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光伏发展趋势精选(九篇)

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光伏发展趋势

第1篇:光伏发展趋势范文

【关键词】太阳能;光伏发电;发展前景

前言

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生绿色能源,不产生任何的环境污染。我国76%的国土光照充沛,光能资源分布较为均匀;与水电、风电、核电等相比,太阳能发电没有任何排放和噪声,应用技术成熟,安全可靠(图1)。进入21世纪,中国光伏行业逐渐发展起来,中国具有如无锡尚德、江西LDK、常州天合、天威英丽、浙江昱辉等一批世界级光伏企业以及世界最大的太阳能光伏制造基地,但是由于成本较高,中国95%的太阳能产品只能出口到发达国家。近年来,在国家大力倡导发展新型能源的大背景下,大阳能光电研发是近些年来发展最快、最具潜力的研究领域,随着成本问题将逐步解决,加之国家政策支持,中国太阳能市场将变得很大。

图1 能源消费组成展望图

1、光伏发电的基本原理以及优势

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。在阳光照射下,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏特效应”,而这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护就可形成大面积的太阳电池组件,再配合功率控制器和逆变器等部件就形成了光伏发电装置。

光伏发电作为新型能源与常用的火力发电系统相比,具有以下优势:

a)无枯竭危险。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80×104kW,如果把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012kW·h,相当于目前世界上能耗的40倍;

b)安全环保,无噪声,无公害。由于光伏电路是利用光能和电能之间的转化,故其无污染物的排放;

c)采集太阳能的地点的地理位置要求不高,不受资源分布地域的限制。太阳能电池板只要能接受光照就能产生电能,所以可以安装在屋顶或者是始终能接受到光照的墙壁,充分利用空间资源;

d)可靠稳定寿命长,安装维护简便,适用范围广,就算一般家庭也可以利用太阳能发电。

2太阳能光伏产业应用现状

1)在各国政府对再生资源的重视和大力支持下太阳能光伏产业得到了快速的发展,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,去年新增安装量约2.1GW,增幅高达84%。

图2 光伏产业的发展

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%。

2)太阳能光伏电池材料主要有晶体硅材料,主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池三种。单晶硅电池技术成熟,光电转换效率高,单晶硅电池的光电总转换效率可以达到20%~24%,是目前普遍使用的光伏发电材料。但其生产成本较高,技术要求高;多晶硅电池成本相对较低,技术也成熟,但光电转换效率相对较低,多晶硅光电池的转换效率最高才达18.6%,与单晶硅相比多晶硅的转换效率少多了;而薄膜电池是一种可粘接的薄膜,有以下优势:①生产成本低,所以可以大批量生产;②发光效率更好地利用太阳能,但目前其在技术稳定性和规模生产上均存在一定的困难。随着技术的进步,目前CdTe、CIS等薄膜光伏电池已逐步进入市场,但现在只占市场的9.3%,随着薄膜光伏电池技术不断进步,薄膜光伏电池的市场份额将快速增长相对而言有更大的发展空间,未来薄膜电池会有更好的发展前景。

表1 市场份额分析

在2000年以前中国的电力供应不是很紧张,2001年以后,在中国经济高速发展下,电力需求以每年超过20%的速度在增长,2003年在全国出现电力供远远少于求的严重现象,电力供应的紧张情况在以后的一段时间内很难缓解。可再生能源得到了中国政府的重视,在中国政府大力支持下已形成了完整的太阳能光伏产业链。截至2010年底,我国光伏发电装机规模达到60万千瓦,光伏新增并网容量为21.16万千瓦,累计并网容量为24万千瓦,较上年的2.5万千瓦,增长了960%。从产业布局上来看,国内的长三角、环渤海、珠三角及中西部地区业已形成各具特色的区域产业集群,并涌现出了无锡尚德、江西赛维、浙江昱辉等一批知名企业。2011年中国多晶硅产量达到7.8万吨,占全球比重约33%;国内产能结构中,成本低于35美元/千克的企业不足十家,约9.5万吨,其他40余家中小企业总产能近5万吨。

3、太阳能发展趋势

第2篇:光伏发展趋势范文

根据部分数字广告公司的最新研究,由于点击Facebook桌面和移动广告的用户增多,该公司最近能够向广告主收取更高的费用。那些报告还发现,包括“赞助内容”(sponsored stories)在内的一些Facebook新型广告形式,在点击率方面正显示出初步的成功。

与此同时,研究发现,部分广告主正缩减他们的Facebook广告预算。eMarketer在报告中援引了一些调查数据,称去年很多广告主都加大Facebook广告支出,但今年有一些广告主已经削减他们的支出。

这些调查结果对Facebook而言喜忧参半。该社交网络将于美国时间周四公布上市后的首份财务报告。汤森路透调查的分析师预计,Facebook第二季度将实现营收11亿美元,净利润3.028亿美元。去年同期,该公司的营收和净利润则分别为8.95亿美元和2.4亿美元。

Facebook拒绝对此置评。

部分最新研究显示,Facebook移动广告正取得进展。本月来自AdParlor的一份调查发现,Facebook移动广告点击率比桌面广告要高15倍。

第3篇:光伏发展趋势范文

一、太阳能产业发展优势

山东省是我国太阳能大省,据山东省太阳能行业协会数据显示,2008年全省共有各类规模以上太阳能企业(含光热和光伏)387家,实现销售收入315亿元,走在了全国同行业的前列;2010年,再次将2008年、2009年的数据刷新。

1.光热产业稳居行业龙头。

山东拥有力诺、皇明、桑乐等行业领军企业和海尔、天丰、黄金等一大批太阳能二线品牌,形成了济南和德州两个太阳能核心产业基地,拥有国内最完整的太阳能光热产业链,是国内太阳能生产和应用最成熟的省份。从产业链角度看,在石英砂环节,力诺集团拥有一座可开采100年的石英砂矿山,临沂市又是我国著名的“石英砂之乡”,原料供给充足;在毛坯管生产环节,力诺集团毛坯管产量占到国内市场份额的51%,诸城天旭和兖州曜晖毛坯管产量也位居行业前列;在镀膜管生产环节,力诺集团镀膜管产量占到国内中高端市场的70%,皇明、桑乐、天旭等企业也都形成了较大的产能;在热水器生产环节,力诺、皇明和桑乐三驾马车并驾齐驱,占到国内市场份额的16%左右。

综合而言,山东省在太阳能光热领域的优势主要表现在:一是太阳能热水器名牌产品最多,在行业目前仅有的7个中国名牌中,山东省就占据了其中的3席,占到42.9%;二是光热产业链最完整,拥有目前行业唯一的从石英砂、毛坯管、镀膜管到集热器、热水器和热水工程的完整产业链;三是太阳能热水器产能最大,2008年太阳能热水器产能突破1000万平方米,占到国内总产量的30%左右;四是推广太阳能热利用产品最多,截至2008年,全省累计推广1000多万平方米,相当于欧盟15年、北美30多年的推广量;五是太阳能下乡中标企业最多,在全国中标的92家企业中,山东就达到了20家,占到中标企业总数的21.7%;六是太阳能技术水平最高,拥有行业首条全自动真空镀膜生产线和太阳能热水器生产线,中高温研发已经取得阶段性进展。

2.光伏产业发挥后发优势。

山东省在太阳能光伏领域起步较晚,目前尚不具备与江苏、河北、江西等光伏大省相抗衡的实力。但是随着2008年力诺集团太阳能电池片项目的投产,山东太阳能光伏产业后发优势逐步显现。特别是近两年,山东省太阳能光伏产业大动作不断,2008年7月17日,力诺300MW光伏电池片项目一期50MW正式投产,产品平均转化效率达到17%,位居行业领先水平;仅仅过了不到一个月,8月14日,中国光伏集团东营光伏太阳能有限公司在欧交所创业板Alternext市场成功上市,募集资金512万欧元,成为了我国第11家在海外上市的光伏企业;10月23日,由(香港)宇骏集团有限公司独资建设的太阳能硅片项目正式落户潍坊高新区,该项目计划在第一年内硅片切割规模达到60兆瓦,5年内达到1000兆瓦生产规模;今年4月18日,晟朗能源科技有限公司总投资达90亿元的光伏项目在济南市商河县正式开工建设,预计建成后将形成2000MW太阳能多晶硅、1000MW电池片及光伏组件产能;随后的5月16日,山东昂立天晟光伏科技有限公司总投资12.8亿元的光伏项目在枣庄高新区正式开建,项目全部建成后将形成100MW光伏电池片和100MW光伏组件的产能,年产值将突破30亿元人民币。预想这些项目均能够按期完工的话,山东省也必将在我国光伏产业中占据一席之地。

二、太阳能产业发展政策

山东省太阳能产业发展独树一帜,在很大程度上与山东省对于太阳能发展的重视程度密不可分。早在2007年10月,山东省经贸委和财政厅就联合出台了《山东省太阳能集热系统财政补贴资金使用管理暂行办法》,对教育系统集中安装太阳能热水器给予30~50%财政补贴的优惠政策,最高补贴额为150万元人民币,这极大地促进了山东省太阳能光热产业的发展。在山东省集热系统补贴政策的带动下,山东省内多个城市出台了类似的补贴政策,如东营市政府大力实施“百村万户太阳能工程”,按照农户安装每台太阳能热水器1000元的标准给予财政补助,对集热面积达100平方米以上的太阳能集中供热工程,每平方米则给予500元的补助。德州市政府启动了太阳能集热系统财政补贴项目,对于新建太阳能集热系统,给予基础教育学校50%、其他学校和宾馆30%的补贴资金。在强制安装太阳能热水器方面,2008年至今,山东省包括济南、青岛、威海等在内的多个城市都出台了12层以下建筑必须安装太阳能热水器的“强装令”,为太阳能热水器在山东省内的普及起到了积极的推动作用。

2009年3月下旬,山东省经贸委和节能办联合《山东省关于加快新能源产业发展的指导意见(征求意见稿)》,提出打造济南和德州两大太阳能产业基地,拉长光热和光伏两大产业链,实现光热、光伏产业的协调发展,此外,该指导意见还制定了山东省太阳能产业发展目标,即到2011年,全省太阳能热利用产业销售收入达到550 亿元、太阳能热水器产量达到2600万平方米;全省太阳能光伏产业销售收入达到350亿元、光伏电池组件产量500兆瓦。

除了政策法规,山东省还从多个渠道对太阳能企业发展给予扶持帮助。2007年,力诺集团正式开工建设300MW光伏电池片项目,随后该项目被列入了山东省和济南市重点建设工程,得到山东省政府2000万元科研资金扶持;2007年元月,以皇明集团为太阳能产业核心的德州市正式获准举办第四届世界太阳城大会,2008年4月,山东省省长姜大明专门到德州调研太阳能产业,并明确表态将全力支持德州市举办世界太阳城大会,随后,山东省从人、财、物等各个方面都对德州市和皇明集团给予了重点支持。2009年4月份,山东省又在全国范围内率先成立了由省节能办主任任会长的山东省太阳能协会,该协会将对全省太阳能产业的发展给予指导和帮助。

三、太阳能产业发展趋势

太阳能作为一个新兴产业,市场发展远未成熟,目前的市场竞争格局并不能代表将来的发展趋势,因此,无论是目前行业的领军企业,还是刚刚进入的后起之秀,都应该认真研究太阳能行业发展趋势,科学制定本企业发展规划,认真搞好企业管理和科技创新,从而实现企业的健康、快速发展。下面结合自身的理解,对山东省太阳能光热和光伏行业的发展趋势进行逐一分析。

1.光热发展趋势。

随着太阳能下乡和“能效标识”等工作的逐步开展,太阳能热水器行业的竞争将日趋激烈,其整个行业的竞争发展态势将和当年电视机行业的竞争态势相仿,缺乏核心竞争力的中小企业将逐渐退出历史舞台,最终形成十几家大型太阳能企业并存的局面,而这十几家太阳能企业,无论从生产工艺、产品质量和技术创新等方面都形成了自身独特的竞争优势。

凡是能够在激烈的市场竞争中生存下来的企业,都是具有核心竞争力的企业,都是对自身发展有准确定位的企业。纵观国内太阳能热利用企业,真正在技术领域形成核心竞争优势的,还是以山东的企业为多。一是力诺集团,依托德国PARADIGMA公司和清华大学雄厚的技术研发优势,在太阳能与建筑一体化和中高温应用领域优势明显,而这两点,正是太阳能热利用最核心的两个发展方向;二是皇明太阳能集团,依靠以章其初博士为核心的研发团队,在太阳能热水器生产设备的全自动升级上优势显著,而这,不仅提高了劳动效率,降低了生产成本,还使生产线大规模复制成为了可能;三是桑乐太阳能,以山东省科学院强有力的博士团队为后盾,在全自动数字化太阳能应用领域优势突出,该公司目前也是我国在新农村市场开拓领域最成功的企业。

以这几家企业目前的情势,倘若不出现大的决策失误或突发事件,都应该能够在激烈的市场竞争中发展起来。此外,海尔太阳能依靠海尔集团完善的销售网络渠道,将其在家电领域的竞争优势扩展到太阳能领域,或许能够取得较大的发展。其他诸如天丰、黄金等获得家电下乡资格的二线品牌,只有充分把握这次难得的发展机遇,科学决策、强化营销、加大研发,才可能后来居上,更上一层楼。

2.光伏发展趋势。

山东省在光伏领域起步较晚,发展较慢,尚未形成核心竞争优势。但正如前文所述,山东省太阳能光伏产业新建大项目不断,这又使我们对山东省光伏产业的发展充满了更多期望。但随着太阳能光伏发电成本的逐渐降低,行业内的竞争态势将日趋激烈,在经历一段时间的企业混战后,行业洗牌将在所难免。在硅片生产领域,倘若晟朗2000MW多晶硅片项目能够于2012年顺利投产,届时也至少是国内前五位的硅片生产企业,因为目前全球最大的硅片生产企业江西赛维LDK2009年的产能仍维持在1500MW。在晶硅电池片生产领域,力诺和晟朗都制定了宏伟的发展规划,但最终生存并发展起来的,是在技术进步、市场开拓、企业管理领域具有核心竞争力的企业,倘若两家企业能够在2012年前形成1000MW产能的话,也将会有机会进入中国前十强,目前无锡尚德的产能已达1000MW,产量为497MW。在薄膜电池生产领域,省内主要有孚日光伏和威海中玻两家企业,而孚日光伏最具发展潜力,它生产的是CIGSSe薄膜太阳电池,今年第三季度产能将达到60MW,最终将形成240MW产能,据有关证券机构评估,该企业成为中国First solar的机会为70%,仅次于天威薄膜的90%,这充分说明了该企业在薄膜领域强劲的发展态势。在太阳能工程领域,力诺和华艺将是山东省光伏工程参与市场竞争的核心力量,力诺集团正在积极筹建1.6MW光伏发电工程,又与日喀则行署签约10MW光伏发电项目,这充分说明集团在光伏工程领域的优势;华艺集团自主研发的自动跟踪电站方面比固定安装的光伏系统发电量可提高40%,目前年产能可达500MW,市场竞争优势明显。

第4篇:光伏发展趋势范文

关键词 光伏技术;专利分析;技术路径

1 国内外光伏产业技术发展概况

1.1 世界光伏产业技术发展概况

自1839年发现“光生伏打效应”和1954年第一块实用的光伏电池问世以来,国外太阳能光伏发电取得了长足进步。单晶硅电池的实验室效率已经从20世纪50年代的10%提高到目前25%,多晶硅电池的实验室效率也达到20.4%,非晶硅薄膜电池实验室效率达到10.1%,碲化镉太阳能电池实验室效率达到16.4%,铜铟镓硒太阳能电池实验室效率达到20.3%[1]。以美国SunPower和日本Panasonic为代表的高效电池组件制造商的光伏产品效率已达到24%。日本的太阳能光伏发电系统形成了成熟的技术和产业体系,尤其是住宅建筑的太阳能光伏发电系统,已成为最大的太阳能光伏发电系统的设置用户。目前高效单晶组件产品的成本已低于传统单晶组件产品,但还高于多晶产品,高效电池技术在全球范围内蓄势待发[2]。

目前,世界光伏技术呈现的特点是经济越发达的国家对光伏产业越重视,其技术发展也就越先进。在欧洲,德国、法国的光伏技术处于领先地位;在亚洲,日本走在前面,尤其是福岛核电站事故后,绿色可再生能源成为日本发展的主流,日本的太阳能光伏发电系统已形成了成熟的技术和产业体系,户用电源系统发展迅速,已成为太阳能发电的重要组成部分。中国也紧跟发展步伐,分布式电站和户用电站将成为我国的主要支持方向。

1.2 中国光伏产业技术发展概况

我国光伏电池的研究始于1958年,自1981年开始,光伏电池及其应用开始列入国家的科技攻关计划,通过“六五”到“十一五”六个五年计划,在光伏电池器件及应用技术方面取得了可喜成绩;2000年之后,国家科技部启动了国家863计划和973计划,分别对光伏发电的产业化技术和基础性研究给予支持,尤其在晶体硅电池领域,重点加强对单晶硅电池技术、多晶硅铸锭技术、高效电池技术、晶体硅电池产业化技术以及特殊太阳电池组件的开发[3]。目前,单晶硅电池的实验室效率最高24%,产业化单晶硅电池的最高效率已经超过20%;多晶硅电池的实验室效率最高达19.5%,产业化多晶硅电池的效率已经达到18.5%。

在世界光伏市场拉动下和国家队发展新兴产业的支持和促进下,我国光伏制造业从小到大、从弱到强,已经成为全球太阳电池和组件的最大制造国。总体看,一是我国晶硅电池/组件在性价比上具有国际竞争优势;二是多晶硅材料不具有晶硅电池/组件那样的竞争优势,特别是成本处于劣势。我国现有一部分多晶硅制造企业由于成本高于国际平均水平而不得不停产,因此针对提高多晶硅性价比的技术是我国多晶硅的奋斗目标;三是在原辅材料及设备制造方面,有些材料,如封装玻璃、切割液、密封胶等,基本满足了国内的市场需求。但有些材料,如组件封装材料EVA和背板材料TPT等与国外还有一定差距。我国光伏设备制造为满足国内需求做出了重大贡献,但高端设备与国际相比还有一定差距。高端原辅材料及高端设备制造技术水平的全面提升是我国光伏产业的重要战略任务之一。

2 河北省光伏产业技术发展情况

2.1 基本情况

河北光伏产业起步较早,具备较好的产业基础和竞争力。目前,河北省光伏产业水平和规模在全国处于“第一梯队”。由《河北省高新技术企业统计报表》可知河北从事光伏产业的高新技术企业有30余家。虽然河北省有一些在全国具有较大影响力的光伏企业,比如晶龙集团、英利集团,但河北光伏行业也存在着各光伏企业科技发展水平总体差异较大的现实情况。

2012年行业危机对河北省光伏产业形成严重冲击。资料显示,当年河北省太阳能电池产量3 321.4MW,同比增长26.69%;主营业务收入累计200.11亿元,同比增长-33.48%,利税总额-27.24亿元,增产不增收,亏损额逐月加大,部分以光伏产业为电子信息领域发展重点的地市亏损局面较为严重。即便如此,主营业务收入占河北省光伏行业近30%的晶龙、英利集团等一批太阳能光伏重点企业,在2012年的行业危机中却逆市上扬。

2.2 重点企业技术现状

河北以晶龙集团和英利集团为代表的光伏企业在国内外技术和市场方面都占有重要地位。晶龙集团以生产单晶硅和单晶硅太阳能电池见长,英利集团在多晶电池及多晶硅铸碇方面发展迅猛。

晶龙集团旗下子公司晶澳公司开发了许多高效率、低成本的量产工艺和技术,打通了电池和组件量产中的技术环节,率先将所有产线上单晶电池(P型)效率提高至19.5%以上,单晶组件功率提升至270W以上,多晶电池效率提高至18.0%以上,多晶组件功率提升至260W以上。由于较好的产品品质、有竞争力的生产成本,在欧盟“双反”背景下,晶澳能够获得超过50%的欧盟进口配额(晶硅电池)。从2010年开始,晶澳研发N型电池技术(Bycium,倍秀)已有4年基础,目前Bycium实验室批量效率达20.5%,最高到20.9%。凭借业内领先的制造技术水平以及优秀的电池技术研发能力,为低成本、高质量、高功率N型单晶产品的规模化量产提供富有竞争力的解决方案。

英利集团的Panda(熊猫)电池源于ECN的n-Pasha电池,熊猫电池量产后电池光电转换效率在19.5%~20.0%,组件功率在270W~275W,开创了国内N型太阳能电池的新发展方向。但熊猫电池为了为了平衡成本,未采用特别复杂的流程。其与传统P型单晶电池技术主要差异如下:需要以少子寿命较高的N型硅片作为衬底,前表面进行硼扩获得PN结结构,需要应用前表面钝化技术和背表面钝化技术,背面需要金属Ag栅线收集电流,流程相对复杂、辅料成本较高。

3 光伏产业关键领域技术分析

多晶硅原材料、硅片的制备、高效太阳能电池制备等几个关键领域的技术发展情况是:

3.1 多晶硅原材料

改良西门子法加低温氢化技术是目前全球多晶硅原料的主流科技方向,在提高效率、降低成本特别是降低电消耗方面效果显著。我国90%以上是改良西门子法,改良西门子法加低温氢化技术是我国行业发展的基本态势。

3.2 硅片的制备

3.2.1 晶体硅的制备。晶体硅分为单晶硅和浇铸硅,两条技术路线的争论持续了近30年。市场的占有率与两种方法在不同时期所产生的科技进步紧密相连。浇铸硅产量大成本低,但是制备电池的转换效率相对较低;单晶硅产量低、成本偏高,但转换效率是目前光伏电池中最高的。欧洲屋顶电站最兴旺的时候,也是单晶硅在世界市场占有率最高的时候。中国光伏发电的发展初期阶段主要以地面大型电站为主,由于不受占地面积的限制,浇筑硅因其成本较低得到了长足的发展。随着分布式电站的实施,单晶硅还会重新占据上风,两条技术路线的竞争也还会长期存在。

在单晶硅制备中,目前全球主要采用的是P型掺硼晶硅制作,光照10小时后会产生5%~8%不可恢复效率衰减,该难题长期困扰着光伏界,河北省科学家研发低光衰掺镓硅单晶,平均消除6%光衰,成本降低6%。

3.2.2 硅片的切割。线切割技术的问世,完全取代了内圆切割,实现了切割技术的升级换代。随着科技的不断进步,金刚线切割技术已经问世,不仅切割速度是常规线切割的2倍,而且冷却浆液无污染,避免了线切割后的砂浆废液后处理,具有很好环保效果。冷却方式的革新,推动了线切割的更新换代,金刚线切割技术是未来的发展主流。

3.3 高效太阳能电池的制备技术

高效太阳能电池的制备技术分为:碲化镉薄膜电池、非晶硅薄膜电池、铜铟镓硒薄膜电池、染料敏化柔性电池、晶硅电池。晶硅电池以转化效率高、成本低占据了市场的主流,目前的市场占有率达到85%以上,成为光伏发电的主要技术。相比而言,薄膜电池成本高、效率低,投资巨大。

晶硅电池的发展近几年有了突破性的进展,量产效率已超过20%,2012-2014年科技部资助的863计划把中国晶硅电池的转化效率提高到了一个崭新的阶段,达到国际先进水平。继续提高晶硅电池的转化效率,是目前光伏发电的研究的主流方向和目标。

3.4 其他关键光伏制造技术

背接触电池技术、二次印刷技术、大功率高效低衰减光伏组件技术是目前最新的科技动态和发展方向。

4 光伏技术领域专利分析[4]

本部分对光伏领域的专利进行分析,从发展规模、发展趋势、主要国家技术领域和主要机构技术分布等方面考察光伏技术发展态势。研究对象为全球光伏技术的相关专利,专利数据来源于中国科技信息研究所专利分析数据库,通过关键词与分类号的组配检索下载建成“光伏产业专题专利数据库”,并基于该数据库进行相关分析。由于专利数据的延迟性,导致2010年和2011年的专利数据不完整,因此下文分析中这两个年度的内容仅供参考,不做结论。

4.1 世界光伏领域技术情况专利分析

4.1.1 世界光伏技术专利逐年申请情况

20世纪60-70年代光伏技术处于发展初期,总体专利申请量较小,每年的专利申请数量基本维持在10之内;直到20世纪70年代末,光伏技术越来越受到重视,专利申请数量开始逐步增长,最高的年份是1983年,达235项;20世纪80年代中后期光伏技术发展出现波动,表现为专利申请数量开始小幅回落,这种回落的态势一直持续到20世纪90年代中期,由每年200余项降到不足百项;从1995年开始光伏技术开始进入上升阶段,稳步、平缓的发展一直持续到2001年,该年专利申请量达306项;在2002年增长速度有一个小幅回调之后,光伏技术度专利申请量出现了新一轮的、真正的高速发展期,全球专利申请数量迅猛增长,在2002年到2005年4年间,专利申请数量翻了一番,由每年近300项上升到600余项,在2006年到2009年的4年间,专利申请数量又翻了一番,由每年不到1 000项增长2 085项。

4.1.2 光伏技术专利在各国的分布

美国、中国、韩国、日本、英国、法国、德国、中国台湾、加拿大、澳大利亚这10个国家和地区拥有全球专利申请数的96.7%,其中美国和中国均占24%,日本占20.5%,韩国和德国分别占有8%左右的份额。

4.1.3 光伏重点技术领域专利分布

在六大技术领域中,结晶硅专利申请量最多,其次为化合物薄膜和薄膜硅,化合物结晶及染料敏化最少。其中结晶硅专利申请起始年限最早在20世纪60年代。

4.1.4 各国重点发展技术

中国在光伏技术领域的专利申请量总量位于世界领先地位,在结晶硅和化合物薄膜方面研发实力强,专利申请数量超过了其他国家,而化合物结晶核方面研发能力弱,专利数量较少;美国在不同领域的技术分布态势和全球技术分布一致,专利申请量最多的是结晶硅,薄膜硅和化合物薄膜专利申请数量相近,位于其次,染料敏化方面的专利申请数量最少;日本在结晶硅和薄膜硅两个领域的专利申请数量相近,且为最多,其次是化合物薄膜专利申请数量,染料敏化方面的专利申请数量最少;欧洲和德国的光伏技术专利分布相似,它们的专利申请数量远低于前三个国家,专利申请量最多的是结晶硅,薄膜硅和化合物薄膜专利申请数量相近,位于其次,化合物结晶的专利申请数额位于倒数第二,不过在染料敏化和有机半导体方面,这两个地区存在明显差异,德国染料敏化专利数远大于欧洲,而欧洲的有机半导体专利数远大于德国;韩国在专利申请量最多的是结晶硅,其次化合物薄膜,薄膜硅和有机半导体专利申请数量相近,位于再次,最少的染料敏化和化合物结晶的专利申请数额。

4.1.5 光伏研究机构的专利分析

光伏技术领域主要专利申请机构全球排名如图2,在前20位的排名中,日本机构有12家,占60%;美国机构有4家,占20%;韩国和德国分别有2家机构。其中,专利申请数量最多的3个机构分别是日本的三洋电力、佳能和三菱集团,其次是德国西门子;再次是德国默克集团、日本夏普、日本昭和壳牌石油、美国RCA以及美国应用材料公司;剩余的11家机构光伏专利申请量差别不大。从中看出,日本科研机构在光伏领域具有很强实力,不仅拥有光伏专利的机构数量多,而且机构拥有光伏专利的数量也多;德国虽然只有2家机构进入全球20强,但这2家机构拥有的专利数量都在排名前5位。中国虽然拥有光伏专利总数很多,但没有一家机构能进入全球20强。

4.2 中国光伏领域技术情况专利分析

4.2.1 中国光伏技术总体专利申请情况

中国光伏专利发展动向如图3,在20世纪90年代中期之前中国光伏技术仍处于发展初期,总体专利申请量较小,每年的专利申请数量基本维持在1~2项;在1995年-2004年的10年间,中国光伏技术稳步发展,专利申请量逐渐增加,这比世界光伏技术增速发展的时间晚20年;2005-2010年是中国光伏技术真正的高速发展期6年间光伏专利申请数量增长了7倍,在2010年达到顶峰。

由世界和中国光伏领域技术发展趋势图的分析,初步认为从生命周期上看,光伏技术已经走过萌芽期和成长期,正处于成熟期。

4.2.2 中国光伏技术领域分布

通过对近10年中国光伏技术专利申请情况的统计分析,不同类型的光伏技术在中国的发展情况各有不同。结晶硅和化合物薄膜起步稍早,在2002年已经开始进入新一轮较长时期的快速增长阶段,在经过4年的稳步增长之后,接下来又有5年的飞速发展阶段,2010年的专利申请数是2002年的几十倍到上百倍;薄膜硅的发展趋势类似于结晶硅,只是该领域专利申请数最多的年份是2009年,早结晶硅1年;化合物结晶在2002-2007年度6年间,专利申请数量保持较稳定的状态,在2008年有一个突然急速增长,之后的4年就维持在这个较高专利申请数状况;有机半导体专利申请数在这些年变化不大,前几年保持稳定状态,后几年又保持在比前面稍高的一个稳定状态;染料敏化起步稍晚,从2006年起一直处于稳步增长的趋势。

4.3 重点光伏领域情况分析

4.3.1 结晶硅

结晶硅发展趋势图很清晰,在经过30多年的少有起伏的持平和平缓发展阶段后,进入一个快速发展期,然后又开始回落。具体来说,结晶硅起步较早,开始于上世纪60年代中期。在1964年到1974年期间,结晶硅技术处于起步期,每年的专利数不超过5项;1975年到1985年结晶硅专利申请数开始稳步增长;但到1986年突然开始出现回落,这种回落振荡期一直延续到90年代中期;从此之后,结晶硅技术进入不断发展阶段,这种发展有个鲜明的特点,先是平稳发展然后就有一个急速增长期,1996年到2004年就是稳步发展期,随后的5年就是急速发展期。整个发展趋势看,结晶硅技术已走过初始期、增长期,目前应该处于成熟期阶段。

在结晶硅专利全球分布中,中国、美国、日本、德国、韩国、中国台湾、澳大利亚、加拿大、法国和英国这10个国家和地区拥有全球专利申请数的96.7%,其中中国占27%,美国23%,日本18%,韩国和德国分别占9%和7%的份额。

4.3.2 薄膜硅

薄膜硅的技术发展趋势较简单,经过长期持续稳定,进入发展阶段,又迅速回落。具体可分为3个阶段:1984年到2004年的20年间,都处于平稳期,每年的专利申请数量基本稳定在同一数值;从2005年开始的5年,薄膜硅专利申请数开始逐年增长,5年增长了近5倍。

在薄膜硅专利全球分布中,日本、美国、中国、韩国、德国、中国台湾、澳大利亚、法国、加拿大和英国等10个国家拥有全球专利申请数的97%,其中日本31%,美国25%,中国占17%,韩国和德国分别占6%的份额。

4.3.3 化合物薄膜

化合物薄膜专利申请数在1984年到1995年间基本稳定在相同水平;从1995年之后的连续10年都是一个平缓的发展阶段;到2005年就进入了快速发展阶段,每年化合物薄膜的专利申请数量都有大幅增长。

在化合物薄膜专利全球分布中,中国、美国、日本、韩国、德国、中国台湾、加拿大、法国、澳大利亚和英国等10个国家拥有全球专利申请数的94%,其中中国占30%,美国24%,日本14%,韩国和德国分别占8%和6%的份额。

5 结论

5.1 河北光伏产业链最为完整,不仅有晶体制备和硅片加工,还有光伏电池封装设备生产。河北晶龙实业集团、晶澳太阳能有限公司、天威英利新能源有限公司、光为绿色新能源股份有限公司等企业是河北省光伏产业的代表性企业,产业创新能力较强,在全国光伏企业名列前茅,具有较强影响力。但同时河北省光伏企业技术创新水平差别很大,仅有少数几个企业实力较强,大部分企业技术创新实力不足。

5.2 从世界和中国光伏领域技术发展趋势分析,初步认为从生命周期上看,光伏技术已经走过萌芽期和成长期,正开始步入成熟期。美国、中国、韩国、日本、英国、法国、德国、中国、加拿大和澳大利亚这10个国家和地区拥有全球专利申请数的96.7%。中国在光伏技术领域的专利申请量总量位于世界领先地位,在结晶硅和化合物薄膜方面研发实力强,而化合物结晶核方面研发能力弱。

5.3 河北是光伏大省,代表性企业在中国光伏界具有举足轻重的地位,拥有引领潮流的科研成果也较多。因此,支持这些企业将突破性科研成果实现产业化对河北省乃至全国光伏产业的发展都具有重大意义。可将典型企业多项先进技术集成形成拳头产品、优秀品牌进行推广,通过以点带面推动河北省光伏技术的进步。

参考文献:

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[4]肖沪卫.专利地图方法与应用[M].上海:上海交通大学出版社,2011.

基金项目:本文由石家庄经济学院博士科研启动基金、石家庄市软科学项目与中国科学技术信息研究所科研项目共同资助。

第5篇:光伏发展趋势范文

关键词:风电 光伏 电网 影响 对策

当前,能源危机与环境恶化是人类面临的两大难题,开发风能、太阳能等风电、光伏等发电以替代传统的化石风电、光伏等,有望解决此类问题。随着甘肃河西风电及酒泉光伏发电等风电、光伏等的大规模并网,对电网发展特别是相对薄弱的甘肃电网发展提出了更高的要求。为此,需求适时调整电网管理体制,确保电网安全、稳定、经济运行。

1、风电、光伏发电对电网的影响

按照国家节能减排政策的要求,在关停小火电机组的同时,加快清洁新能源(主要包括水电、风电和光伏发电)的发展速度,优化了能源结构,截止2010年底,全国水电装机容量达1.9亿千瓦,风电装机容量达3000万千瓦,光伏发电也取得了明显的阶段性试验成果。

其中,水电由于上网电价较低,全额上网对电网企业购电成本的降低是有利的,然而风电和光伏发电的上网电价均较高,虽然有关部门已出台了可再生能源发电价格和费用分摊管理办法,即使如此,如果大量收购可再生能源,对电网企业的购电成本也是极为不利的。

此外,由于风能、光伏发电具有波动性和间歇性,调峰调频能力和低电压穿越能力都比较差,在传统电源比例较小的地区,仅靠有功调节速度较慢的火电机组,难以完全适应其出力的快速变化,将给电网的并网控制、运行调度、功率预测、供电质量等带来巨大挑战。

随着风电、光伏发电上网电量逐日增加,引起电网企业购电成本上涨的同时,风电的不稳定性还将引起电网运行成本的增加;此外,由于节能减排政策的要求,高耗能产业的发展将会受到制约,势必会引起电网企业售电量的急剧下降,电网企业的经营效益将会受到不良影响。

加之,由于风能、太阳能发电具有波动性和间歇性,调峰调频能力和低电压穿越能力都比较差,在传统电源比例较小的地区,仅靠有功调节速度较慢的火电机组,难以完全适应其出力的快速变化,将给电网的并网控制、运行调度、功率预测、供电质量等带来巨大挑战。目前,风能的功率预报技术还不成熟,运行控制技术尚不能满足风电大规模接入电网的要求,随着近年来风电等新能源的大规模快速发展,电网安全稳定运行问题已经显现,电网适应新能源发展的能力亟待提升。

2、风电、光伏等对电网管理体制的影响分析

技术创新和制度创新之间是一种相互依存、相互促进的辩证关系,技术创新是推动经济发展和社会进步的决定因素,制度创新。随着风电及光伏发电的大规模上网,必须相应调整电力调度管理职责、管理权限,优化电网运行管理机构,以加强电网的协调运行,防范、控制可能的安全事故。

根据甘肃经济社会和风电、光伏等技术发展的总体趋势,以及甘肃“十二五”能源规划,“十二五”期间电源、电网规模将相应地大规模扩展。同时,也各种风电、光伏等前沿技术,特别是风电、光伏等前沿技术逐步进入工业化应用的阶段,对未来甘肃电网的发展提出了更高的要求。因此,电网管理体制的发展需要逐步适应技术不断进步,确保电网安全、稳定、经济运行。

3、对策分析

3.1 风电、光伏等项目审批管理规定

相关部门核准的风电、光伏等项目,特别是跨省跨区消纳的风电、光伏等项目应充分考虑对电网的影响,征求电网公司接入电网的意见,建议国家主管部门授权电网企业制定有关约束风电、光伏等发电企业和电网运行商之间权责的制度。发电商有责任向电网准确上报预测电量,电网有责任按照考核标准全额收购电量。避免对电网造成较大影响。

3.2进一步完善电价形成及费用分摊机制

建议国家主管部门进一步完善风电、光伏等电价形成及费用分摊机制,单独核定大型风电、光伏等基地送出工程的输电价格,制定辅助服务补偿办法。

(1)定价机制

采用强制性购买方式,保证可再生风电、光伏等的开发商能够以国家批准的价格出售电力,并由电网企业全额收购。

(2)选择机制

我国对大型风电场开发采取了政府特许权招标制和核准制并行的机制。一方面,政府首先在一定的风资源分布区域进行初步的资源勘测和评价,把已经取得初步评价结果的区域向投资者招标,确定最佳的开发公司和风电上网电价。另一方面,特许权项目附近地区,可以在资源条件许可、符合规划、获得政府部门批准的条件下由发电公司组织开发风电,并参照特许权项目价格确定电价。

(3)补偿机制

《可再生风电、光伏等法》明确,可再生风电、光伏等上网电价按照有利于可再生风电、光伏等开发利用的原则确定。为了鼓励发展可再生风电、光伏等,我国建立了可再生风电、光伏等电价补贴机制,可再生风电、光伏等发电高于常规风电、光伏等成本的部分由全社会分摊,即从可再生风电、光伏等电价附加中解决。

(4)交易机制

由国家明确各省可再生风电、光伏等发电配额,建立绿色风电、光伏等交易机制,可再生风电、光伏等发电能力富余地区在完成配额目标的基础上,可以将超出部分的发电量以绿色证书交易形式在交易市场上卖出获得收益,可再生风电、光伏等发电能力不足地区可以以购买交易市场的绿证来完成配额指标。

4、结论

为了实现风电、光伏等替代和大规模开发利用,建立完善适应我国风电、光伏等发展要求的风电、光伏等电力规划发展、电网调度运行管理体制,建立完善相应的市场体系框架和补偿机制,形成合理的电价机制,完善配套的法规和政策,形成促进风电、光伏等发展的市场环境、体制环境和政策环境,并实现各方面因素的相互配套、衔接和协调。本文通过对风电、光伏等发电现状及发展趋势的分析,结合电网实际情况,分析大规模风电、光伏等发电上网对电网的影响,全面分析电网管理体制存在的问题,提出具体的应对措施及策略。

参考文献:

第6篇:光伏发展趋势范文

关键词:分布式光伏发电;关键技术;发展前景

中图分类号:TM615 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 04-0000-01

随着能源短缺与能源需求的矛盾日益突出,能源价格会不断升高,严重阻碍了社会发展的步伐,寻找可再生能源,走可持续发展道路迫在眉睫。太阳能作为一种最常见的可再生能源,不仅分布广,无污染,而且可再生,被国际上认为是最好的化石能源替代品[1]。

太阳能光伏产业作为可再生能源产业,引起了各国政府的重视和大力支持。很多国家正积极研究光伏发电技术,并出台分布式光伏发电的财政补贴等政策,以促进光伏产业的快速发展,来应对能源短缺现象[2]。

光伏发电技术是一项优化未来能源构成的高新发电技术,分布式光伏电站的快速发展将加速远程监控系统的开发和推进相关技术的市场需求。随着计算机网络技术和通信技术的快速发展,远程监控系统将成为一种重要的手段。

一、分布式光伏电站简介

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。是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。

二、分布式光伏发电特点

分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电,就近使用,就近转换,就近并网的原则,以满足特定用户的需求,可以有效提高同等规模光伏电站的发电量,还可以降低电力在升压及长途运输中的损耗。具有以下特点:

一是输出功率相对较小,一般而言,一个分布式光伏发电项目的容量控制在数千瓦以内但小型光伏系统相比大型的投资收益率并不会降低;

二是污染相对很小,没有噪声,也不会对空气和水产生污染,环保效益突出;

三是可以在一定程度上改善当地的用电状况,但是分布式光伏发电的能量密度相对较低,并不能从根本上解决用电紧张问题,而且具有间歇性;

此外,还有安全可靠性高,抗灾能力强,非常适合于远离大电网的边远农村、牧区、山区供电,不需要远距离输送电力,成本低、效率高[3]。

三、分布式光伏电站监控体系结构

分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池阵列、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,分布式光伏发电系统的太阳能电池阵列组件将太阳能转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过联接电网来调节。

四、分布式光伏电站监控系统技术

分布式光伏发电倡导尽可能就地消纳,通过配电网接入电力系统,配电自动化系统需要对光伏发电进行监控和管理,以保证电网的安全可靠运行。分布式光伏发电一般在农村、牧区、山区,发展中的大、中、小城市或商业区附近建造,通常建在工业厂房、公共建筑以及居民屋顶上。这给分布式光伏电站的监控和管理都带来了挑战,我们可以通过远程监控来解决这一难题。

(一)通讯技术。分布式光伏发电系统的通信方式有多种类型。主要取决于城市中心、市区、郊区、农电等不同的地理位置。通信介质也分多种,包括:光纤、电力线载波、无线等方式。光纤通信具有容量大、传输距离远、抗电磁干扰、无辐射等特点,是市区配电网自动化首选的一种通信方式。随着光纤通信技术的不断普及和发展,其性价比也比较适中。无线方式通信实施比较方便,而且布置灵活,但容易受干扰。电力线载波通信方式比较适合农电及远距离线路,价格也相对便宜。

(二)监测系统的构成。由数据采集系统、数据传输系统、数据中心组成。数据采集系统应至少包括环境监测设备,电参数监测设备等。

1.数据采集。数据采集是指从传感器和其它待测设备等被测单元中采集需要的数据,送到上位机中进行分析、处理的行为。电压传感器用于采集光伏阵列的输出电压、蓄电池电压、逆变器输入电压、直流负载的输入电压。电流传感器用于采集光伏阵列的输出电流、蓄电池电流、逆变器输入电流、直流负载的输入电流。智能传感器用于采集逆变器的输出电压、电流、功率、功率因数。温度传感器和调理板用于采集室外、光伏组件和蓄电池的温度。辐照仪用于测量水平面的太阳总辐照度和光伏阵列表面的辐照度。

2.数据传输系统。电站数据监测系统中监测装置与数据采集装置之间、数据采集装置与数据中心之间的数据传输。根据分布式光伏电站、电力部门的不同情况选择相应的通讯方式进行数据传输,并确保数据传输的方便和安全。

3.数据中心。通过实现统一的数据定义与命名规范,集中多个光伏电站数据的环境。软件部分是整个监测系统的核心,从传感器采集得到的信息量将全部送至该部分进行数据处理和显示。提供了强大的图形界面,显示画面生动,一目了然。

五、我国分布式光伏电站发展现状与前景

中国光伏产业的发展曾过度依赖国外市场,尤其是欧洲市场,受欧债危机、欧盟及美国“双反”等事件的影响,国外市场持续低迷,中国光伏产业的持续发展也因此呼吁国内光伏市场的快速启动。

目前分布式光伏发电已被广泛应用在家庭供电、道路照明、景观照明、交通监控、大型广告牌、发电站,市场规模逐步扩大,呈现出广阔的市场前景。2012年12月19日,国务院召开常务会议提出要着力推进分布式光伏发电,鼓励单位、社区和家庭安装和使用分布式光伏发电系统。在《关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》文件中,将在每个省建设500MW分布式光伏的规模化应用示范区[4],这是国内启动的至今最大的光伏项目,这些政策极大鼓舞了国内分布式光伏产业的发展,我国分布式光伏产业迎来了重大的挑战和机遇。

参考文献:

[1]陈晨,陈明明.太阳能光伏发电现状分析及发展方向[J].动力与电气工程,2013.

[2]王斯珍.我国已成为全球主要太阳能电池生产国[J].四川水利发电.2008(124):14-15.

第7篇:光伏发展趋势范文

关键词:光伏电站;温湿度;动态变化;乌兰布和沙漠

中图分类号为:X828,S161。

引言

随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加,化石燃料等传统能源日渐枯竭的同时也造成了大量温室气体的排放,能源危机和环境污染已成为世界各国共同面临的课题。太阳能光伏发电技术因其清洁、永续、取用方便等多种优势,成为目前发展前景最为广泛的一种能源生产技术[1-4]。中国西北干旱区是中国沙漠分布最为集中的地区,约占全国沙漠总面积的80%,同时也是太阳能资源丰富区[5-7]。在沙漠地区建设太阳能电站,不仅不占用宝贵的耕地,还能充分利用太阳能光照资源,为地区经济发展提供能源保障[8-9]。然而,由于太阳能光伏发电板的反射作用,部分太阳辐射被反馈回空气中,额外的能量输入会造成微环境的变异。目前,针对沙漠地区光伏电站对厂区内微环境的影响研究较少。本文通过对光伏电站内不同位置空气温、湿度的监测,在小尺度上研究环境因子对光伏电站的响应及变化,以期为光伏电站周围的生态保护提供参考。

1. 研究区概况

本研究的试验地点位于巴彦淖市磴口县境内,地处乌兰布和沙漠东北缘,属温带荒漠大陆性气候,冬、春季受西伯利亚――蒙古冷高压控制,夏秋季为东南季风所影响。年平均气温7.8℃,绝对最高气温39℃,绝对最低气温-29.6℃,7月平均气温23.8℃。年平均降水量102.9mm,最大年降水量150.3mm,最小年降水量33.3mm,降水主要集中于7~9月份;年潜在蒸发量2400mm~2900mm,年大风日数20d~40d,年平均风速3m/s~3.7m/s,主害风为西北风[10-11]。

2. 研究内容与方法

试验样地选取磴口工业园区光伏产业生态治理示范基地内四周为空旷的平整裸沙地的典型独立的光伏电站,地理坐标为106°54′46″~106°54′51″E,40°23′20″~40°23′30″N。光伏电站已建成3a,规模为100m×300m,电站内地貌为平整裸沙地,植被覆盖度

采用HOBO小型气象站,分别在电站外旷野处(CK)以及电站南部区域、中心区域、北部区域的阵列电板行间设置4个观测点(图1)。于2015年7月,选择晴朗、无风、云量少的天气条件,同步观测距地表1.0m处大气温度与相对湿度。观测时间为每天8:00至18:00,数据采集周期设置为5min,重复观测5d。选择每个整点前后各10min内数据的平均值作为该点的观测值,数据标准化方法采用Z-score法。

3. 结果与分析

3.1 光伏电站对空气温度的影响

如图2、图3所示,分别为光伏电站的南部区域、北部区域、中心区域以及电站外旷野处1.0m、2.5m高度处的空气温度日变化特征。可以看出,空气温度日动态变化呈现单峰曲线,4处位置空气温度均呈现了先增后减的趋势。总的来说,不同位置处1.0m高度的日均空气温度变化呈现了电站中心(31.58℃)>电站南部(30.29℃)>电站北部(30.12℃)>旷野(29.58℃)的趋势,2.5m高度处空气温度变化呈现了电站北部(30.67℃)>电站南部(30.52℃)>电站中部(29.77℃)>旷野(29.32℃)的趋势。空气温度在记录开始时刻差距不明显,自10:00开始,光伏电站区域内空气温度上升迅速且明显,电站中心区域1.0m高度处空气温度升高最快,电站内不同高度空气温度均高于旷野空气温度,至15:00空气温度达到最高。

参考晏海[12]针对城市公园绿地小气候环境效应的试验方法,本文以空气温度达到最高值15:00时刻与观测结束18:00时刻空气温度为例,阐述不同时刻下光伏电站内外不同区域空气温度的差异性。如图4、图5所示,15:00时电站中心区域1.0m处空气温度明显高于其他区域,为34.75℃,而旷野与南部、北部区域温度相接近,为33.4℃,南部、北部空气温度分别为33.7℃与33.3℃;此时旷野处2.5m空气温度为32.6℃,电站区域内南北两部区域2.5m处空气温度明显高于旷野,分别为34.68℃、34.50℃。单因素方差和多重比较结果表明,在15:00时刻,电站中部1.0m高度处空气温度与电站南部、北部区域及电站外旷野差异显著(P0.05);在2.5m高度处,电站中心区域与南部、北部区域空气温度存在显著性差异(P0.05)。15:00以后,各观测位置空气温度都开始逐渐下降,至观测结束18:00时刻,电站中部1.0m处大气温度为30.15℃,仍略高于旷野对照处29.85℃;在2.5m高度处,电站南部、北部区域空气温度分别降低到30.68℃、30.40℃,略高于电站外旷野空气温度29.49℃,此时刻下光伏电站内外不同位置1.0m、2.5m高度处空气温度差异变得不显著(P>0.05)。

3.2 光伏电站对空气相对湿度的影响

如图6、图7所示,空气相对湿度的日变化趋势同温度基本相反。4处位置相对湿度都呈现了先降后升的趋势,日动态呈近“U”型变化。在8:00时刻空气相对湿度最高,光伏电站内外空气相对湿度差不大,随后随温度升高相对湿度迅速下降,在15:00相对湿度达到最低,旷野处空气湿度表现为高于电站区域内空气相对湿度,随后随温度的降低,湿度逐渐上升,且上升较为缓慢。总的来说,在1.0m高度上,不同区域大气相对湿度变化呈现了旷野(39.32%)>电站南部(37.89%)>北部区域(37.60%)>电站中心(35.64%)的趋势。2.5m高度处表现为旷野(39.71%)>电站中心(38.56%)>电站南部(38.03%)>电站北部(37.28%)的趋势。

如图8所示,在15:00时刻,旷野处1.0m空气相对湿度为30.1%,南部、北部区域空气相对湿度分别为28.3%与27.9%,均高于电站中心区域空气相对湿度26.3%,此时旷野区域1.0m处空气相对湿度明显高于电站内空气湿度,单因素方差分析和多重比较结果表明(图8),电站外旷野处1.0m空气湿度与电站内南部、北部、中心区域1.0m空气温度间均存在显著性差异(P0.05)。

4. 讨论与结论

4.1 讨论

本实验选择在连续典型晴天,无云或云量少的天气情况下,对四周为旷野裸沙地的光伏电站内外进行了空气温度与空气相对湿度的野外观测试验,结果表明光伏电站具有增加空气温度和降低空气相对湿度的局地小环境效应。司建华[13]对荒漠河岸林胡杨和柽柳群落小气候特征研究的结果表明,生长季节林地气温均低于林外空旷地,林地内气温比无植物种植区域温度较低,胡杨林地空气相对湿度值高于柽柳林地,胡杨、柽柳群落的林冠的遮蔽作用具有增加湿度的效应,由于林冠层含水率高,水的比热容高,较周围空气温度升高缓慢,因此低于周围环境。由表1相关性分析可知,空气温度与空气相对湿度呈极显著的负相关关系(P

4.2 结论

在夏季晴天情况下,光伏电站中心区域具有增温、降湿的效应。空气温度最高时刻与空气相对湿度最低时刻均出现在15:00左右。光伏电站内1.0m处空气温度较旷野处提高了0.3℃~1.53℃,2.5m处空气温度较旷野处提高0.44℃~1.34℃。1.0m处空气相对湿度较旷野处降低了1.05%~3.67%,2.5m处空气相对湿度较旷野处降低了1.15%~2.54%。在15:00时,光伏电站内外1.0m、2.5m高度处空气温湿度差异显著,至18:00时,光伏电站内外相同高度处空气温湿度差异不显著。

参考文献:

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[11] 董智.乌兰布和沙漠绿洲农田沙害及其控制机理研究[D].北京 林业大学,2004.

第8篇:光伏发展趋势范文

原油价格涨疯了,7月14日,北海布伦特原油竟触及78.66美元/桶的新高。能源危机在世界各国拉响了警报,在此背景下,发展可再生能源的呼声越来越高。而太阳能作为一种可再生的新能源,因其节能和环保的效果,日益受到广泛的重视。

太阳能产业高额的利润率以及对资本市场莫大的吸引力强烈地刺激着资本的神经,一时间,从多晶硅原料到太阳能电池板整个光伏产业链各个环节的项目在国内各地遍地开花,上市公司自然也不甘落寞,纷纷宣布进军太阳能领域。然而,这个被视为继互联网之后掀起的又一轮投资热潮,最终得到是“沙子”还是“金矿”仍有待时间检验。

资源瓶颈

对于整个产业而言,近年以争夺原材料为主,以技术领先者为王。太阳能的主要开发利用方式为太阳能热电、太阳能热水、以及太阳能光伏发电,而从目前的发展趋势来看,重点发展方向为太阳能光伏发电。

太阳能光伏发电在技术上主要包括晶体硅、非晶硅以及合金薄膜涂层两类,其中,晶体硅光伏发电系统成为目前重点发展对象。整个产业的价值链包括:晶体硅、硅片、电池片、组件以及系统等主要环节。自2004年二季度以来整个光伏发电设备市场处于供不应求的局面,下游环节电池片、电池组件进入壁垒相对较低,扩产速度过快(扩产周期4~6个月),而上游太阳能级晶体硅原料扩建速度较慢,需要长达18~24个月左右的扩产周期,原材料的短缺导致整个产业布局呈现出“倒置漏斗”形状。

由于太阳能级晶体硅原料的短缺,导致高纯硅价格大幅上涨,整个市场基本处于有价无市局面,晶体硅的争夺成为近两三年内相关公司发展战略中的重点。2008年以后,原料的供应随着国际各大晶体硅厂家扩产产能的集体释放将会得到一定程度的缓解,至2010年,整个光伏发电晶体硅的供需基本达到平衡局面。

从整个晶体硅光伏发电产业长期的发展趋势来说,决定整个产业以及公司发展前途的决定性因素在于公司工艺的改进以及技术的提高,例如硅片切割厚度变薄以及电池片转换效率的提高等。

目前,技术领先者量产所使用的硅片厚度在200~210um,到2010年预计硅片切割的厚度将从2004年的300um下降到150um,厚度的下降将导致光伏发电电池成本降低40%左右。此外,目前量产化的多晶体硅电池转换效率在15%左右,如果能将电池转换效率提高1个百分点,整个电池的成本将至少下降6.7%。

而非晶体的电池中,多层砷化镓合金薄膜电池在实验室的转换效率可以达到惊人的35%,但是其生产成本更是高得惊人,暂时还不具备量产的条件。整个非晶体电池在量产化转换效率以及稳定性的提高上还需要一个漫长的过程,在十年之内,难以撼动晶体硅电池占据市场主体的霸主地位。

供不应求

近年来,由于欧洲、美国、日本等国家需求大幅增长,光伏发电设备市场处于供不应求的局面。EPIA(欧洲光伏工业协会)于2006年1月调整了对全球光伏市场的需求预测,预计至2010年,将全球光伏发电系统安装容量从3.2GWp(亿千瓦)调高到5.4GWp,太阳能级晶体硅需求量为30000吨/年。国际市场光伏发电设备市场将维持超过30%的复合增长率。

就国内市场前景而言,类似于发达国家采取的一些政府鼓励、财政补贴手段将会得到实施,光伏发电设备市场潜力巨大,近期内主要的安装地区为西部以及一些城市示范工程等。

根据《中国可再生能源法》,国内整个光伏发电安装容量将从2005年的65MWp(兆瓦)发展到2010年的450MWp,复合增长率将超过38%,至2010年国内在光伏发电系统的投资总额将达到131亿~175亿元。

国内的长期需求来自类似于目前发达国家的阳光屋顶计划以及沙漠发电计划。光伏发电安装总量将发展到2020年3万MWp,2050年的10万MWp。

技术限制企业进入

目前,国内在高纯度晶体硅上游企业分布比较少,2005年高纯晶体硅的主要厂家有四川峨眉半导体厂,产能设计为100MWp,实际产量为90吨。生产高纯度晶体硅的原料为金属硅,从硅矿到金属硅的工艺相对简单,主要生产国家有德国、西班牙等国,全球金属硅总产能至少有200万吨。

技术上的突破难度以及专业团队的匮乏成为国内发展高纯硅产业的瓶颈。高纯晶体硅的生产具有较高的进入门槛,是资金密集性,技术密集性的产业,目前高纯硅的生产制造工艺基本由国外七大厂家所垄断。

相对来说,国内目前的技术上处于落后水平,生产成本较高,技术团队短缺,相关人才严重缺乏,涉及的项目主要有四川乐山、宁夏石嘴山、湖北宜昌、辽宁陵海、浙江金华等。

从实际的产出来分析,这些厂家在技术上取得突破并顺利达产可能性非常大,新光硅业以及洛阳中硅最有可能分享由于原料短缺引起毛利率大幅提升所产生的额外利润。

目前为止,直接与新光硅业晶体硅原料厂关联的上市公司主要包括G天威(600550,拥有新光硅业的部分股权)以及岷江水电(600131,拥有小部分新光硅业股权,对公司盈利影响很小)等。另外,新近计划进行晶体硅原料生产的上市公司包括G南玻(000012)、G苏阳光(600220)等。

而在目前的情况下,国内晶体硅太阳能电池片生产企业都面临同样的困境,即晶体硅原料短缺,如何解决好晶体硅原料的稳定与长期供应成为当务之急,生产企业产能释放程度决定了整个公司的盈利能力、经营的稳定性以及持续性。只有很好地解决了原料供应的问题,才能在原料短缺的2~3年内完成在太阳能电池片的生产上资金以及技术的积累,奠定企业的核心竞争能力。

链 接

介入太阳能产业的部分上市公司

国内上市公司中,参与晶体硅电池片生产的上市公司主要包括G航天、G天威以及G杉杉(600884)等上市公司,竞争十分激烈。

G 天威拥有天威英利51%的股权和四川新光硅业35.66%的股权,属于一体化光伏企业。其中天威英利硅片年产能70 兆瓦、电池60兆瓦、组件100兆瓦。四川新光硅业在建1260 吨多晶硅产能,计划2006年底投产。2006年一季度,太阳能电池组件占其主营业务收入的41.80%、占主营业务利润的40.73%。并且,有分拆天威英利到纳斯达克市场上市的计划。

此外,G航天控股上海太阳能科技公司52%的股权。2005年,太阳能占到公司主营业务收入和主营业务利润的13.37%和10.87%。G特变(600089)持有新疆新能源股份有限公司约47%的股权。该公司主要在新疆地区从事太阳能的开发和利用,目前对特变电工盈利贡献可忽略不计。而G安泰(000969)2004年与德国Odersun 公司就太阳能电池项目签订了研发合作合同,公司还与清华大学进行了合作并设立了太阳能电池研发中心,并与科委共同开发在地区适用的太阳能电池产品。公司依托德国技术发展的是薄膜电池,未来成本有可能会低于晶体硅电池。目前尚无盈利贡献。

第9篇:光伏发展趋势范文

“十三五”时期我国新能源产业的发展趋势

我国仍处于工业化、城镇化快速发展期,电力需求长期平稳增长的总体态势和能源大范围优化配置的基本格局没有改变。根据国家相关规划,到2020年我国风电装机超过2.1亿千瓦,太阳能发电装机达到1.1亿千瓦以上,核电装机达到5800万千瓦。由于新能源产业各个子行业的资源禀赋、电能质量、空间格局存在较大差异,“十三五”期间各子行业将呈现出差异分化的发展趋势。

弃风限电形式加剧,风电发展将由规模扩张向高效利用转变。“十三五”期间,我国将统一协调风电开发建设与市场消纳,着力推进风电的就地开发和高效利用,加快开发中东部和南方地区分布式风电,稳步发展海上风电,有序推进酒泉、内蒙古西部、内蒙古东部、冀北、吉林、黑龙江、山东、哈密、江苏等大型现代风电基地,风电行业将由规模扩张向高效利用转变,弃风限电问题有望逐步得到缓解。

太阳能发电装机迅猛增加,新商业模式助推产业化、协调化发展。“十三五”期间,我国将促进光伏发电规模化应用及成本降低,有序推进光伏基地建设,加快太阳能发电的产业化、协调化发展。这其中,“光伏+”模式和“领跑者”计划等新的商业模式将是主要亮点。一是“光伏+”模式将促进光伏产业的多元化融合发展,如光伏与扶贫、农业、环境、气候结合等;二是区域光伏规划可以与区域经济发展规划形成较强的协同效应,进而实现区域经济和环境保护的协调发展;三是“领跑者”计划有望引领国内光伏市场发展,“领跑者”基地建设将会得到加快推进。

核电重启带来新机遇,核电装备自主化和“走出去”将成亮点。我国是世界核电在建规模最大的国家,在建核电站分布于辽宁、山东、浙江、江苏、福建、广东、海南和广西等多个省区。推动核电关键技术水平提升和装备自主化,是保障我国核电的长远发展是核电产业全面协调发展的重中之重。核电技术已经成为我国最具备国际竞争力的技术之一,在国家力推“核电出海”的背景下,我国核电企业“走出去”的步伐也将进一步加快。

“十三五”新能源产业发展面临的风险

银行是经营风险的部门。商业银行的经营根本是在做好风险防控的基础上,追求信贷收益最大化。从这个意义上来说,商业银行在对新能源产业进行信贷投放时,首要关注产业和项目的风险。总体来看,我国新能源产业主要面临以下五类风险:

一是政策风险。我国风电、光伏的产业政策体系正在逐步完善,但各项政策文件之间缺乏连贯性和系统性,风电、光伏的电价政策和补贴机制尚不健全,审批难、补贴难等因素都将影响到行业的发展。

二是产能风险。新能源装备制造业的低端化和无序化,尤其是风电和光伏,导致较为严重的同质化竞争和低端产能过剩。风电、光伏行业产能都已达到或超过产能上限,平均产能利用率都在70%左右。

三是技术风险。从风电和光伏来看,资源监测不准、机位点微观选址不同、x择机型差异,都会对项目发电量造成影响。从核电来看,我国尚未全面掌握部分关键设备的设计,核电技术标准规范体系较不完善,技术和核安全技术的研究开发投入较为不足。

四是出口风险。在海外市场拓展的过程中,新能源产业会面临当地法律政策约束、贸易摩擦加剧、市场不稳定等风险。我国多数新能源出口企业的结构存在过度集中的现象,特别是向欧美日市场倾斜,过度依赖单一市场的风险较为严重。

五是财务风险。新能源产业属于资金密集型行业,企业电站装机容量的快速增加可能引起资金周转不灵,而诸多经济因素也会引起融资利率水平的变化,从而引发资金风险,影响项目收益。

“十三五”新能源产业的商业银行机遇分析

随着我国能源效率的不断提高和能源结构的持续优化,做强做优风电、光伏产业,加快核电走出去,发展新能源核心技术将成为新能源政策的导向。同时为实现碳减排目标,能源结构将迎来大幅度调整,新能源发电需求将进一步扩大,步入提质增效、科学发展阶段的新能源产业有望成为商业银行积极关注和重点扶持的机会领域。

但为避免前一轮投资的覆辙,商业银行对新能源产业的总体扶持原则应为“风险可控,分类进入,择优支持”,在做好政策研判和风险防控的基础上,有选择性有针对性地扶持新能源产业的机会领域。

首先,要重点支持中东部地区和低风速地区新增风电项目的信贷需求。

从开发区域来看,中东部省份受弃风限电影响较小,将成为新增风电项目的主战场。中东部地区将重点发展分布式风电和海上风电项目:分布式风电可以直接并网发电,而且对电网的冲击性较小;由于海上风电具有资源优质、不占用土地、不消耗水资源和适宜大规模开发的特点。同时,根据近期风电建设规划,河南、山东、陕西、湖南、江西、广东、贵州、安徽、湖北等省份的规划装机大幅增加,而新疆、内蒙、宁夏、甘肃、山西、吉林、黑龙江等省份的规划装机急剧减少,风电装机向低风速区转移的趋势日益凸显。

第二,要积极关注光伏发电扶贫项目、区域光伏规划以及光伏领跑者计划等亮点领域。

在光伏发电扶贫方面,2016年4月,国家发改委、国务院扶贫开发领导小组办公室、国家开发银行等部门联合下发《关于光伏发电扶贫工作意见》。预计“十三五”时期我国光伏扶贫工程总规模将达到15GW,光伏扶贫工程总投资将超过1200亿元。

在区域光伏规划方面,2015年7月,国务院批复河北省张家口可在生能源示范区发展规划,未来五年将在张家口建立国际领先的低碳奥运专区,并辐射到京津冀及其他的周边地区,预计光伏装机将新增5.6GW。这种区域光伏规划的模式有望逐步推广到全国其他地区。

在光伏领跑者计划方面,2015年6月,山西省大同市采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地成为国家能源局“光伏领跑者”计划首个被批准的项目。由于入选计划项目的技术产品有望优先被国家和地方政府用电项目采用,而且政府将在关键设备、技术上给予计划项目市场支持,因此多个地区的项目正在积极申报中。

第三,要重点满足核电新建、待建项目的资金需求。

2015年,我国正式重启核电项目,核电项目进入密集批复开工期,一批沿海新建核电项目将陆续开工建设,待建项目将加快推进,核电装机和发电量保持快速增长。按照2020年5800万千瓦的在运核电装机容量计算,2016-2020年每年大约有6台左右百万千瓦级机组投建,年投资规模将达到660亿元以上。

由于核电企业大都是国有企业,加上核电项目前期投入大、回收期长,商业银行可与核电企业以“总对总”模式开展全面战略合作,对其海外拓展、工程建设、资金结算等业务给予全面支持。或是开展供应链金融服务,对核电供应链上的不同企业提供个性化的金融服务,通过核心企业信用支持、企业存货盘活、应收账款贴现等方式减少信息不对称风险。

第四,积极关注新能源产业兼并重组的业务机会。

随着政策不断完善,风电、光伏的市场环境将不断优化,大规模的兼并重组序幕将开启,进而形成一批资产规模较大、核心竞争力较强、具备区域整合能力的行业龙头企业。一是产业链横向整合。具有资金、技术、品牌等优势的优势企业将吞并运营状况欠佳但有一定技术实力的企业,产业集中度将有所提升。二是产业链纵向整合。一些生产多晶硅、电池组件的上游企业将兼并下游光伏电站企业,部分电力国企等传统企业也将收购上游设备生产企业。针对新能源企业并购重组的金融需求,商业银行可提供借壳上市、定向增发、并购等投资银行服务。

第五,要择优支持海外建厂和布局“一带一路”的新能源制造企业。

前些年我国风电、光伏制造企业出口主要面向欧美等国市场,也造成了与美欧等国日趋严重的贸易摩擦。在面临欧美“双反”压力以及新能源产能过剩的双重约束下,我国新能源企业“走出去”亟需进行战略转型。在海外建厂,实现生产和销售的当地化,有利于规避欧美等国的贸易壁荆拓展海外市场空间;同时,要加快布局“一带一路”沿线国家和地区。“一带一路”沿线国家将成为我国风电、光伏产业的发展承接地和利润增长点。我国已实现在巴基斯坦、哈萨克斯坦、伊朗等中亚和非洲地区的技术出口和产品外包,随着第三代核电“华龙一号”的完善和第四代核电技术的研发,我国核电在“一带一路”沿线也将占据更大的市场份额。

在当前的地缘政治背景下,新能源企业“走出去”仍将面临较大风险,尤其是中亚、南亚、东南亚等“一带一路”沿线地区。商业银行应对项目进行全面风险评估,实施差异化、精细化风险定价,进而在跨境贸易、境外贸易平台建立及运用、境外实体投资与平台搭建、全球资金管理以及全球资产配置等方面为企业“走出去”提供助力。

第六,择优关注新能源技术企业的信贷需求。

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