光伏发电简史

科技狂人马斯克早早就将商业触角伸向了可再生能源行业，他相信未来的能源领域一定是光伏发电！

2月10日，马斯克的两条推文再次引爆光伏行业。

一条称：“许多湾区家庭正在安装（太阳能屋顶）。”

另一条则称：“很快将宣布进军欧洲和中国市场的时间。”相信光伏行业将迎来新的增长点。

再看看，苹果公司已成为美国太阳能发电量最大的公司。2018 年苹果公司就宣布，其全球设施现在 100％ 由可再生能源驱动。

苹果总部办公大楼"Apple Park"，其圆环的顶部全部铺设太阳能电池板，装机容量为17MW。当加州的阳光透过360度通透环形体，射入大楼内部，被滤去大部分紫外线和热量后的阳光，再也没有刺眼和暴晒。而"Apple Park"就是通过屋顶分布式光伏系统，实现自己发电100% 的使用可持续能源。

当然，我们国内的科技企业也没有落后。

——2015年，阿里千岛湖数据中心启用时，就已经在使用屋顶的太阳能发电。

——2018年，阿里巴巴旗下菜鸟物流的广州增城物流园区，屋顶光伏电站正式完成并网，菜鸟增城物流园用上了来自仓库屋顶上的清洁“能源”。

——北控控股投资在京东物流800万平方米屋顶建设800MW分布式光伏发电系统。

——2018年，首批50辆太阳能智慧配送车交付京东物流使用，一年可减少一万吨碳排放。

据国际能源署的装机预期报告，到2050年全球光伏装机将达到8519GW，而截止到2018年全球仅为510GW，为了达到这一目标，预期未来的年新增装机将达到372GW。

这种被称为零污染的发电模式，光伏产业，它不香么？

光伏发电“小科普”

光伏发电，是利用太阳电池把太阳辐射能直接转变成电能的一种发电技术。现在人们常说的太阳光发电主要就指的是太阳能光伏发电。

光伏发电的组件是什么？

光伏发电组件主要由：太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成。太阳能电池，经过串联后进行封装保护，就可以形成大面积的太阳电池组件，然后再配合上功率控制器等部件，光伏发电装置就形成了。

光伏发电的原理是什么？

光伏发电的原理是这样子的：光子照射到金属上→能量被金属某个电子吸收→电子吸收能量足够大→克服金属内部引力做功→离开金属表面逃逸出来→成为光电子→形成电流。

光伏发电的优点有哪些?

与火力发电系统比光伏发电的优点体现在：

——无资源枯竭危险。

——安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）。

——不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势。

——无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电。

——能源质量高。

——使用者从感情上容易接受。

——建设周期短，获取能源花费的时间短。

光伏发电的缺点有哪些?

——太阳能电池板的属于高污染、高能耗。我们大量出口太阳能电池板等于污染中国，造福世界。

小贴士：【生产一块1m×1.5m的太阳能板燃烧≥40公斤煤，通常一块1mx1.6m的太阳能板一年发电量在250千瓦时以上；但是燃烧≥40公斤煤，火力发电厂可发电130千瓦时。】

——能量分布比较分散，所以要占用巨大的用地面积。

——获得的能源同四季、昼夜、天气阴晴等气象条件影响有关。

——目前相对于火力发电，发电成本高。

——光伏板制造过程中不环保。

——效益低、储能难。

光伏并网发电的类型有哪些?

光伏并网发电分三种形式：全部自用、全部上网、自发自用余电上网。

——全部自用，是将光伏发电量全部自用，电量不卖给电网。

——全部上网，是将光伏所发电量全部卖给电网。

——自发自用余电上网，就是自用一部分，多余电量卖给电网。

光伏发电的应用领域有哪些?

光伏发电从最初的烧钱航空领域，到目前家家户户的屋顶瓦片，这种跨度深刻的说明了光伏已经融入了我们的日常生活。那么光伏应用主要在我们身边的哪些地方呢？

——航空航天，主要为卫星提供电源，你有了天气预报和导航。

——交通领域，信号灯，路灯以及无人应急电话亭。

——建筑工程，建筑外墙、屋顶与太阳能材料结合，实现建筑电力自给。

——其它方面，太阳能汽车，汽车空调，光伏水泵，通讯基站，海水淡化设备等等。

世界光伏发展“简史”

每一个新事物出现的背后，都是无数个科研工作者传承与创新的结晶。了解一下光伏的发展之路。

1、法国科学家贝克雷尔的偶然发现

1839年的一天，19岁的法国科学家贝克雷尔偶然发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。

2、1877年W.G.Adams和R.E.Day研究了硒(Se)的光伏效应，并制作第一片硒太阳能电池。

3、1883年美国发明家lesFritts描述了第一块硒太阳能电池的原理。

4、1904年Hallwachs发现铜与氧化亚铜(Cu/Cu2O)结合在一起具有光敏特性。

5、1918年波兰科学家Czoalski发展生长单晶硅的提拉法工艺。

6、1921年，德国物理学家爱因斯坦发表关于光电效应的论文。他因9为“对理论物理的贡献，特别是发现了光电效应的原理”，获得诺贝尔物理学奖。

7、1932年Audobert和Stora发现硫化镉(CdS)的光伏现象。

8、1941年奥尔在硅上发现光伏效应。

9、1954年美国贝尔实验室三位科学家的光电转化实验，对太阳电池的实际应用起到决定性作用。

1954年，美国科学家恰宾和皮尔松，在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，虽然这块电池的光电转化效率仅为6%，但在当时足以引起科学界的关注。

他们关于单晶硅太阳电池的研制成功，在太阳能电池发展史上起到里程碑的作用。至今为止，太阳能电池的基本结构和机理没有发生改变。

这块电池板的诞生，为光伏在各行业的应用奠定了基础。尤其是航空航天以及卫星技术，你不能让它们带着煤炭去太空发电吧，它们能依靠的只有光伏技术。

10、1957年Hoffman电子的单晶硅电池效率达到8%；D.M.Chapin，C.S.Fuller和G.L.Pearson获得“太阳能转换器件”专利权。

11、1960年太阳能电池第一次并网运行，标志着光伏发电正式进入电网，成为人们日常都可以使用的电能。

在美国的带领下，一众国家开始了自己的太阳光伏屋顶计划。

12、1963年Sharp公司成功生产光伏电池组件;日本在一个灯塔安装242W光伏电池阵列，在当时是世界最大的光伏电池阵列。

13、1977年世界光伏电池超过500KW；世界上第一个非晶硅(a-Si)太阳能电池制成。

14、随着现代工业的发展，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。

15、20世纪90年代后期，世界光伏发展规模增长。

1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%～13%提高到13%～15%，生产规模从1～5兆瓦/年发展到5～25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。

16、2003年世界太阳能电池年产量超过760MW；德国的LFC晶体硅太阳能电池效率达到20%。

17、美国是最早制定光伏发电发展规划的国家。

中国光伏发展“简史”

面对发达国家的光伏产业发展，中国自然不能落后，但凡制造业核心技术进入中国，那么市场只能由我国主导，这就是世界工厂的力量。

——中国的光伏发电80年代开始起步，2001年国家推出“光明工程计划”，当时主要想通过光伏发电解决偏远山区用电问题，在20年后回收这批光伏材料时，还基本保持着7KW的发电能力，不得不说国产设备真香。

——2003年英利、无锡尚德相继投产，成为中国第一批现代意义的光伏组件生产企业。2004年无锡尚德成功登陆纽交所，成为中国第一个在海外上市的民营新能源企业。

——2004年，由于德国出台光伏并网政策，中国光伏组件出口激增。

——2005年《可再生能源法》通过，国家立法鼓励风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源的开发和利用。

——2007年《可再生能源中长期发展规划》出台，提出到2020年光伏总装机容量，实现2000兆瓦。

——2008年《可再生能源法》修订案提出可再生能源补贴标准。

——2009年国家开始实施“金太阳”工程，对并网光伏发电项目给予50％或以上的投资补助。

——2010年“全国能源工作会议”正式提出光伏产业发展定位：科学规划、适度发展，启动了国内太阳能发电市场。

——2013年以来，在国家及各地区的政策驱动下，太阳能光伏发电在我国呈现爆发式增长。

——2014年光伏新政正式落地，《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策通知》正式颁布。

——2015年针对光伏产品出台相应规范及标准，推进太阳能行业的有序发展。

——2016年《关于实施光伏发电扶贫工作的意见》将光伏扶贫政策进一步落实，开始向全国开展光伏扶贫之路。

——2017年是光伏飞跃的的一年，根据能源十三五发展规划，分布式光伏发电不受地区年度新增规模限制。

2017年，我国光伏发电新增装机容量为53.06GW，创历史新高。

小贴士01：卫星影像见证格尔木太阳能光伏电站三年变化

小贴士02：2016-2017年出现“弃光限电”

既然光伏产业迅猛发展，那么2016-2017 年出现的“弃光限电”是什么情况？这是指我国集中式光伏电站主要集中在西部地区，地域电力需求较弱，大量电力需要向外输出。

由于光伏的大规模集中上网与当地电网配套建设滞后形成冲突，同时，光伏发电的波动性强，也给当地电网的稳定性带来冲击，导致当地不得不采取“弃光限电”的措施。

也就是说，“弃光限电”不是指放弃光伏产业，而是指光伏发电机组在设备状态正常、光照良好的情况下，由于其它原因暂停一部分光伏电场机组发电的现象。

由于我国8省区发电量与用电量存在时空差异，西北地区电能过剩，但光伏电量还不能大量储存，所以“弃光限电”的根本原因是发电量与用电量存在时空差异。

——2018年的“531光伏政策”，开启了中国光伏产业深度调整之门。“531光伏政策”带来的革命性变化，定下了市场化竞争配置项目的基调，依靠固定补贴的时代终结。

2018年，全年新增装机容量为44.26GW，同比下降16.6%。

——2019年是中国光伏产业走向平价上网的关口之年。

——受2019年度光伏指导性政策延迟公布的影响，2019年光伏产业恢复缓慢，年度的光伏新增实际装机量大幅下滑。

但2019年1月份至11月份，全国光伏组件出口量同比增长68.95%至59.06GW。

——2019年的光伏产业产业链，上游制造业，技术迭代速度快、竞争激烈，国有企业几乎退出，民营企业优势显著；下游企业，2019年国有企业在加速取代民营企业，开启主导光伏电站投资时代。

——2020年，光伏发电建设管理政策的核心思路，还将会大致延续2019年相关政策，竞价与平价项目仍将并存，这样做也是为了让行业更加平稳的发展。

“历史”已成为“历史”

曾经，我国的光伏产业有过瞩目的“辉煌”。但客观地说，那还只是处在一个简单的制造环节，如今，光伏产业更多需要思考的地方应该是如何将产品进入更多的市场领域。

光伏发电，靠得是硬核科研实力。目前，我国的光伏产业正在经历着升级变革的关键时期，技术的进步成为市场关注的焦点，掌握了新技术，就掌握了未来的主动权。

未来的光伏产业要从寻求增量变成存量清洗，从拼规模、拼速度、拼价格转向拼质量、拼技术、拼效益。

展望未来，随着国家对环境的重视程度越来越高，以光伏发电为代表的新能源供给方式还将会快速推广，光伏发电技术必将广泛应用，光伏发电领域必将大有可为。