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光伏发电是利用半导体界面产生的光生伏特效应，将光能直接转变为电能的过程。发电机产生的直流电能通过逆变器转化为交流电能，通过升压变压站升压后输送至电网，通过电网输电线路将电能传输到用电端。
光伏电站主要分为集中式电站和分布式电站两大类。由于光伏电站安装相较于风电有灵活性高的特点，因此相较于传统的大规模风电厂，光伏电站不仅可以大规模集中安装，还可以分布于建筑物表面、户外等多个场景中。
集中式光伏电站是指将光伏阵列安装于山地、水面、荒漠等较为宽阔的地域，阳光照射后光伏阵列可产生直流电，逆变器再将直流电转变成交流电后，经由升压站接入电网。集中式光伏电站的规模普遍较大，一般均在10MW以上，且目前100MW以上的特大型光伏电站逐渐增多。
分布式光伏电站一般装机规模小，安装较为灵活。分布式电站主要可以分为与建筑结合和非与建筑结合两大类，与建筑结合的又分为光伏建筑结合（BAPV）和光伏建筑一体化（BIPV）。
在碳达峰、碳中和背景下，光伏发电作为我国能源转型的中坚力量发展迅速，其主要优势包括：
（1）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。
（2）提高国家能源稳定性。通过光伏发电，人们可以减少对化石燃料发电的依赖，有效避免能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，从而提高国家能源安全性。
（3）广泛性。太阳光照射地球表面，不限地域，无论陆地、海洋、高山或是平地，都可以开发利用，虽然照射时间和强度不同，但其分布广泛，不会因为地域或天气等原因无法获取。
（4）无限性和可持续性。根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年。在生态污染愈加严峻的今天，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。
（5）运维成本低。光伏发电无机械传动部件，运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛运用，基本上可实现无人值守，维护成本低。
（6）安装地点灵活。建筑物的屋顶开阔，拥有不受建筑物朝向影响、接受光照时间长、最大程度避免阴影干扰等优势。光伏发电不仅能够安装在住宅设施屋顶上，也能够安装在工业规模的设施中，通过太阳能发电获取电能来满足建筑物内的用电需求。在乡村振兴领域，屋顶分布式光伏技术的发展也可有效解决县域地区的用电问题。
同时，不可否认现阶段光伏发电也存在一些缺点，未来行业更好的发展要着力于克服这些缺点。主要劣势表现在：
（1）占地面积广。由于太阳光照射的能量分布密度小，这导致光伏发电大规模应用时，设备占地面积相对其他发电设备较大。
（2）能量供应不稳定。光伏发电量会受到季节变化、天气情况、昼夜交替以及太阳辐射强度的影响。长期的雨雪天、阴天甚至云层的变化都会影响光伏发电，当没有太阳的时候就不能发电或者发电量很小，会影响用电设备的正常使用。
（3）地域依赖性强。由于地理位置不同，气候不同，各地区日照资源相差很大。部分光能资源丰富地区距离用电负荷中心较远，且当地经济欠发达，消纳能力弱，需要通过输电网远距离集中外送，导致光伏发电产生的能量不可避免地出现损耗。
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