光伏电站是什么？

光伏发电是一种清洁能源，利用太阳能发电有利于节省不可再生资源；光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统；现在大多的光伏电站都是户用的，主要就是利用农村自建房的屋顶，安装光伏组件、逆变器、支架等设备，将光能转化为电能，要么自己发电自己用，要么就是发电卖给国家赚取收益。另外多说几句，光伏主要有以下优点：

1、没有资源枯竭的危险；

2、发电过程安全可靠，危险性很低；发电无噪音、无污染、无公害；

3、发电场地不受资源分布的地域限制，只要晒得到太阳的地方都可以。同时在一些没有电或者是地形复杂的地区，也可以利用房屋建筑的屋顶进行发电；

4、不需要铺设输电线路就可以就地发电供电；

5、建设周期短，获取能源花费的时间和物料相对要少。

6、收益高，发电自用，省去了电费，多余的并网上电卖给国家，获得额外收益。

需要强调的是，光伏最重要的用途就是，光伏能带来收益（举例如下图），而且光伏扶贫成为了国务院扶贫办确定实施的“十大精准扶贫工程”之一，也是利用光伏发电来帮助贫困人口脱离贫困是非常有效的途径之一呢。

光伏电站建好是这个样子的，如下图：

来源：碳银光伏

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。

应用场景

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 *** 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 *** 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d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。

天合光能是一个靠谱的光伏企业，天合光能对产品质量进行严格把控，在其上游业务中，从硅片到组件的每一个生产步骤，都实行最严格的质量管控。天合光能对其光伏产品提供行业领先的25或30年线性功率保证。在其下游业务中，天合光能严格按照国家规范和行业标准承接光伏电站EPC总承包业务。天合光能独有的客户质量工程（CQE）部门负责处理客户的反馈及要求，确保客户满意度。天合光能的产品质量与可靠性都是可信赖的。
天合光能股份有限公司（简称“天合光能”，股票代码:688599 ），全球领先的光伏智慧能源整体解决方案提供商 ，1997年创立于江苏常州 ，截至2017年底，天合光能光伏组件累计出货量全球排名第一。2020年6月10日， 天合光能在上海证券交易所科创板挂牌交易，成为首家在科创板上市的涵盖光伏产品、光伏系统以及智慧能源的光伏企业 。
天合光能先后在瑞士苏黎世、美国加州圣何塞和新加坡设立了欧洲、美洲和亚太中东区域总部，并在东京、马德里、米兰、悉尼、北京和上海等地设立了办事处，引进了来自30多个国家和地区的高层次人才，业务遍布全球100多个国家和地区。天合光能于2016年至2020年连续五次被彭博新能源财经（BNEF）评选为“全球最具融资价值组件品牌”。
天合光能是能源物联网概念的提出者，天合能源物联网构架分为云、管、端三部分，分别涵盖信息收集对象和服务对象的设施层、采集能源基础数据的感知层、包含服务园区和智能微网的天中能量管理平台TrinaMOTA的网络层、以TrinaAurora智慧能源云为基础的平台层， 以及为终端用户提供各类能源服务的应用层，形成“三位一体”能源物联网新体系， 打通能源领域中发电、储能、配网、用电终端各环节，让能源流、信息流、价值流、以及能源设备在互动、共享的智慧能源网络里相互连接，从而实现能源互联一体化管控，最终为用户提供各类能源服务。天合光能从中国起步，随着市场战占有率的不断提升，公司加速全球化布局，实现市场全球化、制造全球化、研发与人才全球化和资本全球化。

这家企业靠谱。
根据开心经验查询得知，创维光伏是一家专注于能源物联网领域的企业，主要从事太阳能光伏发电系统及配件、综合能源管理服务、计算机软件开发等业务。公司成立于2020年1月15日，注册资本为5000万元人民币，有营业执照，是正规企业。创维光伏注重开发智慧清洁能源资产构建与管理平台，在综合能源发展方面促进乡村振兴、经济高质量发展以及生态文明建设。
创维光伏除了涉足太阳能光伏发电系统的贸易、安装、运维服务外，还涉及了小型水电、燃气发电、生物质能发电、家用电器销售和光伏设备等的销售。公司有着较为全面和厚实的资源优势，并且通过智慧能源体系的构建和管理，应对市场发展格局转变，助力乡村振兴和经济高质量发展，进行生态文明建设和全球生态治理共建。

行业主要上市公司：隆基股份(601012);晶澳科技(002459);晶科能源(688223);通威股份(600438);天合光能(688599)等

本文核心数据：光伏发电板块上市公司研发费用;光伏发电相关论文发表数量

全文统计口径说明：1)论文发表数量统计以“solar pv”、“solar
photovoltaic”为关键词，选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

光伏发电行业技术概况

1、技术原理及类型

(1)光伏发电行业技术原理

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，其发电原理如下。

(2)光伏发电种类

光伏发电一般分为两类：集中式发电和分布式发电，集中式发电主要为大型地面光伏系统;分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。

2、技术全景图：主要为光伏电池技术路线

光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成，其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同，光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池(第三代电池)。

晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术，按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池，其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池，而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。

薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池，以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等的化合物薄膜电池为代表。

叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。

光伏发电行业技术发展历程：电池技术路线演变拉动

光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的，从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等材料的薄膜电池为代表的第二代光伏电池，如今光伏电池技术已发展至第三代，第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等，具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。

光伏发电行业技术政策背景：政策加持技术水平提升

近年来，我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策，通过政策指导，行业加快光伏发电技术的推广和革新，促进光伏发电产业的快速发展。

光伏发电行业技术发展现状

1、光伏发电行业技术科研投入现状

(1)国家重点研发计划项目

据已公开的国家重点研发计划项目，2018-2021年我国光伏发电技术相关国家重点研发计划项目共计15项。

注：2019年未公布光伏发电技术相关国家重点研发计划项目。

(2)A股上市企业研发费用

光伏发电行业经过多年发展，产品相对成熟，但行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看，2017-2021年，我国光伏板块上市公司研发总费用逐年增长，2022年第一季度，光伏板块上市公司研发总费用约28113亿元。

2、光伏发电技术科研创新成果

(1)论文发表数量

从光伏发电相关论文发表数量来看，2010年至今我国光伏发电相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势，可见光伏发电科研热度持续走高。截至2022年8月，我国已有18289篇光伏发电相关论文发表。

注：统计时间截至2022年8月。

(2)技术创新热点

通过创新词云可以了解光伏发电行业内最热门的技术主题词，分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中近约5000条专利中最常见的关键词，其中，光伏组件、太阳能、光伏板、太阳能板、光伏发电、太阳能电池板、逆变器等关键词涉及的专利数量较多，说明光伏发电行业研发和创新重点集中于光伏组件和光伏板等领域。

(3)专利聚焦领域

从光伏发电专利聚焦的领域看，目前光伏发电专利聚焦领域较明显，其主要聚焦于太阳能、光伏板、太阳能电池、光伏组件等。

主要光伏电池技术对比分析

从技术水平来看，硅、砷化镓、磷化铟、碲化镉和铜铟硒多元化合物(铜铟镓硒是其典型代表)是可选光伏材料中综合性能的最佳集合。而它们各方面性能的优劣，直接导致了目前光伏电池技术百花齐放的现状。

注：平均转换效率均只记正面效率。

光伏发电行业技术发展痛点及突破

1、光伏发电行业技术发展痛点

(1)硅基光伏电池：P型电池转换效率低

由于电池片的光电转换效率直接影响整个光伏系统的效益，因此光伏电池的光电转换效率十分重要，光电转换效率的提升主要依靠技术更新换代。现阶段，晶硅光伏电池面临着转换效率较低的问题，尤其是P型电池。

据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)，PERC电池的理论极限效率为245%，PERC产线的量产效率已经达到23%，逐步逼近理论极限效率。

(2)薄膜电池量产转换效率低

薄膜光伏电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点，但薄膜电池面临着量产转换效率低的问题，性价比较低。

2、光伏发电行业技术发展突破

(1)N型电池技术突破P型电池极限转换效率

相较于P型电池，N型电池技术少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好且温度系数小，转换效率更高。面临P型电池逐步逼近理论效率极限，N型电池技术能够突破P型电池的理论效率极限并达到更高转换效率。据中国光伏行业协会(CPIA)，2022-2023年N型电池技术的平均转换效率就可以达到PERC电池的理论极限效率(245%)。

(2)钙钛矿电池可实现高转换效率

钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的第三代太阳能电池，钙钛矿材料的吸光能力强于晶硅材料，因此钙钛矿电池能够实现高转换效率。除了拥有高转换效率，钙钛矿电池还具备价格低、投资小、制备简单等优势。

光伏发电行业技术发展方向及趋势：降本增效

2022年8月，工信部五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，提出通过5-8年时间，在太阳能装备方面重点发展高效低成本光伏电池技术，包括推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化，开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用等。

可见，未来光伏发电技术将向着降本增效方向发展，一方面由于现有光伏电池逐渐逼近最高理论转换效率，因此更高转换效率的电池将成为光伏电池技术发展方向;另一方面，光伏组件转换效率的提升以及制造成本的降低，是降低光伏电站建设成本，并最终降低光伏发电成本的关键因素。

「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校，二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化，拥有55项专利、33篇论文，并已将30多种产品推向市场，创造商业价值50+亿元，专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。

以上数据参考前瞻产业研究院《光伏发电行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。

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 *** 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d窗形式d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。

---