2017光伏产业前景如何
国家对分布式光伏发电系统一直采取积极鼓励的态度,并出台了一系列扶持措施。尤其是去年底出台的《电力发展“十三五”规划》对分布式光伏设定了超常规发展目标:“2020年,太阳能发电装机达到1.1亿千瓦以上,分布式光伏6000万千瓦以上”。种种迹象显示,分布式光伏尤其是家庭分布式光伏即将迎来快速发展机遇期。
12月5日,国家能源局表示2013年全国光伏发电装机新增1000万千瓦,其中光伏电站新增700万千瓦左右,分布式光伏发电新增约300万千瓦;明年相关政策将更多向分布式电站倾斜,预计分布式光伏发电将占新增装机规模的60%左右。
一、光伏分布式发电是主要发展方向
近年来,我国西部地区大力发展光伏发电,但是随着集中式光伏电站的大规模建设,一些问题已经有所显现。部分地区用电量低,已经无法完全消纳这些电量,并且受到电力系统接纳能力限制无法大规模发展。因此,鼓励东、中部地区发展分布式发电,鼓励自发自用,成为光伏发电的发展方向。
前瞻产业研究院《中国分布式能源行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》资料显示,分布式发电通常是指利用分散式资源,装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统,它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。分布式光伏发电特指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。
今年7月份以来,国家出台一系列促进光伏产业发展的政策措施,尤其重点支持分布式光伏发电发展。
11月份密集出台的《关于征求2013、2014年光伏发电建设规模意见函》、《分布式光伏发电项目管理暂行办法》、《光伏发电运营监管暂行办法》、《关于分布式光伏发电有关问题的通知》等政策,预示着我国分布式光伏发电政策体系逐渐完善,为我国分布式光伏大规模建设奠定了决定性基础。
政府政策的支持是分布式光伏发电发展的重要推动力,但是也需看到目前分布式发电由在中国刚刚兴起,难免会出现各种障碍。前瞻产业研究院《2013-2017年中国分布式能源行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》分析认为,从政府的各项举措来看,其发展分布式光伏发电的决心已定,如果未来在发展过程中还出现其他障碍,相信政策会持续加码。
在政策引导下,分布式光伏建设前景已经凸显。分布式式光伏将在2014年开始成为光伏建设的主要发展方向,也成为市场需求持续增长的主要推动力。根据《关于征求2013、2014年光伏发电建设规模意见的函》,2014年光伏发电的建设规模提高两成,达到12GW,其中分布式光伏8GW。前瞻产业研究院分析认为,在政府的大力支持下,这一目标有望实现
光伏发电投资前景当然非常好。
2020年安装还有8分钱每度的补贴,2021年很可能补贴会变得更少,但是终端市场的需求量是很大的。
一方面,光伏发电是未来三十年最有可能替代化石燃料的清洁能源,而且我国是世界上第二大的硅料产出国,本身有很大的优势,目前我国的光伏组件的出口量也是全球第一。
第二,在十四五规划中,已经明确了要注重清洁能源的发展,大力发展新能源,其实就是要大力推广光伏发电。北京已经下发了光伏发补贴的最新政策,安装光伏电站可以有连续5年的发电补贴(每度4毛!)
所以说,不管是现在还是未来的几年,新能源发电绝对是可以长远看好的项目,前景绝对值得期待!
而且,如果你不相信,你可以登录国家能源局去看一下,每个月的15号左右,能源局都会公布最新的一批光伏发电补贴情况表。不会骗你的~
未来三五十年内是非常看好的光伏产业。
中国绿色供应链联盟光伏专委会秘书长吕芳表示,“光伏发电在‘十四五’期间,至少要新增2.5亿千瓦,要达到累计装机5亿千瓦。这才能为2030年和2050年非化石能源占到35%和70%的高比例目标。”
这表明,分布式光伏作为国家大力扶持和推动的新能源代表,将是“十四五规划”可再生能源开发的主题增量,市场将会持续火爆。
而且,光伏发电作为清洁能源,应用范围广,场景多,成本快速降低,是未来最有可能替代化石燃料的清洁能源,所以各国都在大力推广光伏屋顶电站。
发电国家的乡村里,现在建房子光伏电站都是标配了,我国未来的几年,光伏发电也会逐渐的普及开来。
资讯来源:碳银网 碳盈协同
可再生能源产业发展态势良好 光伏发电未来成长空间很大
可再生能源时代正在加速到来
可再生能源正在以前所未有的速度达到高度的经济性,其成本已经低于传统电力,可再生能源时代正在加速到来。目前在墨西哥、沙特,已经出现了度电成本3美分、2美分的风电,我国内蒙古的风电已经可以实现2美分的度电成本。以风能、太阳能为代表的可再生能源正在以前所未有的速度达到高度的经济性。
依靠可再生能源可以实现我国东部发达地区的电力自给,改变目前以外来电为主、外来电以煤电为主的局面。经他计算,如果将中东部地区现有房屋占地面积的1/4用于安装光伏电站,就可满足2050年全国总用电量的1/4。
可再生能源投资在全球发电投资中的份额保持在65%以上
自2014年全球新能源投资超过传统能源之后,可再生能源与化石能源投资此消彼长的结构性变化趋势一直在加速。据前瞻产业研究院发布的《可再生能源产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》统计数据显示,2017年全球电力投资额达7500亿美元,同比下降6%。可再生能源投资在全球发电投资中的份额保持在65%以上。其中,太阳能光伏和海上风电投资上升至创纪录水平,陆上风电和水电投资下降,分别下降15%和30%。从政府招标计划来看,竞标太阳能光伏项目的平均规模在截至2017年的五年间增长了3.5倍,而海上风电规模增加了一半。2017年,中国在可再生能源方面的投资总额达到1260亿美元,创历史新高,占全球绿色能源投资的45%。
我国可再生能源今年来仍然保持快速增长态势。2018年1~6月,我国新增风电并网容量794万千瓦,累计风电并网容量达到1.716亿千瓦风电发电量1,917亿千瓦时,同比增长28.7%我国光伏发电新增装机2,430.6万千瓦,分布式光伏1,224.4万千瓦,同比增长72%光伏发电量823.9亿千瓦时,同比增长59%。
太阳能、风能是可再生能源的主体,尤其是光伏发电未来成长空间很大。政府强力的新能源扶持补贴政策,推动了我国光伏、风电产业快速发展,目前风电累计装机量和太阳能累计装机量均位居世界首位,已成为全球最大可再生能源生产国。
绿色能源补贴政策强力推动发展
我国可再生能源产业2012年以来的快速发展,主要是由政府发展绿色能源补贴政策强力推动,而其自身能否持续发展,最终要取决于可再生能源的成本竞争力。经过这些年来的技术进步,光伏、风电的成本都降低了70%以上,目前初步具备了在成本上与煤电竞争的能力。在南欧、印度等日照资源优异地区,光伏发电已具备较好的经济性。
政策发布加速光伏行业补贴退坡,实现2020年光伏发电“平价上网”的目标
2018年5月31日,国家发展改革委、财政部和国家能源局联合出台《关于2018年光伏发电有关事项的通知》,提出新投运的光伏电站标杆上网电价每千瓦时统一降低0.05元,暂不安排2018年普通光伏电站建设规模,有补贴的分布式光伏指标从过去的没有限制,收紧为全年仅有10GW指标。这被称为“史上最严厉光伏政策”,其主要目的是加速光伏行业的补贴退坡,结束企业靠补贴生存的日子,通过优胜劣汰,实现2020年光伏发电“平价上网”的目标。
国家能源局正在组织制定《光伏发电平价上网示范项目建设工作方案(草案)》,推进光伏发电平价上网示范项目,各地政府也在积极组织实施无补贴光伏发电项目。可以预期,这些措施将会促进我国光伏产业制造成本的降低、高性价比产品的推广、非技术成本的控制,推动我国光伏早日迈入“平价上网”时代。有业内人士预测,最快2019年下半年我国光伏发电将会实现大面积“平价上网”。
据前瞻产业研究院发布的《光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据统计,2014-2015年我国光伏发电新增装机量逐年稳步上涨,特别是2016年我国光伏发电新增装机容量3454万千瓦,同比增长高达128.3%。初步计算,2017年光伏发电的新增装机还是2016年的1.5倍、2015年的3.5倍、2014年的5陪和2013年的4倍,由此可见2017年光伏新增装机出现了大幅快速增长。
到2017年12月底,全国光伏发电装机达到1.3亿千瓦,其中,光伏电站10059万千瓦,分布式光伏2966万千瓦。
随着我国光伏装机容量的不断提高,光伏发电量也在快速增加2017年11月,中国太阳能发电量达到55.8亿千瓦时,同比增长45.2个百分比1-11月中国太阳能发电量为590.6亿千瓦时,累计增长35.5%。太阳能发电量持续增长,同时也带动光伏产业链发展。
据前瞻产业研究院显示,2016年中国光伏电池组件产量为57.71GW。预计2017年,中国光伏电池组件产量将达83.34GW。到2018年,中国光伏电池组件产量将超120GW。
弃光问题依然严重,未来着力提升光伏利用效率
根据国家电网统计,我国2016年全国弃光电量达到465亿千瓦时,主要集中在西北与东北地区,甘肃和新疆最为严重,弃光率分别高达31%和32%西北五省的整体弃光率高达20%。由于我国西北地区的累计光伏并网量占全国的40%,地面型电站装机占全国46%,而分布式光伏只占全国4%,装机量庞大而当地电力消纳不高,同时电缆外输容量不足,造成严重的弃光限电问题。
未来,我国将通过大力发展分布式光伏,将新增装机布局中东部电力需求高的地区,以及加快电网建设实现跨地区大规模输电等措施,提升太阳能发电利用效率,我国光伏利用率有望得到有效提升。
行业主要上市公司:国内光伏行业上市公司主要有隆基股份(601012)、金高科技(002459)、晶科能源(688223)、通威股份(600438)、天合光能(688599)等。
本文核心数据:产能利用率、装机容量、弃光率、光伏发电量、系统建设成本。
行业概况
1.定义
光伏产业,简称PV(光伏),主要指硅材料应用开发形成的光电转换产业链,包括高纯多晶硅原料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备制造和光伏发电应用。随着二氧化碳排放峰值碳中和国家目标的推进,以新能源为主体的新型电力体系建设正在加快推进。光伏与复兴号高铁、国产商用飞机、新一代运载火箭一起获得了中共十九大纪念邮票。光伏产业地位显著提升,迎来历史性发展机遇。
光伏产业的下游应用主要是光伏发电,根据建设规划定位可分为集中式光伏发电系统和分布式光伏发电系统。集中式光伏发电系统,如大型西北地面光伏发电系统;分布式光伏发电系统(以>6MW为界),如工商企业和住宅建筑的屋顶光伏发电系统。
2.产业链分析:产业链长。
随着光伏发电在能源供应体系中发挥越来越重要的作用,光伏相关产业也日益壮大,形成了从高纯硅材料、硅锭/棒/片、电池/组件、光伏辅助材料和配件、光伏生产设备到光伏产品的系统集成和应用的完整产业链。
光伏产业链的上游主要是与光伏电池相关的原材料,包括构成电池的单晶硅和多晶硅。上游单晶硅和多晶硅生产商主要有保利协鑫、隆基、通威、中环。然而,硅片生产企业已呈现双寡头格局,中国的太阳能硅片占据了全球大部分市场份额。在中国市场,主流厂商主要有隆基和中环,产能格局依然高度集中。在硅片对外销售规模中,中环股份和隆基股份占据绝对领先地位。
中游主要是电池芯片和电池模组制造商以及系统集成企业。电池芯片和模组的中游厂商主要有通威、隆基、晶澳等。光伏发电系统中的逆变器厂商主要有阳光电源等企业;系统集成包括亿晶光电、正泰电气等。一些企业如隆基,已经基本形成了从单晶硅到组件再到电站光伏运营的完整光伏发电产业链。是下游光伏发电应用领域,包括分布式光伏发电和集中式电站。
行业发展过程:行业处于快速发展阶段。
在欧洲市场需求的推动下,中国的光伏产业从2005年左右开始起步。十几年来,实现了跨越式的大发展,建立了完整的市场环境和配套环境。成为国内为数不多的能够同时参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业。也成为中国工业经济发展的全新名片,推动中国能源改革的重要引擎。目前,我国光伏产业在制造规模、产业化技术水平、应用市场拓展和产业体系建设等方面均居世界前列,具备了坚实的智能光伏基础。中国光伏产业经历了以下几个历史阶段:
行业背景:政策加持,光伏产业加速发展
我国自2006年1月1日起实施《中华人民共和国可再生能源法》。该法将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域,促进增加能源供给,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会可持续发展,建立和发展可再生能源市场。自2006年以来,为鼓励和支持光伏产业发展,国家发改委、财政部、工信部、国家能源局、住建部等部门密集出台政策文件,支持和规范光伏产业发展,涵盖了生产、销售、财税、补贴、土地政策等产业发展的各个相关方面。
工业和信息化部、住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、国家能源局联合发布《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》,旨在“十五”期间有效引导产业智能化升级,促进光伏产业健康发展,从而推动光伏发电规模化应用,保持我国作为世界光伏制造和装机应用第一大国的地位。
“3060年二氧化碳排放峰值碳中和”是一项具有多重目标和约束的系统性经济和社会变革。重塑中国经济结构、能源结构,改变生产方式和生活方式是历史性的突破,需要处理好发展与减排、减碳与安全、整体与局部、短期与中期、建立与破除、政府与市场、国内与国际等多维关系。“二氧化碳排放峰值,碳中和”的目标将对中国光伏产业产生显著的多维影响。
行业发展状况
1.光伏产品市场供应能力较强,产能利用率有待提高。
根据光伏行业市场重点公司光伏产品产量和产能利用率,2021年中国光伏产品市场供给能力较强,隆基绿能光伏产品产量遥遥领先其他公司,单晶硅片产量达到69.96GW,单晶组件产量达到38.69GW,从产能利用率来看,2021年光伏市场公司产能利用率不高,仍有较大提升空间。
2.光伏新增装机再创新高,累计装机超过300 GW。
我国太阳能光伏产业虽然起步较晚,但发展迅速。特别是2013年以来,在国家和地区政策的推动下,太阳能光伏发电在我国呈现爆发式增长。据国家能源局统计,2017年,我国光伏发电新增装机53.06GW,创历史新高。2018年,受光伏531新政影响,各地光伏发电新开工项目下降,全年新增装机受国家光伏行业补贴、财政扶持等政策影响,2020年和2021年光伏装机大幅上升。2020年,中国光伏装机容量增加48.20GW,同比增长59%。2021年,中国光伏新增装机再创新高,达到54.88GW,同比增长14%。
据国家能源局统计,2013年以来,我国光伏发电累计装机容量快速增长。2013年,我国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW,到2019年已经增长到204.58GW。2013-2019年,中国光伏发电累计装机容量增长超过10倍。到2021年,全国光伏发电累计装机容量306.56GW,同比增长21%。
3.光伏弃光率明显下降,光伏发电量稳步增长。
随着光伏发电的快速发展,一些地方也存在严重的弃光问题。国家能源局数据显示,2015-2018年,新疆和甘肃最高弃光率超过30%。2019-2021年,新疆和甘肃轻弃率明显下降,2021年新疆轻弃率降至1.7%,甘肃降至1.5%。弃光率的大幅下降主要是因为光伏发电的并网运行,促进了资源的利用水平。
据国家能源局统计,2013年以来,我国光伏发电量快速增长。2013年全国光伏发电量仅为91亿千瓦时。到2021年,全国光伏发电量3259亿千瓦时,同比增长25%。预计2021年,我国光伏发电量将占全社会用电量的3.92%。
4.光伏发电系统建设成本呈下降趋势,光伏上网进入平价。
我国地面光伏系统初期总投资主要由组件、逆变器、支架、电缆、一次设备和二次设备等关键设备费用,以及土地费用、电网接入、建设安装和管理费用构成。其中,一次设备包括箱式变压器、主变压器、开关柜、升压站(50MW、110kV)等设备,二次设备包括监控和通信设备。土地成本包括全生命周期地租、植被恢复费或相关补偿费;电网的接入成本只包括50MW、110kV、10km的反向改造;管理费用包括前期管理、勘测、设计和招标。建筑安装费用主要是人工费、土方工程费、常规钢筋混凝土费等。,且未来下跌空间不大。随着技术进步和规模效益,组件、逆变器等关键设备的成本仍有一定下降空间。网络连接、土地、项目前期开发费用等。都是非技术成本,不同地区和项目差异很大。降低非技术成本,有助于加速光伏发电低价上网推广。
2021年中国地面光伏系统初始总投资成本约为4.15元/w,比2020年上涨0.16元/W,涨幅为4%。其中,组件约占投资成本的46%,比2020年提高了7%。非技术成本约占14.1%(不含融资成本),比2020年下降3.2个百分点。预计2022年,随着产业链各环节新增产能的逐步释放,组件价格将回归合理水平,光伏系统初期总投资成本将降至3.93元/w。
中国工商业分布式光伏系统初期总投资主要由组件、逆变器、支架、电缆、安装费用、并网、屋顶租赁、屋顶加固、一次设备和二次设备构成。一次设备包括箱式变压器、开关箱和预制舱。根据中国光伏产业发展路线图,2020年和2021年中国工业和商业分布式光伏系统的初始投资成本分别为3.38元/W和3.74元/W,预计2022年将降至3.53元/W。
2020年中国光伏上网电价补贴政策结束,平价逼近:中国上网电价政策经历了标杆电价、竞价上网、平价上网三个阶段。2020年招标项目规模26GW,增长14%。同时,2020年也将是光伏并网平价年,平价项目33GW,增长124%,首次超过招标项目规模。平价将至,2021年将是中国光伏上网全面平价元年。
光伏发电引发人们的热议,因为现在能源供应比较紧张,煤炭发电价格快速上涨,好多城市煤炭发电价格平均上涨15%~20%,这么高价格的上涨人们就在考虑替代品。比如说风力发电水力发电,太阳能发电,这些都是替代品,但是现在光伏发电的市场还不成熟。
要说光伏发电的前景确实是比较广阔的,但是如果是现在的这个市场的情况,对于普通个人用户来说不是一个好的选择。因为这个东西对你来说成本太高了,根本不合适,光伏发电,这种技术是没有问题的,但现在存在的两个主要问题,一个是成本问题,一个就是能源转化率问题,太阳能发电的效率比较低,非常容易受到自然条件变化的影响,太阳能不充足的时候发电量就会很小,而且真正能转换成电能的效率并没有你想象的那么高。
还有就是成本的问题,如果是一个光伏发电的模块,包括风机,包括能够储电的电池,包括这个太阳能的帆板,这一套下来,一个家庭一天如果按照6~10度电的需求来看的话,一个月差不多电费就是100块钱多一点,这样一个模块能满足大多数家庭的需要了。但你知道这样一个模块要多少钱吗?这一整套下来价格比较便宜的也要在1万块钱,而你一个月电费也就是100块钱多一点。
一年这个电费能省下来的就是1500块钱,但是这样一套设备要1万块钱,也就是说这套设备不出现任何问题的情况下,连续使用7年才能回本,你能保证这个设备不出任何问题吗,这还是说满效率运行的情况下说的天气不好的因素呢,到了冬天的时候,太阳能不是那么充足的时候呢,这个问题不解决就没有办法大规模的推广。
从总体来看,全球光伏产业装机容量不断提升。全球光伏产业装机容量由2010年的50GW上升至2016年的305GW。2016年全球光伏新增装机容量为70GW,以美国、中国、日本、印度、英国和德国为代表的几个国家2010-2016年光伏新增装机容量不断提升。
当前我国光伏产业发展迅速,已呈现区域化、集群化,临近企业之间形成产业链互补和经济合作,产业竞争力实现了整体提高。据前瞻产业研究院数据显示,2011-2016年,我国光伏产业销售收入逐年递增。由2011年的1519.47亿元,增长至2016年的5483.27亿元,年均复合增长率高达29.26%。随着国家政策对光伏产业支持力度的不断加大,产业市场规模仍将保持高幅度增长趋势。前瞻研究院估算,2017年行业销售收入将超过6000亿元。
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》。