可再生能源的现状与发展前景

不同的可再生能源的利用率有不同的计算方法,如生物质能发电（秸秆发电）,它的原料是秸秆,其利用率就是秸秆电厂最终获得的电力输出和所需要的总的秸秆本身的热量之比,一般的秸秆电厂的发电效率为30%,秸秆电厂的可再生能源的利用率就是秸秆电厂的效率.

对于光伏发电而言,我们提出了几个可再生能源利用率的概念,一是它的能量回收期,即太阳能光伏产品的生产是要消耗能量的,但是在产品形成发电系统是它可以将太阳能转换成电能,目前一般的晶硅电池的能量回收期视使用地区不同有不同,在江苏地区,回收期约为2~3年.二是光伏发电系统的发电效率,这是对光伏电站而言的,它的定义是系统发出的电量和光伏组件提供的额定功率下发出的电量之比,一般目前的光伏电站的效率可以达到70~80%左右,如果考虑到太阳能提供的功率,则这个效率只有约0.12左右.

对于太阳能热利用而言,具体到太阳能热水器,其对太阳能的利用率可以达到50~60%左右,这是因为太阳能热利用的技术解决要成熟得多；

在“十四五”期间，我国将持续优化风电和太阳能发电发展布局，在继续推进集中式基地建设的同时，全力支持分布式风电、光伏发展。明确指出要：“推进能源革命”、“构建生态文明体系，促进经济社会发展全面绿色转型”和“加快推动绿色低碳发展”、“全面提高资源利用效率”等要求，为能源产业的持续健康发展指明了方向。

当前科技发展飞速，越来越多的传统行业需要用数据来联接，建立在数据基础上的数字经济，成为拉动经济增长和产业转型升级的“引擎”。现在结合“互联网+”来看，智慧能源应该是一套以能源工业为基础，通过互联网开放平台实现对创能、储能、送能、用能系统的监测控制、操作运营、能效管理的综合服务系统。

采用数据可视化监控光伏运行状态的形式，是发展光伏行业智能化不可缺失的一项方案，以数据为关键要素，以价值释放为核心，以数据赋能为主线，对新能源产业链上下游的全要素数字化进行升级、转型和再造。Hightopo 采用 3D 数据可视化方案即可为能源管理者提供更为直接准确的信息对能源加以判断管理。根据能源管理特点，充分考虑各能耗管理的整合，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，设计科学高效，可实施性强，符合运维人员管理的数字化光伏管理。

 3D 数据可视化管理方案对能源进行管理可满足的功能有：

· 减少资源浪费，优化资源配置。

· 清除管理漏洞，实时有效的检测，为维护人员提高有效有序的信息，远程运维诊断，设备健康管理。

· 使能源产业运行效率提高。

· 方便管理，无需更多人力参与，可远程监控操作。

· 将庞大的结构优化，更为直观的展现出来，有助于分析并做出决策。

· 缩小安全能源事故发生的可能性。

· 多维度，综合性进行管理

可监测充电桩运行状态及实时功率，可通过对接充电桩的充电状态，判断当前车位是否有车辆，通过线条流动效果动画模拟充电状态。在充电桩发生故障时，通过模型染色、告警动画等效果提示，为充电桩的实时使用情况和运行监控维护提供了便利。

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。

智慧能源的大数据应用，能基于物联网、移动互联网、海量实时数据的动态分析模型结合设备数据、电网数据、气象数据、交易数据、使用数据等，实现设备的无人值守，远程监测，远程诊断和智能预警。因此，高新技术的不断突破其相关产业的快速发展也在不断推动智慧能源的发展。

光伏是未来全球先进产业竞争的制高点。经过十几年的发展，光伏产业已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争、并有望达到国际领先水平的战略性新兴产业。

智能光伏时代的来临，给了中国光伏企业站在新的更高历史平台的机会。在未来很长一段时间内，在能源变革的大趋势下，光伏等新能源必将进一步发展壮大。

中文名

太阳能光伏

外文名

Photovoltaics

别名

光生伏特

简称

光伏

核心设备

太阳能电池板

快速

导航

应用

局限

发展

参见

概述

太阳光伏系统，也称为光生伏特，简称光伏（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。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。[1]

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，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。

应用

1954年，贝尔实验室制成效率为6%的光伏电池；自1958年起，光伏效应以光伏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。

局限

生产过程

太阳能板的原材料和电脑芯片原材料一样。大量生产过程中需要大量能源，有毒有害化学物质。化学物质主要靠工厂所在地法律法规管控。某些太阳能工厂已经安装太阳能系统，用太阳能系统产生的清洁能源生产太阳能板。

对电网的影响

截至2017年12月，澳洲东部昆士兰州有超过31%居民拥有屋顶太阳能系统，平均安装功率超过3.5千瓦（世界第一）。但是高太阳能系统普及率也给电网电压带来问题。居民区中午用电量低，主要以出售电力给电力公司为主。传统电网并没有考虑双向电力输送。在居民区电 力大额传输回电网的时候，电压会逐步抬高，而且可能超过电器设备可能受范围. 。科学研究已经有方法解决这种问题，但是都有各种成本考虑，例如，在中压电网额外增加电压控制装置。

对于其他国家或地区的启示：没有系统性的分析和规划，单一鼓励促进太阳能在居民区的普及会带来新的风险。更好的方式之一是，通过税收或其他鼓励措施，促进工业和商业用户的太阳能系统安装。因为工商业用户主要用电高峰经常在白天，太阳能系统在日照白天发电，补充工商业用电，降低工商业对电网的压力。

对能源投资和电费管理的影响

现实生活中的问题经常复杂多变，原因错综复杂。对于能源投资和电费管理也是同样的道理，没有适合每个方案的万用灵丹。太阳能系统投资也许是很好的选择，如果：当地阳光充足，电价较高而且持续涨价，政府通过财政或金融方式大力支持，电力可卖回给电力公司 （澳洲和德国）。投资回报经常是能源投资的主要考量。但是系统性的检查，评估和分析，也许会发现，在市场条件下，一套综合性的方案是最合适的。

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。

库布齐沙漠地处内蒙古鄂尔多斯杭锦旗，是中国第七大沙漠，也是距离北京最近的沙漠，曾是北京及周边地区沙尘暴的主要来源。针对库布齐的治沙研究早在上个世纪五十年代就已经展开，但多年来一直未有明显的治理成效。

直到2011年，内蒙古亿利资源集团和正泰集团的“沙光互补”项目在此动工， 库布齐 的沙漠治理终于走上正轨。据正泰新能源库布齐电站项目负责人徐生虎介绍，该项目完全租用农民未利用的荒地进行建设，采用“治沙+种草+养殖+发电+扶贫”五位一体的复合生态太阳能治沙新模式。去年该项目实现了全部并网发电。

在库布齐沙漠建设的光伏电站装机容量为310MW，项目绿化固沙工程1500亩，总投资20亿元。去年，库布齐光伏电站项目发电量超过5.5亿千瓦时，相当于节约标准煤约10.33万吨，减少二氧化碳排放约28.61万吨，减少二氧化硫排放约9390吨，减少氮氧化物排放约4695吨，减少粉尘排放约8.5万吨，节约用水56.34万吨，提高可再生能源比例达2%。

正泰新能源库布齐电站项目负责人徐成虎介绍，库布齐电站项目已经成为当地极具代表性的扶贫项目，自项目投运以来，全面启动“光伏组件清洗+板下种植养护”精准扶贫工程，每年投入近200万元，对杭锦旗独贵塔拉镇农牧民、贫困户开展扶贫，参与扶贫工程的贫困户一年实现脱贫，并持续增收。

“长远效益有三个方面，第一就是项目建设用地，主要农民土地给农民。第二就我们项目建设期每年可以包扶贫公司800多户，提供就业岗位是一千多每户，每年是增收1万多。第三就是项目要养鸡，我们从2017年开始启动了光伏组件清洗加板下种植养护精准扶贫模式，周边的农牧民贫困户承包组件清洗板下种植，每户每年是承包4到8兆瓦，每户大概增收3.5万元。”

在成功建成并稳定运营了310MW的光伏治沙发电站项目的基础之上，徐成虎表示，项目将拟规划建设1000MW的复合生态太阳能项目，包括光伏发电900MW，光热发电100MW，项目总投资约110亿元，治沙面积将达到10万亩。

“1000MW全部建成了，每年可以发电是15亿，同时带动我们的种植养殖 旅游 和扶贫产业的发展，经济效益是比较显著的，我们准备在2020年完成这个建设目的。”

正泰库布齐沙漠光伏电站项目因地制宜，不仅有效治理了沙地，也给农户的生活带来了新的希望。种植的甘草、花棒、沙米、沙打旺等耐寒耐旱的植物在光伏板下因为蒸发量的减少而生长茂盛。沙漠上光伏区域的生态明显好转。

2006年，正泰进入光伏制造，2009年进入光伏领域做投资建设项目，目前在全球累计建成光伏电站超过3.8GW，是国内比较领先的民营电站投资商。2018年，正泰推出“锦绣光伏”的概念，建设了杭州东站光伏项目、金田铜业BIPV项目、库布齐沙漠项目、张家口奥运廊道项目、白城领跑者项目、慈溪海涂项目、江山林农光互补项目等，在高附加值的项目建设、生态治理提升项目生态效益方面做出了表率。

根据国际能源机构预计，到2030年全球光伏装机容量将超过水电，2040年有望超过煤电。像库布齐沙漠电站项目这样高附加值的多样化的“光伏+”模式，在充分利用资源的同时，也提高了项目的生态效益；加上光伏发电成本的持续快速下降，将有效助力光伏发电平价上网时代的加速来临。