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編者按：地球上的資源是有限的，其中常規(guī)能源煤炭、石油、天然氣等則更加有限的且不可再生的。為了尋求可持續(xù)發(fā)展，人們開始開發(fā)利用可再生能源，光伏作為未來可再生能源中一種重要的方向，得到了廣泛的應用與發(fā)展。

一、光伏發(fā)電

在國際上，光伏發(fā)電技術(shù)的研究已有100多年的歷史。光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應原理,利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。光伏系統(tǒng)可分為獨立光伏系統(tǒng)（各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)）和并網(wǎng)光伏系統(tǒng)（與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)）。

二、光伏發(fā)電的優(yōu)勢

光伏發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)相比具有更多優(yōu)勢：

1. 太陽能資源十分豐富，輻射到地球表面的能量巨大，對于利用太陽能是十分有利的。因此太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是資源最為豐富的發(fā)電技術(shù)。

2.太陽能光伏發(fā)電更為安全可靠，不會產(chǎn)生污染以及噪聲，并且能夠比較靈活，能夠安全穩(wěn)定的運行。

3.光伏發(fā)電的應用使得邊遠以及特殊地區(qū)的用電問題得以有效解決，可以隨時隨地使用太陽能資源。

4. 光伏發(fā)電能夠與建筑物相結(jié)合，形成光伏建筑一體化的系統(tǒng)，減少土地資源的浪費。

三、歷史與現(xiàn)狀

太陽能光伏發(fā)電的歷史可以追溯到1839年法國物理學家貝克勒爾首次發(fā)現(xiàn)光伏效應。此后，各國科學家不斷探索，1954年第一塊實用光伏電池問世，這意味著太陽能光伏發(fā)電逐步進入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的道路。

進入21世紀，太陽能電池向全球擴展，成為一種重要的可再生能源。隨著可持續(xù)發(fā)展觀念在世界各國不斷深入人心，全球太陽能開發(fā)利用規(guī)模迅速擴大，技術(shù)不斷進步，成本顯著降低，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景，許多國家將太陽能作為重要的新興產(chǎn)業(yè)，太陽能得到更加廣泛應用。2000 年至 2016 年間，光伏產(chǎn)業(yè)以令世人驚嘆的速度向前發(fā)展。全球累計裝機容量自 1,250MW增至 304,300MW，年復合增長率高達 40.98%。

在我國，光伏產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)出前所未有的活力，在全球20個以上國家或地區(qū)建廠，產(chǎn)品出口至全球近200個國家和地區(qū)，成為我國具有國際競爭優(yōu)勢的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

美國是最早研究與使用光伏技術(shù)的國家，美國光伏行業(yè)在技術(shù)革新與政府激勵補償政策的雙重刺激下多年來保持增長。光伏電站裝機在美國光伏行業(yè)中占主導地位，其發(fā)展速度直接決定整個光伏行業(yè)發(fā)展情況。

日本是最早制定光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的國家， 2011～2016 年年均復合增長率達到54%， 在2016年以42.75GW 的裝機總量位居世界第二，目前發(fā)展方向以非居民用電站為主。

作為東南亞最火熱的光伏市場之一，越南正在以每年10％的能源需求增速，再加上其本身發(fā)展光伏能源的先天優(yōu)勢，吸引著各國光伏企業(yè)進入。

光伏發(fā)電目前全面進入規(guī)?；l(fā)展階段，中國、歐洲、美國、日本等傳統(tǒng)光伏發(fā)電市場繼續(xù)保持快速增長，東南亞、拉丁美洲、中東和非洲等地區(qū)光伏發(fā)電新興市場也快速啟動。

四、發(fā)展趨勢

（一）政策變化

2019年5月30日，國家能源局發(fā)布了《關(guān)于2019年風電、光伏發(fā)電項目建設有關(guān)事項的通知》，明確優(yōu)先推進無補貼的平價上網(wǎng)項目建設，再開展需要國家補貼項目的競爭配置工作，這對風電光伏行業(yè)來說將是一個重大轉(zhuǎn)變。

隨著光伏行業(yè)的發(fā)展，受制于當?shù)叵{及電力傳輸?shù)戎萍s，國內(nèi)地面電站的新增數(shù)量已明顯下降。與此同時越來越多的光伏企業(yè)開始把目光投向海外。

近年來，東南亞各國在可再生能源領(lǐng)域也作出了相應努力，泰國、印尼等國的光伏規(guī)模出現(xiàn)一定增長，越南則在計劃建設風電項目、簽發(fā)關(guān)于發(fā)展太陽能發(fā)電項目鼓勵機制的決定。東南亞地區(qū)政府補貼光伏項目，鼓勵利用可再生能源，并且由于地理位置靠近中國，受到中國企業(yè)的關(guān)注。

新興市場擴大以及平價競爭上網(wǎng)將成為未來新的趨勢。

（二）技術(shù)發(fā)展

1.從分布式發(fā)電到建設集中式電站

集中式大型并網(wǎng)光伏電站就是集中建設大型光伏電站,發(fā)電直接并入公共電網(wǎng),接入高壓輸電系統(tǒng)供給遠距離負荷，可以降低成本，減少運輸損耗。越是規(guī)模大的光伏發(fā)電站，其光伏系統(tǒng)的成本越低。

2.光儲一體化電站

對含儲能環(huán)節(jié)的光伏電廠進行光儲一體化調(diào)控，快速控制，滿足有功輸出最大化，“削峰填谷”響應電網(wǎng)調(diào)度需求，實時保障電網(wǎng)調(diào)度要求。儲能系統(tǒng)的使用能緩解充電時對電網(wǎng)的沖擊，盡可能提升電網(wǎng)質(zhì)量。

3.云存儲、云計算、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應用

新信息技術(shù)的使用可幫助光伏電廠實現(xiàn)智能化，幫助光伏電廠實現(xiàn)智能化運維監(jiān)控，提供發(fā)電預測等分析功能，降低并網(wǎng)難度，提高發(fā)電效率。

在國內(nèi)，上海上科信息技術(shù)研究所順應光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，進行光伏系統(tǒng)集成開發(fā)，與中國電建上海能源裝備有限公司聯(lián)合建立與運作能源裝備智能化聯(lián)合實驗室。基于數(shù)字孿生的光伏電廠智能化平臺，將智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)緊密結(jié)合，為解決光伏電廠加入儲能環(huán)節(jié)后的優(yōu)化調(diào)功分配問題和分級分層的控制問題，建立面向光伏電廠光儲一體化的分級多目標調(diào)功算法模型。通過該平臺可有效掌握光伏電站完整信息，提高運維效率，加快決策，保障光伏電廠安全、穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟的運行。

五、未來展望

第四次工業(yè)革命將全面展開，以光伏為主的清潔能源、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)正全面發(fā)展。通過現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)包括光伏在內(nèi)的多種能源的集中運維管理，打造智慧的能源生態(tài)圈。在未來，社會將構(gòu)建全新的能源物聯(lián)網(wǎng)體系，進入低碳甚至無碳時代。

原標題：光伏發(fā)電應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析