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6686体育官方网站 - 太阳能发电技术简介及趋势展望发布日期:2024-03-26 浏览次数:

  6686体育官方网站 - 太阳能发电技术简介及趋势展望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%太阳能技术,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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