双碳背景下的光伏发电

进入21世纪，随着世界能源日趋紧张、温室气体减排压力增加，有效促进节能减排、带来经济收益的光伏发电正式踏入历史洪流中，尤其“十四五”以来，在碳达峰碳中和的战略背景下，光伏发电兼顾着“社会效益”与“经济效益”的双重属性，成为一种新型绿色资产。

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。

早在1839年，法国科学家贝克雷尔发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差，这种现象被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。

而光伏电站，则是利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统，属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。

为什么需要光伏电站？

国际上，光伏发电技术的研究已有100多年的历史。尤其在20世纪70年代，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的太阳辐射能进入人们的视野。

我国于1958年开始研究太阳电池，1971年首次成功地应用于我国发射的东方红二号卫星中，1973年开始将太阳电池用于地面。2002年，国家有关部门启动“送电到乡工程”，在西部七省区的近800个无电乡安装光伏电站，拉动了我国光伏工业快速发展。

近年来，全球主要经济体对“双碳”目标持续升级，大力发展光伏、风电等清洁能源就成为全球实现碳中和的必要手段。据统计，从全球主要国家的碳排放结构来看，除了钟情核电的法国外，其他国家的碳排放均主要来源于电力与热力环节。

相较于其他自然能源，光伏发电有以下优点：

广泛性：

因为阳光普照大地，光伏发电较少受地域限制；

可持续性：

太阳能资源取之不尽用之不竭，是一种真正可再生的清洁能源；

灵活性：

光伏系统无需架设输电线路即可就地发电供电，既可以安装在住宅设施屋顶，也能够安装在工业规模的设施中，用以满足建筑物内的用电需求；

绿色环保：

光伏发电本身不消耗燃料，不排放包括温室气体和其他废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声；

运维成本低：

光伏发电无机械传动部件，运行稳定可靠，基本上可实现无人值守，维护成本低。

从理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。目前，光伏发电已经应用于交通、建筑、农业、乡村、电站、通信、医院、学校等场景，与我们的生活息息相关。

我国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上，在中国广阔的土地上，有着丰富的太阳能资源，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。与同纬度的其他国家相比，我国拥有优越的开发潜能。