光伏發電系統 (photovoltaic generation system),簡稱光伏(photovoltaic),是指利用光伏電池的光生伏特效應,將太陽輻射能直接轉換成電能的發電系統。
光伏發電系統分為獨立光伏系統和并網光伏系統。光伏發電系統是由太陽能電池方陣、蓄電池組、充放電控制器、逆變器、交流配電柜、太陽跟蹤控制系統等設備組成。
單晶硅光伏:單晶硅是由硅原子按一定規則排列形成的晶體硅,其原子排列非常整齊,具有較高的純度。單晶硅電池片是基于光生伏特效應,當太陽光照射到單晶硅材料制成的 P - N 結時,在 P - N 結內建電場的作用下,光生載流子(電子和空穴)被分離,從而產生光電流。
多晶硅光伏:多晶硅是由多個大小不等、晶向不同的小單晶硅組成的硅材料。在制作多晶硅電池片時,同樣基于光生伏特效應,當光照射到多晶硅材料制成的 P - N 結時,也會產生光生載流子的分離,進而產生電流。
非晶硅光伏非晶硅又稱無定形硅,是一種短程有序而長程無序的硅材料。在非晶硅光伏電池中,硅原子的排列沒有規則的晶格結構。當太陽光照射時,光生載流子在非晶硅的無序結構中產生并移動,從而產生電流。非晶硅光伏電池通常采用 P - I - N(P 型、本征型、N型)結構,本征層(I 層)是光吸收和產生載流子的主要區域。
大型地面光伏電站:發電規模通常在兆瓦(MW)級以上,甚至可以達到吉瓦(GW)級。占地面積較大,一般需要大片的土地,如沙漠、荒原、灘涂等開闊地帶。云開全站Kaiyun平臺
分布式光伏發電系統:分布式光伏系統的規模相對較小,通常在千瓦(kW)到兆瓦(MW)之間,一般安裝在建筑物的屋頂、墻面或者一些小型的閑置場地。
固定式光伏系統:固定式光伏系統是指光伏組件在安裝后位置固定不變的系統。通常是將光伏組件通過支架安裝在地面或者建筑物的屋頂等位置,支架的角度在安裝時根據當地的緯度等因素進行優化設計,以獲得較好的全年光照接收效果。
跟蹤式光伏系統:跟蹤式光伏系統是指光伏組件能夠自動跟蹤太陽位置變化的系統。它通過安裝跟蹤裝置,使光伏組件可以在水平和垂直方向或者僅在一個方向上隨著太陽的移動而轉動,從而始終保持與太陽光線垂直或者接近垂直的狀態,以最大限度地接收太陽光。
隨著光伏發電技術的不斷進步和成本持續降低,光伏發電已成為主力可再生能源之一,近年來國家相關部委出臺了一系列支持光伏行業發展的政策規定,極大促進了我國光伏產業的發展,光伏產業已成為我國少數具有國際競爭優勢的戰略性新興產業之一。
為進一步優化光伏產業,2024年11月20日工信部正式發布《光伏制造行業規范條件(2024年本)》,取代了2021年版的規范條件。該規范條件的實施旨在引導光伏企業減少單純擴大產能的項目,加強技術創新、提高產品質量、降低生產成本。通過提高準入門檻和細化行業生產標準,加快淘汰落后產能,提升行業整體利潤率和生產效率。
光伏產業鏈上游主要包括多晶硅料、單晶硅棒/多晶硅錠、單/多晶硅片;中游主要包括光伏電池、組件;下游是光伏發電的應用端,主要包括集中式光伏電站和分布式發電系統。
根據國際能源署(IEA PVPS)光伏系統計劃(IEA PVPS)第12版的《2024年全球光伏市場快照》報告,2023年全球累計光伏裝機容量從上一年的1.2 TW增長到2023年的1.6 TW,全球新投產光伏系統數量在407.3GW至446GW之間,光伏組件數量約為150 GW。
在全球光伏產業的助力下,中國光伏產業持續高速發展,自2013 年成為全球第一大光伏應用市場以來,中國已連續多年保持新增裝機規模、光伏組件產量、多晶硅料產量全球第一。
根據國家能源局數據,2024年前三季度,全國光伏新增并網1.61億千瓦,同比增長24.8%,其中集中式光伏7566 萬千瓦,云開全站Kaiyun平臺分布式光伏8522萬千瓦。截至2024年9月底,全國光伏發電裝機容量達到7.7億千瓦,同比增長48.4%,其中集中式光伏4.3億千瓦,分布式光伏3.4億千瓦。2024年前三季度,全國光伏發電量6359億千瓦時,同比增長45.5%;全國光伏發電利用率97.2%,同比下降1.1個百分點。
不過,隨著光伏的高速發展,產業過剩趨勢逐漸顯現,劇彭博新能源數據顯示,2024年全球新增光伏裝機將達到599 GW,同比增長35%,相對于2023年76%的增速,明顯下滑。
業內普遍預測,目前的光伏需求增速已經超預期了,消納是全球性的問題,光伏裝機量增長放緩是大趨勢。
晶科能源:全球領先的光伏組件和儲能產品制造企業,組件出貨量多年領跑全球,N 型產能規模領先,專利眾多,在全球 200 余個國家和地區服務 4000 余家客戶.
晶澳科技:全球新能源發電解決方案平臺企業,產業鏈完備,組件產品高效可靠,憑借綜合解決方案服務全球 135 多個國家和地區.
隆基綠能:光伏行業領軍者,單晶硅片出貨量連續九年全球第一,技術創新突出,多次刷新電池效率紀錄,構建一體化和全球化產能布局.
天合光能:全球光儲智慧能源解決方案領導者,建有國家重點實驗室,25 次打破世界紀錄,組件及系統解決方案領先,推動太陽能發電成本降低.
通威太陽能:大型跨國企業,以生態農業和新能源為雙主業,在多晶硅生產、電池制造及 “漁光一體” 等領域表現出色 ,是全球重要的光伏企業之一 。
正泰新能:正泰集團旗下光伏企業,業務涵蓋組件制造與電站開發運營,在分布式光伏電站領域有豐富項目經驗和技術實力,積極推動光伏應用的普及與發展。
阿特斯:全球知名太陽能光伏企業,業務貫穿產業鏈多個環節,在分布式發電和儲能系統集成方面有一定技術優勢,產品和服務廣泛應用于全球市場。
協鑫集成:協鑫集團旗下光伏企業,業務包括組件制造、系統集成、電站開發等,具有規模優勢和項目經驗,可根據客戶需求定制一站式解決方案。
一道新能:新興光伏企業,N 型TOPCon 光伏技術領先,其高效組件轉換效率高、功率輸出大,產品可靠性穩定性佳,在光伏市場中嶄露頭角。
東方日升:專業從事太陽能光伏產品研發等的企業,產品應用廣泛,在電池片、組件及光伏電站等領域有較強市場地位,不斷推進光伏技術的創新與應用。
英利能源:全球知名光伏企業,曾是最大組件制造商之一,在組件研發生產及電站開發建設方面有深厚底蘊和優勢,為全球光伏產業發展做出重要貢獻。
橫店東磁:大型綜合性企業,光伏業務涵蓋硅片等生產及電站開發運營等,在產品質量控制和性能提升方面有優勢 ,是光伏領域的重要參與者之一 。
市場規模繼續調整:受市場飽和度增加、政策調整以及成本壓力等多種因素制約,國內產能擴張節奏將會顯著放緩,盡管產能擴張放緩,但國內對于光伏發電的需求仍將保持一定規模。
技術創新持續推進:不同電池技術的融合與疊層電池的研發,將進一步提高光電轉換效率,降低成本,推動光伏產業向更高性能發展。
產業鏈整合加強:產業鏈上下游企業之間的合作與戰略聯盟不斷增加,共同開展技術研發、市場拓展等活動,實現資源共享和優勢互補 。
智能光伏加速發展:與新一代信息技術融合,實現光伏系統的智能化設計、制造、運維和調度,提高發電效率和可靠性,降低運維成本.
應用領域不斷拓展:大規模光伏電站的建設不斷增加,同時分布式光伏發電應用越來越廣泛,光伏技術在交通、通信、農業、建筑等領域的應用不斷拓展,推動多領域的能源轉型和可持續發展 。