2024-09-15

江南体育官网下载·太阳能发电技术简介及趋势展望

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发布时间:2024-09-15 14:29:11 来源:江南官方网站下载 作者:江南app官方网站


  光伏发电技术路线主要包括晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池(包括非晶硅a-Si,铜铟镓硒CIGS、碲化镉CdTe电池三种类型)、III-V族半导体化合物电池(以砷化镓GaAs电池为代表)、染料敏化太阳能电池。目前晶体硅电池和薄膜电池已大规模商业化,GaAs电池处于小规模示范阶段,染料敏化电池尚处于实验室阶段。

  晶体硅太阳能电池的产业链为“多晶硅——硅片——电池片——电池组件——应用系统”,越靠近产业链上游的环节,技术含量越高。

  多晶硅在2008年以前为几家国际厂商垄断,其价格在需求拉动下飙升,从2003年约25$/Kg上涨至2008年平均350$/Kg。在暴利驱动下,多晶硅产能增加。供需于2009年逆转,目前市场价格回落至60-70$/Kg,预计还可能进一步降低。

  我国自2008年以来出现多晶硅的建设热潮,产能逐年翻倍。2008年产能达到11567吨,预计2010年将达到70350吨。

  从全球范围来看,由于传统生产商扩产,加上大量新进入者,未来2-3年多晶硅供给将可能过剩。随着技术水平提升,多晶硅项目建设周期已由4年加快至1.5年,多晶硅行业已演变成大规模化工制造业。

  截至2008年底,全球硅片产能8.3GW,同比增长81%,电池片和组件的产能规模基本与其一致。2008年,我国硅片、电池片、电池组件的产能分别为3GW、3GW、4GW,产量分别为1.5GW、2GW、2.5GW。

  截至2009年一季度,国内主流晶体硅电池转化效率达到16%,无锡尚德已达到19%的单晶硅转化效率和17%的多晶硅转化效率;美国Sunpower公司的晶体硅电池转化效率超过20%。

  展望未来2-3年,晶体硅技术路线元/kWh,行业平均发电成本测算如表1(考虑了财务费用,未考虑利润)。龙头企业有可能将成本降到更低。

  3种薄膜电池中非晶硅薄膜电池最具前景,它的主要原材料为硅烷(SiH4),易于获得,且适于大规模生产。a-Si薄膜电池虽然节省硅料,但目前平均转化效率只有6-8%。a-Si薄膜电池的龙头企业计划在未来2-3年将电池转化效率提升至10%,届时a-Si电池将具备较强的竞争优势。

  国内a-Si薄膜电池生产商的生产线全部采用进口,设备成本高昂,是束缚行业的主要瓶颈。具备设备成本优势的国内龙头企业(如强生光电),据称已可以将电池组件成本降低至1$/Wp,至2012年降低至0.65$/Wp,其发电成本与前述CdTe电池相仿。

  铜铟镓硒电池在技术上最具优势,具有转化效率高、原材料消耗少的特点,但铟(In)是一种稀有金属,全球目前储量约2万吨,只够生产400GW电池。由于CIGS电池性能优异、外观优美,在高端建筑光伏领域有竞争力。

  目前全球CIGS电池达到量产的企业为数不多,主要是包括德国Würth Solar、日本Showa Shell、美国Global Solar在内的不到十家企业,总产能约200MW。预计2009年底产能达到500MW。

  聚光光伏发电(CPV)采用III-V族化合物光伏电池,其特点是光转化效率最高可达30-40%,但成本昂贵。将光线汇聚至很小面积,可以减少电池片的用量,达到降低成本的目的。目前CPV占聚光路线%,由于跟踪聚光的精度要求较高,系统运行维护费用高,影响了它的商业化推广速度。

  聚光光热发电(CSP)通过聚集光热产生蒸汽,推动涡轮,带动发电机发电,通常规模大于1MW,适合阳光充足的荒漠地带。它同时可以借助生物质等燃料,实现持续稳定供电,更受电网欢迎。CSP技术路线年代,占聚光路线%,目前CSP发电的成本约1.5-2元/千瓦时。

  聚光光热(CSP)技术按照聚光方式的不同,可以分为槽式技术、塔式技术、碟式技术和菲涅耳式技术。至2008年底,全球CSP发电装机容量为560MW。在西班牙,96%的CSP在建项目采用槽式技术,而在美国使用槽式技术的CSP项目只占40%。哪一种技术能够胜出,尚有待于进一步观察。另外,聚光光热项目建设需要一定量水资源,这是发展需要注意到的问题。

  就未来前景而言,晶体硅电池、非晶硅薄膜电池(a-Si)这两种技术路线最乐观。晶体硅电池是目前光伏电池的主流品种,短期而言,晶体硅电池的主流地位在3年以内不会被撼动;而薄膜电池的市场份额则呈上升趋势,如果薄膜电池转化效率提升至10%以上,性价比将会更高。2007年,晶体硅占88%,薄膜型占12%;2008年,晶体硅电池比例降至87%,薄膜则提升至13%;预计2009年薄膜电池市场份额可达18%。

  另外在大规模并网发电领域,聚光光热路线在一些示范项目中已被证明具有较大的竞争力,尤其是结合新的储能技术和其他可再生能源或传统能源的混合运行,经济效益更好,未来十年里CSP在世界一些日照强烈的地区有望得到发展。


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