太阳能光电池的发展前景?
太阳能电池自问世以来,晶体硅太阳能电池一直在世界光伏市场居统治地位,占太阳能电池总产量的80%~90%。
晶体硅太阳能电池以其丰富的原材料资源和成熟的生产工艺成为太阳能电池研发和产业化的主要方向。而在硅系列太阳能电池中,单晶硅太阳能电池的光电转换效率为16%左右,最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本较大。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达30年,最高可达50年。随着太阳能电池用单晶硅的生产发展,单晶硅电池的比例在逐步上升。
国际上太阳能光伏发电的产业结构呈现明显的金字塔结构高居塔尖的是7 家太阳能多晶硅(Silicon)厂商;第二层是15 家硅片(Wafer)厂商第三层是太阳能电池(Cell)制造商第四层是组件制造企业。
目前国际上日本、德国、美国处于太阳能电池制造的领先地位。在日本有夏普(Sharp)、京瓷(Kyocera)、三菱电机和三洋电机等太阳能电池生产厂商;德国有Q-cells、肖特太阳能和Sunway公司;美国有BP-Solar、REW-Solar、USSC(美国太阳能公司)、First- Solar、GE和壳牌等公司。
据美国太阳能顾问公司Solarbuzz发布的数据,2006年全球太阳能电池安装规模为2204兆瓦,产值突破100亿美元,2007年全球太阳能电池产量达到了3436兆瓦,较2006年增长了56%。2008年太阳能电池产量为8.3GW,增幅高达80%以上。
2009年全球太阳能电池产量为10.7GWp,2010年全球太阳能电池产量达15.2GWp以上,预计2011年将达到19GWp,到2015年世界光伏电池产量将达到130GWp。
据专家预测,太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。由此可以看出,太阳能电池市场前景广阔。
在国际太阳能光伏发电市场的带动下,在《可再生能源法》及配套政策的支持下,我国太阳能发电产业快速成长,已经建立了较好的太阳能光伏电池制造产业基础,在技术和成本上形成了国际竞争优势。已经启动了大型光伏电站、光热电站、分布式光伏发电及离网光伏系统等多元化的太阳能发电市场。初步建立了有利于成本下降的市场竞争机制,太阳能发电成本实现了快速下降,具备了在国内较大规模应用的条件。
中国作为目前世界上经济发展最迅速的经济体,在光伏发电领域的技术和应用只是处于世界的下游水平。其中的主要原因是国内还没有掌握太阳能光伏电池所需要的多晶硅提纯技术,该技术被国外的大企业所垄断,因而国内生产太阳能光伏电池的成本很高。光伏发电的成本是一般发电成本的数倍,也因此造成无法广泛普及。 由于国际上对于太阳能光伏电池的需求日益庞大,越来越多国内企业成为光伏电池的OEM工厂,并且借此机会不断发展壮大。美国的新能源政策为国内光伏企业提供了一个发展良机,一些国内的行业龙头已经开始在美国成立承包光伏发电项目的子公司,积极进军当地光伏发电市场。
长期来看,中国再不广泛应用太阳能光伏发电技术,中国经济发展所遇到的能源问题将会越来越严重,能源问题必定成为中国经济发展的巨大障碍。中国是太阳能资源丰富的国家之一。中国有荒漠面积108万平方公里,主要分布在光照资源丰富的西北地区。1平方公里面积可安装100兆瓦光伏阵列,每年可发电1.5亿度;如果开发利用1%的荒漠,就可以发出相当于中国2003年全年的耗电量。在中国的北方、沿海等很多地区,每年的日照量都在2000小时以上,海南更是达到了2400小时以上,是名副其实的太阳能资源大国。可见,中国具备了广泛应用光伏发电技术的地理条件。
中国政府在也出台了一些关于发展新能源的政策。其中以最近出台的《关于实施金太阳示范工程的通知》最为引人注目。该通知重点支持用户侧并网光伏发电、独立光伏发电、大型并网光伏发电等示范项目建设,以及硅材料提纯、并网运行等光伏发电关键技术产业化和相关基础能力建设,并根据技术先进程度、市场 发展状况等确定各类示范项目的单位投资补助上限。对并网光伏发电项目,原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助;其中偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补助;对于光伏发电关键技术产业化和基础能力建设项目,主要通过贴息和补助的方式给予支持。
这一政策推动中国从光伏电池的代工工厂逐渐成为太阳能光伏发电强国。对于这一历史良机,国内光伏企业所面对同行的挑战其实更为严峻。只有不断地提升光伏产品质量,打通国内、国际销售渠道,才能更好地利用机会,将企业做大做强。
太阳能具有可再生和环保等方面的特点,这种优势让包括中国在内的许多国家将太阳能作为重点发展的新能源产业。 中国大陆光伏产品主要供应给欧美市场,国内市场份额很小。由于欧美各国市场需求的增大,我国光伏产业取得了快速的发展,最近5年的年均增长速度达到40%以上。在政策进一步加大扶持力度的背景下,未来光伏产业的增长前景将更为广阔。
光伏发电产业链从上游到下游,主要包括的产业链条包括多晶硅、硅片、电池片以及电池组件。在产业链中,从多晶硅到电池组件,生产的技术门槛越来越低,相应地,公司数量分布也越来越多。因此,整个光伏产业链的利润主要集中在上游的多晶硅生产环节,上游企业的盈利能力明显优于下游。
目前,中国大陆多晶硅生产获取的利润在最终电池组件产品利润总额中的比例最高,约达到52%;电池组件生产的利润占比约为18%;而电池片和硅片生产的利润占比分别约为17%和13%。
自2008年以来,多晶硅价格开始出现较大幅度的回落,到目前,国内多晶硅现货价格已由之前的500美元/千克回落至100-150美元/千克。2012年的数据是18~30美元/千克。
多晶硅产能扩张速度过快,而需求增长相对缓慢是导致价格下跌的主要因素。据iSuppi公司的预测,2009年,全球多晶硅供应量将翻一番,而需求的增长幅度仅为34%。因此,多晶硅的价格存在进一步下跌的可能性。iSuppi甚至表示,到2010年的时候,多晶硅现货价格将降至100美元/千克,这将大大降低多晶硅供应商的盈利能力。
多晶硅价格下跌将增厚电池片生产商的利润,不过,纯硅片业务也存在很大风险。不论是上游的多晶硅供应商,还是下游的电池片制造商,制造硅片都不存技术性难题。当上下游同时进军硅片业务的时候,硅片业务这一链条的利润受到大幅挤压。
我国光伏产业已经形成了比较完整的产业链,2009年中国内地多晶硅产量超过了两万吨,太阳能电池产量超过了4000兆瓦,连续3年成为全球太阳能电池的第一大国。
2010年5月,中国光伏产业联盟成立,吸引22家国内光伏骨干企业、行业协会及研究机构加入。中国光伏产业联盟以引导行业联合创新、推动应用、规范发展为核心,研究鼓励光伏产业发展的各项政策,加大对企业技术改造和产业升级的支持力度。中国光伏产业联盟将致力于整合产业资源、推进结构调整、转变发展方式,增强行业凝聚力,扩大国际影响力与竞争力。 全国31个省市自治区均把光伏产业列为优先扶持发展的新兴产业;600个城市中,有300个发展光伏太阳能产业,100多个建设了光伏产业基地;全球多晶硅产量20万吨,我国占近9万吨,却不掌握核心技术;产能巨大,国内市场总量却较低,严重依赖国际市场。这就是我国光伏产业的现状。
多晶硅利润巨大,众多地方政府、企业投资者一哄而上,产能扩张过快,一时间,“光伏基地”遍地开花。欧洲需求急剧降低,光伏组件价格跌幅超50%,风光一时的光伏产业迅速进入寒冬。 据光伏联盟秘书长王勃华介绍,2010年国内多晶硅产量是4.5万吨,今年将翻一番,达到9万吨。而同期需求仅增长了25%。前几年,全球太阳能组件需求一直以近乎100%的速度猛增。专家预测,原来预计2014年才到来的光伏行业整合期,将提前到来,2012年将是行业整合的高峰期。
光伏产业大量上马,除了企业投资者的逐利心态外,更有一些地方政府政绩焦虑作祟。作为新兴产业,大量吸引光伏企业投资,不但可以增加GDP,更可以获取城市经济发展的政治资本。“有的城市根本就不具备基础,没有条件,没有产业配套,就从头做起,完全不顾实际情况。”可再生能源学会副理事长孟宪淦说。
2011年将是光伏产业的转折年。从2011年5月开始,多晶硅价格急剧下降,从每吨70万元迅速下降到21万—25万元,跌幅近70%。专家分析,光伏行业产能与需求比已经从2010年的41∶16.7下降到63∶21。企业仓促盲目跟风上马,导致供需进一步失衡,价格持续下降,利润下降,从而导致部分企业出现经营困难,一些企业甚至开始停产、半停产。产能严重过剩却有大量投资者疯狂进入。
其实早在2009年,多晶硅就被定位为十大产能过剩行业之一。但由于当时的暴利和行业的红火,大量投资者疯狂进入,最终导致产能进一步过剩。在2010年后全国仍有100多家中小企业上马,这些企业目前多数亏损严重。
由于市场竞争加剧,规模较小的中小企业将被淘汰,行业大整合似乎已经不可避免。我国光伏产业发展快速,产能已处于绝对的世界第一,产业链也比较完善。但与发达国家相比,我国光伏产业在技术上还相差太远。光伏行业盲目建设、低水平重复、同质化竞争现象仍十分严重。行业景气指数较低,迫使国内光伏生产企业面临加快产品结构调整,提高产品质量,向高端领域发展的局势。 在气候变化和能源短缺的背景下,太阳能发电越来越受到投资者的追捧。2006年,全球250万千瓦的太阳能电池产量中,我国占到37万千瓦,超过美国,成为继日本、德国之后世界第三大太阳能电池生产国。
在太阳能电池生产企业较为集中的江苏,近两年此类企业如雨后春笋,成为促进地区经济发展的重要力量。记者走进无锡尚德太阳能电池生产车间,看到现代化流水线上,产品检验后迅速合成,一块纸巾大小的太阳能电池板市场价格达到100元。
无锡二泉太阳能科技有限公司是2006年投入1.5亿元建成的企业,今年供国外产品订单不断,2007年将完成15兆瓦产量,产销额达到4.5亿元,明年将完成100兆瓦产量,产销额突破30亿元。
不过,光伏产业骄人业绩的背后存在隐忧,主要是国内有产业无市场。无锡二泉太阳能科技有限公司董事长张二建告诉记者,该企业产品98%以上出口海外,国内需求不到2%。
不久前,中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会(CREIA)与绿色和平、欧洲光伏产业协会、世界自然基金会联合发布了《2007中国光伏发展报告》。这份由CREIA秘书长、国家发改委能源研究所副所长李俊峰等专家执笔的报告指出,近几年我国光伏产业迅速崛起,但产品绝大部分出口到国外市场。
为了实现能源和环境的可持续发展,德国、西班牙、日本等国家纷纷鼓励发展包括太阳能光伏在内的可再生能源。迅速增长的国际市场拉动了中国光伏产业的发展。由于生产成本较低,我国成为国外太阳能光伏产业生产基地。有人戏称,尚德等太阳能电力企业其实是在发洋财。 这个局面的出现,很大程度上是由于光伏产业的政策制约。在国内,光伏发电的应用主要集中于农村电气化和离网型光伏产品。由于电力部门尚未正式接受光伏发电上网,并网型的光伏市场没有真正启动。截至2006年,光伏发电累计装机仅为8万千瓦。
无锡尚德副总经理解晓南的看法在光伏产业界具有代表性:由于政策问题,国内市场不能很快启动,我们非常着急。
就现阶段而言,阻碍光伏推广的最直接因素是成本。过去30多年里,尽管光伏发电成本由每度5美元下降到0.5美元左右,但仍远高于常规电力。目前在一座别墅屋顶上装上一个每年可以发电3000度的太阳能发电厂,要花费15万-20万元。
由于光伏发电成本高昂,只能依靠政府支持。一些国家采取收购上网、财政补贴等政策来促进光伏产业发展。德国2000年颁布了可再生能源法,其主要特点之一是固定上网电价政策,电网公司必须全额收购光伏发电的上网电量;日本的政策倾斜体现为给用户补贴。
在我国,可再生能源法于2006年1月1日开始实施。这部法律对支持光伏发电等可再生能源列有专门条款,但很长一段时间内缺乏实施细则和配套政策。目前,业界正苦苦等待收购上网等扶持政策。
收购上网是指由电网公司按照光伏发电的成本加合理利润进行收购,多出的费用在全国消费者中均摊。专家透露,我国已开始征收每度电1厘钱的可再生能源附加费,并准备在上海等城市启动屋顶光伏发电计划。此外,国家将在一些公开招标的大型工程项目中要求电网公司收购光伏电力。
中国可再生能源学会理事长石定寰认为,国家的政策支持力度还应加大。从长远看,国内市场缺失会限制中国光伏产业的发展。要实现规模化生产,提高光伏产业的竞争力,必须建立和刺激国内消费市场。国内光伏产业已经做好准备,在技术研发等方面进行投资,但必须有稳定的政策保证这些投资可以获得相应回报。在各种可再生能源中,风能不稳定,生物质能资源有限,核能所需的铀矿今后也可能用完,而太阳能取之不尽。如果等到太阳能价格降到和化石能源差不多的时候再来发展,机会就错过了。
关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见
国家电网公司2012年10月26日召开服务分布式光伏发电并网新闻发布会正式发布《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》。分布式光伏发电分散接入低压配电网,允许富余电力上网,电网企业按国家政策全额收购富余电力由分布式光伏接入引起的公共电网改造,以及接入公共电网的接网工程全部由电网企业投资。
国家电网公司在京召开“服务分布式光伏发电并网电视电话会议暨新闻发布会”,向社会发布《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》,这是在我国光伏产品遭遇欧美双反调查,光伏产业发展面临巨大挑战的关键时刻,国家电网公司为促进国内光伏产业健康持续发展,向社会做出郑重承诺的标志性会议。
意见指出,按照“支持、欢迎、服务”分布式光伏发电发展的基本原则,国家电网公司从规划设计、技术检测、并网接入、计量收费、安全运行等全过程加强调查研究,积极采取措施,全力做好分布式光伏发电并网工作。在大量深入研究的基础上,组织编制了关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见(暂行)》、《关于促进分布式光伏发电并网管理工作的意见(暂行)》和《分布式光伏发电接入配电网相关技术规定(暂行)》等两个意见、一个规定。其中,《服务意见》对外发布,《管理意见》和《技术规定》作为公司内部规定,保证公司相关工作有效运转。 目前,大多数观点都认为中国的光伏产业面临的形势很严重,甚至有灭顶之灾。我们应该实事求地认识光伏产业。光伏产业并不像媒体所描述的是哀鸿遍野。因为,在2008年金融危机非常严重的情况下,全球光伏产业的装机容量增长了49%,而2009年、2010年光伏产业的装机容量的增长率都超过了70%。2012年上半年全球光伏装机容量增长了35%。这些都是在全球经济负增长的情况下取得的成就。这证明,第一,光伏市场是没有问题的。第二,光伏产业的发展方向没有错。实际上,光伏产品价格下降,是必然的趋势,光伏实现平价上网是光伏产业的梦想,也是光伏产业实现规模化发展的必要条件。只是,今天光伏产业的步子走得快了一点,光伏产品的价格降了下来,但光伏产业链还没有适应。
“用一年走完了五年的路”
综上,光伏产业的市场发展规模并未下降,发展方向也没有错误。那么,光伏产业究竟出了什么问题?
2003年制定《可再生能源中长期规划》时,我们申报的目标是到2020年光伏装机容量达到200万千瓦。我们希望到2020年,光伏电价会降到每千瓦时1.5元左右,到2030年,下降到每千瓦时1元左右。在2011年,光伏电价就降到了1.15元。光伏产业发展得太快了。我们把五年的目标用一年就实现了。我们走完了五年之后的路,之后将无路可走。借用网络上的一句话“走别人的路,让别人无路可走。”面对这样的现状,光伏产业必须要调整了,必须把握发展的速度和节奏。
光伏产业究竟应该如何面对目前的形势?
国际合作必须要进行
我们必须要正确看待光伏产业面临的国际贸易形势。现在反观欧美的光伏企业,在美国,除了第一太阳能公司(First Solar),其余的光伏企业基本上都破产了或面临破产在欧洲,几大光伏企业相继破产,剩余的也在苟延残喘。这些企业已到了非常困难的境地,甚至在反倾销申诉中,签名的企业都是名不见经传的小企业。
大家都要生存,有国家利益在其中,但更多的是企业利益。如果中国企业有一天也如此,我们的政府不站出来,我们会高兴吗?所以,中国的光伏企业不要意图做到惟我独尊、惟我独大,这是不现实的。中国的光伏企业需要和欧美的企业进行联合合作,来共同分享市场和技术等等。
光纤建筑
在“分布式能源”概念的驱使下,建筑物屋顶一时间已成为太阳能光伏业热捧的稀缺资源。“抢屋顶之战”的背后,是绿色能源支持政策不足和全民意识的严重缺失。光伏建筑一体化仍“钱”景不明、进退两难。
目前我国太阳能光伏产业已经形成比较完整的产业链,特别是在太阳能电池制造方面已经达到了国际先进水平。光伏产业主要分为晶体硅与薄膜电池两大类,其产业链分别为:
晶体硅产业链:
薄膜电池产业链:
2006—2007年,陆续共有10家中国光伏企业在海外上市。见表1。其中8家在美国上市公司的市值已达到200亿美元。2007年,我国已有500多家光伏企业和研发单位。但产业链各个生产环节差别较大,行业主要集中在产业链中下游。
1、国内多晶硅原材料生产技术落后,且产量供应不足,多依赖国外进口
多晶硅制造业是光伏产业链的首端,是影响整个产业发展规模的重要环节,也是目前限制我国光伏产业发展的瓶颈。
我国多晶硅生产技术主要基于改良的西门子法,由于工艺落后,能耗比高于世界先进水平。国内多晶硅原材料生产产量严重不足,如2006年全国需求量5000吨,实际产量不足300吨,远不能满足国内需求。同时,多晶硅原材料生产是典型的规模化产业,产能超过1000t/a才能显示规模效益。但我国已投产的多晶硅企业产能不足,规模效益不明显。
由于供需巨大缺口的出现,近期我国部门企业开始进入多晶硅生产,预计今后几年我国多晶硅过度依赖国外的局面有所改观。
2、硅棒、硅锭制造技术成熟,但对原材料依存度高
根据爱尔兰商业通讯2007年5月份的报道,中国现有硅锭生产企业58家(含单晶体硅和多晶体硅),硅片生产企业38家,且国内主要生产企业技术比较成熟,但由于该产业对上游多晶硅的依赖,导致部分企业开工率不足。
3、太阳能电池生产增长强劲,产品主要出口
自2003年起我国太阳电池制造业以超常速度发展,年增长率达到100%-300%,2007年我国光伏电池年产量700MW,仅次于日本和欧洲,位居全球第三。但目前产品也因价格高而95%以上只能出口。虽然国内太阳能电池生产取得巨大成绩,技术水平与国际相当,但仍停留在引进、消化、吸收层面,自主研发能力较弱,不利于产业长期发展。
4、组件制造进入门槛低,产品附加值低,竞争力弱
在整个太阳能光伏电池产业链中,组件制造由于投资少、建设周期短、技术和资金门槛低、最接近市场等特点吸引了大批生产企业,是光伏产业链中发展最快的环节之一。据估计我国有180家以上的太阳电池组件生产企业。而且主要厂家的产品都通过了TǘV、UL等国际认证。
由于中国光伏产业链末端光伏发电市场尚未启动,98%的国产光伏组件出口国外。行业易进入和上游多晶硅原料不足造成国内封装产能过剩,产品质量参差不齐,且产品附加值较低,组件企业利润微薄,竞争力能力弱。
5、光伏产品生产量大,但应用水平低
光伏产品生产属于劳动密集型行业,在国外市场需求拉动下,光伏产品生产集中在珠三角、福建、浙江等沿海城市,出口产品包括太阳能灯、太阳能计算器、太阳能电池和组件。中国成为世界上最大的光伏产品生产国。受产品价格和市场空间的限制,国内太阳能光伏产品应用化程度不高。
早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
20世纪70年代后,随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问题日益突出,传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。
太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦时,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势,20世纪80年代后,太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。
20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。
世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期,发展更加迅速,1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%,生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。 2011年,全球光伏新增装机容量约为27.5GW,较上年的18.1GW相比,涨幅高达52%,全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中,有将近20GW的系统安装于欧洲,但增速相对放缓,其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%,分别为7.6GW和7.5GW。2011年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%,其装机量分别为2.2GW,1.1GW和350MW。此外,在日趋成熟的北美市场,新增安装量约2.1GW,增幅高达84%。
其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家,2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍,2011年电池产量达到20GW,约占全球的65%。截至2011年底,中国共有电池企业约115家,总产能为36.5GW左右。其中产能1GW以上的企业共14家,占总产能的53%;在100MW和1GW之间的企业共63家,占总产能的43%;剩余的38家产能皆在100MW以内,仅占全国总产能的4%。规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。国内前十家组件生产商的出货量占到电池总产量的60%。
在今后的十几年中,中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统,包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。中国太阳能光伏发电发展潜力巨大,配合积极稳定的政策扶持,到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦,年发电量可达1300亿千瓦时,相当于少建30多个大型煤电厂。国家未来三年将投资200亿补贴光伏业,中国太阳能光伏发电又迎来了新一轮的快速增长,并吸引了更多的战略投资者融入到这个行业中来。
2015年上半年,全国累计光伏发电量190亿千瓦时。
2015年9月7日,江苏省首个供电所光伏发电项目在南京市浦口区正式并网运行,农村居民也用上了“绿色电”。接下来光伏发电项目将在农村变电所推广。
2015年11月,安徽省来安县全面启动乡村光伏发电项目,11个美好乡村“空壳村”装机容量为60KW以上的光伏电站进入招标程序。据初步估算,并网发电后各村每年能提供72000KWh清洁电能,村级集体经济能增收5万元以上。
2015年1-6月,全国新增光伏发电装机容量773万千瓦,截至2015年6月底,全国光伏发电装机容量达到3578万千瓦。
自2013年起,光伏发电连续3年新增装机容量超过1000万千瓦;截至2015年底,光伏发电累计装机容量达到约4300万千瓦,超过德国成为全球第一。此外,光伏产业正发力“走出去”。国家能源局数据显示,2015年光伏电池及组件出口量达到2500万千瓦以上,出口额达到144亿美元。
我国对太阳能电池的研究开发工作高度重视,早在“七五”期间,非晶硅半导体的研究工作已经列入国家重大课题;“八五”和“九五”期间,我国把研究开发的重点放在大面积太阳能电池等方面。
2003年10月,国家改革和发展委员会、科学技术部制订了太阳能资源开发计划,国家改革和发展委员会“光明工程”筹资100亿元用于推进太阳能发电技术的应用,计划到2015年全国太阳能发电系统总装机容量达到300MW,我国已成为全球光伏产品最大制造国。
2011年,国家改革和发展委员会制订的《新能源振兴规划》指出,我国光伏发电的装机容量规划到2020年达到20GW,是原来《可再生能源中长期规划》中1.8GW的10多倍。
2002年,国家有关部委启动了《西部省区无电乡通电计划》,通过太阳能和小型风力发电解决西部七省区无电乡的用电问题。这一项目的启动大大刺激了太阳能发电产业,国内建起了几条太阳能电池的封装线,使太阳能电池的年生产量迅速增加。目前我国光伏市场需求量为每年10MW以上,从2011年开始,我国光伏市场年需求量将大于20MW。
目前国内太阳能硅生产企业主要有河南洛阳单晶硅厂、河北宁晋单晶硅基地和四川峨眉半导体材料厂等,其中河北宁晋单晶硅基地是世界最大的太阳能单晶硅生产基地,占世界太阳能单晶硅市场份额的25%左右。
2011年,国内生产太阳能电池的企业总计年产能已经达到20GW以上。
1839年法国科学家E.Becquerel发现液体的光生伏特效应(简称光伏现象)。
1877年W.G.Adams和R.E.Day研究了硒(Se)的光伏效应,并制作第一片硒太阳能电池。
1883年美国发明家charlesFritts描述了第一块硒太阳能电池的原理。
1904年Hallwachs发现铜与氧化亚铜(Cu/Cu2O)结合在一起具有光敏特性德国物理学家爱因斯坦(AlbertEinstein)发表关于光电效应的论文。
1918年波兰科学家Czochralski发展生长单晶硅的提拉法工艺。
1921年德国物理学家爱因斯坦由于1904年提出的解释光电效应的理论获得诺贝尔(Nobel)物理奖。
1930年B.Lang研究氧化亚铜/铜太阳能电池,发表“新型光伏电池”论文W.Schottky发表“新型氧化亚铜光电池”论文。
1932年Audobert和Stora发现硫化镉(CdS)的光伏现象。
1933年L.O.Grondahl发表“铜-氧化亚铜整流器和光电池”论文。
1941年奥尔在硅上发现光伏效应。
1951年生长p-n结,实现制备单晶锗电池。
1953年Wayne州立大学DanTrivich博士完成基于太阳光普的具有不同带隙宽度的各类材料光电转换效率的第一个理论计算。
1954年RCA实验室的P.Rappaport等报道硫化镉的光伏现象,(RCA:RadioCorporationofAmerica,美国无线电公司)。
贝尔(Bell)实验室研究人员D.M.Chapin,C.S.Fuller和G.L.Pearson报道4.5%效率的单晶硅太阳能电池的发现,几个月后效率达到6%。(贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功)
1955年西部电工(WesternElectric)开始出售硅光伏技术商业专利,在亚利桑那大学召开国际太阳能会议,Hoffman电子推出效率为2%的商业太阳能电池产品,电池为14mW/片,25美元/片,相当于1785USD/W。
1956年P.Pappaport,J.J.Loferski和E.G.Linder发表“锗和硅p-n结电子电流效应”的文章。
1957年Hoffman电子的单晶硅电池效率达到8%D.M.Chapin,C.S.Fuller和G.L.Pearson获得“太阳能转换器件”专利权。
1958年美国信号部队的T.Mandelkorn制成n/p型单晶硅光伏电池,这种电池抗辐射能力强,这对太空电池很重要Hoffman电子的单晶硅电池效率达到9%第一个光伏电池供电的卫星先锋1号发射,光伏电池100c㎡,0.1W,为一备用的5mW话筒供电。
1959年Hoffman电子实现可商业化单晶硅电池效率达到10%,并通过用网栅电极来显著减少光伏电池串联电阻卫星探险家6号发射,共用9600片太阳能电池列阵,每片2c㎡,共20W。
1960年Hoffman电子实现单晶硅电池效率达到14%。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射,所用的太阳能电池功率14W。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射,所用的太阳能电池功率14W。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射,所用的太阳能电池功率14W。
1963年Sharp公司成功生产光伏电池组件日本在一个灯塔安装242W光伏电池阵列,在当时是世界最大的光伏电池阵列。
1964年宇宙飞船“光轮发射”,安装470W的光伏阵列。
1965年PeterGlaser和A.D.Little提出卫星太阳能电站构思。
1966年带有1000W光伏阵列大轨道天文观察站发射。
1972年法国人在尼日尔一乡村学校安装一个硫化镉光伏系统,用于教育电视供电。
1973年美国特拉华大学建成世界第一个光伏住宅。
1974年日本推出光伏发电的“阳光计划”Tyco实验室生长第一块EFG晶体硅带,25mm宽,457mm长(EFG:EdgedefinedFilmFed-Growth,定边喂膜生长)。
1977年世界光伏电池超过500KWD.E.Carlson和C.R.Wronski在W.E.Spear的1975年控制p-n结的工作基础上制成世界上第一个非晶硅(a-Si)太阳能电池。
1979年世界太阳能电池安装总量达到1MW。
1980年ARCO太阳能公司是世界上第一个年产量达到1MW光伏电池生产厂家三洋电气公司利用非晶硅电池率先制成手持式袖珍计算器,接着完成了非晶硅组件批量生产并进行了户外测试。
1981年名为SolarChallenger的光伏动力飞机飞行成功。
1982年世界太阳能电池年产量超过9.3MW。
1983年世界太阳能电池年产量超过21.3MW名为SolarTrek的1KW光伏动力汽车穿越澳大利亚,20天内行程达到4000Km.
1984年面积为929c㎡的商品化非晶硅太阳能电池组件问世。
1985年单晶硅太阳能电池售价10USD/W澳大利亚新南威尔土大学MartinGreen研制单晶硅的太阳能电池效率达到20%。
1986年6月,ARCOSolar发布G-4000———世界首例商用薄膜电池“动力组件”。
1987年11月,在3100Km穿越澳大利亚的PentaxWorldSolarChallengePV-动力汽车竞赛上,GMSunraycer获胜,平均时速约为71km/h。
1990年世界太阳能电池年产量超过46.5MW。
1991年世界太阳能电池年产量超过55.3MW瑞士Gratzel教授研制的纳米TiO2染料敏化太阳能电池效率达到7%。
1992年世界太阳能电池年产量超过57.9MW。
1993年世界太阳能电池年产量超过60.1MW。
1994年世界太阳能电池年产量超过69.4MW。
1995年世界太阳能电池年产量超过77.7MW光伏电池安装总量达到500MW。
1996年世界太阳能电池年产量超过88.6MW。
1997年世界太阳能电池年产量超过125.8MW。
1998年世界太阳能电池年产量超过151.7MW多晶硅太阳能电池产量首次超过单晶硅太阳能电池。
1999年世界太阳能电池年产量超过201.3MW美国NREL的M.A.Contreras等报道铜铟锡(CIS)太阳能电池效率达到18.8%非晶硅太阳能电池占市场份额12.3%。
2000年世界太阳能电池年产量超过399MWWuX.,DhereR.G.,AibinD.S.等报道碲化镉(CdTe)太阳能电池效率达到16.4%单晶硅太阳能电池售价约为3USD/W。
2002年世界太阳能电池年产量超过540MW多晶硅太阳能电池售价约为2.2USD/W。
2003年世界太阳能电池年产量超过760MW德国FraunhoferISE的LFC(Laserfired-contact)晶体硅太阳能电池效率达到20%。
2004年世界太阳能电池年产量超过1200MW德国FraunhoferISE多晶硅太阳能电池效率达到20.3%非晶硅太阳能电池占市场份额4.4%,降为1999年的1/3,CdTe占1.1%而CIS占0.4%。
2005年世界太阳能电池年产量1759MW。
中国太阳能发电发展历史
中国作为新的世界经济发动机,光伏业业呈现出前所未有的活力。大量光伏企业应运而生,现在光伏产量已经达到世界领先水平。现在OFweek太阳能光伏网带大家来回顾下中国太阳能发展历史:
1958,中国研制出了首块硅单晶
1968年至1969年底,半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅太阳能电池板的任务。在研究中,研究人员发现,P+/N硅单片太阳电池在空间中运行时会遭遇电子辐射,造成电池衰减,使电池无法长时间在空间运行。
1969年,半导体所停止了硅太阳电池研发,随后,天津18所为东方红二号、三号、四号系列地球同步轨道卫星研制生产太阳电池阵。
1975年宁波、开封先后成立太阳电池厂,电池制造工艺模仿早期生产空间电池的工艺,太阳能电池的应用开始从空间降落到地面。
1998年,中国政府开始关注太阳能发电,拟建第一套3MW多晶硅电池及应用系统示范项目。
2001年,无锡尚德建立10MWp(兆瓦)太阳电池生产线获得成功,2002年9月,尚德第一条10MW太阳电池生产线正式投产,产能相当于此前四年全国太阳电池产量的总和,一举将我国与国际光伏产业的差距缩短了15年。
2003到2005年,在欧洲特别是德国市场拉动下,尚德和保定英利持续扩产,其他多家企业纷纷建立太阳电池生产线,使我国太阳电池的生产迅速增长。
2004年,洛阳单晶硅厂与中国有色设计总院共同组建的中硅高科自主研发出了12对棒节能型多晶硅还原炉,以此为基础,2005年,国内第一个300吨多晶硅生产项目建成投产,从而拉开了中国多晶硅大发展的序幕。
2007,中国成为生产太阳电池最多的国家,产量从2006年的400MW一跃达到1088MW。
2008年,中国太阳电池产量达到2600MW。
2009年,中国太阳电池产量达到4000MW。
2006年世界太阳能电池年产量2500MW。
2007年世界太阳能电池年产量4450MW。
2008年世界太阳能电池年产量7900MW。
2009年世界太阳能电池年产量10700MW。
2010年世界太阳能电池年产量将达15200MW。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,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。
中国光伏装备产业已具有一定的规模和水平,可为产业的发展提供强有力的支撑。随着国家对新型可再生能源发展的重视,中国光伏装备将随着产业的发展 而不断发展壮大。
2014年初, 国家电网已经发布,鼓励家庭安装光伏发电,允许太阳能光伏发电并入电网,不够用的电网补充,用不完的卖给电网。这项政策的具体实施,会掀起家庭安装光伏发电的高潮。
太阳能光伏发电装置,各地都有经销商,安装、调试、维修等一条龙服务,目前成本约1万元1KW。
我国光伏发电应用的情况
目前,我国光伏发电的应用市场处于起步阶段。2010年,我国新增光伏发电装机约500MW,累计达800MW。但与我国飞速发展的光伏制造业相比,在光伏应用领域的前进步伐明显滞后于我国光伏制造业。2000年,我国太阳能电池产量仅为3MW,到2007年年底达到1088MW,超过欧洲(1062.8MW)和日本(920MW),跃居世界第一位。2010年,我国太阳能电池产量达到8GW,约占全球光伏电池产量的一半。中国要达到国际能源署技术路线图中提出的光伏发电比例的全球平均水平,累计光伏安装量在2020年前需要达到60GW 光伏,2030年达270GW。当前我国光伏发电应用项目有以下三类:
1. 太阳能光电建筑应用示范项目
2009年3月财政部印发了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》的通知,推动太阳能光电建筑应用示范项目的发展。主要内容包括:
(1)建材型、构件型项目:补贴不超过20元/瓦;
(2)安装型项目:补贴不超过15元/瓦;
(3)单项工程应用装机容量不小于50kW;
(4)转换效率要求:单晶硅组件超过16%,多晶硅超过14%,非晶硅超过6%。
在该通知下发后,2009年9月下达首批项目,预算12.7亿元,91兆瓦,111个项目。2010年第二批项目,预算11.95亿元,90.2MW, 99个项目。
2.金太阳示范工程
2009年7月16日,财政部、科技部和国家能源局下发了《关于实施金太阳示范工程的通知》,支持光伏发电技术在各类领域的示范应用及关键技术产业化。主要内容包括:
(1)2009-2011年,原则上每省总规模不超过20MW;
(2)单个项目装机容量不低于300kW;
(3)业主总资产不少于1亿元;
(4)主要设备通过认证
(5)并网项目补50%,独立光伏项目补70%
2009年11月公布了294个项目,装机容量达642MW,总投资200亿元。但是,由于种种原因,后来实际批准的只有200兆瓦。
在金太阳示范工程和太阳光电建筑应用示范工程实施一段时间后,针对实施过程中出现的问题,财政部、科技部、住房城乡建设部和国家能源局于2010年9月发布了《关于加强金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程建设管理的通知》,重新规定了关键设备统一招标、示范项目选择和调整和补贴标准的相关细则。
我国光伏发电的应用前景
我国的光伏制造业在技术上和成本上都具备了领先优势,随着光伏产品制造成本的不断降低和光电转换效率等技术指标的不断提升,光伏发电产业必然会在不远的将来具备与传统能源电力竞争的优势。结合我国的地域和经济特性,可以从以下几个方面推动光伏发电在各个领域的规模化应用。
1.在城市比较集中的东、中部地区,应优先发展与建筑物相结合的屋顶光伏系统和光电建筑一体化。我国东部和中部地区,人口密集,城镇化程度较高,土地资源相对紧张,屋顶光伏系统和光电建筑一体化能使能源供应系统与建筑物完美结合,不占用土地资源。另外,东部和中部地区电价较高,发展屋顶光伏系统和光电建筑一体化经济条件也更为优越。
2.在西部太阳能资源丰富的地区推动大型并网光伏电站的建设。我国西部地区太阳能资源丰富,地广人稀,在荒漠等不适宜种植农作物的区域发展大型并网光伏电站,能充分利用土地资源,所发电力还能在促进当地经济发展中发挥巨大作用。
3.在电网覆盖不到的边远地区,加强离网光伏电站的建设。建设离网光伏电站不仅能节省架设电网线路的高额费用,而且能解决无电地区的用电问题,因此也是当前我国政府主推的光伏发电应用方式之一。
4.在已建成风电场的周边地区,有光照资源保障的,大力发展风光互补型项目。随着我国风电的快速发展,风电装机规模实现了跳跃式的发展,但局限于目前的技术条件和风电的特性,“弃风”的现象比较严重。光伏发电和风力发电能很好的结合,形成时间上的互补,保证上网电力的稳定性。在有条件的风电场周边建设光伏电站,在解决风电上网的问题的同时也推动了光伏发电产业的发展。
5.试点推行直流光伏住宅等光伏与节能相结合的项目。光伏发电产生的直流电需要通过逆变器转变成交流电才能使用,然而,在直流变交流的过程中会产生能量损失,直接使用光伏发电产生的直流电不仅是提高光伏发电使用效率的有效途径,同时也降低了发电系统的成本。通过前期论证,冰箱、彩电和空调等家用电器直接使用低压直流电在成本和技术上均可行,发展直流光伏住宅项目也是今后光伏发电应用的一个重要方向。
1958,中国研制出了首块硅单晶。
1968年至1969年底,半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅太阳能电池板的任务。在研究中,研究人员发现,P+/N硅单片太阳电池在空间中运行时会遭遇电子辐射,造成电池衰减,使电池无法长时间在空间运行。
1969年,半导体所停止了硅太阳电池研发,随后,天津18所为东方红二号、三号、四号系列地球同步轨道卫星研制生产太阳电池阵。
1975年宁波、开封先后成立太阳电池厂,电池制造工艺模仿早期生产空间电池的工艺,太阳能电池的应用开始从空间降落到地面。
1998年,中国政府开始关注太阳能发电,拟建第一套3MW多晶硅电池及应用系统示范项目,这个消息让现在的天威英利新能源有限公司的董事长苗连生看到了一线曙光。可是,当时太阳能产业发展前景尚不明朗,加之受政策因素制约,令不少人对这一新能源项目望而却步。在合作伙伴退出的情况下,苗连生毅然逆势而上,争取到了这个项目的批复,成为中国太阳能产业第一个“吃螃蟹”的人。
2001年,无锡尚德建立10MWp(兆瓦)太阳电池生产线获得成功,2002年9月,尚德第一条10MW太阳电池生产线正式投产,产能相当于此前四年全国太阳电池产量的总和,一举将我国与国际光伏产业的差距缩短了15年。
2003到2005年,在欧洲特别是德国市场拉动下,尚德和保定英利持续扩产,其他多家企业纷纷建立太阳电池生产线,使我国太阳电池的生产迅速增长。
2004年,洛阳单晶硅厂与中国有色设计总院共同组建的中硅高科自主研发出了12对棒节能型多晶硅还原炉,以此为基础,2005年,国内第一个300吨多晶硅生产项目建成投产,从而拉开了中国多晶硅大发展的序幕。
2007,中国成为生产太阳电池最多的国家,产量从2006年的400MW一跃达到1088MW。
2008年,中国太阳电池产量达到2600MW。
2009年,中国太阳电池产量达到4000MW。
2006年世界太阳能电池年产量2500MW。
2007年世界太阳能电池年产量4450MW。
2008年世界太阳能电池年产量7900MW。
2009年世界太阳能电池年产量10700MW。
2013年3月无锡市中级人民法院发公告称,无锡尚德太阳能电力有限公司无法归还到期债务,依法裁定破产重整。
2015年前三季度,我国光伏制造业总产值已超2000亿元。其中,多晶硅产量约为10.5万吨,同比增长20%;硅片产量约为68亿片,同比增长10%以上;电池片产量约为28GW,同比增长10%以上;组件产量约为31GW,同比增长26.4%。光伏企业盈利情况得到明显好转,产业链各环节均有较大幅度增长。2015年前三季度,我国光伏产品进出口、下游电站建设、企业盈利等领域全面向好。其中,硅片、电池片、组件等主要光伏产品出口额达到100亿美元。光伏新增装机约10.5GW ,同比增长177%,其中地面电站约为6.5GW。 目前我国光伏企业的自主研发实力普遍不强,主要的半导体原材料和设备均靠进口,技术瓶颈已严重制约我国光伏产业的发展。
在整个光伏产业链中,封装环节技术和资金门槛最低,致使我国短时间内涌现出170多家封装企业,总封装能力不少于200万千瓦。但由于原材料价格暴涨、封装产能过剩,这些企业基本上没有多少利润,产品质量也参差不齐。
相对而言,处于产业链上游、拥有先进技术的无锡尚德、南京中电光伏等太阳能电池制造商,日子要好过得多。他们生产的多为第一代晶体太阳能电池,性能稳定,是市场上的主流产品。
不过,在世界范围内,太阳能电池产品正由第一代向第二代过渡,第二代产品的薄膜太阳能电池的硅材料用量少得多,其成本已低于晶体太阳能电池。在专家看来,薄膜太阳能电池今后将和晶体太阳能电池展开激烈竞争。
中科院电工所研究员、中国可再生能源学会副理事长孔力认为,我国在晶体太阳能电池的后续研发,以及薄膜太阳能电池的研发等方面与国外存在较大差距,至少落后10年。
光伏技术的世界纪录保持者基本上是国外公司。例如,日本京瓷推出了光电转换效率为18.5%的多晶体硅太阳能电池;日本三洋利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池,光电转换效率达22%;美国联合太阳能公司以微米级不锈钢带为衬底的柔性非晶硅薄膜太阳能电池,与其他公司的玻璃硬衬底太阳能电池相比具有重量轻、可弯曲等优点。
世界光伏技术不断突破,产业成本不断下降。《2007中国光伏发展报告》称,随着技术的不断进步和产业规模的不断扩大,光伏发电的成本有望在2030年以后与常规电力相竞争,成为主流能源利用形式。
在9月份于北京举行的2007世界太阳能大会暨展览会上,国际太阳能学会副主席、日本京瓷公司顾问汤川荣男介绍,日本计划在2010年、2020年和2030年将光伏发电的成本分别降到相当于每度电1.5元、0.93元和0.47元人民币的水平。另据国际能源署预测,2020年世界光伏发电的发电量将占总发电量的2%,2040年则会占到20%-28%。 我国光伏产业发展正处在上升期,如果能够突破政策和技术方面的瓶颈,必然前途无限。上海交通大学太阳能研究所所长、博士生导师崔荣强认为,当前国家应加强政策引导,促进行业缩短与国际先进水平的差距。
首先,制定以培养光伏应用市场和促进光伏产业发展为目标的中长期规划,从法律上规定和细化可再生电力采购比例和重点用途。
其次,鼓励民用上网。借鉴国外经验,逐步启动和实施真正意义的光伏屋顶计划,确立光伏发电在全国电力能源结构中的地位。
第三,建立专项扶持资金,在金融财税等环节实施费用减免政策。如目前国内电费中抽出专用资金补贴到光伏产业中;贫困地区发展光伏用电,政府补贴一部分,企业支持一部分,以成本价支持等。
第四,借鉴发达国家普通建筑必须要有光伏产品的经验,在发达地区实施公共设施、政府建筑必须采用太阳能的刚性政策。
第五,扶持上游高纯度硅原材料产业,降低光伏电池成本,进而加快光伏并网电站成本的降低和应用推广。 全国1200多所高职院校中,真正开设光伏发电技术应用专业的不超过30家。 教育部高职高专新能源分教指委主任委员戴裕崴教授说,因为国内缺少专门的高技能人才,一般只好招用电子、化工等专业毕业生,根据需要再培养。光伏产业大部分需要的是复合型技能人才,巨大的缺口亟待高职毕业生填补。
某知名太阳能公司负责人也表示:光伏产业蓬勃发展,太阳能的应用领域愈来愈广,但是专业对口的人才太少了,每年缺口约有20万。
你好,2020年我国的光伏产业发展态势整体非常好,户用光伏补贴在11月底也会全部用完。而在临近年末,各地区都在下发有关于新能源的政策,可以说是为明年的发展带来了非常好的市场信心。
在最近召开的十四五计划会议中,明确提出要:“推进能源革命”、“构建生态文明体系,促进经济社会发展全面绿色转型”和“加快推动绿色低碳发展”、“全面提高资源利用效率”等要求,为能源产业的持续健康发展指明了方向。
而光伏发电光技术降本空间大、技术进步快、产业化确定性强,是未来主要发展的低成本节能发电方式之一。
未来,我国很多城市农村家庭房屋、建筑的屋顶都会安装光伏电站,来推动清洁能源产业的发展。
按照我国2050年近零排放,深度脱碳的愿景目标,“十四五”能源转型的步伐还需要进一步的加快。大家可以看到,煤电基本要关门了,煤炭提前达峰是大概率的事件。另外,我们要力保非化石能源占比不低于20%的比例,是非常关键的一个指标,风电和光伏就要担当主力了。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。这样我们才能为2030年光伏累计不少于8亿千瓦,实现25%的非化石能源打下基础,进而再一步实现到2030年和2050年非化石能源占到35%和70%的高比例目标。所以我们要坚信并且看见光伏发电将成为未来最重要的发电电源。
所谓,新能源光伏发电的发展前景非常好!
光伏电站
1877年W.G.Adams和R.E.Day研究了硒(Se)的光伏效应,并制作第一片硒太阳能电池。
1883年美国发明家charlesFritts描述了第一块硒太阳能电池的原理。
1904年Hallwachs发现铜与氧化亚铜(Cu/Cu2O)结合在一起具有光敏特性德国物理学家爱因斯坦(AlbertEinstein)发表关于光电效应的论文。
1918年波兰科学家Czochralski发展生长单晶硅的提拉法工艺。
1921年德国物理学家爱因斯坦由于1904年提出的解释光电效应的理论获得诺贝尔(Nobel)物理奖。
1930年B.Lang研究氧化亚铜/铜太阳能电池,发表“新型光伏电池”论文W.Schottky发表“新型氧化亚铜光电池”论文。
1932年Audobert和Stora发现硫化镉(CdS)的光伏现象。
1933年L.O.Grondahl发表“铜-氧化亚铜整流器和光电池”论文。
1941年奥尔在硅上发现光伏效应。
1951年生长p-n结,实现制备单晶锗电池。
1953年Wayne州立大学DanTrivich博士完成基于太阳光普的具有不同带隙宽度的各类材料光电转换效率的第一个理论计算。
1954年RCA实验室的P.Rappaport等报道硫化镉的光伏现象,(RCA:RadioCorporationofAmerica,美国无线电公司)。
贝尔(Bell)实验室研究人员D.M.Chapin,C.S.Fuller和G.L.Pearson报道4.5%效率的单晶硅太阳能电池的发现,几个月后效率达到6%。(贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功)
1955年西部电工(WesternElectric)开始出售硅光伏技术商业专利,在亚利桑那大学召开国际太阳能会议,Hoffman电子推出效率为2%的商业太阳能电池产品,电池为14mW/片,25美元/片,相当于1785USD/W。
1956年P.Pappaport,J.J.Loferski和E.G.Linder发表“锗和硅p-n结电子电流效应”的文章。
1957年Hoffman电子的单晶硅电池效率达到8%D.M.Chapin,C.S.Fuller和G.L.Pearson获得“太阳能转换器件”专利权。
1958年美国信号部队的T.Mandelkorn制成n/p型单晶硅光伏电池,这种电池抗辐射能力强,这对太空电池很重要Hoffman电子的单晶硅电池效率达到9%第一个光伏电池供电的卫星先锋1号发射,光伏电池100c㎡,0.1W,为一备用的5mW话筒供电。
1959年Hoffman电子实现可商业化单晶硅电池效率达到10%,并通过用网栅电极来显著减少光伏电池串联电阻卫星探险家6号发射,共用9600片太阳能电池列阵,每片2c㎡,共20W。
1960年Hoffman电子实现单晶硅电池效率达到14%。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射,所用的太阳能电池功率14W。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射,所用的太阳能电池功率14W。
1962年第一个商业通讯卫星Telstar发射,所用的太阳能电池功率14W。
1963年Sharp公司成功生产光伏电池组件日本在一个灯塔安装242W光伏电池阵列,在当时是世界最大的光伏电池阵列。
1964年宇宙飞船“光轮发射”,安装470W的光伏阵列。
1965年PeterGlaser和A.D.Little提出卫星太阳能电站构思。
1966年带有1000W光伏阵列大轨道天文观察站发射。
1972年法国人在尼日尔一乡村学校安装一个硫化镉光伏系统,用于教育电视供电。
1973年美国特拉华大学建成世界第一个光伏住宅。
1974年日本推出光伏发电的“阳光计划”Tyco实验室生长第一块EFG晶体硅带,25mm宽,457mm长(EFG:EdgedefinedFilmFed-Growth,定边喂膜生长)。
1977年世界光伏电池超过500KWD.E.Carlson和C.R.Wronski在W.E.Spear的1975年控制p-n结的工作基础上制成世界上第一个非晶硅(a-Si)太阳能电池。
1979年世界太阳能电池安装总量达到1MW。
1980年ARCO太阳能公司是世界上第一个年产量达到1MW光伏电池生产厂家三洋电气公司利用非晶硅电池率先制成手持式袖珍计算器,接着完成了非晶硅组件批量生产并进行了户外测试。
1981年名为SolarChallenger的光伏动力飞机飞行成功。
1982年世界太阳能电池年产量超过9.3MW。
1983年世界太阳能电池年产量超过21.3MW名为SolarTrek的1KW光伏动力汽车穿越澳大利亚,20天内行程达到4000Km.
1984年面积为929c㎡的商品化非晶硅太阳能电池组件问世。
1985年单晶硅太阳能电池售价10USD/W澳大利亚新南威尔土大学MartinGreen研制单晶硅的太阳能电池效率达到20%。
1986年6月,ARCOSolar发布G-4000———世界首例商用薄膜电池“动力组件”。
1987年11月,在3100Km穿越澳大利亚的PentaxWorldSolarChallengePV-动力汽车竞赛上,GMSunraycer获胜,平均时速约为71km/h。
1990年世界太阳能电池年产量超过46.5MW。
1991年世界太阳能电池年产量超过55.3MW瑞士Gratzel教授研制的纳米TiO2染料敏化太阳能电池效率达到7%。
1992年世界太阳能电池年产量超过57.9MW。
1993年世界太阳能电池年产量超过60.1MW。
1994年世界太阳能电池年产量超过69.4MW。
1995年世界太阳能电池年产量超过77.7MW光伏电池安装总量达到500MW。
1996年世界太阳能电池年产量超过88.6MW。
1997年世界太阳能电池年产量超过125.8MW。
1998年世界太阳能电池年产量超过151.7MW多晶硅太阳能电池产量首次超过单晶硅太阳能电池。
1999年世界太阳能电池年产量超过201.3MW美国NREL的M.A.Contreras等报道铜铟锡(CIS)太阳能电池效率达到18.8%非晶硅太阳能电池占市场份额12.3%。
2000年世界太阳能电池年产量超过399MWWuX.,DhereR.G.,AibinD.S.等报道碲化镉(CdTe)太阳能电池效率达到16.4%单晶硅太阳能电池售价约为3USD/W。
2002年世界太阳能电池年产量超过540MW多晶硅太阳能电池售价约为2.2USD/W。
2003年世界太阳能电池年产量超过760MW德国FraunhoferISE的LFC(Laserfired-contact)晶体硅太阳能电池效率达到20%。
2004年世界太阳能电池年产量超过1200MW德国FraunhoferISE多晶硅太阳能电池效率达到20.3%非晶硅太阳能电池占市场份额4.4%,降为1999年的1/3,CdTe占1.1%而CIS占0.4%。
2005年世界太阳能电池年产量1759MW。
中国太阳能发电发展历史
中国作为新的世界经济发动机,光伏业业呈现出前所未有的活力。大量光伏企业应运而生,现在光伏产量已经达到世界领先水平。现在OFweek太阳能光伏网带大家来回顾下中国太阳能发展历史:
1958,中国研制出了首块硅单晶
1968年至1969年底,半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅太阳能电池板的任务。在研究中,研究人员发现,P+/N硅单片太阳电池在空间中运行时会遭遇电子辐射,造成电池衰减,使电池无法长时间在空间运行。
1969年,半导体所停止了硅太阳电池研发,随后,天津18所为东方红二号、三号、四号系列地球同步轨道卫星研制生产太阳电池阵。
1975年宁波、开封先后成立太阳电池厂,电池制造工艺模仿早期生产空间电池的工艺,太阳能电池的应用开始从空间降落到地面。
1998年,中国政府开始关注太阳能发电,拟建第一套3MW多晶硅电池及应用系统示范项目。
2001年,无锡尚德建立10MWp(兆瓦)太阳电池生产线获得成功,2002年9月,尚德第一条10MW太阳电池生产线正式投产,产能相当于此前四年全国太阳电池产量的总和,一举将我国与国际光伏产业的差距缩短了15年。
2003到2005年,在欧洲特别是德国市场拉动下,尚德和保定英利持续扩产,其他多家企业纷纷建立太阳电池生产线,使我国太阳电池的生产迅速增长。
2004年,洛阳单晶硅厂与中国有色设计总院共同组建的中硅高科自主研发出了12对棒节能型多晶硅还原炉,以此为基础,2005年,国内第一个300吨多晶硅生产项目建成投产,从而拉开了中国多晶硅大发展的序幕。
2007,中国成为生产太阳电池最多的国家,产量从2006年的400MW一跃达到1088MW。
2008年,中国太阳电池产量达到2600MW。
2009年,中国太阳电池产量达到4000MW。
2006年世界太阳能电池年产量2500MW。
2007年世界太阳能电池年产量4450MW。
2008年世界太阳能电池年产量7900MW。
2009年世界太阳能电池年产量10700MW。
2010年世界太阳能电池年产量将达15200MW。