太阳能光伏厂家有哪些
中国光伏业的巨头企业有尚德电力控股有限公司、天合光能有限公司、科宇电器电器有限公司、良信电器股份有限公司、保利协鑫能源控股有限公司、天威英利新能源有限公司 、江西赛维LDK太阳能高科技有限公司等。
1、尚德电力控股有限公司(STP) 董事长、常务董事——施正荣
是国内首家在美国纽约证券交易所上市的民营高科技企业,专业从事晶体硅太阳电池、组件,薄膜太阳电池、光伏发电系统和光伏建筑一体化(BIPV)产品的研发、制造与销售。到2008年底,公司已形成1000兆瓦太阳电池生产能力,跻身世界光伏前三强。
2、天合光能有限公司 (TSL) 董事长、常务董事——高纪凡
是全球最大的光伏组件供应商和领先的系统集成商。公司于1997年创立,2006年在美国纽交所上市。2014年,公司光伏组件出货量达3.66吉瓦,实现销售收入22.9亿美元。天合光能高品质的光伏组件被运用在世界各地并网和离网状态下的太阳能电站,为当地民众带去了洁净、可靠的绿色电力。
3、保利协鑫能源控股有限公司 董事长、常务董事——朱共山
是全球领先的多晶硅及硅片供应商,为光伏发电提供质优价廉的原材料。保利协鑫也是中国一流的环保能源供应商,通过热电联产、生物质发电、垃圾发电、风力发电及太阳能发电,提供高效环保的电力与热力。
4、天威英利新能源有限公司 总裁兼首席执行官——苗连生
位于保定国家高新技术产业开发区,是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术光伏企业。主要从事晶体硅硅锭、硅片、太阳电池、组件、控制-逆变器、光伏系统工程及光伏应用产品的研究、制造、销售和服务。
5、温州科宇电器有限公司
是目前亚洲规模最大公司专业研发生产分布式光伏发电集成系统、光伏智能产品、光伏汇流监测单元、智能防雷汇流箱、交流接触器、空调专用接触器、断路器、漏电断路器、塑壳断路器、配电箱、配电开关等低压电器。
6、良信电器光伏有限公司
中国?良信电器是一家专注于高低压电器制造的公司,主要产品涉及高低断路器、交流接触器、光伏专用直流部件、双电源自动转换开关、KBO、高低压成套、真空断路器的研发和制造的高科技企业。公司拥有一批高素质的技术和管理人才,现有员工400余人,中高级以上职称达30余人,大中专及以上学历者占50%以上。公司拥有先进的制造设备和国内一流的制造工艺,拥有先进的产品检试验中心,拥有CCC、UL、CB、KAMA、SEMKO、CE有效地保证了产品的质量、可靠性
7、天华阳光集团
是一家从事以绿电(包括光伏和风能)开发为核心的新能源电力项目开发、投融资、技术研发、工程设计、建设及运营管理的全球性跨国企业,是绿电行业的全球领袖企业,所建成的电站遍及美洲、欧洲和亚洲,截至2012年年底总装机及开发容量约达400兆瓦。
光伏介绍
一、什么是光伏
1839年,法国贝克勒尔第一次发现,在光照条件下,某些固体系统的两端具有电压,用导线将两端连接起来后,有电流输出,这就是光生伏特效应(photovoltaics,简称PV)。1954年,贝尔实验室Chapin等人开发出效率为6%的单晶硅太阳电池,现代硅太阳电池时代从此开始。
二、光伏发电的优点
与常用的火力发电系统相比,太阳能光伏发电的优点主要体现在:
1、太阳能资源取之不尽,用之不竭,照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。只要在全球4%的沙漠安装太阳能就可以满足全球需要。
2、太阳能资源随处可得,可就近供电。就地产生,就地消纳,使用方便灵活,能源质量高,不必长距离输送,避免了长距离输电线路所造成的电能损失,同时也节省了输电成本。
3、太阳能光伏发电的能量转换过程简单,全部采用电子元器件构成,是直接从光子到电子的转换,没有中间过程,不存在机械磨损。所以光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。
4、太阳能光伏发电本身不使用燃料,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,对环境友好,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击,是真正绿色环保的新型可再生能源。
5、太阳能光伏发电过程不需要冷却水,可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合,构成光伏建筑一体化发电系统,不需要单独占地,可节省宝贵的土地资源。不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势,可以起到良好的建筑节能作用。
6、太阳能光伏发电无机械传动部件,操作、维护简单,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采用,基本上可实现无人值守,维护成本低。不用燃料,运行成本很低。
7、太阳能光伏发电工作性能稳定可靠,使用寿命25年以上。
8、太阳能电池组件结构简单,体积小,重量轻,便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短,而用根据用电负荷容量可大可小,方便灵活,极易组合、扩容,避免浪费。
9、使用者从感情上容易接受,可提升业主品牌形象。在欧美安装光伏发电系统已成为时尚潮流和上层人士体现身份的象征。
三、并网光伏系统原理
光伏组件的直流电经过并网逆变器转换成日常使用的交流电,直接与公共电网相连接,光伏电能既可以被用户负载使用,多余的可以直接上网销售。
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太阳是自己发光发热的炽热的气体星球。它表面的温度约6000摄氏度,中心温度高达1500万摄氏度。太阳的半径约为696000公里,约是地球半径的109倍。它的质量为1.989×1027吨,约是地球的332000倍。太阳的平均密度为1.4克每立方厘米,约为地球密度的1/4。太阳与我们地球的平均距离约1.5亿公里。
太阳是银河系中的一颗普通恒星,位于银道面之北的猎户座旋臂上,距银心约2.3光年,它以每秒250公里的速度绕银心转动,公转一周约需2.5亿年。太阳也在自转,其周期在日面赤道带约25天;两极区约为35天。
通过对太阳光谱的分析,得知太阳的化学成分与地球几乎相同,只是比例有所差异。太阳上最丰富的元素是氢,其次是氦,还有碳、氮、氧和各种金属。
太阳的结构
太阳的结构从里向外主要分为:中心为热核反应区,核心之外是辐射层,辐射层外为对流层,对流层之外是太阳大气层。
从核物理学理论推知,太阳中心是热核反应区。太阳中心区占整个太阳半径的1/4,约为整个太阳质量的一半以上。这表明太阳中心区的物质密度非常高。每立方厘米可达160克。太阳在自身强大重力吸引下,太阳中心区处于高密度、高温和高压状态。是太阳巨大能量的发祥地。
太阳中心区产生的能量的传递主要靠辐射形式。太阳中心区之外就是辐射层,辐射层的范围是从热核中心区顶部的0.25个太阳半径向外到0.86个太阳半径,这里的温度、密度和压力都是从内向外递减。从体积来说,辐射层占整个太阳体积的绝大部分。
太阳内部能量向外传播除辐射,还有对流过程。即从太阳0.86个太阳半径向外到达太阳大气层的底部,这一区间叫对流层。这一层气体性质变化很大,很不稳定,形成明显的上下对流运动。这是太阳内部结构的最外层。太阳对流层外是太阳大气层。太阳大气层从里向外又可分光球、色球和日冕。我们看到耀眼的太阳,就是太阳大气层中光球发出的强烈的可见光。光球层位于对流层之外,属太阳大气层中的最低层或最里层,光球层的厚度约500公里,与约70万公里的太阳半径相比,好似人的皮肤和肌肉之比。我们说太阳表现的平均温度约6000摄氏度,指的就是这一层。光球之外便是色球。平时由于地球大气把强烈的光球可见散射开,色球便被淹没在蓝天之中。只有在日全食的时候才有机会直接饱览色球红艳的姿容。太阳色球是充满磁场的等离子体层,厚约2500公里。其温度从里向外增加,与光球顶衔接的部分约4500摄氏度,到外层达几万摄氏度。密度则随高度增加而减低。整个色球层的结构不均匀,由于磁场的不稳定性,太阳高层大气经常产生爆发活动,产生耀斑现象。
日冕是太阳大气的最外层。日冕中的物质也是等离子体,它的密度比色球层更低,而它的温度反比色球层高,可达上百万摄氏度。日全食时在日面周围看到放射状的非常明亮的银白色光芒即是日冕。
太阳的能量
地球上除原子能和火山、地震以外,太阳能是一切能量的总源泉。那么,整个地球接收的有多少呢?太阳发射出大的能量呢?科学家们设想在地球大气层外放一个测量太阳总辐射能量的仪器,在每平方厘米的面积上,每分钟接收的太阳总辐射能量为8.24焦。这个数值叫太阳常数。如果将太阳常数乘上以日地平均距离作半径的球面面积,这就得到太阳在每分钟发出的总能量,这个能量约为每分钟2.273×1028焦。而地球上仅接收到这些能量的22亿分之一。太阳每年送给地球的能量相当于100亿亿度电的能量。太阳能取之不尽,用之不竭,又无污染,是最理想的能源。
太阳黑子
通过一般光学望远镜观测太阳,观测到的是光球层(太阳大气层的最里层)的活动。在光球上经常可以看到许多黑色斑点,叫太阳黑子。太阳黑子在日面上的大小、多少、位置和形态等,每日都不一样。太阳黑子是光球层物质剧烈运动形成的局部强磁场区域,是光球层活动的重要标志。长期观测太阳黑子就会发现,有的年份黑子多,有的年份黑子少,有时甚至几天,几十天日面上都没有黑子。天文学家们早已注意到,太阳黑子从最多(或最少)的年份到下一次最多(或最少)的年份,大约相隔11年。也就是说,太阳黑子有平均11的活动周期,这也是整个太阳的活动周期。天文学家把太阳黑了最多的年份称为“太阳活动峰年”,把太阳黑子最少的年份称为“太阳活动宁静年”。
太阳耀斑
太阳耀斑是一种最剧烈的太阳活动。一般认为发生在色球层中,所以也叫“色球爆发”。其主要观测特征是,日面上(常在黑子群上空)突然出现迅速发展的亮斑闪耀,其寿命仅在几分钟到几十分钟之间,亮度上升迅速,下降较慢。特别是在太阳活动峰年,耀斑出现频繁且强度变强。
别看它只是一个亮点,一旦出现,简直是一次惊天动地的大爆发。这一增亮释放的能量相当于10万至100万次强火山爆发的总能量,或相当于上百亿枚百吨级氢弹的爆炸;而一次较大的耀斑爆发,在一二十分钟内可释放10~25焦耳的巨大能量,
除了日面局部突然增亮的现象外,耀斑更主要表现在从射电波段直到X射线的辐射通量的突然增强;耀斑所发射的辐射种类繁多,除可见光外,有紫外线、X射线和伽玛射线,有红外线和射电辐射,还有冲击波和高能粒子流,甚至有能量特高的宇宙射线。
耀斑对地球空间环境造成很大影响。太阳色球层中一声爆炸,地球大气层即刻出现缭绕余音。耀斑爆发时,发出大量的高能粒子到达地球轨道附近时,将会严重危及宇宙飞行器内的宇航员和仪器的安全。当耀斑辐射来到地球附近时,与大气分子发生剧烈碰撞,破坏电离层,使它失去反射无线电电波的功能。无线电通信尤其是短波通信,以及电视台、电台广播,会受到干扰甚至中断。耀斑发射的高能带电粒子流与地球高层大气作用,产生极光,并干扰地球磁场而引起磁暴。
此外,耀斑对气象和水文等方面也有着不同程度的直接或间接影响。正因为如此,人们对耀斑爆发的探测和预报的关切程度与日俱增,正在努力揭开耀斑迷宫的奥秘。
传说,第二次世界大战时,有一天,德国前线战事吃紧,后方德军司令部报务员布鲁克正在繁忙地操纵无线电台,传达命令。突然,耳机里的声音没有了。他检查机器,电台完整无损;拨动旋钮,改变频率,仍然无济于事。结果,前线推动联系,像群龙无首似的陷入一片混乱,战役以失败而告终。布鲁克因此受到军事法庭判处死刑。他仰天呼喊“冤枉!冤枉!” 后来查清,这次无线电中断,“罪魁祸首”是耀斑。布鲁克的死,实在冤枉。他的死,在于人们当时对耀斑还不了解。
光斑(谱斑)
太阳光球层上比周围更明亮的斑状组织。用天文望远镜对它观测时,常常可以发现:在光球层的表面有的明亮有的深暗。这种明暗斑点是由于这里的温度高低不同而形成的,比较深暗的斑点叫做“太阳黑子”,比较明亮的斑点叫做“光斑”。光斑常在太阳表面的边缘“表演”,却很少在太阳表面的中心区露面。因为太阳表面中心区的辐射属于光球层的较深气层,而边缘的光主要来源光球层较高部位,所以,光斑比太阳表面高些,可以算得上是光球层上的“高原”。
光斑也是太阳上一种强烈风暴,天文学家把它戏称为“高原风暴”。不过,与乌云翻滚,大雨滂沱,狂风卷地百草折的地面风暴相比,“高原风暴”的性格要温和得多。光斑的亮度只比宁静光球层略强一些,一般只大10%;温度比宁静光球层高300℃。许多光斑与太阳黑子还结下不解之缘,常常环绕在太阳黑子周围“表演”。少部分光斑与太阳黑子无关,活跃在70°高纬区域,面积比较小,光斑平均寿命约为15天,较大的光斑寿命可达三个月。
光斑不仅出现在光球层上,色球层上也有它活动的场所。当它在色球层上“表演”时,活动的位置与在光球层上露面时大致吻合。不过,出现在色球层上的不叫“光斑”,而叫“谱斑”。实际上,光斑与谱斑是同一个整体,只是因为它们的“住所”高度不同而已,这就好比是一幢楼房,光斑住在楼下,谱斑住在楼上。
米粒组织
米粒组织是太阳光球层上的一种日面结构。呈多角形小颗粒形状,得用天文望远镜才能观测到。米粒组织的温度比米粒间区域的温度约高300℃,因此,显得比较明亮易见。虽说它们是小颗粒,实际的直径也有1000公里--2000公里。
明亮的米粒组织很可能是从对流层上升到光球的热气团,不随时间变化且均匀分布,且呈现激烈的起伏运动。米粒组织上升到一定的高度时,很快就会变冷,并马上沿着上升热气流之间的空隙处下降;寿命也非常短暂,来去匆匆,从产生到消失,几乎比地球大气层中的云消烟散还要快,平均寿命只有几分钟,此外,近年来发现的超米粒组织,其尺度达3万公里左右,寿命约为20小时。
有趣的是,在老的米粒组织消逝的同时,新的米粒组织又在原来位置上很快地出现,这种连续现象就像我们日常所见到的沸腾米粥上不断地上下翻腾的热气泡。
太阳活动--日珥
日珥是突出在日面边缘外面的一种太阳活动现象。日珥出现时,大气层的色球酷似燃烧着的草原,玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾,形状千资百态,有的如浮云,有的似拱桥,有的像喷泉,有的酷似团团草丛,有的美如节日礼花,而整体看来它们的形状恰似贴附在太阳边缘的耳环,由此得名为“日珥”。
日珥的上升高度约几万公里,大的日珥可高于日面几十万公里,一般长约20万公里,个别的可达150万公里。日珥的亮度要比太阳光球层暗弱得多,所以平时不能用肉眼观测到它,只有在日全食时才能直接看到。
日珥是非常奇特的太阳活动现象,其温度在5000~8000K之间,大多数日珥物质升到一定高度后,慢慢地降落到日面上,但也有一些日珥物质漂浮在温度高达200万K的日冕低层,即不附落,也不瓦解,就像炉火熊熊的炼钢炉内居然有一块不化的冰一样奇怪,而且,日珥物质的密度比日冕高出1000~10000倍,两者居然能共存几个月,实在令人费解。
冲浪
冲浪又称“日浪”。太阳光球层物质的一种抛射现象。通常发生在太阳黑子上空,具有很强的重复出现的本领,当一次冲浪沿上升的路径下落后,又会触发新的冲浪腾空而起,如此重复不断,但其规模和高度则一次比一次小,直至消失。
位于日面边缘的冲浪表现为一个小而明亮的小丘,顶部以尖钉形状向外急速增长。上升的高度各不相等,小冲浪只有区区几百公里,大冲浪则可达5000公里,最大的竟达1~2万公里。抛射的最大速度每秒可达100~200公里,要比最快的侦察机快100多倍。当它们到达最高点后,受太阳引力的影响,便开始下降,直至返回到太阳表面。人们从高分辩率的观测资料中发现,冲浪是由非常小的一束纤维组成,每条纤维间相距很小,作为整体一起发亮,一起运动。
针状物
在色球上更普遍存在的是无数针状的称为“针状物”的高温等离子体的小日珥,观察日轮边缘,可看到许多细小而明亮的“火舌”,宛如在日面上簇簇燃烧着的草丛。针状物宽度约800公里,高度4400~9800公里,平均寿命约5分钟。
在色球层中部,针状物数目约25万个;在离日面3000公里处,则减少到9.3万个;在离日面1.5万公里只剩下约200来个。针状物以约25公里每秒的速度从色球层喷出,有的匀速上升,有的跳跃上升,升到一定高度,受太阳引力影响,开始下降。
20世纪70年代中期,美国发射的“天空实验室”发现超针状物现象,宽度1.8万公里,高度4.3万公里,都比普通针状物大10来倍。超针状物能上升到3.5万公里的高度,窜到日冕区游荡一阵后,再落回色球层,存在时间长达40分钟
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光伏产业形势如何?有前景吗 ?
行业主要上市公司:隆基股份(601012);晶澳科技(002459);晶科能源(688223);通威股份(600438);天合光能(688599)等本文核心数据:光伏发电板块上市公司研发费用;光伏发电相关论文发表数量全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“solar pv”、“solar photovoltaic”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。光伏发电行业技术概况1、技术原理及类型(1)光伏发电行业技术原理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,其发电原理如下。(2)光伏发电种类光伏发电一般分为两类:集中式发电和分布式发电,集中式发电主要为大型地面光伏系统;分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。2、技术全景图:主要为光伏电池技术路线光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成,其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同,光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池(第三代电池)。晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术,按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池,其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池,而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池,以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等的化合物薄膜电池为代表。叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。光伏发电行业技术发展历程:电池技术路线演变拉动光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的,从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等材料的薄膜电池为代表的第二代光伏电池,如今光伏电池技术已发展至第三代,第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等,具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。光伏发电行业技术政策背景:政策加持技术水平提升近年来,我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策,通过政策指导,行业加快光伏发电技术的推广和革新,促进光伏发电产业的快速发展。光伏发电行业技术发展现状1、光伏发电行业技术科研投入现状(1)国家重点研发计划项目据已公开的国家重点研发计划项目,2018-2021年我国光伏发电技术相关国家重点研发计划项目共计15项。注:2019年未公布光伏发电技术相关国家重点研发计划项目。(2)A股上市企业研发费用光伏发电行业经过多年发展,产品相对成熟,但行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看,2017-2021年,我国光伏板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,光伏板块上市公司研发总费用约281.13亿元。2、光伏发电技术科研创新成果(1)论文发表数量从光伏发电相关论文发表数量来看,2010年至今我国光伏发电相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见光伏发电科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有18289篇光伏发电相关论文发表。注:统计时间截至2022年8月。(2)技术创新热点通过创新词云可以了解光伏发电行业内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中近约5000条专利中最常见的关键词,其中,光伏组件、太阳能、光伏板、太阳能板、光伏发电、太阳能电池板、逆变器等关键词涉及的专利数量较多,说明光伏发电行业研发和创新重点集中于光伏组件和光伏板等领域。(3)专利聚焦领域从光伏发电专利聚焦的领域看,目前光伏发电专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于太阳能、光伏板、太阳能电池、光伏组件等。主要光伏电池技术对比分析从技术水平来看,硅、砷化镓、磷化铟、碲化镉和铜铟硒多元化合物(铜铟镓硒是其典型代表)是可选光伏材料中综合性能的最佳集合。而它们各方面性能的优劣,直接导致了目前光伏电池技术百花齐放的现状。注:平均转换效率均只记正面效率。光伏发电行业技术发展痛点及突破1、光伏发电行业技术发展痛点(1)硅基光伏电池:P型电池转换效率低由于电池片的光电转换效率直接影响整个光伏系统的效益,因此光伏电池的光电转换效率十分重要,光电转换效率的提升主要依靠技术更新换代。现阶段,晶硅光伏电池面临着转换效率较低的问题,尤其是P型电池。据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH),PERC电池的理论极限效率为24.5%,PERC产线的量产效率已经达到23%,逐步逼近理论极限效率。(2)薄膜电池量产转换效率低薄膜光伏电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点,但薄膜电池面临着量产转换效率低的问题,性价比较低。2、光伏发电行业技术发展突破(1)N型电池技术突破P型电池极限转换效率相较于P型电池,N型电池技术少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好且温度系数小,转换效率更高。面临P型电池逐步逼近理论效率极限,N型电池技术能够突破P型电池的理论效率极限并达到更高转换效率。据中国光伏行业协会(CPIA),2022-2023年N型电池技术的平均转换效率就可以达到PERC电池的理论极限效率(24.5%)。(2)钙钛矿电池可实现高转换效率钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的第三代太阳能电池,钙钛矿材料的吸光能力强于晶硅材料,因此钙钛矿电池能够实现高转换效率。除了拥有高转换效率,钙钛矿电池还具备价格低、投资小、制备简单等优势。光伏发电行业技术发展方向及趋势:降本增效2022年8月,工信部五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》,提出通过5-8年时间,在太阳能装备方面重点发展高效低成本光伏电池技术,包括推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化,开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用等。可见,未来光伏发电技术将向着降本增效方向发展,一方面由于现有光伏电池逐渐逼近最高理论转换效率,因此更高转换效率的电池将成为光伏电池技术发展方向;另一方面,光伏组件转换效率的提升以及制造成本的降低,是降低光伏电站建设成本,并最终降低光伏发电成本的关键因素。「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。以上数据参考前瞻产业研究院《光伏发电行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。
光伏产业链总结
背景
碳达峰与碳中和:通过各种手段抵消生产过程中排放的二氧化碳 , 最终实现二氧化碳的零排放。
过去十年光伏发电成本已下降了超过90% , 甚至在部分国家已经低于常规能源 , 实现了平价上网 ( 接入电网 )
产业链
行业上游为从硅料到硅片的原材料制备环节 ;
中游则是从光伏电池开始到光伏组件的制造环节 , 负责生产有效发电设备 ;
下游则是应用端 , 即光伏发电系统。
1.硅料(通威股份,大全能源,保利协鑫)
2.硅片( 隆基,中环,上机数控)
3.电池片(通威股份,爱旭股份)
HJT topCon
4.组件(晶澳科技)
需要辅材配合
5.电站(晶科科技 京运通 太阳能)
需要逆变器配合
一体化企业:隆基,晶澳科技,天合光能
光伏设备:迈为股份 捷佳伟创 金辰股份
光伏硅料 : 掌控产业上游
工业硅为原料,经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料,是信息产业和新能源产业最基础的原材料.
注:这里的多晶硅料与多晶硅片不是一个概念,多晶硅片是光伏中游的产品。
硅料在光伏产业链的成本比重越来越小(技术进步),目前已经从90%下降到了45%。
制作工艺:改良西门子法,硅烷流化床法(成本优势,但是技术相对不成熟)
硅料涨价(特别是21年):供应商惜售,抬价;确实存在产能不足。会对下游利润和需求造成压制。
通威股份,大全能源,保利协鑫
光伏硅片 : 单晶硅对多晶硅实现全面替代
硅片是产业链上游的末端 ,是光伏产品的起点,其形状 、 大小与薄厚取决于生产工艺与下游产品设计需求 。 硅片进一步加工即是晶硅电池片 , 而电池片经排列 、 封装并与其它辅材组合后即是太阳能电池板 , 光伏系统最小有效发电单位。
简单概括硅片的生产工艺 : 将上一节所说的多晶硅料经过一系列工序后 , 拉棒制成单晶硅棒 , 或铸锭制成多晶硅锭 , 再进行切片制成硅片。
单晶硅光电转化效率更高(尤其是PERC电池为代表的新一代电池技术),随着技术进步,基本全面取代多晶硅。
当前光伏硅片有5种主流尺寸 , 分别为
156.75mm 、 158.75mm 已经淘汰
166mm(主流) 、182mm 、210mm(趋势)。
大尺寸化正在加快,大尺寸的成本低,效率高。
目前降低耗硅量的主要方式为降低硅片厚度与减少切片损耗。
目前光伏产业上游的发展路线十分清晰 , 一切围绕降本展开。
隆基,中环,上机数控
光伏电池 : 持续升级 , 快速进步
中游的起点。所谓光伏电池 , 是一种利用太阳能发电的半导体薄片 。 只要满足一定光照条件 , 电池片就可输出电压 , 并在有回路的情况下产生电流。
最重要的指标为发电功率。
技术路线:
单晶硅PERC电池:产能高,技术成熟。未来提升光电转换率的空间不高。
N型电池 :光电转换率高,技术相对成熟
TOPCon: 理论光电转换效率极高 , 达到28.7%,对生产线要求不高,可以在现有生产线升级而来,对前期投资更加友好。但是生产工艺复杂(12-13道。),因为工艺负责也推高了生产成本。
HJT:最有希望成为下一代主流的技术路线。工序少(4道),但是成本高(对原材料要求高,目前PERC设备不兼容)
IBC:转换效率最高的技术路线,但是技术不成熟,工艺要求高,面临的困难远大于前两者。
薄膜型太阳能电池,衰减低 、重量轻 、材料消耗少 、制备能耗低 、适合与建筑结合等特点 。但由于仍处于研发的早期阶段,转换效率并不高。商业化上的困难较大。
通威股份,爱旭股份
光伏组件 : 太阳能发电的根基
光伏组件 , 或太阳能电池板 , 两者指的是同一个产品。
光伏组件的制备主要包括电池片互联和层压两大步骤 :
电池片互联:伏组件的标准电池片数量为60片或72片 , 对应以10或12条铜线作为汇流条将其连接起来 , 6组互联为一个光伏组件。
层压:在电池片互联后 , 一般需按照钢化玻璃 、 胶膜 、 电池片 、 背板以从下到上的顺序 , 经过层压的方式封装在一起 , 背板与钢化玻璃将电池片和胶膜封装在内部 , 通过铝边框和硅胶密封边缘保护。
晶澳科技
光伏辅材 : 不含硅 , 也重要
辅材中成本占比排名前五的分别是边框 、玻璃 、 胶膜 、 背板以及焊带
边框:成本占比最高,技术含量最低,议价能力最低。
玻璃:光伏玻璃,超白压花玻璃 、 超白加工浮法玻璃 , 以及透明导电氧化物镀膜(TCO)玻璃,光伏玻璃的发展主要受上下游驱动 , 目前的主要趋势分别是增大与减薄,比较核心的辅材。
胶膜:封装胶膜材质一般为有机高分子树脂 , 其直接与组件内部的电池片接触 , 覆盖电池片上下两面 , 对电池片起抗水汽 、 抗紫外等保护作用 。目前市场上有三种主流胶膜 , 分别为透明EVA ( 聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物的简称 ) 胶膜 、 白色EVA胶膜以及POE ( 聚烯烃 ) 胶膜。
背板,焊带:略
玻璃:福莱特,信义光能
胶膜:福斯特 海优新材
支架边框:爱康科技 中信博
背板:塞伍技术 中来股份 名冠新材
光伏逆变器 : 光电上网的最后一块拼图
是将光伏组件产生的直流电 , 转换成频率可调节的交流电的电子设备,光电上网的必备器件。。
阳光电源,固德威,锦浪科技
光伏发电站 : 产业的终端
光伏发电站是光伏产业链的最末端
集中式光伏电站的主要特点在于运维更为经济 , 受益于规模效应 , 发电成本比较低 , 且发电量大 , 更能满足电网的接入要求 。 我国目前就是集中式电站占主流 , 多分布于西部光能富集地区
分布式光伏电站则主要是指利用小型空地 , 或建筑物表面 , 如厂房 、 公共建筑屋顶等表面建设的小型发电站 , 在人口比较稀疏的发达国家占据主流
晶科科技 京运通 太阳能
太阳能光伏发电有哪些优点?
1)解决无电人口和贫困地区用电。独立光伏每3460 元的投资即可解决一人的用电;而投资电网却需要13385 元,是独立光伏的3.87 倍。
2)实现精准扶贫。2015~2017年三年光伏扶贫的开展,将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入,相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。
3)促进中西部融合。西部以低廉的能源、人力成本吸引光伏制造企业前去投资。目前硅料环节57%的产能在西部,2018年底时这一数字可能达到76%;其他环节的新增产能基本也都在西部。同时,截止2016年底,全国40%的光伏装机在西部省份,充分利用了当地丰富的太阳能资源和沙漠化土地,并能有效改善土地的沙漠化情况。
4)活跃民营资本,促进能源行业主体多元化。传统能源从开采到发电,基本是控制在国有企业手中。而光伏产业,尤其是分布式光伏,打破了传统能源的地缘因素,降低了准入门槛,为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。在持有量大的企业当中,国有企业和民营企业则各占半壁江山,而小规模持有人更是以民营企业为主。光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。
5)集约用地,普及可再生能源,布局能源互联网光伏发电与其他行业互补的发展新形式已经成为许多地区发展转型的措施之一,并使原有建筑物在原有功能的基础上,增加了发电、节能的功效,提高了利用率。户用光伏的发展,更是让可再生能源走进千家万户,让普通老百姓认识了可再生能源,提高了节能减排意识。分布式光伏的发展,为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。
6)节约水资源从全生命周期来看,光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%,大力发展光伏发电,能有效节约水资源。
太阳能光伏发电有什么优点啊?
1、无枯竭危险。
2、安全可靠,无噪声,无污染排放。
3、不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;例如无电地区,以及地形复杂地区。
4、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电。
5、能源质量高。
6、使用者从感情上容易接受。
7、建设周期短,获取能源花费的时间短。
光伏发电的缺点:
1、太阳能电池板的生产具有高污染、高能耗。
2、照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积。
3、获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
4、相对于火力发电,发电成本高。
光伏行业现状及前景
光伏行业现状及前景如下:1. 光伏发电将成为未来能源的重要来源之一。随着技术的不断创新和成本的不断降低,太阳能光伏发电的重要性将会越来越大。2. 太阳能光伏产业将迎来快速增长。随着技术的不断创新和成本的不断降低,太阳能光伏产业将会迎来快速增长。3. 太阳能光伏产业将推动可持续发展。太阳能光伏发电是一种绿色、清洁的能源,不会产生污染和温室气体,可以帮助减少对化石燃料的依赖,推动可持续发展。4. 太阳能光伏产业将带动就业增长。太阳能光伏产业的快速发展将带动相关产业的就业增长,例如太阳能电池制造、光伏发电站建设和运营等。虽然太阳能光伏产业发展迅速,但也存在一些问题和挑战。其中最重要的是需要面对不断变化的政策环境,政策的不确定性和变化可能会对产业带来一定的冲击。
光伏的现状前景
光伏(Photovoltaic):是太阳能光伏发电系统(Solar power system)的简称,是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。同时,太阳能光伏发电系统分类,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。截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW,新增装机量为48.2GW。2020年我国光伏新增装机中集中式装机32.7GW,我国光伏市场并网装机主要集中在Q4,2020年Q4并网装机为29.4GW。截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW,新增装机量为48.2GW截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW,2020年新增装机量为48.2GW,同比增长60%。2020年我国光伏发电量为2605 kWh,同比增长16.2%,占总发电量比重3.5%。2020年我国光伏新增装机中集中式装机32.7GW2020年我国光伏新增装机容量为48.2GW,其中集中式装机32.7GW,分布式装机15.5GW。我国光伏市场并网装机主要集中在Q4,2020年Q4并网装机为29.4GW2019-2020年期间我国光伏市场并网装机主要集中在Q4,2020年Q4我国光伏市场并网装机为29.4GW,远大于Q1-3装机容量。2020年1-11月我国户用光伏市场装机量总体呈逐月增长态势,装机容量集中在Q4。2020年11月我国户用光伏市场装机量为3497MW,远高于其他月份。2020年我国光伏制造端中国多晶硅产量为39.2万吨,电池片产量为134.8GW,硅片产量为161.3GW,组件产量为124.6万吨。—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国光伏发电行业市场需求与投资战略规划分析报告》
太阳能光伏发电效率怎么样
发电率不错,太阳能光伏发电发电过程简单,没有机械转动部件,不消耗燃料,不排放包括温室气体在内的任何物质,无噪声、无污染;太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此,与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比,光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术,具有以下主要优点。①太阳能资源取之不尽,用之不竭,照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。②太阳能资源随处可得,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路所造成的电能损失。③光伏发电的能量转换过程简单,是直接从光能到电能的转换,没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动,不存在机械磨损。根据热力学分析,光伏发电具有很高的理论发电效率,可达80%以上,技术开发潜力巨大。④光伏发电本身不使用燃料,不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质,不污染空气,不产生噪声,对环境友好,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击,是真正绿色环保的新型可再生能源。⑤光伏发电过程不需要冷却水,可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合,构成光伏建筑一体化发电系统,不需要单独占地,可节省宝贵的土地资源。⑥光伏发电无机械传动部件,操作、维护简单,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采用,基本上可实现无人值守,维护成本低。
太阳能光伏发电哪个品牌最好?
1、古瑞瓦特
2020年年底,古瑞瓦特在全球100多个国 家和地区累计出货260多万套,成为全球逆变器TOP10品牌,是分布式逆变器全球第一、 2020年户用逆变器市场占有率古瑞瓦特全球第一等等多项指数证明,古瑞瓦特是太阳能光伏发电领域品牌中的佼佼者。
2、华为
华为是全球领先的通信技术和网络能源解决方案供应商。目前,业务遍及170多个国 家和地区,服务30多亿人口。
3、阳光电源
阳光电源是一家专注太阳能、风能、储能、电动汽车等新能源电源设备企业。主要产品有光伏逆变器、风能变流器、储能系统、新能源汽车驱动系统、水面光伏设备。
4、锦浪科技
锦浪科技2005年成立,是一家专业从事分布式光伏发电系统核心设备组串式逆变器的企业,公司主要产品是组串式逆变器。
5、固德威
固德威是一家新能源高新技术企业,专注于太阳能光伏逆变器及其监控产品。出口80多个国 家和地区。
6、上能
上能电气是一家专注电力电子产品的企业,主要方向是电力电子电能变换和控制领域,建有无锡工业园、印 度班加罗尔工厂两大生产基地
7、正泰太阳能
正泰太阳能是一家专业从事太阳电池、组件和光伏应用产品研发、生产和销售的中美合资高新技术企业。
8、特变电工
特变电工是国 家级高新技术企业集团和中 国大型能源装备制造企业集团,培育了“输变电高端制造、新能源、新材料”一高两新国 家三大战略性新兴产业。