发布时间:2024-09-28 07:30:15 人气:
什么是光伏分布式电站?
光伏分布式电站是一种利用太阳能光伏发电技术建设的,分布在建筑物屋顶的小型、分散式的光伏发电系统。光伏分布式电站以其具有的便捷性、高效性和环保性等优势,受到了越来越多的关注和推广。免费了解硕标光伏支架产品详情及报价
光伏分布式电站的建设主要利用太阳能光伏组件将太阳能转化为直流电,再经过逆变器将直流电转化为交流电,供给建筑物自用或卖入电网。
光伏分布式电站的安装灵活方便,可以利用建筑物、道路、停车场等各种场所进行布设,不仅减少了土地资源的占用,还可以充分利用现有的场地资源。
分布式电站的电能损耗较小。由于分布式电站接近负荷,电能输送距离短,损耗小,因此在输送电能和电网损耗方面具有显著的优势。
光伏分布式电站可以减轻电网的压力,提高电网供电的可靠性。分布式电站可以将发电与用户负荷直接匹配,减少了输电环节的损耗,同时支持电网的分散供电,提高供电的可靠性。
光伏分布式电站对环境友好。光伏发电是一种清洁能源,不产生二氧化碳等有害气体,对减缓气候变化、改善空气质量具有积极作用。
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特变电工增长“失速”400亿目标如何变现?
特变电工(600089.SH)正陷入增长“失速”的困局。今年上半年,特变电工实现营业收入179.66亿元,同比增长5.36%;归母净利润为9.2亿元,同比下降12.2%。而事实上,自从2017年以来,其营业收入和净利润整体波动下滑,且在2019年出现“双降”。
在资本市场,特变电工的表现也难言乐观,其股价从2015年最高超17元/股,到如今长期徘徊于10元/股以下。与此同时,特变电工还出现高管减持和离职问题。截至9月24日,该公司高管刚完成一轮减持。
而在30多年前,特变电工“掌舵者”张新从输变电设备变压器起家,早在1997年6月便带领公司实现上市,一路开疆扩土,狂飙突进,形成了以输变电、新能源和能源为主体的业务版图。2015年6月,特变电工市值突破600亿元,2016年营业收入突破400亿元大关。
增长“失速”
特变电工前身是特种变压器厂,1988年该厂资不抵债,一度濒临倒闭。彼时,原本打算去国有大型企业加薪升职的张新,主动勇挑重担,在不拿工资的情况下,跑贷款,重建厂房,搞承包,终于带领员工突围困境,当年便实现扭亏为盈。到1992年,该厂可兑换的承包奖金已达197万元。
这段特变电工成长初期的心酸历程,在张新的自述文章《我的大学——特变电工》里有所记载。
1997年6月,特变电工实现上市,随后便逐渐扩张,形成以输变电(变压器、电线电缆、输变电成套工程等)、新能源(多晶硅、逆变器、新能源系统集成)及能源(煤炭)三大行业为主的业务版图。
电力市场加速发展背景下,叠加业务多元扩张,特变电工的发展开启了快车道。财报显示,特变电工的营业收入从2004年的36.74亿元增至2010年的177.70亿元,实现近4倍增长;归母净利润从2004年0.95亿元增至16.11亿元,实现近16倍增长。
然而,2011年以来特变电工的业绩增速有所放缓,净利润出现短期负增长,但其营业收入在2016年达到了400亿元巅峰。2011 2016年,特变电工各报告期内分别实现营收181.65亿元、203.25亿元、291.75亿元、360.75亿、374.52亿元和401.17亿,归母净利润分别为12.29亿元、9.81亿元、13.28亿元、16.49亿元、18.88亿元、21.90亿元。
巅峰亦是转折点。特变电工从2017年开始陷入增长瓶颈,呈现波动下滑迹象。
财报显示,2017 2019年,特变电工的营业收入分别为382.81亿元、396.56亿元和396.80亿元,同比增长-4.58%、3.59%和-6.75%;归母净利润分别为21.96亿元、20.48亿元、20.18亿元,同比增长0.25%、-6.73%和-1.44%。特变电工2020年上半年营业收入为179.66亿元,同比增长5.36%;归母净利润为9.2亿元,同比下降12.2%。
高管减持与离职
业绩“黯然失色”的同时,特变电工在2019 2020年出现了高管减持和离职情形。
5月16日,特变电工公告称,由于个人资金需要,董事、高级管理人员郭俊香、胡有成、吴微计划2020年6月8月~12月4日通过集中竞价方式分别减持不超过8.67万股、8.67万股和10.12万股。
随后7月24日,特变电工披露,郭俊香、吴微分别通过集中竞价交易形式减持8.67万股、10.11万股,分别套现66.77万元和78.22万元。9月24日,特变电工披露,胡有成通过集中竞价交易方式减持8.67万股,套现75.56万元。
公告显示,胡有成和吴微均担任特变电工副总经理,郭俊香曾任特变电工董事会秘书,现任公司董事。
对于减持行为,特变电工方面表示,公司董监高人员持有的股票均为公司2014年首期限制性股票激励计划时个人出资认购的股票,至今持股时间超6年,本次公司部分董事、高级管理人员因购房、子女教育等个人资金需求,按规定减持其持有的公司股份,减持行为合理、合规,与其对公司的发展预期无关。
2月17日,特变电工副总经理吕六山辞职。资料显示,吕六山2018年4月13日起任特变电工副总经理,还担任特变电工国际工程有限公司副总经理、总工程师等职务。此外,2019年4月8日,特变电工原监事卜晓霞女士辞职。随后3个月,其副总经理王嵩伟辞去副总经理职务,担任分公司高级管理人员职务。
质量风波频现
特变电工业务辐射范围广,但其因输变电和能源等领域的产品质量问题在过去几年频频被“点名”,涉及旗下沈阳变压器、衡阳变压器、鲁能泰山电缆、德阳电缆和天池能源等公司。
例如,2020年8月,国家电网公司电子商务平台发布国网安徽省电力有限公司(以下简称“安徽公司”)关于供应商不良行为处理情况的通报,衡阳变压器供应安徽公司10kV柱上变压器成套设备中的配变在2020年5月发现短路承受能力试验不合格,属较严重质量问题,2020年8月1日~2021年1月31日在安徽公司招标中被暂停中标资格。
而更早之前,特变电工旗下电缆公司鲁能泰山电缆和德阳电缆多次遭受处罚。
2018年1月,国家电网公司电子商务平台发布国网河北省电力有限公司关于不良行为供应商情况的通报,鲁能泰山电缆因供应邢台供电公司的电力电缆抽检不合格,被暂停中标资格2个月。
2017年8月,国家电网公司电子商务平台发布关于供应商不良行为处理情况的通报,德阳电缆供应的10kV电力电缆因绝缘偏心度不合格,被处以2017年7月31日~2018年1月31日在公司配网设备协议库存电力电缆标包中暂停中标资格。
除输变电领域,特变电工在能源领域也存在质量问题。2020年4月,陕西省市场监督管理局公布民用散煤、民用型煤产品质量专项监督抽查结果显示,2019年11月~2020年3月对民用散煤、民用型煤两类产品进行了产品质量专项监督抽查,其中特变电工旗下孙公司新疆天池能源销售有限公司生产的1批次民用散煤不合格,不合格项为挥发分。
对此,特变电工方面称,公司个别产品的质量问题也暴露了公司在部分中小产品质量管理方面还有不到位的地方。为不断强化质量管控,公司通过建立网格化质量管理模式、强化质量团队建设、促进质量管理体系达标、有效运行及提升质量检测能力等手段,进一步加强质量管理工作,提升公司产品质量。
中国新能源企业30强的上榜企业
中国新能源企业30强名单: 公司名称 入选理由 无锡尚德电力控股有限公司 尚德是中国最大的太阳能电池生产商,也是全球最大的太阳能电池生产商之一。作为全球及中国光伏产业的领军企业之一,在光伏自主技术创新以及国际市场开拓方面取得了公认的成就。尚德是第一家在纽交所上市的光伏企业,推动了行业的发展。 比亚迪汽车股份有限公司 比亚迪是全球最大汽车动力电池供应商之一,是中国乃至全球新能源汽车的领跑者。作为中国新能源汽车的领军企业,比亚迪在锂电池及电动汽车研发领域引领国际先进水平,并且率先生产出双模纯电动和纯电动汽车,在电动汽车行业处于领先地位。该公司获得了投资大师巴菲特的青睐。 华锐风电科技(集团)股份有限公司 华锐是中国最大的风电整机生产企业,中国风电产业的领军企业之一,在大功率风电机组及海上风电方面具备国际领先水平,为我国风电机组制造的国产化作出了很大贡献。华锐也是全球最大的风电设备供应商之一。 新疆金风科技股份有限公司 金风科技是中国风电行业的先行者,坚持自主研发,具备3MW风机的自主研发技术,为推动中国风电产业发展做出很大贡献。金风是行业内第一家上市的风电企业,推动了行业的发展。金风还是全球最大的风电设备供应商之一。 英利绿色能源控股有限公司 英利是全球最大的太阳能纵向整合企业之一,中国光伏产业的领军企业之一,以垂直整合产业链取得了行业领先优势。英利积极投身参与公共事业,累计向边远地区捐助1500万元,很好地履行了企业的社会责任。 江西赛维LDK太阳能高科技有限公司 赛维LDK是全球最大的太阳能电池硅片生产商。在光伏晶硅原料和硅片领域具备国内领先的规模和技术水平,通过产业链纵向延伸进一步确立了行业竞争优势。该公司在2009年成功投产万吨级高纯硅项目,打破了国外在此项技术上的垄断。赛维LDK是较早在海外上市的新能源企业之一,推动了行业的发展。 皇明太阳能股份有限公司 皇明是中国最大的太阳能热水器生产商之一,国内光热产品行业的龙头企业,近年来在光伏及节能建筑领域不断创新开拓,成为国内新能源产业的领军企业之一。 中航惠腾风电设备股份有限公司 中航惠腾是中国最大的风机叶片生产商,全球知名的叶片生产商之一。其大型风机叶片已经打入国际市场。该公司在开发新产品的过程中,从产品设计、工艺到模具研制、试验检测等各个方面,取得了一系列关于风电叶片的科研成果,同时也拥有了一批具有自主知识产权的核心技术,使企业在激烈的行业竞争中具备了绝对优势。 广东明阳风电产业集团有限公司 明阳风电是中国排名靠前的知名风电企业,中国民营风电企业中领军者之一。该公司研发的超紧凑型风机技术为今后大功率风电机组的研发提供了技术基础。明阳风电获得多家国际著名VC投资,即将登陆资本市场。 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 阿特斯是中国光伏产业著名企业,是行业内较早在海外上市的新能源企业之一,近年发展速度很快,其产能在行业中排名靠前。该公司研发的UNG硅组件系列已正式下线,新产品正式投放市场,填补了光伏市场的空白,有利于光伏电池的成本下降。 江苏太阳雨新能源集团有限公司 太阳雨是中国最大的太阳能热水器供应商之一。产品已销往全球100多个国家。2008年,凭借 “保热墙”技术,太阳雨为行业发展作出重要贡献,哈丁博士也因此荣获世界太阳能行业最高奖“霍特尔奖”。 阳光电源股份有限公司 合肥阳光是中国最大的逆变器生产商,技术水平处于国内领先地位。拥有逆变器行业国内唯一的自主创新技术,为解决光伏和风电并网提供了关键性解决方案。 晶澳太阳能光伏科技有限公司 晶澳是较早海外上市的光伏企业之一,国内光伏产业领军企业之一。晶澳在单晶硅电池领域具备国际一流的技术水平和综合竞争力。该公司坚持自主研发,单晶硅电池转换效率达到了18.7%,在全球大规模光伏电池生产商中处于领先水平。 湘电集团有限公司 湘电集团是国内电力和新能源装备领域的领先企业,开创中国机电产品的多项第一,在风电直流电机等技术领域位居国内前列。该公司是我国机电一体化装备制造的骨干企业,在我国大功率风电机组研发方面处于领先地位。 中国广东核电集团有限公司 中广核是国内核电运营的重点企业之一,同时也大规模投资建设风电、并网光伏电站,是国内领先的清洁能源综合服务集团。 新奥集团 新奥是中国最早致力于清洁能源的民营企业之一,国内领先的新能源综合技术研发服务企业,在生物质能、光伏等可再生能源利用领域具备国内一流的技术水平。新奥还是国内最大的城市燃气运营商之一。 常州天合光能有限公司 天合光能是国内晶硅电池领域领先的企业之一,是光伏建筑一体化领域的领先者。天合光能积极开拓下游应用市场开发,由其研发的原材料回收及废料专有加工技术提高了原材料的利用率,符合低碳经济理念。是行业的推动者之一。 中国核工业集团公司 中核集团是中国最大的核能企业之一。拥有完整的核科技工业体系,是中国核科技工业的主体,同时也是我国核工业发展的核心保障力量。该公司是我国核电行业的领军企业,目前已完全具备了四代核电技术的研发能力。今年该公司第四代核能技术获重大突破,实验快堆首次临界。 龙源电力集团股份有限公司 龙源电力是中国最早从事新能源开发的电力企业之一,目前是国内最大的风电运营商。在我国风电并网发电突破和生物质能开发方面,建立了从发电到服务的整合化核心竞争力。到2009年底,该公司的风机装机总量达到亚洲第一,世界第五。 保利协鑫能源控股有限公司 保利协鑫是中国领先、亚洲第一、世界知名的多晶硅生产商。是中国光伏产业的领军企业之一。 胜利油田胜利动力机械集团有限公司 胜动集团是我国最大的可再生能源燃气发电机组生产企业,该企业具有强大技术研发团队,成功研发了适用于低浓度煤层气、沼气、秸秆燃气等系列燃气发电机组。 南京高精齿轮集团有限公司 南京高齿是中国最大的风电齿轮箱供应商之一。国内生产风力发电主传动及偏航变桨传动设备主要厂商,在大功率风机齿轮技术方面取得国内领先水平。 中国大唐集团公司 大唐集团是我国最大的电力企业之一,担负着可再生能源发电配额的重任。作为中国五大发电集团之一,大唐集团近年来在清洁煤利用、生物质能、光伏和风力发电、碳交易等新能源相关领域表现突出,致力于成为中国领先的清洁能源集团 浙江正泰太阳能科技有限公司 正泰太阳能是国内非晶硅薄膜电池行业的领先企业之一,通过吸收国际先进技术突破技术瓶颈,在薄膜光伏领域取得领先水平。 上海杉杉科技有限公司 杉杉科技是中国第一、世界最大的锂电池正负极材料供应商之一,是汽车动力电池重要的材料供应商。杉杉科技从锂电池负极材料起步,相继建立起锂电池正极材料、电解液等完整锂离子电池材料生产线。致力于成为动力电池领域全球领先的企业之一。 中通客车控股股份有限公司 中通客车是中国新能源客车的领跑者。是我国唯一一家纯电动及混合动力大型客车的生产企业。 中国电力投资集团公司 中电投集团是五大发电集团之一,清洁能源已占集团总发电量30%,居五大发电集团首位。中电投还是电力装备行业的重点龙头企业,为我国智能电网建设的装备升级作出了重要贡献。 中国华能集团公司 华能是中国五大发电集团之一,除在火电清洁煤利用领域取得新的突破之外,同时在新能源领域积极拓展。近年大规模投资风能和太阳能电站,致力于成为中国领先的清洁能源集团之一。 常州亿晶光电科技有限公司 亿晶光电是全球排名前列的具备垂直一体化的光伏企业,其电池片产量已跻身全国前十位,是全球最大的单晶垂直一体化光伏企业。2009年,亿晶光电荣获福布斯“2009中国潜力企业榜”。该公司自行研制的低成本高效率太阳能电池银浆技术填补了国内空白,打破了国际垄断。该公司在国内主板上市。 江苏林洋新能源有限公司 林洋新能源是国内光伏产业著名企业,是一家集硅棒、硅片、太阳能电池片、电池组件、BIPV的研发、系统集成于一体的国内领先企业之一。公司于2006年12月21日在美国纳斯达克成功上市,公司产品质量均达到国际同类产品的先进水平,市场占有率和知名度居行业前列。太阳能光伏发电的前景怎么样
我国光伏行业于2005年左右受欧洲市场需求拉动起步,十几年来实现了从无到有、从有到强的跨越式大发展,建立了完整的市场环境和配套环境,已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业。本文主要梳理了中国光伏发电行业的产业链、发展现状、竞争格局等内容。光伏发电行业主要上市公司:目前国内光伏发电行业主要上市公司有保利协鑫(03800.HK),中环股份(002129)、隆基股份(601012)、通威股份(600438)等。
本文核心数据:光伏装机容量、发电成本、竞争格局
产业概况
1、定义
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。光伏发电系统主要分为两类,一种是集中式,如大型西北地面光伏发电系统;一种是分布式(以>6MW为分界),如工商企业厂房屋顶光伏发电系统,民居屋顶光伏发电系统。
经过多年发展,太阳能光伏发电在我国的应用范围逐渐扩大,从家庭用户太阳能电源到通讯/通信以及石油、海洋、气象等众多领域都可以见到太阳能光伏发电的应用。
2、产业链剖析: 布局完整,硅片已经呈现双寡头格局
光伏发电的产业链主要有上游主要为光伏电池相关原材料组成,包括形成电池的单晶硅和多晶硅;中游主要为电池片、电池组件生产企业和系统集成企业;下游为光伏发电应用领域,包括分布式光伏发电和集中式电站。
目前,上游多晶硅和单晶硅生产业企业主要有保利协鑫、隆基股份、通威股份、中环股份等。而硅片生产企业已经呈现双寡头格局,中国的太阳能硅片占据全球市场份额的大部分,而中国的市场中,主流的厂商主要有包括隆基、中环、中晶等,产能格局仍高度集中,2020年中环股份、隆基股份硅片对外销售规模约分别为168.29亿元和155.13亿元,两家公司占据绝对领先地位。
中游电池片和组件生产企业主要有通威、隆基、晶澳等。光伏发电系统中逆变器生产厂商主要有阳光电源等企业;涉及系统集成的包括亿晶光电、正泰电器等。部分企业,如隆基股份基本已经形成从单晶硅到组件到电站光伏运营一套完整的光伏发电产业链。
产业发展历程:光伏产业实现从无到有、从有到强的跨越式发展
我国光伏行业于2005年左右受欧洲市场需求拉动起步,十几年来实现了从无到有、从有到强的跨越式大发展,建立了完整的市场环境和配套环境,已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业,也成为我国产业经济发展的一张崭新名片和推动我国能源变革的重要引擎。目前我国光伏产业在制造规模、产业化技术水平、应用市场拓展、产业体系建设等方面均位居全球前列,已形成了从高纯度硅材料、硅锭/硅棒/硅片、电池片/组件、光伏辅材辅料、光伏生产设备到系统集成和光伏产品应用等完整的产业链,并具备向智能光伏迈进的坚实基础。
上游供给情况:多晶硅和硅片供应充足
我国多晶硅产业2005年以来在政策推动下起步,一路历经产能过剩、淘汰兼并,行业集中度不断提高。部分先进企业的生产成本已达全球领先水平,产品质量多数在太阳能级一级品水平。据中国光伏协会统计数据显示,2012年以来,我国多晶硅产量持续增长,2020年,全国多晶硅产量为41.95万吨,同比增长22.7%。
在硅片产量方面,我国更是占有绝对优势,国内产量占全球产量的90%以上。硅片环节产业规模化效应强、产业集中度高,前十家硅片企业产量占比60%以上。2020年,国内硅片产量为161.3GW,同比增长19.8%。
下游发展情况:集中式电站仍为主流,分布式占比预期提升
从2013-2020年中国光伏装机结构看,分布式光伏占比在33%以下,集中式电站依然是光伏发电的主流。但是分布式光伏的占比从2016年开始已经逐年增高,随着国家对于分布式光伏的大力推广,分布式光伏占比预期将仍处于提升状态。
产业发展现状
1、光伏累计装机容量:持续稳定增长
据国家能源局统计数据显示,2013年以来,我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2013年,全国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW,到2019年已经增长至204.68GW。在2013-2019年,全国光伏发电累计装机容量已超过10倍增长。截至2021年上半年,全国光伏发电累计装机267.08GW。
2、光伏新增装机容量:2021年上半年同比增长12.93%
据国家能源局统计数据显示,2017年,我国光伏发电新增装机容量为53.06GW,创历史新高,2018年,受光伏531新政影响,各地光伏发电新增项目有所下滑,全年新增装机容量为44.26GW,同比下降16.58%。受国家光伏行业补贴、金融扶持等政策影响,2020年光伏装机量大幅回升。2021年上半年,全国光伏发电新增装机13.01GW,同比增长12.93%。
3、光伏发电量:2020年较2013年增长28倍
根据国家能源局统计数据显示,2013年以来,我国光伏发电量增长迅速。2013年,全国光伏发电量仅为91亿千瓦时,到2019年,全国光伏发电量2238亿千瓦时,同比增长26.08%。2020年我国光伏发电量为2605亿千瓦时,同比增长16.40%。
4、发电成本:连续下降,平价上网时代到来
随着技术进步和政策扶持,中国的光伏发电成本迅速下降。2019年光伏发电成本较2015年下降了40%多。2021年起,国家对新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目和新核准陆上风电项目不再补贴,平价上网时代正式到来。
注:数据截止2019年,2020年数据暂未公布。
5、弃光率:西藏和青海弃光率仍较高
全国新能源消纳监测预警中心发布数据显示,截止2021年8月,全国光伏利用率为98.1%,弃光率低于2%。从省市来看,2021年1-8月,部分省市的弃光率依然较高,西藏弃光率为20.8%,青海弃光率为13%。
产业竞争格局
1、区域竞争:山东、河北和江苏名列前茅
根据国家能源局2021年上半年各省市光伏累计装机量数据显示,截止2021年上半年,山东、河北和江苏名列全国光伏装机量前三,其中山东省累计装机量达到26.06GW排名第一。
注:以上统计不包括港澳台。
2、企业竞争:隆基股份在2020年中国光伏企业10强榜单中拔得头筹
由365光伏统计的2020年中国光伏企业10强榜单已出炉。其中,隆基绿能科技股份有限公司排名第一,2019年营业收入达到328.97亿元。此外,协鑫(集团)控股有限公司、晶科能源有限公司、天合光能股份有限公司、阿特斯阳光电力有限公司分列第二、第三、第四、第五位。
注:1、此榜单营业收入为2019年光伏相关企业的关键材料设备全球收入(组件、逆变器、支架、辅材)、全球电站出售收入、全球电费收入、全球电站EPC收入、全球电站设计及电站运维等服务收入;2、本榜单依据365光伏能够调研到的数据形成。
产业发展前景及趋势预测
1、政策持续推动行业发展
“十四五”规划纲要提出要构建现代能源体系,推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系,提高能源供给保障能力。大力提升光伏发电规模,加快发展东中部分布式能源,建设一批多能互补的清洁能源基地,“十四五”期间非化石能源占能源消费总量比重提高到20%左右。
2021年5月11日,国家能源局发布《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》,明确提出2021年全国风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重达到11%左右,后续逐年提高,确保2025年非化石能源消费占一次能源消费的比重达到20%左右。
2、分布式光伏发展提速
分布式光伏发电贴近用户侧,能够提高大用电量区域对太阳能的利用率,自发自用余电上网的形式符合太阳能本身分布式的特点,因此,分布式光伏发电也是光伏发电产业发展与推进的必然趋势。为推进分布式光伏发电的发展,浙江、山东、吉林、广东等省份将分布式光伏发展作为推动能源转型的重要部分,写进“十四五”规划之中。
2、2026年光伏累计装机容量或超700GW
在政策推动和光伏发电成本下降的利好之下,光伏装机容量将持续攀升。根据中国光伏行业协会的预测,在“十四五”期间,我国光伏年均新增光伏装机或将在70-90GW之间,为达成2030年碳达峰,2060年前实现碳中和,光伏行业将成为长期处于高速发展的新能源行业之一,据此预测2026年我国光伏发电行业累计装机量可能在673-793GW之间。
以上数据来源于前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
说说太阳能都能用来干什么
太阳能热利用
就目前来说,人类直接利用太阳能还处于初级阶段,主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。 太阳能集热器 太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需 。太阳能集热器(solar collector)在太阳能热系统中,接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。另外还有一种真空集热器:一个好的太阳能集热器应该能用20~30年。自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40~50年且很少进行维修。 太阳能热水系统 早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热,现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外,可能还有辅助的能源装置(如电热器等)以供应无日照时使用,另外尚可能有强制循环用的水,以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种: 1、自然循环式: 此种型式的储存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太阳辐射的加热,温度上升,造成收集器及储水箱中水温不同而产生密度差,因此引起浮力,此一热虹吸现像,促使水在除水箱及收集器中自然流动。由与密度差的关系,水流量于收集器的太阳能吸收量成正比。此种型式因不需循环水,维护甚为简单,故已被广泛采用。 2、强制循环式: 热水系统用水使水在收集器与储水箱之间循环。当收集器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时,控制装置将启动水使水流动。水入口处设有止回阀以防止夜间水由收集器逆流,引起热损失。由此种型式的热水系统的流量可得知(因来自水的流量可知),容易预测性能,亦可推算于若干时间内的加热水量。如在同样设计条件下,其较自然循环方式具有可以获得较高水温的长处,但因其必须利用水,故有水电力、维护(如漏水等)以及控制装置时动时停,容易损坏水等问题存在。因此,除大型热水系统或需要较高水温的情形,才选择强制循环式,一般大多用自然循环式热水器。 暖房 利用太阳能作房间冬天暖房之用,在许多寒冷地区已使用多年。因寒带地区冬季气温甚低,室内必须有暖气设备,若欲节省大量化石能源的消耗,设法应用太阳辐射热。大多数太阳能暖房使用热水系统,亦有使用热空气系统。太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统,及室内暖房风扇系统所组成,其过程乃太阳辐射热传导,经收集器内的工作流体将热能储存,再供热至房间。至辅助热源则可装置在储热装置内、直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设计。当然亦可不用储热双置而直接将热能用到暖房的直接式暖房设计,或者将太阳能直接用于热电或光电方式发电,再加热房间,或透过冷暖房的热装置方式供作暖房使用。最常用的暖房系统为太阳能热水装置,其将热水通至储热装置之中(固体、液体或相变化的储热系统),然后利用风扇将室内或室外空气驱动至此储热装置中吸热,再把此热空气传送至室内;或利用另一种液体流至储热装置中吸热,当热流体流至室内,在利用风扇吹送被加热空气至室内,而达到暖房效果。 太阳能发电 即直接将太阳能转变成电能,并将电能存储在电容器中,以备需要时使用。 太阳能离网发电系统 太阳能离网发电系统包括1、太阳能控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发的电能进行调节和控制,一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载,另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存,当所发的电不能满足负载需要时,太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后,控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时,太阳能控制器要控制蓄电池不被过放电,保护蓄电池。控制器的性能不好时,对蓄电池的使用寿命影响很大,并最终影响系统的可靠性。2、太阳能蓄电池组的任务是贮能,以便在夜间或阴雨天保证负载用电。3、太阳能逆变器负责把直流电转换为交流电,供交流负荷使用。太阳能逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻,维护困难,为了提高光伏风力发电系统的整体性能,保证电站的长期稳定运行,对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高,太阳能逆变器的高效运行也显得非常重要。 太阳能离网发电系统主要产品分类 A、光伏组件 B、风机 C、控制器 D、蓄电池组 E、逆变器 F、风力/光伏发电控制与逆变器一体化电源。 太阳能并网发电系统 可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能,通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。 因为直接将电能输入电网,免除配置蓄电池,省掉了蓄电池储能和释放的过程,可以充分利用可再生能源所发出的电力,减小能量损耗,降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源,降低整个系统的负载缺电率。同时,可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能风力发电的发展方向,代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。 太阳能并网发电系统主要产品分类 A、光伏并网逆变器 B、小型风力机并网逆变器 C、大型风机变流器 (双馈变流器,全功率变流器)。
[编辑本段]空间太阳能电源
第一个空间太阳电池载于1958年发射的Vangtuard I,体装式结构,单晶Si衬底,效率约10%(28℃)。到了1970年代,人们改善了电池结构,采用BSF、光刻技术及更好减反射膜等技术,使电池的效率增加到14%。在70年代和80年代,地面太阳电池大约每5.5年全球产量翻番;而空间太阳电池在空间环境下的性能,如抗辐射性能等得到了较大改善。由于80年代太阳电池的理论得到迅速发展,极大地促进了地面和空间太阳电池性能的改善。到了90年代,薄膜电池和Ⅲ-Ⅴ电池的研究发展很快,而且聚光阵结构也变得更经济,空间太阳电池市场竞争十分激烈。在继续研究更高性能的太阳电池,主要有两种途径:研究聚光电池和多带隙电池。 × 空间太阳电池主要性能 电池效率 由于太阳电池在不同光强或光谱条件下效率一般不同,对于空间太阳电池一般采用AM0光谱(1.367KW/㎡),对于地面应用一般采用AM1.5光谱(即地面中午晴空太阳光,1.000 KWm-2)作为测试电池效率的标准光源。太阳电池在AM0光谱效率一般低于AM1.5光谱效率2~4个百分点,例如一个AM0效率为16%的Si太阳电池AM1.5效率约为19%)。 ◎ 25℃,AM0条件下太阳电池效率 电池类型 面积(cm2) 效率(%) 电池结构 一般Si太阳电池 64cm2 14.6 单结太阳电池 先进Si太阳电池 4cm2 20.8 单结太阳电池 GaAs太阳电池 4cm2 21.8 单结太阳电池 InP太阳电池 4cm2 19.9 单结太阳电池 GaInP/GaAs 4cm2 26.9 单片叠层双结太阳电池 GaInP/GaAs/Ge 4cm2 25.5 单片叠层双结太阳电池 GaInP/GaAs/Ge 4cm2 27.0 单片叠层三结太阳电池 ◎ 聚光电池 GaAs太阳电池 0.07 24.6 100X GaInP/GaAs 0.25 26.4 50X,单片叠层双结太阳电池 GaAs/GaSb 0.05 30.5 100X,机械堆叠太阳电池 空间太阳电池在大气层外工作,在近地球轨道太阳平均辐照强度基本不变,通常称为AM0辐照,其光谱分布接近5800K黑体辐射光谱,强度1353mW/cm2。因此空间太阳电池多采用AM0光谱设计和测试。 空间太阳电池通常具有较高的效率,以便在空间发射的重量、体积受限制的条件下,能获得特定的功率输出。特别在一些特定的发射任务中,如微小卫星(重量在50~100公斤)上应用,要求单位面积或单位重量的比功率更高。 抗辐照性能 空间太阳电池在地球大气层外工作,必然会受到高能带电粒子的辐照,引起电池性能的衰减,主要原因是由于电子或质子辐射使少数载流子的扩散长度减小。其光电参数衰减的程度取决于太阳电池的材料和结构。还有反向偏压、低温和热效应等因素也是电池性能衰减的重要原因,尤其对叠层太阳电池,由于热胀系数显著不同,电池性能衰减可能更严重。 × 空间太阳电池的可靠性 光伏电源的可靠性对整个发射任务的成功起关键作用,与地面应用相比,太阳电池/阵的费用高低并不重要,因为空间电源系统的平衡费用更高,可靠性是最重要的。空间太阳电池阵必须经过一系列机械、热学、电学等苛刻的可靠性检验。 Si太阳电池 硅太阳电池是最常用的卫星电源,从1970年代起,由于空间技术的发展,各种飞行器对功率的需求越来越大,在加速发展其他类型电池的同时,世界上空间技术比较发达的美、日和欧空局等国家,都相继开展了高效硅太阳电池的研究。以日本SHARP公司、美国的SUNPOWER公司以及欧空局为代表,在空间太阳电池的研究发展方面领先。其中,以发展背表面场(BSF)、背表面反射器(BSR)、双层减反射膜技术为第一代高效硅太阳电池,这种类型的电池典型效率最高可以做到15%左右,目前在轨的许多卫星应用的是这种类型的电池。 到了70年代中期,COMSAT研究所提出了无反射绒面电池(使电池效率进一步提高)。但这种电池的应用受到限制:一是制备过程复杂,避免损坏PN结;二是这样的表面会吸收所有波长的光,包括那些光子能量不足以产生电子-空穴对的红外辐射,使太阳电池的温度升高,从而抵消了采用绒面而提高的效率效应;三是电极的制作必须沿着绒面延伸,增加了接触的难度,使成本升高。 80年代中期,为解决这些问题,高效电池的制作引入了电子器件制作的一些工艺手段,采用了倒金子塔绒面、激光刻槽埋栅、选择性发射结等制作工艺,这些工艺的采用不但使电池的效率进一步提高,而且还使得电池的应用成为可能。特别在解决了诸如采用带通滤波器消除温升效应以后,这类电池的应用成了空间电源的主角。 虽然很多工艺技术是由一些研究所提出,但却是在一些比较大的公司得到了发扬光大,比如倒金子塔绒面、选择性发射结等工艺是在澳大利亚新南威尔士大学光伏研究中心出现,但日本的SHARP公司和美国的SUNPOWER公司目前的技术水平却为世界一流,有的技术甚至已经移植到了地面用太阳电池的大批量生产。 为了进一步降低电池背面复合影响,背面结构则采用背面钝化后开孔形成点接触,即局部背场。这些高效电池典型结构为PERC、PERL、PERT、PERF[1],其中前种结构的电池已经在空间获得实用。典型的高效硅太阳电池厚度为100μm,也被称为NRS/BSF(典型效率为17%)和NRS/LBSF(典型效率为18%),其特征是正面具有倒金子塔绒面的选择性发射结构,前后表面均采用钝化结构来降低表面复合,背面场采用全部或局部背场。实际应用中还发现,虽然采用局部背场工艺的电池要普遍比NRS/BSF的电池效率高一个百分点,但通常局部背场的抗辐照能力比较差。 到了上世纪90年代中期,空间电源工程人员发现,虽然这种类型电池的初期效率比较高,但电池的末期效率比初期效率下降25%左右,限制了电池的进一步应用,空间电源的成本仍然不能很好地降低。 为了改变这种情况,以SHARP为首的研究机构提出了双边结电池结构,这种电池的出现有效地提高了电池的末期效率,并在HES、HES-1卫星上获得了实际应用。 另外研究人员还发现,卫星对电池阵位置的要求比较苛刻,如果太阳电池阵不对日定向或对日定向差等都会影响到卫星电源的功率,这在一定程度上也限制了卫星整体系统的配置。比如空间站这样复杂的飞行器,有的电池阵几乎不能完全保证其充足的太阳角,因而就需要高效电池来满足要求。虽然目前已经部分应用了常规的高效电池,但电池的高的α吸收系数、有限的空间和重量的需要使其仍然不能满足空间系统大规模功率的需要。传统的电池结构仍然受到很大程度的限制。在这种情况下,俄罗斯在研究高效硅电池初期就侧重于提高电池的末期效率为主,在结合电池阵研究方面提出了双面电池的构想并获得了成功,真正做到了高效长寿命和低成本。 × 太阳能路灯 太阳能路灯太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯,因其具有不受供**响,不用开沟埋线,不消耗常规电能,只要阳光充足就可以就地安装等特点,因此受到人们的广泛关注,又因其不污染环境,而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明,又可用于人口分布密度较小,交通不便经济不发达、缺乏常规燃料,难以用常规能源发电,但太阳能资源丰富的地区,以解决这些地区人们的家用照明问题。
[编辑本段]太阳能电池
太阳能电池发电原理 太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。 当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。 太阳简介 太阳是离地球最近的一颗恒星,也是太阳系的中心天体,它的质量占太阳系总质量的99.865%。太阳也是太阳系里惟一自己发光的天体,它给地球带来光和热。如果没有太阳光的照射,地面的温度将会很快地降低到接近绝对零度。由于太阳光的照射,地面平均温度才会保持在14℃左右,形成了人类和绝大部分生物生存的条件。除了原子能、地热和火山爆发的能量外,地面上大部分能源均直接或间接同太阳有关。 太阳是一个主要由氢和氦组成的炽热的气体火球,半径为6.96×105km(是地球半径的109倍),质量约为1.99×1027t(是地球质量的33万倍),平均密度约为地球的1/4。太阳表面的有效温度为5762K,而内部中心区域的温度则高达几千万度。太阳的能量主要来源于氢聚变成氦的聚变反应,每秒有6.57×1011kg的氢聚合生成6.53×1011kg的氦,连续产生3.90×1023kW能量。这些能量以电磁波的形式,以3×105km/s的速度穿越太空射向四面八方。地球只接受到太阳总辐射的二十二亿分之一,即有1.77×1014kW达到地球大气层上边缘(“上界”),由于穿越大气层时的衰减,最后约8.5×1013kW到达地球表面,这个数量相当于全世界发电量的几十万倍。 根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的储量足够维持600亿年,而地球内部组织因热核反应聚合成氦,它的寿命约为50亿年,因此,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是取之不尽、用之不竭的。 太阳的结构和能量传递方式简要说明如下。 太阳的质量很大,在太阳自身的重力作用下,太阳物质向核心聚集,核心中心的密度和温度很高,使得能够发生原子核反应。这些核反应是太阳的能源,所产生的能量连续不断地向空间辐射,并且控制着太阳的活动。根据各种间接和直接的资料,认为太阳从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和太阳大气。 (1)核反应区 在太阳半径25%(即0.25R)的区域内,是太阳的核心,集中了太阳一半以上的质量。此处温度大约1500万度(K),压力约为2500亿大气压(1atm=101325Pa),密度接近158g/cm3。这部分产生的能量占太阳产生的总能量的99%,并以对流和辐射方式向外辐射。氢聚合时放出伽玛射线,这种射线通过较冷区域时,消耗能量,增加波长,变成X射线或紫外线及可见光。 (2)辐射区 在核反应区的外面是辐射区,所属范围从0.25~0.8R,温度下降到13万度,密度下降为0.079g/cm3。在太阳核心产生的能量通过这个区域由辐射传输出去。 (3)对流区 在辐射区的外面是对流区(对流层),所属范围从0.8~1.0R,温度下降为5000K,密度为10-8g/cm3。在对流区内,能量主要靠对流传播。对流区及其里面的部分是看不见的,它们的性质只能靠同观测相符合的理论计算来确定。 (4)太阳大气 大致可以分为光球、色球、日冕等层次,各层次的物理性质有明显区别。太阳大气的最底层称为光球,太阳的全部光能几乎全从这个层次发出。太阳的连续光谱基本上就是光球的光谱,太阳光谱内的吸收线基本上也是在这一层内形成的。光球的厚度约为500km。色球是太阳大气的中层,是光球向外的延伸,一直可延伸到几千公里的高度。太阳大气的最外层称为日冕,日冕是极端稀薄的气体壳,可以延伸到几个太阳半径之远。严格说来,上述太阳大气的分层仅有形式的意义,实际上各层之间并不存在着明显的界限,它们的温度、密度随着高度是连续地改变的。 可见,太阳并不是一个一定温度的黑体,而是许多层不同波长放射、吸收的辐射体。不过,在描述太阳时,通常将太阳看作温度为6000K、波长为0.3~3.0μm的黑色辐射体。 太阳能利用新近展 目前国际上已经从晶体硅、薄膜太阳能电池开发进入了有机分子电池、生物分子筛选乃至于合成生物学与光合作用生物技术开发的生物能源的太阳能技术新领域。 日前从上海市科委获悉,华东师范大学科研人员利用纳米材料在实验室中成功“再造”叶绿体,以极其低廉的成本实现光能发电。 叶绿体是植物进行光合作用的场所,能有效将太阳的光能量转化成化学能。此次课题组并非在植物体外“拷贝”了一个叶绿体,而是研制出一种与叶绿体结构相似的新型电池———染料敏化太阳能电池,尝试将光能转化成电能。在上海市纳米专项基金的支持下,经过3年多实验与探索,这块仿生太阳能电池的光电转化效率已超过10%,接近11%的世界最高水平。 项目负责人、华东师大纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心主任孙卓教授展示了新型太阳能电池的“三明治”结构———中空玻璃夹着一层纳米“夹心”,光电转化的玄机就藏在这层几十微米厚的复合薄膜中。纳米“夹心”的“配方”十分独特:染料充当“捕光手”,纳米二氧化钛则是“光电转换器”。为了让染料尽可能多“吃”太阳光,科研人员还别出心裁地撒了点“佐料”———一种由纳米荧光材料制成的量子点,让不同波长的阳光都能对上“捕光手”的“胃口”。只要不断改进“配方”,纳米“夹心”的光电转化效率就能一次次提高。 作为第三代太阳能电池,染料敏化电池的最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。据估算,染料敏化电池的成本仅相当于硅电池板的1/10。同时,它对光照条件要求不高,即便在阳光不太充足的室内,其光电转化率也不会受到太大影响。另外,它还有许多有趣用途。比如,用塑料替代玻璃“夹板”,就能制成可弯曲的柔性电池;将它做成显示器,就可一边发电,一边发光,实现能源自给自足。 太阳能是一种洁净和可持续产生的能源,发展太阳能科技可减少在发电过程中使用矿物燃料,从而减轻空气污染及全球暖化的问题。
光伏产业如何深入拓展国际国内光伏工程市场?
太阳能资源丰富、分布广泛,是最具发展潜力的可再生能源。随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出,太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点,已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。
在此背景下,近年来全球光伏产业增长迅猛,产业规模不断扩大,产品成本持续下降。2009年全球太阳能电池产量为10.66吉瓦(GW),多晶硅产量为11万吨,2010年分别达到20.5GW、16万吨,组件价格则从2000年的4.5美元/瓦下降到2010年的1.7美元/瓦。
"十一五"期间,我国太阳能光伏产业发展迅速,已成为我国为数不多的、可以同步参与国际竞争、并有望达到国际领先水平的行业。加快我国太阳能光伏产业的发展,对于实现工业转型升级、调整能源结构、发展社会经济、推进节能减排均具有重要意义。国务院发布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,已将太阳能光伏产业列入我国未来发展的战略性新兴产业重要领域。
根据《工业转型升级规划(2011-2015年)》、《信息产业"十二五"发展规划》以及《电子信息制造业"十二五"发展规划》的要求,在全面调研、深入研究、广泛座谈的基础上,编制太阳能光伏产业"十二五"发展规划,作为我国"十二五"光伏产业发展的指导性文件。
一、"十一五"发展回顾
(一)我国光伏产业概况
1.产业规模迅速提高,市场占有率稳居世界前列
"十一五"期间,我国太阳能电池产量以超过100%的年均增长率快速发展。2007-2010年连续四年产量世界第一,2010年太阳能电池产量约为10GW,占全球总产量的50%。我国太阳能电池产品90%以上出口,2010年出口额达到202亿美元。
2.掌握关键材料生产技术,产业基础逐步牢固
"十一五"期间,我国投产的多晶硅年产量从两三百吨发展至4.5万吨,光伏产业原材料自给率由几乎为零提高至50%左右,已形成数百亿元级的产值规模。国内多晶硅骨干企业已掌握改良西门子法千吨级规模化生产关键技术,规模化生产的稳定性逐步提升。
3.主流产品技术与世界同步,产品质量稳步提高
"十一五"末期,我国晶硅电池占太阳能电池总产量的95%以上。太阳能电池产品质量逐年提升,尤其是在转换效率方面,骨干企业产品性能增长较快,单晶硅太阳能电池转换效率达到17-19%,多晶硅太阳能电池转换效率为15-17%,薄膜等新型电池转换效率约为6-8%。
4.节能减排成效明显,资源利用率大幅提升
光伏产业节能减排取得显著成效,副产物综合利用水平稳步提高,资源利用率整体取得大幅提升。2006年每生产1公斤多晶硅的平均单耗水平为:工业硅1.8-2.0公斤、液氯1.8公斤、综合电耗300-350千瓦时,到2010年分别下降为:工业硅1.3-1.4公斤、液氯1.0公斤、综合电耗160-180千瓦时,部分骨干企业达到130-150千瓦时/公斤。生产晶硅太阳能电池的多晶硅用量从2006年的11克/瓦下降到2010年的7-8克/瓦。
5.生产设备不断取得突破,本土化水平不断提高
国产单晶炉、多晶硅铸锭炉、开方机等设备逐步进入产业化,占据国内较大市场份额。晶硅太阳能电池专用设备除全自动印刷机和切割设备外基本实现了本土化并具备生产线"交钥匙"的能力。硅基薄膜电池生产设备初步形成小尺寸整线生产能力。2010年我国光伏专用制造设备销售收入超过40亿元人民币,出口交货值达到1亿元人民币。
6.国内光伏市场逐步启动,装机量快速增长
我国已相继出台了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行方法》和《关于实施金太阳示范工程的通知》等政策,并先后启动了两批总计290兆瓦(MW)的光伏电站特许权招标项目。截止2010年,我国累计光伏装机量达到800MW,当年新增装机容量达到500MW,同比增长166%。
(二)我国光伏产业发展特点
1.充分利用国内外市场要素,产业发展国际化程度高
我国光伏产业充分运用国内外资金、人才两大市场要素,"十一五"末期,已有数十家企业实现海外及国内上市,产品广销国际市场。国内光伏企业以民营企业为主,主要企业实力不断增强,有4家企业太阳能电池产量位居全球前十,成为国际知名企业。
2.自主创新与引进吸收相结合,形成自主特色产业体系
通过自主创新与引进消化吸收再创新相结合,初步形成了具有我国自主特色的光伏产业体系,多晶硅、电池组件及控制器等制造水平不断提高,制造设备的本土化率已经超过50%,太阳能电池的质量和技术水平也逐步走向世界前列。
3.产业链上下游协同发展,推动光伏发电成本下降
"十一五"期间,我国光伏产业突破材料、市场以及人才等发展瓶颈,产业规模迅速壮大,上下游完整产业链基本成型。我国光伏产业的崛起带动了世界光伏产业的发展,有效地推动了技术进步,降低了光伏产品成本,加快了全球光伏产业应用步伐。
4.产业呈现集群化发展,有效提高区域竞争力
我国光伏产业区域集群化发展态势初步显现,依托区域资源优势和产业基础,国内已形成了江苏、河北、浙江、江西、河南、四川、内蒙等区域产业中心,并涌现出一批国内外知名且具有代表性的企业,主要企业初步完成垂直一体化布局,加快海外并购和设厂,向国际化企业发展。
二、"十二五"面临形势
目前,各主要发达国家均从战略角度出发大力扶持光伏产业发展,通过制定上网电价法或实施"太阳能屋顶"计划等推动市场应用和产业发展。国际各方资本也普遍看好光伏产业:一方面,光伏行业内众多大型企业纷纷宣布新的投资计划,不断扩大生产规模;另一方面,其他领域如半导体企业、显示企业携多种市场资本正在或即将进入光伏行业。
从我国未来社会经济发展战略路径看,发展太阳能光伏产业是我国保障能源供应、建设低碳社会、推动经济结构调整、培育战略性新兴产业的重要方向。"十二五"期间,我国光伏产业将继续处于快速发展阶段,同时面临着大好机遇和严峻挑战。
(一)我国光伏产业面临广阔发展空间
世界常规能源供应短缺危机日益严重,化石能源的大量开发利用已成为造成自然环境污染和人类生存环境恶化的主要原因之一,寻找新兴能源已成为世界热点问题。在各种新能源中,太阳能光伏发电具有无污染、可持续、总量大、分布广、应用形式多样等优点,受到世界各国的高度重视。我国光伏产业在制造水平、产业体系、技术研发等方面具有良好的发展基础,国内外市场前景总体看好,只要抓住发展机遇,加快转型升级,后期必将迎来更加广阔的发展空间。
(二)光伏产业、政策及市场亟待加强互动
从全球来看,光伏发电在价格上具备市场竞争力尚需一段时间,太阳能电池需求的近期成长动力主要来自于各国政府对光伏产业的政策扶持和价格补贴;市场的持续增长也将推动产业规模扩大和产品成本下降,进而促进光伏产业的健康发展。目前国内支持光伏应用的政策体系和促进光伏发电持续发展的长效互动机制正在建立过程中,太阳能电池产品多数出口海外市场,产业发展受金融危机和海外市场变化影响很大,对外部市场的依存度过高,不利于持续健康发展。
(三)面临国际经济动荡和贸易保护的严峻挑战
近年来全球经济发展存在动荡形势,一些国家的新能源政策出现调整,相关补贴纷纷下调,对我国光伏产业发展有较大影响。同时,欧美等国已发生多起针对我国光伏产业的贸易纠纷,类似纠纷今后仍将出现,主要原因有:一是我国太阳能电池成本优势明显,对国外产品造成压力;二是国内光伏市场尚未大规模启动,产品主要外销,可能引发倾销疑虑;三是我国相关标准体系尚不完善,存在产品质量水平参差不齐等问题。
(四)新工艺、新技术快速演进,国际竞争不断加剧
全球光伏产业技术发展日新月异:晶体硅电池转换效率年均增长一个百分点;薄膜电池技术水平不断提高;纳米材料电池等新兴技术发展迅速;太阳能电池生产和测试设备不断升级。而国内光伏产业在很多方面仍存在较大差距,国际竞争压力不断升级:多晶硅关键技术仍落后于国际先进水平,晶硅电池生产用高档设备仍需进口,薄膜电池工艺及装备水平明显落后。
(五)市场应用不断拓展,降低成本仍是产业主题
太阳能光伏市场应用将呈现宽领域、多样化的趋势,适应各种需求的光伏产品将不断问世,除了大型并网光伏电站外,与建筑相结合的光伏发电系统、小型光伏系统、离网光伏系统等也将快速兴起。太阳能电池及光伏系统的成本持续下降并逼近常规发电成本,仍将是光伏产业发展的主题,从硅料到组件以及配套部件等均将面临快速降价的市场压力,太阳能电池将不断向高效率、低成本方向发展。
三、指导思想、基本原则与发展目标
(一)指导思想
深入贯彻落实科学发展观,抓住当前全球大力发展新能源的大好机遇,紧紧围绕降低光伏发电成本、提升光伏产品性能、做优做强我国光伏产业的宗旨,着力推动关键技术创新、提升生产工艺水平、突破装备研发瓶颈、促进市场规模应用,使我国光伏产业的整体竞争力得到显著提升。
(二)基本原则
1.立足统筹规划,坚持扶优扶强
加强国家宏观政策引导,坚持做好行业统筹规划和产业合理布局,规范光伏产业健康发展。集中力量支持优势企业做优做强,鼓励重点光伏企业推进资源整合和兼并重组。
2.支持技术创新,降低发电成本
以企业为技术创新和产业发展的主体,强化关键技术研发,提升生产工艺水平,从高纯硅材料规模化生产、电池转换效率提高、生产装备国产化、新型电池和原辅材料研发、系统集成等多方面入手,努力降低光伏发电成本。
3.优化产业环境,扩大光伏市场
推动各项光伏扶持政策的落实,调动各方面的资源优势,优化产业发展环境。充分发挥市场机制作用,巩固国际市场,扩大国内多样化应用,使我国光伏产业的发展有稳定的市场依托。
4.加强服务体系建设,推动产业健康发展
加强公共服务平台建设,建立健全光伏标准及产品质量检测认证体系,严格遵守环境保护和安全生产规定,推进节能减排、资源循环利用,实现清洁生产和安全生产。
(三)发展目标
1.经济目标
"十二五"期间,光伏产业保持平稳较快增长,多晶硅、太阳能电池等产品适应国家可再生能源发展规划确定的装机容量要求,同时积极满足国际市场发展需要。支持骨干企业做优做强,到2015年形成:多晶硅领先企业达到5万吨级,骨干企业达到万吨级水平;太阳能电池领先企业达到5GW级,骨干企业达到GW级水平;1家年销售收入过千亿元的光伏企业,3-5家年销售收入过500亿元的光伏企业;3-4家年销售收入过10亿元的光伏专用设备企业。
2.技术目标
多晶硅生产实现产业规模、产品质量和环保水平的同步提高,还原尾气中四氯化硅、氯化氢、氢气回收利用率不低于98.5%、99%、99%,到2015年平均综合电耗低于120度/公斤。单晶硅电池的产业化转换效率达到21%,多晶硅电池达到19%,非晶硅薄膜电池达到12%,新型薄膜太阳能电池实现产业化。光伏电池生产设备和辅助材料本土化率达到80%,掌握光伏并网、储能设备生产及系统集成关键技术。
3.创新目标
到2015年,企业创新能力显著增强,涌现出一批具有掌握先进核心技术的品牌企业,掌握光伏产业各项关键技术和生产工艺。技术成果转化率显著提高,标准体系建设逐步完善,国际影响力大大增强。充分利用已有基础,建立光伏产业国家重点实验室及检测平台。
4.光伏发电成本目标
到2015年,光伏组件成本下降到7000元/千瓦,光伏系统成本下降到1.3万元/ 千瓦,发电成本下降到0.8元/ 千瓦时,光伏发电具有一定经济竞争力;到2020年,光伏组件成本下降到5000元/ 千瓦,光伏系统成本下降到1万元/ 千瓦,发电成本下降到0.6元/ 千瓦时,在主要电力市场实现有效竞争。
四、"十二五"主要任务
(一)推动工艺技术进步,实现转型升级
发展清洁、安全、低能耗、高纯度、规模化的多晶硅生产技术,提高副产物综合利用率,缩小与国际先进生产水平的差距。实现太阳能电池生产技术的创新发展,鼓励规模化生产,提高光伏产业的核心竞争力。推动行业节能减排。密切关注清洁、环保的新型光伏电池及材料技术进展,加强技术研发。
(二)提高国产设备和集成技术的研发及应用水平
以提高产品质量和光电转换效率,降低生产能耗为目标,支持多晶硅、硅锭/硅片、电池片及组件、薄膜电池用关键生产设备以及发电应用设备研发与产业化,加强本地化设备的应用。推动设备企业与光伏产品企业加强技术合作与交流。
(三)提高太阳能电池的性能,不断降低产品成本
大力支持低成本、高转换效率和长寿命的晶硅太阳能电池研发及产业化,降低电池产品成本和最终发电成本,力争尽快实现平价上网。推动硅基薄膜、铜铟镓锡薄膜等电池的技术进步及产业化进程,提高薄膜电池的转率效率。
(四)促进光伏产品应用,扩大光伏发电市场
积极推动上网电价政策的制定和落实,并在农业、交通、建筑等行业加强光伏产品的研发和应用力度,支持建立一批分布式光伏电站、离网应用系统、光伏建筑一体化(BIPV)系统、小型光伏系统及以光伏为主的多能互补系统,鼓励大型光伏并网电站的建设与应用,推动完善适应光伏发电特点的技术体系和管理体制。
(五)完善光伏产业配套服务体系建设
建立健全标准、专利、检测、认证等配套服务体系,加强光伏行业管理与服务,支持行业自律协作。积极参与国际标准制定,建立完善符合我国国情的光伏国家/行业标准体系,包括多晶硅材料、电池/组件的产品标准,光伏生产设备标准和光伏系统的验收标准等。加快建设国内认证、检测等公共服务平台。
五、"十二五"发展重点
(一)高纯多晶硅
支持低能耗、低成本的太阳能级多晶硅生产技术。在现有的基础上,通过进一步的研究、系统改进及完善,支持研发稳定的电子级多晶硅生产技术,并建立千吨级电子级多晶硅生产线。突破高效节能的大型提纯、高效氢气回收净化、高效化学气相沉积、多晶硅副产物综合利用等装置及工艺技术,建设万吨级高纯多晶硅生产线,综合能耗小于120度/公斤。
(二)硅碇/硅片
支持高效率、低成本、大尺寸铸锭技术,重点发展准单晶铸锭技术。突破150-160微米以下新型切片关键技术,如金刚砂、钢线切割技术,提高硅片质量和单位硅材料出片率,减少硅料切割损耗。
(三)晶硅电池
大力发展高转换率、长寿命晶硅电池技术的研发与产业化。重点支持低反射率的绒面制备技术、选择性发射极技术及后续的电极对准技术、等离子体钝化技术、低温电极技术、全背结技术的研究及应用。关注薄膜硅/晶体硅异质结等新型太阳能电池成套关键技术。
(四)薄膜电池
重点发展非晶与微晶相结合的叠层和多结薄膜电池。降低薄膜电池的光致衰减,鼓励企业研发5.5代以上大面积高效率硅薄膜电池,开发柔性硅基薄膜太阳电池卷对卷连续生产工艺等。及时跟进铜铟镓硒和有机薄膜电池的产业化进程,开发并掌握低成本非真空铜铟镓锡薄膜电池制备技术,磁控溅射电池制备技术,真空共蒸法电池制备技术,规模化制造关键工艺。
(五)高效聚光太阳能电池
重点发展高倍聚光化合物太阳能电池产业化生产技术,聚光倍数达到500倍以上,产业化生产的电池在非聚光条件下效率超过35%,聚光条件下效率超过40%,衬底剥离型高倍聚光电池转化效率在非聚光条件下效率超过25%。突破高倍聚光太阳电池衬底玻璃技术、高效率高倍聚光化合物太阳电池技术、高倍率聚光电池测试分析和稳定性控制技术等,及时发展菲涅尔和抛物镜等配套设备。
(六)BIPV组件
重点发展BIPV组件生产技术,包括可直接与建筑相结合的建材、应用于厂房屋顶、农业大棚及幕墙上的双玻璃BIPV组件、中空玻璃组件等,解决BIPV组件的透光、隔热等问题,设计出美观、实用、可直接作为建材和构件用的BIPV组件。扩大建筑附着光伏(BAPV)组件应用范围。
(七)光伏生产专用设备
支持还原、氢化等多晶硅生产设备,大尺寸、低能耗、全自动单晶炉,吨级多晶硅铸锭炉,大尺寸、超薄硅片多线切割机,硅片自动分选机等关键生产设备。支持多槽制绒清洗设备、全自动平板式等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)、激光刻蚀机、干法刻蚀机、离子注入机、全自动印刷机、快速烧结炉等晶硅太阳能电池片生产线设备和PECVD等薄膜太阳能电池生产设备。促进光伏生产装备的低能耗、高效率、自动化和生产工艺一体化。
(八)配套辅料
在关键配套辅料方面,实现坩埚、高纯石墨、高纯石英砂、碳碳复合材料、玻璃、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)胶、背板、电子浆料、线切割液等国产化。
(九)并网及储能系统
掌握太阳能光伏发电系统集成技术、百万千瓦光伏发电基地的设计集成和工程技术,开发大功率光伏并网逆变器、储能电池及系统、光伏自动跟踪装置、数据采集与监控系统、风光互补系统等。
(十)公共服务平台建设
支持有能力的企事业单位建设国家级光伏应用系统检测、认证等公共服务平台,包括多晶硅、电池片和组件、薄膜电池的检测,光伏系统工程的验收等。支持相关服务平台开展行业共性问题研究,制订和推广行业标准,研发关键共性技术等。
六、政策措施
(一)提升光伏能源地位,加强产业战略部署
光伏能源是一种可持续、无污染、总量大的绿色新能源,应当充分认识太阳能光伏发电的战略价值和重要意义,切实在国家能源经济和社会可持续发展的总体部署中予以统筹考虑,提升太阳能光伏产业在国民经济发展中的战略地位。通过实施工业转型升级和可再生能源等相关规划,统筹制订产业、财税、金融、人才等扶持政策,积极促进我国光伏产业健康发展。
(二)加强行业管理,规范光伏产业发展
根据产业政策要求和行业发展实际需要,切实加强行业管理,推动行业节能减排,规范我国光伏产业发展,建立健全光伏行业准入标准,引导地方政府坚决遏制低水平重复建设,避免一哄而上和市场恶性竞争。推动相关职能部门联合加强产品检查,对于不达环保标准、出售劣质产品、扰乱正常市场竞争秩序的企业,依照相关规定给予处罚和整顿。
(三)着力实施统筹规划,推进产业合理布局
加强行业统筹规划,推动企业转型升级,坚持市场主导与政府引导相结合,扶持产业链完备、已具有品牌知名度的骨干企业做优做强。鼓励实力领先的光伏企业依靠技术进步、优化存量、扩大发展规模,实施"走出去"战略,积极参与国际产业竞争。实施差异化政策,引导多晶硅等产业向西部地区转移。推动资源整合,鼓励企业集约化开发经营,支持生产成本低、竞争力强的企业兼并改造生产经营不佳的光伏企业。
(四)积极培育多样化市场,促进产业健康发展
推动制订和落实上网电价实施细则,继续实施"金太阳工程"等扶持措施,鼓励光伏企业与电力系统等加强沟通合作,加快启动国内光伏市场。坚持并网发电与离网应用相结合,以"下乡、富民、支边、治荒"为目标,支持小型光伏系统、离网应用系统、与建筑相结合的光伏发电系统等应用,开发多样化的光伏产品。通过合理的电价标准、适度的财政补贴和积极的金融扶持,积极扩大国内光伏市场。
(五)支持企业自主创新,增强产业核心竞争力
支持光伏企业转型升级,通过技术改造等手段扶持掌握自主技术的骨干企业,巩固和提高核心竞争力。加大对光伏产业技术创新的扶持力度,重点支持多晶硅节能降耗、副产物综合利用、太阳能电池高效高质和低成本新工艺技术的研发和产业化项目。加强产学研结合,支持关键共性技术研发,全面提升本土化光伏设备技术水平。加大人才培养力度,支持建立企业技术研发中心与博士后科研流动站。
(六)完善标准体系,推动检测认证、监测制度建设
重视光伏产品和系统标准体系建设,以我国自主知识产权为基础,结合国内产业技术实际水平,推动制定多晶硅、硅锭/硅片、太阳能电池等产品和光伏系统相关标准,积极参与制订国际标准,建立健全产品检测认证、监测制度,促进行业的规范化、标准化发展。加强对光伏产品质量标准符合性的行业管理,避免劣质产品流入市场。推动企业加强光伏产品回收。
(七)加强行业组织建设,积极参与国际竞争
建立健全光伏行业组织,推动行业自律管理,加强行业交流与协作,集中反映产业发展愿景,打造国内光伏产业合作创新平台。充分发挥市场机制作用,以行业组织为纽带,以企业为主体,以市场为导向,提高产业应对国际竞争和市场风险的能力。加强国际交流和合作,优化产业发展环境,完善出口风险保障机制,鼓励企业积极争取海外资金,巩固和拓展国际市场。
光伏车棚一平方多少钱?
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