光伏发电安全吗

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。

可视化光伏监控是通过 2D 可视化面板展示园区关键指标，对用户所关注的建设规模、光伏信息、发电信息进行统计展示，对各建筑的用电信息进行监测。可通过对接后台实时数据进行实时更新，展示对节能减排做出的贡献统计。通过环境、光照等还原模拟，结合发电数据可以更好分析发电能效情况，为园区光伏的运维与决策提供依据。

HT 均支持叠加 2D 面板、动画效果进行交互，用户可根据自身展示需求进行定制。引擎自带鼠标的旋转、平移、拉近拉远操作。同时也支持跨平台浏览，任何移动终端均可轻松打开，这是 C 端平台所不具备的优势，并实现了触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移操作不必再为跨平台的不同交互模式而烦恼。

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。

本次案例以设备拆分爆炸的形式，展示机器人内部结构，对机器人进行拆分，辅以外壳透明度变化、边缘流光流动效果增加动画的观赏性，通过接入零部件的物联网数据，更加细致入微地查看设备各部件当前状态，实现从宏观到微观的全局监控可视化。

1、太阳能资源取之不尽，用之不竭，而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。

2、太阳能资源随处可得，，可就近供电，不必长距离输送。

3、光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程和机械运动，不存在机械磨损。

混合能源系统是基于太阳能、风能、柴油发电机组、市电储能等能源混合为一体的能源系统，其不仅可以降低用电成本，还可以提高供电系统的可靠性，可应用在海岛、边防哨所、电信基站、别墅、工商业储能等离网或并网混合能源供电系统。

HES9510混合能源控制器可用于柴油发电机组与太阳能，风能，储能电池等以逆变器做为电源输出的能源系统。它可以控制逆变电源的起/停机，输出模式，功率输出大小以及输出断路器的合分闸，也可以根据负载情况，控制系统中的发电机组的起停，为逆变电源提供旋转备用，还可以控制变流器对储能电池进行充放电管理等功能。

HES9510可应用在有市电或无市电能源系统中。控制器可控制市电、发电机组、储能电站、PV电站或风力电站使用的优先级。 每种能源可单独设置优先级，优先级数值越小，优先级越高，同时也支持动态调整优先级。

在有市电的系统中，系统可由市电，光伏和柴油发电机组组成，正常运行时光伏并网发电，在市电功率限制、阶梯电价电费高等原因时，最大限度的减少市电使用。在市电故障时，光伏和发电机组并网带载并通过对光伏输出功率的控制，使柴油发电机组以最小的功率输出，并且可以通过对光伏输出功率的控制，可以防止在和柴油发电机组并网运行时造成柴油发电机组逆功。

在无市电的系统中，系统可由光伏、风电，储能和柴油发电机组组成。白天风能和光伏带载并为储能电池组充电；晚上风能和储能电池组带载，当储能电池组电量不足时，柴油发电机组带载。

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。

在光伏发电技术的情况下，建造发电设备中所产生的二氧化碳量仅次于水力发电技术，是第二个最低的，在不会产生污染环境的物质，是一种理想的干净发电技术。为发电提供能量的日光在地球上到处都有，实际上其数量是无限的。假定在白天太阳辐射的最高强度是每平方米1千瓦，发电效率为10%，整个地面上每年可能的发电量为1.4亿亿度，这相当于全世界能耗量的大约100倍。这意味着：如果把太阳能电池放置于不到全球陆地面积的1/100，或其沙漠面积的1/20，所发电量就足以满足全世界能量的需求。

这种再生能源每单位面积的输出功率密度低，所需要的面积大约为烧煤电站的20倍。因此，它不适用于像日本这样的小国由一家电力公司进行中央供电。这种发电应大规模在建筑物上使用，如住宅、工厂、学校和办公室的屋顶。在日本，白天用电量最高；在中午太阳电池的输出功率也最高，因此，这种发电技术最适合。根据日本环境报学中心进行的研究，在日本太阳能电池的市场潜力为1.34亿千瓦，相对应的市场规模为每年670万千瓦。在美国和印度，沙漠面积巨大，目前正在进行的计划是建造188兆（美国）或50兆瓦（印度）的光伏发电厂。由于世界上许多地区适用于大规模光伏发电，作为“新日照计划”的一部分，发展一种全球性的干净能源系统，即世界能源网（WENEF）正在进行中，该计划的目的是在这些地区实现中央光伏发电，用所发出的电使水分解产生氢，氢既可用做能源，又可用做蓄能和输能介质。从保护全球环境和能量生产角度看，实现这一计划很重要。

太阳电池可粗分为4类：单晶、多晶、化合物半导体和非晶。目前发电最常用且实际应用比例最高的应推晶体型。单晶型的光伏转换效率为15%，多晶型为13%，而非晶型为8%，目前正在研究如何提高效率的问题。

可再生能源产业发展态势良好 光伏发电未来成长空间很大

可再生能源时代正在加速到来

可再生能源正在以前所未有的速度达到高度的经济性，其成本已经低于传统电力，可再生能源时代正在加速到来。目前在墨西哥、沙特，已经出现了度电成本3美分、2美分的风电，我国内蒙古的风电已经可以实现2美分的度电成本。以风能、太阳能为代表的可再生能源正在以前所未有的速度达到高度的经济性。

依靠可再生能源可以实现我国东部发达地区的电力自给，改变目前以外来电为主、外来电以煤电为主的局面。经他计算，如果将中东部地区现有房屋占地面积的1/4用于安装光伏电站，就可满足2050年全国总用电量的1/4。

可再生能源投资在全球发电投资中的份额保持在65%以上

自2014年全球新能源投资超过传统能源之后，可再生能源与化石能源投资此消彼长的结构性变化趋势一直在加速。据前瞻产业研究院发布的《可再生能源产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》统计数据显示，2017年全球电力投资额达7500亿美元，同比下降6%。可再生能源投资在全球发电投资中的份额保持在65%以上。其中，太阳能光伏和海上风电投资上升至创纪录水平，陆上风电和水电投资下降，分别下降15%和30%。从政府招标计划来看，竞标太阳能光伏项目的平均规模在截至2017年的五年间增长了3.5倍，而海上风电规模增加了一半。2017年，中国在可再生能源方面的投资总额达到1260亿美元，创历史新高，占全球绿色能源投资的45%。

我国可再生能源今年来仍然保持快速增长态势。2018年1~6月，我国新增风电并网容量794万千瓦，累计风电并网容量达到1.716亿千瓦风电发电量1,917亿千瓦时，同比增长28.7%我国光伏发电新增装机2,430.6万千瓦，分布式光伏1,224.4万千瓦，同比增长72%光伏发电量823.9亿千瓦时，同比增长59%。

太阳能、风能是可再生能源的主体，尤其是光伏发电未来成长空间很大。政府强力的新能源扶持补贴政策，推动了我国光伏、风电产业快速发展，目前风电累计装机量和太阳能累计装机量均位居世界首位，已成为全球最大可再生能源生产国。

绿色能源补贴政策强力推动发展

我国可再生能源产业2012年以来的快速发展，主要是由政府发展绿色能源补贴政策强力推动，而其自身能否持续发展，最终要取决于可再生能源的成本竞争力。经过这些年来的技术进步，光伏、风电的成本都降低了70%以上，目前初步具备了在成本上与煤电竞争的能力。在南欧、印度等日照资源优异地区，光伏发电已具备较好的经济性。

政策发布加速光伏行业补贴退坡，实现2020年光伏发电“平价上网”的目标

2018年5月31日，国家发展改革委、财政部和国家能源局联合出台《关于2018年光伏发电有关事项的通知》，提出新投运的光伏电站标杆上网电价每千瓦时统一降低0.05元，暂不安排2018年普通光伏电站建设规模，有补贴的分布式光伏指标从过去的没有限制，收紧为全年仅有10GW指标。这被称为“史上最严厉光伏政策”，其主要目的是加速光伏行业的补贴退坡，结束企业靠补贴生存的日子，通过优胜劣汰，实现2020年光伏发电“平价上网”的目标。

国家能源局正在组织制定《光伏发电平价上网示范项目建设工作方案(草案)》，推进光伏发电平价上网示范项目，各地政府也在积极组织实施无补贴光伏发电项目。可以预期，这些措施将会促进我国光伏产业制造成本的降低、高性价比产品的推广、非技术成本的控制，推动我国光伏早日迈入“平价上网”时代。有业内人士预测，最快2019年下半年我国光伏发电将会实现大面积“平价上网”。

光伏发电（Photovoltaics；字源“photo-”光，“voltaics”伏特），是指利用光伏半导体材料的光生伏打效应而将太阳能转化为直流电能的设施。光伏设施的核心是太阳能电池板。目前，用来发电的半导体材料主要有：单晶硅、多晶硅、非晶硅及碲化镉等。由于近年来各国都在积极推动可再生能源的应用，光伏产业的发展十分迅速。

拓展资料：

截至2010年，太阳能光伏在全世界上百个国家投入使用。虽然其发电容量仍只占人类用电总量的很小一部分，不过，从2004年开始，接入电网的光伏发电量以年均60%的速度增长。到2009年，总发电容量已经达到21GW，是当前发展速度最快的能源。据估计，没有联入电网的光伏系统，目前的容量也约有3至4GW。

光伏系统可以大规模安装在地表上成为光伏电站，也可以置于建筑物的房顶或外墙上，形成光伏建筑一体化。

自太阳能电池问世以来，使用材料、技术上的不断进步，以及制造产业的发展成熟，都驱使光伏系统的价格变得更加便宜。不仅如此，许多国家投入大量研发经费推进光伏的转换效率，给与制造企业财政补贴。更重要的，上网电价补贴政策以及可再生能源比例标准等政策极大地促进了光伏在各国的广泛应用。

实现绿色环保、节能减排，提升经济效益。

1、分布式建设，实现负荷侧就近发供电，进入和退出电网灵活，既避免了长距离输电线路所造成直接经济损失，同时也节约了输电成本。

2、通过智能化、多元化的光伏并网发电技术，即采用与主干网并网的方式建设光伏电站，将主干网作为功率调节池，无需配置蓄电池，实现有效的发电可控性，提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染，并降低了造价。

3、光伏发电本身不使用燃料，不排放包括室温气体和其他废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。

4、光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光子到电子的转换，没有中间过程和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80%以上

概括来说光伏发电有四大优势：

优势一：系统稳定；可再生能源，一劳永逸免维护

优势二：发电量稳定；25年发电效率衰减不超过20%

优势三：自并网发电，增加企业公众形象，为证券化加分

优势四：建筑一体化；美观、延长建筑物寿命