【关键词】光伏发电；太阳能；储能技术；分布式；能源转型

引言

对化石能源的大规模开发带来了资源枯竭与生态破坏等一系列问题，全球气候变化已成为人类面临的共同挑战。发展可再生能源，实现能源结构调整与低碳转型，已成为国际社会的广泛共识。在众多可再生能源中，太阳能以其普适性、环境友好性、可持续性的突出优势，成为全球能源变革的中流砥柱。

光伏发电作为太阳能利用的主要形式，近年来实现了从实验室到产业化的跨越式发展。2022年，全球光伏新增装机量超过200 GW，同比增长45%。不断下降的度电成本与日趋成熟的技术路线，为光伏发电的规模化应用奠定了坚实基础。然而，光伏发电的间歇性与波动性，制约了其对传统电力系统的全面替代。储能技术的引入，为化解这一瓶颈提供了新思路。

一、光伏发电：绿色能源的重要担当

太阳能资源丰富、分布广泛，是最具开发潜力的可再生能源之一。据估算，地球表面每年接受的太阳辐射总量约为173 000 TW，远超全球一次能源消费总和。高效利用这一“取之不尽、用之不竭”的能源宝藏，是实现人类社会可持续发展的必由之路。

（一）光伏发电的基本原理

光伏发电是一种利用太阳电池实现光电转换的发电方式。当太阳光照射到电池表面时，光子与半导体材料相互作用，产生电子-空穴对，在PN结的内建电场作用下实现电荷分离，形成电流，从而直接将太阳能转化为电能[1]。常见的太阳能电池按材料可分为晶硅电池、化合物电池、有机/聚合物电池等。其中，晶硅电池因光电转换效率较高（25%）、工艺成熟度高，占据了90%以上的市场份额。

（二）光伏发电的优势

与化石能源发电相比，光伏发电具有显著优势。①环境友好。光伏发电过程无废气排放，全生命周期碳排放量仅为燃煤发电的5%，有助于缓解温室效应与环境污染。②普适性强。太阳能资源分布广泛，适用于不同地理条件，可就近开发，减少输电损耗。同时，光伏系统的模块化特点赋予其灵活的应用场景，既可大规模地集中式开发，也可小型分布式部署。③运维简单。光伏系统结构简单，静态部件多、动态部件少，运行可靠性高，一般无需专人值守，运维成本低[2]。④可持续性。太阳能作为可再生能源，具有取之不尽、用之不竭的特点，是实现能源供给永续化的重要保障。

（三）光伏发电的挑战

光伏发电的发展也面临着诸多挑战。①发电不稳定。太阳能资源具有间歇性和波动性，易受天气、季节、昼夜交替等因素影响，难以持续稳定发电。这对电网的调峰调频能力提出了更高要求。②占地面积大。光伏电站需要大量土地资源，在人口稠密、土地紧缺的地区，用地矛盾将日益突出。如何在保障农业用地、生态用地的同时拓展光伏发电空间，考验着专业人员的规划智慧。③消纳瓶颈。大规模光伏并网，对电网的灵活性与稳定性提出严峻挑战。电力消纳“三弃”（弃光、弃风、弃水）现象在局部地区已初现端倪。④设备回收难。随着首批光伏电站的相继退役，如何高效、环保地回收处理废旧组件，最大化地实现资源循环利用，成为亟待破解的难题。

（四）推动光伏发电行业持续进步的动力

在全球气候变化日益严峻、化石能源日渐枯竭的大背景下，发展可再生能源已成为国际社会的广泛共识。光伏发电作为最具代表性的可再生能源利用形式，正迎来前所未有的发展机遇。一方面，各国纷纷出台相关政策，将光伏发电作为实现“碳中和”目标的重要抓手。欧盟提出，到2030年可再生能源占比达到40%，美国、日本、韩国等发达国家也制定了雄心勃勃的光伏发展规划。中国更是积极践行“双碳”战略，大力推动能源革命和绿色转型。另一方面，光伏技术不断突破，转换效率持续攀升，度电成本大幅下降。PERC（Passivated Emitter and Rear Cell）、HJT（Heterojunction with Intrinsic Thinlayer）、TOPCon（Tunnel Oxide Passivated Contact）等先进电池技术加速迭代，平价上网全面展开。