布公告，显示阿里、京东分别以1.8亿元和1.17亿元，中标其天枢云、天枢一号、电投云建设等项目。

其中，天枢云是一个工业物联网平台，根据国电投的要求，应具备设备连接、边缘管理、终端控制、应用商店以及数据统一、汇聚、转发等功能，还要搭建国家电投集团和其各级下属单位之间互联互通、多层联动的智慧物联底座，对外提供端到端在线智能化的云上能源服务，数字驱动三网（能源网、政务网和社群网）融合；

天枢一号是一个综合能源管控与服务平台，由国电投发布于2021年，集成了能源监视、调控、预测、分析、运维等9类功能；

电投云是一个企业私有云，全面建成后，将具备逻辑集中、物理分散、应用灵活、组件标准等特点。值得注意的是，国家电投将集团级数据中心放在了贵州的贵安新区，以支撑其私有云。这里也是腾讯、苹果、华为等企业数据中心的所在地。

其中，阿里拿下的是电投云和天枢一号（服务器型）项目。这也不难理解，目前，阿里云是国内当之无愧的第一大云计算厂商。权威研究机构Gartner发布的2021年全球云计算市场份额数据显示，阿里云排名全球第三、市场份额为9.55％，连续六年实现份额增长。

京东收获的是天枢云和天枢一号（网关型）建设项目，由京东 科技 负责实施。京东 科技 是京东集团对外输出技术的渠道，在AI、云计算等领域有着比较强的技术实力。

由此可以看出，在6月底阿里、京东中标数字化转型大单后，7月初国电投宣布和阿里、京东进行合作，也是“顺理成章”的。但其合作范围远不止企业的数字化转型。

一个很重要的合作领域是物流。

其中，京东物流与国家电投上海能源 科技 发展有限公司签署合作协议，向国电投综合能源生态体系注入供应链优势能力，就光伏领域的产品仓储、配送、安装、运维等方面展开全面合作，全力推进县域清洁能源布局，共建县域综合能源一体化物流服务网络。

可以试想一下这样的场景——在不久之后的未来，乡镇农村的单位、工厂或者居民，可以在网上下单订购光伏发电产品，短时间内就能收到由京东物流配送的货物，并快速组装、并网发电，就像在京东上订购家具家电那样。

能源企业转型，少不了互联网大厂

能源巨头们和互联网大厂之间的合作，其实早有伏笔。

2021年1月26日，国电投党组书记、董事长钱智民就曾到京东 科技 参观调研，并与京东 科技 CEO李娅云进行座谈交流。

当时的报道称，国电投方面参观了京东视界、京东无人装备、京东无人超市、京东线上线下门店等。在随后的座谈中，“双方就京东 科技 支持国家电投数字化转型，国家电投支持京东集团清洁智慧用能、率先“碳达峰”“碳中和”，发挥各自优势共同推进智慧城市、智慧园区、美丽乡村建设等方面达成共识。”并且“双方一致同意建立合作对接机制，抓紧开展具体对接，争取尽快落地见效。”

阿里巴巴和国电投的接触稍早一些。2020年8月18日，阿里巴巴技术委员会主席、阿里巴巴达摩院院长、阿里云智能事业群总裁张建锋等一行人，来到国电投总部拜访了国家电投党组书记、董事长钱智民。“双方就智慧城市建设、数字化技术应用与产业融合、数据平台建设等业务领域合作进行深入交流，并达成共识。”

互联网行业的数字化实力和供应链能力，是能源企业在新能源时代迫切需要的。特别是2021年底，国资委对央企“碳达峰”“碳中和”做出规定：到2025年，可再生能源发电装机比重要达到50％以上。

当前，国电投的可再生能源发电装机比重已经超过了60％，已经提前完成了国资委的规定。其中，遍布各个县城、农村的屋顶光伏发电系统贡献良多。2021年12月，国电投整县屋顶分布式光伏覆盖的县域破百个。在国家和各地政策的不断支持下，县域屋顶光伏产业还将继续深入发展、普及。

为了实现光伏产业的进一步发展，就需要更强的供应链能力，帮助能源企业将光伏的触角伸向县域、村镇基层。这正是在自营供应链上积累深厚的京东所擅长的。

而在数字化转型上，国电投早在2021年就推出了“天枢一号”综合智慧能源管控与服务平台，促进能源网、政务网与社群网“三网融合”。而互联网公司在云计算领域有着持续投入，技术经验丰富，也能在短时间内拿出面向B端客户的解决方案，因此是能源大厂数字化转型的较优选择。

互联网大厂为何“拥抱”能源大厂？

互联网大厂涉足能源行业，并不是最近一天两天的事。

阿里和京东，都在物流领域进行过光伏发电的布局。从2018年开始，菜鸟物流就利用仓库屋顶的空间布置光伏电站并网发电。2021年菜鸟公布的数据显示，广州增城园区、东莞清溪园区、杭州下沙园区等6个园区的光伏发电项目年发电量超过2500万度，大致相当于节约了一万吨煤炭；2021年，京东完成在12座“亚洲一号”智能产业园安装了光伏发电系统，还将用3年时间搭建1000兆瓦光伏发电能力，为京东85％智能产业园提供绿色能源。

与电力、能源系统的直接合作，互联网大厂在近年积累了一定经验。

比如，阿里云和蚂蚁金服早在2015年，就和南方电网下属的深圳供电局共建“互联网+”城市电网服务；京东零售曾经中标过国家电网2019年度办公物资采购项目，京东以企业业务的方式，向全国各地的几十家国电单位提供智能采购方案，服务国家电网泛在电力物联网的数字化建设。

随着时间的推移，互联网公司和能源行业的合作不断向深远推进。

2020年，京东为陕西省属能源国企陕煤集团搭建了“运销云”，促进煤炭行业数字化转型，帮助陕煤业务流程缩短了40％、煤炭运输效率提升了30％、服务器成本下降了30％以上，助力煤炭的高效、绿色、清洁利用；

同年，国家电网一口气与阿里、腾讯、百度等41家公司签署战略合作协议，几乎囊括了所有“顶流”互联网大厂，并发布了围绕大数据、工业互联网、5G、人工智能等领域的“十大任务”；

2022年6月，腾讯云发布了“能源连接器（Tencent EnerLink）”和“能源数字孪生（Tencent EnerTwin）”两款能源自研产品，其中“能源连接器”打通了企业微信、腾讯文档、微信小程序等大量腾讯系应用，便于应用在各类有人场景；“能源数字孪生产品”为能源产线打造1:1生产模型，帮助客户实时监测运行状况，起到节能减排和提升故障预警能力等作用。最近，腾讯也与国家电网等能源巨头达成了合作。

在C端市场增量见顶之时，发力以能源行业为代表的B端赛道，成为了互联网大公司的普遍选择。一方面是因为能源赛道前景广阔，有数据表明，单单国家电网在2020年一年，投资电力信息化的资金就达4605个亿；另一方面，助力传统行业的数字化转型，也是互联网大公司承担企业 社会 责任的重要组成部分。

这样看来，做传统行业的B端生意，对于互联网大公司来说是一件既能得到实惠，又很有面子的事情。

再加上能源行业和“双碳”紧密相连，特别是能源行业的数字化转型占了碳中和市场相当大的部分，助力能源行业的数字化，也有助于互联网大公司进入碳中和市场。碳中和市场，本身就是一个巨大的商业机会。根据国家发改委能源研究所的分析，未来30年为达到碳中和目标，近能源领域的基础设施建设的资金规模，就将达到100万亿元。

从公益的角度看，互联网大公司与能源企业的合作，也能帮助其达成承诺的“减碳目标”。

比如，京东在2020年提出“到2030年，京东的碳排放量与2019年相比减少50％”的总体目标；阿里巴巴2021年发布碳中和行动报告指出，阿里将于2030年实现自身碳中和，实现上下游价值链的碳排放强度减半，且在15年间带动生态减碳15亿吨。这些宏伟蓝图的实现，必然需要在自身和合作伙伴身上一笔一笔勾画。

受制于能源企业的相对封闭性和业务复杂性，刺猬公社（ID：ciweigongshe）仍对互联网公司在进一步进入能源行业的前景持谨慎乐观的态度。但不论如何，此次阿里、京东与国电投的合作如果能顺利落地，一定能为互联网大厂拥抱“能源大厂”开一个好头。

本文源自刺猬公社