光伏能源发展趋势范文
时间:2023-12-27 17:53:12
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篇1
关键词:光伏发电;并网系统;离网系统;混合系统
中图分类号:TB857+.3 文献标识码:A
引言:
随着城镇化建设的不断推动和扩大,绿色发展、低碳发展、循环发展以及节能环保成为了新城镇规划的主旋律;且目前中国面临着电力紧张、土地紧张、环境污染等众多问题;而光伏发电系统是一种节能环保的新能源;不仅能缓解电力紧张问题还无需占用可利用的土地面积,是适合中国现状及发展规划的新能源。
光伏发电技术在有公共电网的地区使用趋势
用电高峰在白天的光伏发电应用趋势
若客户端用电高峰在白天(如工业、商场、工厂等用电),光伏发电时段也处于白天,为了提高电力使用效率、缓解工业用电紧张现状,并网发电系统凸显其优点;我们可以利用客户端的屋顶或空余的厂区(无需占用其他土地资源)安装太阳能方阵,采用低压并网方式直接将所发的电能送至工厂负荷使用,多余的电能还可以卖给电网,这是现在和未来白天用电比较大的客户端使用的发电模式(自发自用,余电上网)趋势。(附图一)
用电高峰在晚上的光伏发电应用趋势
若客户端用电高峰在晚上,且电力供应稳定,晚上用电电价比较低,“自发自用,余电上网”这种模式将是经济合理的发展趋势;但电力供应不稳定或晚上用电电价比较高,混合系统将是经济合理的发展趋势。混合系统中的直流并接及交流并接系统将是未来的发展趋势中的重点。(附图三)
光伏发电技术在无公共电网的地区使用趋势
在无公共电网的地区,离网系统是解决此类地区用电问题的经济方案,离网系统可以独立存在,无需依托外部电网,且不需要架设昂贵的电力线路。在没有外部电网的偏远农村、渔船、探险、通信等区域,离网系统将会体现出很大的优势和便捷性,是无电地区未来的发展趋势。(附图二)
光伏发电模式及适用范围对比
附图1---并网系统构成示意图
附图2---离网系统构成示意图
附图3---混合系统构成示意图
结语:
篇2
关键词:光伏发电;可再生能源;应用价值
中图分类号:C35文献标识码: A
随着经济的发展,对于能源的需求量也在逐年提高,而由于过度开采世界能源储量正在急剧下降,很可能在未来几十年里消耗殆尽。并且这些传统能源都具有高污染、低效率的弊端。太阳能光伏发电是20世纪80年代以来发展最快的技术产业之一。几年前,日本、欧盟和美国还是光伏发电技术的主要应用国家,其发电量约占世界光伏发电量的百分之八十。但是据最新调查结果报告,在近些年里,光伏组件的生产情况已经历了重大变化,中国大陆几乎成为世界太阳能电池和组件的制造核心,在全球顶尖的太阳能电池制造商中,中国企业所占的比例最高,甚至有六家企业进入世界的前十位,中国太阳能光伏发电发展具有很大的潜力。
一、光伏发电的优势
与常用的火力发电系统相比,光伏发电的优点主要体现在:首先,太阳光普照大地,无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用勿须开采和运输。其次,开发利用太阳能不会污染环境,因为它是最清洁的能源之一,这在环境污染越来越严重的今天是极其宝贵的。再次,根据计算每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标煤,是现今世界上可以开发的能源中储量最大的。根据目前太阳产生核能的速率进行估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命约为几十亿年,因此从理论上讲太阳的能量是取之不尽用之不竭的。第四,其建设周期短,获取能源花费的时间短。
风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。风力是一种蕴藏丰富、洁净的自然能源,不存在环境污染问题。建造风力发电厂的费用低廉且利用风力发电即不需火电所需的煤、石油等燃料,亦不需要核电站所需的核材料即可产生电力,除常规保养外,没有其他任何消耗。但是和光伏发电比风力发电也有其不足:噪声,视觉污染;占用大片土地;不稳定,不可控;影响鸟类。
太阳能资源十分丰富,并且分布十分广泛,是极具发展潜力的可再生清洁能源。现在,全球环境污染以及资源短缺的问题已十分严峻,太阳能光伏发电的清洁、便利、安全等特点,使其成为全球最为关注和重点发展的产业。太阳能光伏有应用领域广、产品多样化、可适应多种需求的特点,并且改变了过去只能在电场发电的局限,可与建筑结合例如太阳能热水器、小型光伏系统、离网光伏系统等都可建在屋顶。并且随着科学技术的发展太阳能电池及光伏系统的成本持续下降。目前的研究趋势和目标是极力降低成本,使其不断向高效率、低成本的方向发展。
二、光伏发电的应用
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的主要途径有:制定上网电价法,实施“太阳能屋顶”计划等一系列推动市场应用和产业发展的策略。亦因各国政府的扶持,光伏产业越来越受到各大投资方的关注。一方面,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,一起得到更多利益;另一方面,许多其它领域的企业如半导体企业、显示企业携多种市场资本正在或即将进入光伏行业,希望在这一兴起的行业中分一杯羹。而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。在未来的一段时间里,我国的光伏产业将继续之前的蓬勃快速的发展趋势,这对于大多数企业来说既是一个大好的机遇同时又是一个严峻挑战。
我国是太阳能产品制造大国,但是由于各方面原因,我国的太阳能产品只用于出口。2010年的全球太阳能光伏电池产量有1600万千瓦,而我国的年产量就达到了1000万千瓦。且2010年时,全球光伏发电总装机容量超过4000万千瓦,其主要应用市场在德国、西班牙、日本、意大利,其中德国2010年新增装机容量700万千瓦。不过,我国适宜太阳能发电的国土面积和建筑受光面积很大,太阳能资源十分丰富,其中冀北高原、黄土高原、内蒙古高原、青藏高原等太阳能资源十分丰富的地区占到了国土陆地面积的三分之二,具有很大的开发潜力。
专家预测,太阳能光伏发电将要代替部分常规能源,成为世界能源供应的主体,而且将在21世纪占据世界能源的首要席位。据估计,到2030年,可再生能源将占总能源结构的30%,而太阳能也将占世界总电力供应的10%;到了2040年,可再生能源将在总能耗中占据50%以上,太阳能光伏发电将在总电力中占20%以上;到21世纪末,可再生能源将占80%以上,太阳能光伏发电将占60%以上。这些数据都显示出太阳能光伏发电的发展前景十分乐观,且将在能源领域占领重要地位。
三、光伏发电方式的未来发展趋势
从技术的层面来说,将光能转化为电能的光伏发电技术是一项非常重要的技术手段。它能够实现人类向可持续的能源系统转变。相对而言,目前这项技术的发展还处在初期阶段,到2030年之后将会有很稳定和很高的增长率,会成为更加可行的电力供应者。随着科技发展,行业内预计2030年以后发电成本会继续降低。一些技术如晶体硅、薄膜以及一些新光伏发电系统材料将会在市场上大量涌现。如果这些新举措得以成功实施,模块的转换效率将进一步提高。最终,光伏模块的转换效率将达到30%~50%,从而使太阳辐射能量可以高效的利用。安装在阳光充足地区的1m2最高效的光伏模块每年将发电1000kWh。
从应用领域来看,由于之前的光伏发电市场主要是在通信领域和边远地区。在国家和行业大力提倡光伏发电措施下,应用的范围可以随着光伏发电系统成本的降低,将向光伏水泵,海岛,工业领域以及屋顶发电系统发展。而随着常规电力日趋紧张,光伏发电必然向公共电力规模发展,屋顶光伏发电系统,大型独立光伏电站(100kW以上),中心并网电站(100kW到1MW级电站)以及大型风光互补电站必然会在公共电力中占到更大的份额。电动汽车的发展也会给光伏发电带来新的机会,如汽车空调、太阳能快速充电系统以及光伏制氢系统等。在更远的将来,光伏发电有可能得到像沙漠电站甚至宇宙发电等更大规模的应用。
光伏发电方式在建筑构件上的重要应用。我国政府已把太阳能光伏发电列入《中国21世纪议程》,这将推动我国光伏发电技术的应用和发展,扩大光伏发电在建筑中的应用规模。光伏发电与建筑相结合的工程非常具有开拓性。在相关部门加强推广应用太阳能、制定相关政策和积极扶植,建筑部门加快太阳能利用的措施下,光伏发电与建筑物构件相结合,有效地利用太阳能光伏发电能量,满足建筑物对电能等能源的需求,减少国家支柱发电手段的负担,使能源利用效率最大化。
四、结束语
太阳能取之不尽,用之不竭,光伏发电以它独特的优势,无污染、清洁、高效和稳定可靠给人们的生活带来巨大的变化,摆在我们面前的问题是怎样宣传、引领太阳能光伏产业,要不断的大力支持光伏产业,让光伏产业更快、更好的为人民服务,保障国家的经济建设和人民的生产生活顺利进行。
参考文献:
[1]徐德云,王晓明.我国光伏产业纵向一体化边界的思考[J].经济视角,2011,18.
篇3
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.
篇4
Abstract: Heze city is in a critical period of reform, development and economic transformation. It is of great significance for transforming the pattern of economic development, achieving industrial upgrading and building regional science development highland to make scientific top-level design of industrial development, improve the industry development policy environment, promote the scientific, rapid and cluster and sustainable development of the high technology industry. New energy industry is the important component of the high technology industry. This article analyzes the long-term development strategy of the new energy industry through building energy industry technology roadmap.
关键词: 新能源;生物质能;太阳能;风能;产业技术路线图
Key words: new energy;biomass energy;solar energy;wind power;industry technology roadmap
中图分类号:F062.9 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)01-0059-03
0 引言
菏泽市正处在改革发展和经济转型的关键时期,科学做好产业发展顶层设计,完善产业发展政策环境,引导创新资源加快聚集,推动高技术产业科学发展、快速发展、集群发展和可持续发展,对于转变经济发展方式、实现产业升级,打造区域科学发展高地,具有十分重要的意义。新能源产业技术路线图按照“技术领域-技术基础-关键技术-技术路径”这条主线进行分析。基于菏泽的产业技术基础,结合菏泽新能源产业规划以及相关专家的指导意见,确立菏泽产业发展方向。依托德尔菲问卷结果,综合考虑技术综合重要度指数(技术推动重要度和市场拉动重要度的综合)、预期实现时间和技术发展路径,以时间序列系统描述菏泽各产业关键技术实现的时序。
1 菏泽市新能源产业技术基础
近年来,菏泽市依托自身的自然资源优势以及持续的项目建设和科技投入,已逐步发展成为山东省重要的新能源基地,其中生物质发电起步最早,同时在太阳能发电、风能发电、以及相关的设备制造方面也形成了一定的产业技术基础。依据菏泽市产业基础同时结合专家建议,将菏泽新能源产业划分为生物质能、太阳能、风能和LED产品制造四个领域。
1.1 生物质能领域 在生物质发电领域,单县、巨野县生物质发电项目已并网发电,曹县、牡丹区和成武等生物质发电项目也在陆续建设中,目前菏泽已具备了灰色秸秆、黄色秸秆、灰黄秸秆掺烧工艺,并引进了丹麦BWE公司生物质直燃锅炉技术,同时也采用了国内制造的第一台生物质直燃发电机组,带动了生物质发电设施的国产化进程。在生物质能综合利用领域,生物质电厂产生的草木灰已经作为生物复合钾肥的生产原料,农村沼气工程全面展开,秸秆纤维素分解生产乙醇、供热燃煤机组掺烧农产品废渣废液改造、生物质成型燃料、薯类秸秆液体生物质燃料生产、大型畜牧养殖沼气发电工程等一批生物质能综合利用项目已进入前期工作阶段,掌握了棉籽、动植物脂肪酸等原料制取生物柴油的技术。
1.2 太阳能领域 在太阳能热利用领域,热水器设备制造产业快速成长,重点发展了高效太阳能热水器真空集热管生产及热水器成套设备生产项目。在太阳能光伏电站领域,单县、巨野、郓城、鄄城等多个10~15MW的光伏并网发电项目正在建设中。在光伏产品装备制造方面,先后形成了单县舜亦新能源光伏发电、宇泰光电产品、巨野鲁麟有机硅单体生产、光伏发电逆变器等一批晶硅、非晶硅薄膜太阳能光伏电池、电池板及相关组件生产项目,并陆续竣工投产,初步形成了光伏电池300MW的生产能力,具备正面叠加多重太阳能电池组件生产技术等提高太阳能转化效率的技术。
1.3 风能领域 风力发电领域,菏泽正围绕黄河滩区、单县浮龙湖水库及黄河故道等区域,开展风场测速等准备工作,建设规模总计200kW,项目建成后预计发电量达到4亿kWh。风电设备制造方面,巨野巨益新能源、成武呈祥电气等风力发电设备生产项目已竣工投产。
1.4 LED产品制造 LED产品制造领域初具规模,单县宇泰光电科技、牡丹区路达光电科技、曹县LED路灯一体化等项目正在加紧建设中,具备了LED路灯灯具、LED外延芯片、大功率激光器件和LED显示屏等产品以及LED产品封装等技术。
2 新能源产业国内外技术热点
基于菏泽新能源产业技术基础,采用专利分析和文献分析的方法,研究了新能源领域当前国内外的技术热点。
2.1 新能源共性技术 目前,新能源共性技术研究热点主要集中在两个方面:一是智能电网的智能型与灵活性技术。未来的智能电网将通过分布式发电技术、大规模间歇式新能源并网技术、自动化控制、智能传感器等技术实现主动的用户需求侧管理,并通过将太阳能、风能等新能源产生的电力整合从而实现经济和环境的目标。二是先进高效的储能技术。储能技术既作为负载也作为电源将为电网的稳定和可靠运行发挥重要的作用,其中大规模直接储能技术,以及与热泵技术和热电联产技术相关的热蓄能技术将是未来储能技术的发展趋势。
2.2 生物质能领域 生物质能共性技术的研究热点集中于能源植物筛选与培育,包括拓展能源植物及生物质原材料种类,提高能源植物光能利用效率,从育种、种植到实现规模化采收与运输;在生物质能高效利用方面,生物质高效直燃、混燃、气化供热及发电技术将成为主要发展趋势。生物质发电领域中,清洁高效的生物质直燃、混燃、气化发电技术及设备是生物质发电的一个重要发展方向,具体包括生物质气化发电与热联供系统、生物质锅炉和物化转换技术、大型低热值燃气内燃机组。生物质燃料领域方面,生物质液体燃料中乙醇、丁醇以及生物柴油的生产技术是目前主要的热点;生物质气体燃料以农业废弃物制备合成气为主要方向;生物质固体燃料主要趋势集中于开发提高能量密度、生物质成型燃料加工技术、生物质燃料炭化技术。
2.3 太阳能领域 太阳能共性技术热点集中于太阳能分布式发电、太阳能与其他可再生资源互补式发电技术,以及用于建筑的太阳能热利用及光伏发电一体化(BIPV)和长周期储热技术。太阳能热利用方面,按照利用的温度分为低温(
(>500℃)利用,按照关键部分――集热器的不同分为主要用于太阳能热水器的平板集热器、真空管集热器技术,以及用于聚光太阳能发电(CSP)的槽式、塔式和碟式聚焦器,未来趋势为超大规模高温蓄热技术以及耐高温、耐腐蚀高效率集热器和高温传热工质的核心技术。太阳能光伏发电目前主要有三种技术:晶体硅电池未来需要降低硅消耗量,进行多晶硅副产物综合利用;薄膜电池未来需要提高转化率,降低光衰减,并开发研制铜铟镓硒等新兴薄膜电池;聚光太阳能电池未来重点将在于对追踪器的研究与开发。在光伏电站方面,未来趋势在于突破大规模、分布式、适用于离网和微网运行的技术。
2.4 风能领域 风能领域中,关于风能资源评价的热点在于不断完善资源评价的模型、标准、检测和认定体系,建立风能资源、条件和运行经验数据库,改进风力发电系统运行采用的预测模型。陆上风电场领域主要涉及在风电场和风电设备两方面,其中,风电场热点集中于风电场优化设计技术,主控制器及数字风力发电场调度和并网控制、在线监测与故障诊断等系统核心技术。
2.5 LED产品制造领域 LED领域的研究热点集中于高亮度发光二极管、大功率白光制造、大功率激光器(LD)、光伏与LED结合、器件封装技术以及LED高效驱动和智能化控制技术。
3 菏泽市新能源产业关键技术选择及路线图绘制
基于菏泽市新能源产业技术基础,根据专家意见,确定未来重点发展生物质能、太阳能、风能和LED产品制造四个领域,并筛选29项关键技术或项目,结果如表1所示(技术综合重要度满分5分)。
根据研究结果,近期(0~3年)主要发展的技术包括太阳能与风电等可再生能源互补发电的微网技术、提高光伏电站的能效及使用寿命等13项,中期(3~6年)主要实现的技术包括与当地农业畜牧业相结合的光伏发电分布式应用、农业废弃物制备合成气关键技术及装备、黄河故道大型风电场开发等11项,远期(6~9年)主要发展的技术包括光伏电站智能化、LED高效驱动和智能化控制等4项,长远期(9年以上)主要实现非粮能源作(植)物育种、种植、规模化采收、储运技术及相关设备技术,进而实现生物能源植物原料的育种与产业化。新能源产业技术路线图如图1所示。
4 结论
菏泽市新能源产业主要涵盖生物质能、太阳能、风能和LED产品制造四个领域。其中:生物质能领域,菏泽市采用了国内制造的第一台生物质直燃发电机组,已有多个生物质发电项目并网发电,同时,农村沼气工程全面展开,生物质成型燃料等一批生物质能综合利用项目已进入前期阶段。通过产业技术路线图研究,确定了8项技术为未来重点发展方向。近期重点突破生物质发电技术及装备,以及生物质成型燃料技术;中期实现生物质发电热点联供,生物质制备合成气和乙醇的技术及装备;从远期来看,争取实现能源作物从育种、种植、采收到存储的产业化。
太阳能领域,菏泽市在太阳能热水器制造业具有一定基础,多个10~15MW的光伏并网发电项目正在建设,舜亦新能源和宇泰光电等一批太阳能电池、电池板及相关组件生产项目陆续竣工投产。通过产业技术路线图研究,确定了13项技术为未来重点发展方向。近期重点提高太阳能集热器和光伏电站的能效,以及可再生能源互补发电微网等技术;中期进一步降低光伏电站的运维成本,促进光伏发电的分布式应用;远期则努力实现光伏电站的智能化,并开发高效低成本的薄膜电池。在提高能效和降低成本的基础上,努力实现光伏发电的智能性、灵活性以及与其他能源的互补性。
风能领域,菏泽正在围绕黄河滩区进行风电场建设,并依托巨益新能源、呈祥电气等企业进行风电设备生产。通过产业技术路线图研究,确定了5项技术为未来重点发展方向。在近期,完善风力发电基础构件的技术和生产能力;中期在完成风能资源评价和资源数据库建设的基础上,进行大型和分散式的风电场开发,并通过研发轻量化叶片等提升风能发电设备的寿命和性能。
LED产品制造领域,菏泽市具备了较为完善的产业链条,具备LED路灯、外延芯片、显示屏的生产能力以及LED产品封装技术。通过产业技术路线图研究,确定了3项技术为未来重点发展方向。在近期重点突破LED与光伏结合的关键技术;在远期则努力实现LED产品的高效驱动和智能化控制。
近年来,菏泽市新能源产业总体规模保持增长态势,但结构发展中的一些深层次问题也日益突出,制约了经济在高平台上持续快速发展,科学的推进经济发展方式转变亟待进行。该研究成果明确了菏泽新能源产业的建设方向,可有效避免各区县之间的产业趋同恶性竞争,促进同类企业的交流合作,提高公共技术平台资源的利用效率,从而全面推动菏泽市新能源产业发展,同时该研究成果的应用推广能够为菏泽市科技创新把握大致发展方向,加速创新要素集聚,在探索和把握新时期经济发展规律的基础上推动新能源产业结构优化升级方面起到积极作用,带动全市经济快速发展。
参考文献:
[1]冯之浚.中国可再生能源和新能源产业化高端论坛[M].中国经济出版社,2007.
[2]汤倩,金银亮.中国新能源发展战略研究[J].现代商贸工业,2010(17).
篇5
关键词:光伏发电技术;必要性;太阳能;新能源;能源危机 文献标识码:A
中图分类号:TM914 文章编号:1009-2374(2016)32-0089-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.044
光伏发电技术是一种能够利用可再生资源实现发电的技术。相比于传统的燃料能源技术来说,更能够减少我国环境污染,促进人与生态环境和谐相处。尤其是在市场经济体制条件下,利用可再生的太阳能还能实现我国电力行业的长久发展,可见光伏发电技术对于缓解我国能源危机具有重要作用。
1 光伏发电技术
我国最早的光伏发电技术主要是晶体硅光伏发电,比较常用的晶体硅是单晶硅、多晶硅,后来材料逐渐发展为薄膜电池。薄膜电池产品包括非晶纳米晶、微晶等。据有关数据显示,单晶体太阳能电池的实验室转化率达到24%,商业量化生产效率达到17%。多晶体硅的实验室转化效率达到20%,而商业批量生产效率达到了16%。CdTe太阳能电池的最高效率达到了16%,商业化批量生产效率达到了10%。CIGS薄膜太阳电池的最高生产效率达到了19%,而商业化批量生产效率达到12%。薄膜电池发电随虽然具有用量少的特点,但是相比于晶体硅其光电转化率下降了一半。之后,随着我国经济的发展,光伏发电技术逐渐转变为以现代光学技术为核心的发电技术,其核心内容是聚光技术。所谓聚光就是指发电量与光强度成正比例关系。
另外,现代光学技术要求聚光必须均匀,而最新研发的光像自适应光学技术就是一种能够实现均匀聚光、提高发电量的新型光学技术。我国是光伏发电量增长最快的国家,也是光伏发电技术应用最广泛的国家之一。在今后的发展中,我国将会由传统的独立发电系统转向并网发电系统、城市屋顶发电系统等,可见我国光伏发电技术的应用市场是非常大的。除此之外,我国还出台了相关政策,以支持我国光伏发电技术的发展。据调查显示,我国到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。其发电量相当于30多个煤电厂的发电量。
2 发展光伏发电技术的必要性
2.1 保护环境
无论火力发电,还是水力发电,都需要消耗能源,且容易产生大气污染废弃物。而太阳能光伏发电技术与其他能源材料最大的不同之处在于在发电过程中,产生的CO2量很少。众所周知,CO2是导致温室效应的根源,这样通过利用光伏发电技术就能够缓解气候变化。
据有关数据显示,自2007年以来,过去几年是温度最高的年份;我国南北半球的冰川和积雪正在融合;最严重的全球干旱地区增多。可见,发展光伏发电技术是非常必要的。我国最早利用光伏发电技术是在20世纪70年代,其用途主要包括人造卫星、海盗灯塔等。到20世纪90年代,光伏发电技术的应用范围逐渐扩大,能够应用在手表、计数器、交通标志等方面,但是仍无法普遍应用在民用电器中,到近年来我国大力发展光伏发电技术已卓见成效。最早利用光伏发电技术发电的是双湖光伏电站以及丽江光伏电站。作为可再生的太阳能,利用光伏发电技术实现发电,不仅能够缓解石油、煤炭等能源危机,还能减少环境污染废弃物的产生。据调查显示:一个中国普通家庭,一个月大约300度电,这300度电按一年来算,相当于要烧1.44吨煤,排放2.85吨的二氧化碳。如果利用光伏发电技术降低煤炭的使用量,也就是每个家庭能够减少3吨二氧化碳排放量。
2.2 拓宽经济领域
光伏发电技术促进了我国太阳能发电行业的发展,同时也促进其衍生行业的发展。通过光伏发电技术能够有效调整我国发电行业的产业结构,并实现国家资源条件的合理利用,同时对于我国经济的发展也具有很重要的作用。实践证明,我国太阳能光伏发电行业还有效拉动了其他行业的经济增长,如家庭灯具电源行业、交通行业、与汽车配套相关的太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等。
据调查显示光伏电站项目的开发和建设,可促进地区相关产业,如建材、交通运输业的大力发展,对扩大就业和发展第三产业将起到显著作用。例如太阳能光伏发电技术促进了绿色照明行业的发展,其中有关绿色照明系统的太阳能电池板、蓄电池、节能灯具等都是主要产品。而且绿色照明系统还被广泛应用于建筑行业中,如路灯等。可见光伏发电技术不仅影响了我国市场经济体制,还推动了我国经济的发展。
另外,太阳能光伏发电技术还能降低发电项目投资成本,如目前常规火电的造价大约每千瓦5000元,而太阳能光伏发电系统的每千瓦造价约10000元。与此同时,常规火电的年有效发电时间多在6000小时以上,而太阳能光伏发电系统的有效发电时间仅2000小时,可见太阳能光伏发电的效率是非常高的。
2.3 缓解能源危机
显然我国太阳能光伏发电技术的发展,为我国使用可再生太阳能提供了可能。尤其是减少了煤矿资源的损耗,不仅保证了我国生态平衡,还实现了社会经济的可持续发展。
据数据显示:一个装机容量为10MWp,首年发电量为1891.7万度电的光伏电站,首年节约标准煤6621吨,减排CO2为17214吨,整个光伏电站寿命周期内共节约标准煤150567吨,总减排CO2为391473吨。如果我国大面积普及光伏发电站之后,相信我国煤炭资源使用量将会大大减少。如果光伏发电进入民用发电行业,不仅能够大幅度缓解我国资源短缺问题,还能够实现生态平衡。如某发电站的光伏发电项目主要是在上层铺设光伏发电面板用于太阳能发电、下层铺设用于水产养殖的新型光伏系统工程。实践证明:2016年上半年,已发电1408.25万千瓦时,节约标准煤5600吨,有效减少了煤炭资源的使用量,而且提高了发电站的效率,更重要的上下层的综合利用,减少了资源浪费。
3 我国光伏发电技术的未来发展趋势
太阳能光伏发电技术的优越性使其逐渐成为能源使用的重要途径。而光伏发电技术的发展不仅使太阳能代替了传统能源,还使太阳能逐渐成为能源消耗的主体。据有关数据显示,截至2030年,可再生能源的消耗将会占到能源消耗比例的30%,截至2040年,将会上升到50%。到21世纪末,可再生能源消耗会成为主要的能源消耗方式。可见太阳能光伏发电技术对于我国可再生能源的发展具有很重要的作用,同时从中也看出了光伏发电技术创新的重要性。
另外,我国也将会大力推动太阳能光伏发电技术的发展,加快我国经济增长,并减轻我国能源危机问题。据《可再生能源中期发展规划》指出,截至2020年,我国的太阳能发电量会达到60亿千瓦。简单地说,太阳能光伏发电产业将会成为我国主流行业。
4 结语
综上所述,光伏发电是一种能够实现我国可持续发展的新型发电技术。在资源短缺和环境问题日益严重的当下,大力发展光伏发电技术是十分重要的。因而,国家以及企业应该通力配合,开拓太阳能光伏发电市场,创新光伏发电技术,从而促进我国电力行业的发展,并进一步推动我国经济的发展。
参考文献
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[2] 梁云,杨小天,郭亮.我国光伏发电技术的发展现状与前景[J].吉林建筑大学学报,2015,(2).
篇6
在新能源领域,杜邦与中国的光伏企业颇有渊源。中国光伏电池板大部分高端材料及一些专用装备均来自于美国,其中不乏杜邦的产品,而杜邦与中国的光伏企业也是相互依傍。
三大挑战
吴坚认为,未来人口增长所带来的挑战主要包括以下三个方面。
首先,全球需要有足够的粮食来满足人口不断增长所带来的需求。
其次,将会对地球资源带来严峻挑战。据有关组织预测:到2035年,人类对能源的需求将会增长36%甚至更多。这就要求人们在有效利用现有能源、资源的同时,找到更清洁、具有可再生能力的能源、资源来满足绿色发展和不断增加的能源需求。
第三,随着人口的不断增长,如何有效保护人类赖以生存的地球和生命也将面临挑战。为了应对这些挑战,杜邦公司每年通过20亿美金的研发投入,并将其中85%投入用于应对以上挑战。挑战背后就是机遇,正是这样的挑战催生了绿色产业的发展。
作为具有210多年历史的企业,杜邦一直将可持续发展作为公司的使命。可持续发展对杜邦公司来说,就是在增加股东和社会价值的同时,减少为环境带来的负担。2012年,杜邦公司全球的产能相对于1990年增加了40%,而绝对能耗则减少了6%,即减少了杜邦公司60亿美元的成本。杜邦公司将这些资金投入到绿色产业中去,形成了一个绿色发展的良性循环。
扩张太阳能
现在,光伏产业正处在寒冬期。有数据显示,在60家已公布年报的太阳能概念上市公司中,净利同比下滑超过40%的多达13家,但是市场的增长并未停滞。即便是艰难的2011年,也有近30%-40%的增长。因此在一些能源巨头退出太阳能产业的同时,杜邦却在逆势扩张。先后与垂直一体化光伏发电产品制造商英利、尚德电力、天合光能及中电电气签约,展开在光伏领域内的材料及创新协作。通过与产业龙头提供高端材料产品,杜邦公司希望为光伏产业带来一些新的发展契机。
目前杜邦在与中国太阳能模块的厂商进行合作研发,在杜邦目前的中国研发中心内,以及扩建中的研发中心二期项目的一部分设施,都会用于光伏太阳能方面的研发。
篇7
【关键词】光电产业 应用发展 策略
一、光电产业的概况
(一)国外光电产业的发展状况
自20世纪末起,欧美等一些发达国家便积极提倡“节能环保”,并依靠政府采取补贴、税收和贷款等一些优惠政策发展光电产业,进而推行阳光措施,在一定程度上带动了光电产业的发展。目前,一些发达国家的光电技术和产业已达到世界领先地位,所生产的单晶硅电池由以前6%的低效率快速增加到24.4%,多晶硅的实际能效也较过去增加了20.4%,非晶硅等电池的能效虽然较晶体硅电池有明显差距,但改善情况也较为显著。光电技术现以急速发展之势弥漫全世界,并扩大了商业化规模。
从产量和产值的分析结果表明,在世界范围内,太阳能电池产量于20世纪末便有了飞速增长。到了21世纪,全球太阳能电池的年产量也已有了历史性的突破。预计在21世纪中期,全球太阳能电池年产量将会达到一个新的增长点;行业销售也因经济规模化、高生产率和超水平工艺而达到了720亿美元的高收入,较以前的收入水平增长了7倍之多。
根据目前的发展状况,光伏发电将成为世界能源的主导之势。世界联合研究中心曾大胆预测,光电电力在21世纪中至21世纪末将达到世界总电力供应的66%以上。
(二)我国光电产业的发展状况
1.光电产业发展大规模化。我国光伏电池年产量的急速增加仅在短短的几年内便已发展成为列居世界前三位的光伏电池制造国。2.光电技术快速升级。我国光伏电池的生产技术目前已达到了一定的水平,而多晶硅的生产工艺也已被大部分企业所掌握,并实现了高质量、高产量。同时,非多晶硅薄膜电池开始成为光电产业中的新亮点,很多国内外的大企业通过相互合作已开始着手准备发展非多晶硅薄膜电池产业。3.光电成本减少。21世纪初,我国单晶硅太阳能电池的发电成本一直低于50元,非晶硅太阳能电池发电成本也仅控制在30元以内。目前,我国的光电成本不超过4元,基本上与常规能源发电成本接近一致。
二、导致我国光电产业停滞不前的原因
(一)发展规划不够成熟。光电产业的发展在世界范围内受到了高度的重视,因此欧美一些发达国家制定了较为长远的发展目标,争取在21世纪中太阳能电池装机容量能够有新的突破,而我国太阳能电池的装机容量也能达到一个新高点,虽然与发达国家还有一定的差距。由于我国光电产业还缺乏较为完善的发展规划,从而导致光电产业的持续性发展受到严重阻碍。
(二)光电技术发展迟缓。1.工艺水平较低。目前,高纯度硅以“改良西门子法”为主要生产工艺,85%以上的市场都被这种提纯方法生产的产品所占据。2.光伏电池能效达不到要求。我国的光伏电池、商业化光伏组件、一般商业电池的实际能效呈阶梯状依次降低,但国际高效聚光光伏电池的能效却稍高一些,高效平板电池的能效也仅次于此。3.薄膜太阳能电池工艺水平不高。国内缺乏关键设备,更不具备自主创新的能力,因而影响了我国的光电产业发展。
(三)产品出口比重大。我国95%的光电产品出口欧美国家。一旦国外市场经济出现问题,将会牵连到我国光电产业的发展。一些发达国家如德国、美国也都根据本国的《再生能源法》及《能源自主和安全法案》开始采取逐步对光电产业减少补助及优惠政策的措施。政府的扶持力度一旦减小,其光电产业的发展之势也随之减小,而国际市场需求量的降低,必将增大我国光电产业的市场压力。
三、我国光电产业的应用发展策略
(一)确定发展目标。在大规模发展光电产业的前提下,满足市场要求,加大光电终端产品的生产量,实现光电终端产品的购买与建筑相结合,完成我国光电产业的长远发展规划,带动技术的不断升级。根据国内外光电产业市场发展趋势的指引,争取实现近期光电的发展目标:1100万千瓦~3000万千瓦以上。并以完全掌握欧美的“改良西门子法”、硅片切割、高效电池开发后续、硅薄膜电池等技术为目标,逐步实现掌握第三代新型电池技术、有机薄膜太阳能电池技术、硅纳米材料电池技术、二氧化钛纳米电池技术、化合物太阳电池技术、染料敏化太阳电池技术等中长期目标。
(二)争取政策扶持。我国光电产业发展才刚刚起步,其发展和培养市场还离不开政策的扶持。以我国目前光电产业的发展情况来看,应将暂缓扩大出口规模和借鉴国外先技术,而将国内市场的开发和技术革新作为发展的重中之重。我国光电产业的发展有赖于电价、财政和金融等政策。电价政策是以国家法律为依据而制定的标准电价,其电价成本已由各用户均摊。金融政策是根据开发银行或其他国家专业银行的贷款项目而制定的优惠政策。财政政策是指技术研发依靠财政补贴或财政风险投资基金的扶持;金融机构通过政策补贴扶持光电产业;光电产品的研发依靠各种税收优惠政策的扶持。原则上国家对光电产业的政策扶持力度应与国家对其他可再生能源产业的扶持力度相一致。
(三)鼓励技术创新。国家应鼓励光电技术的研发创新工作,重视标准制定以及监测工作。政府各部门也应在光电产业的发展上各司其职,同时沟通与协调好各部门之间的关系。注重高技术人才的培养,引进国外高素质、创新型人才机制,从事光电技术研发创新工作,并加强光电专业人才的培训。
参考文献
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[2]孙玉芳,李景明,刘耕,郑戈.国内外可再生能源产业政策比较分析[J].农业工程学报,2010(05).
篇8
2015年光伏产业回顾
(一)产业规模迅速提高,企业盈利能力大幅提升
2015年,中国大陆多晶硅产量达到16.5万吨,同比增长25%,16家多晶硅企业绝大多数处于满产状态,全球产量占比从2014年的45%提高到48.5%;硅片产能达到48GW,同比增长26.3%,全球产能占比从2014年的76%提高到78%,统计37家硅片平均产能利用率达到94%;电池片产量达到41GW,同比增长24.2%,全球产量占比从2014年的65.6%提高到68.3%,统计50家企业平均产能利用率达85%;组件产量超过43GW,同比增长20%,全球产量占比从2014年的68.4%提高到71.7%,组件企业平均产能利用率为86%。2015年,我国新增光伏装机超过15GW,同比增长逾40%,累计装机量约43GW,超越德国成为全球光伏累计装机量最大的国家。2015年,我国光伏企业盈利情况明显好转,大多数企业扭亏为盈。2015年,光伏制造业的盈利能力已明显增强。33家规范企业2015年的整体经营情况显示,平均利润率达4.7%,比2014年提高30.6%。从细分领域看,组件环节表现要明显好于硅片环节,前10家组件企业平均毛利率超15%。
(二)光伏制造全球布局提速,走出去步伐逐步加快
在“一带一路”战略引导和国际贸易保护倒逼下,我国光伏企业“走出去”步伐不断加快。我国光伏企业通过海外建厂、投资建设光伏电站等方式,实现全球化布局。阿特斯、保利协鑫等龙头企业在加拿大、美国和日本光伏项目储备达到700MW以上。部分企业选择建厂以贴近市场,如中电电气在土耳其新建电池组件工厂,晶澳、天合宣布在印度合资建设电池和组件工厂;部分企业到成本洼地建厂以降低生产成本,如中利腾晖、英利宣布在泰国新建组件厂,卡姆丹克在马来西亚新建硅碇、硅片厂。另外,也有企业通过签订代工协议,以规避“双反”税率,绕道布局全球市场,如昱辉阳光已在7个国家建立了长期代工关系。
(三)弃光限电问题突出,融资难制约光伏发展
目前可再生能源发展规划与电网建设规划的统筹衔接出现一些问题,区域电网结构限制与外送通道建设滞后,光伏电站集中开发地区面临的限电形势愈发严峻,导致资源丰富地区的优势难以实现。同时,可再生能源发电系统被限制的现象十分严重,出现了大范围、常态性的限电、弃光现象。据统计,2015年我国西北地区弃光率达到17.08%,其中,甘肃弃光问题突出,累计弃光电量26.19亿千瓦时,约占全部弃光电量的56%,弃光率达到30.7%。新疆累计弃光电量15.08亿千瓦时,约占全部弃光电量的32%,弃光率达到22.0%。
除了弃光限电外,融资难也制约着这我国光伏产业的发展。我国光伏企业受行业整合,以及国外贸易争端等影响,在海外资本市场融资能力很弱。而境内融资成本较高,多数光伏企业融资成本在8%左右,部分甚至高达10%。高额的融资成本使得我国光伏企业成本高,大幅侵蚀企业利润。同时,可再生能源补贴资金存在巨大缺口。现行可再生能源补贴申报程序有些繁琐,导致资金调配周期过长,使得发电企业资金流转不畅、财务成本增加,产业链出现发电企业、制造企业、零部件企业间的三角债现象,严重影响了企业的技术创新、技术改造、技术升级、正常经营和经济效益。
(四)技术水平与产品性能不断提升,生产成本持续下降
2015年,在内外环境的共同推动下,我国光伏企业加大工艺技术研发力度,技术水平与产品性能不断提升。骨干企业多晶硅生产能耗继续下降,行业平均综合电耗已降至100kWh/kg,部分企业甚至已低于70 kWh/kg,硅烷法流化床法等产业化进程加快;单晶和多晶电池技术持续改进,晶硅电池生产的每瓦耗硅量由2010年的约7g降低至目前的5g左右,产业化生产的普通结构电池效率分别达到19.5%和18.3%,处于全球领先水平,部分企业生产的N型电池平均转换效率达到22.9%。钝化发射极背面接触(PERC)、异质结(HIT)、背电极、高倍聚光等技术路线加快发展,部分技术开始批量生产;光伏组件封装及抗光致衰减技术不断改进。
在生产工艺水平提高的驱动下,产品生产成本不断降低,多晶硅全成本降至15美元/kg,领先企业组件生产成本降至2.9元/瓦,光伏发电系统投资成本降至8~9元/瓦以下,部分分布式装机甚至降至6元/瓦,度电成本降至0.6~0.9元/千瓦时。
(五)光伏市场蓬勃发展,市场应用呈现多元化
2015年,我国光伏市场持续增长,新增装机容量超过15GW,同比增长41.5%,继续位居全球首位,累计装机超过43GW,超越德国成为全球光伏累计装机量最大的国家。光伏应用模式逐步多元化。目前,虽然大型地面电站仍然占据我国光伏装机总量的80%以上,但2015年,我国光伏电站开发呈现与农业、养殖业、矿业、生态治理相融合的多元化发展趋势。受政策拉动,分布式光伏发电规模也不断扩大,主要分布在电力负荷比较集中的中东部地区。光伏水泵、光伏路灯、光伏树与光伏消费品等光伏应用产品型态逐步多样化。
2016年光伏发展趋势
(一)产业规模仍将持续扩大,行业扩产意愿强烈
多晶硅方面,随着全球新增多晶硅产能投产和原有产能优化提升,预计全球多晶硅产量将达到36万吨,我国多晶硅产量将达到18万吨,产品价格预计仍将维持在11万元/吨左右。在电池组件方面,随着光伏行业的整体好转,以及组件价格下降使得光伏发电成本不断逼近甚至达到平价上网,预计我国组件产量继续呈现增长势头,含海外工厂有望达到50GW,产业集中度有望进一步提升。同时考虑到美国由于ITC(税收减免)政策将在2016年底到期,将继续掀起抢装。新兴市场如印度、非洲等正大力推动光伏发展,随着配套政策和融资手段的完善,将成为下一个爆发的增长点。“一带一路”地区光伏市场需求也逐渐释放,我国光伏装机在“领跑者”计划和电价下调带来的抢装驱动下,全年光伏装机市场将达到20GW以上。2016年海外光伏市场也将助推我国光伏产业的发展,又一轮光伏热袭来,预计行业扩产意愿将更强烈。
(二)产业投资持续增强,企业兼并重组步伐加速
在政府扶持、技术进步的大环境之下,我国光伏行业持续回暖,光伏行业投资热情大涨,很多传统行业力图通过收并购的手段进军光伏行业。同时,我国光伏企业仍将加速拓展新兴市场,积极实施产业全球布局计划,通过海外投资设厂、海外企业并购等方式,推动国际光伏贸易格局加快演进,光伏产业投资持续加强。随着光伏市场的良性发展,光伏行业发展逐渐呈现了“大者恒大、弱者愈弱”的“马太效应”,那些竞争力不强、经营情况不好的光伏企业将逐步通过重组退出光伏市场,而龙头企业将通过收购其他企业扩大产能以抢占市场份额,或获得先进生产技术。工业和信息化部了《关于进一步优化光伏企业兼并重组市场环境的意见》,一定程度上消除了兼并重组过程中的政策,金融机构也在通过相关政策性基金支持企业加强兼并重组,为企业兼并重组创造良好的政策环境;《光伏制造行业规范条件》相应指标的提升也进一步提高了光伏企业的技术门槛,上述政策的叠加也将加快落后产能的淘汰。2016年或将成为光伏行业整合、并购之年。
(三)融资难、并网难仍待破解,非技术因素蚕食利润
中国光伏企业融资成本远高于美国、欧洲地区平均水平。尤其是分布式光伏发电开发主体多以中小企业为主,可选的融资工具较少,高昂融资成本抑制了中小企业发展分布式光伏的意愿。目前融资租赁、yieldco、资产证券化、众筹等方式具有不同程度限制,破解光伏融资难题根本上还要依靠手握重金的银行。
2016年,光伏行业融资难并网难问题仍待破解。从2015年并网装机容量来看,新疆(含兵团)、甘肃和内蒙古都已经早早地超过了国家给定额度。由于承载这些地区电力输送至需求量大的城市中心的特高压设施仍在建设,这些省份仍将面临严峻的限电问题。我们预计其它地区,例如浙江和福建,也有可能遇到类似问题。在目前负荷与资源错配的现象短期内无法解决的情况下,虽然电改将从制度和实操层面有效缓解目前弃光限电严重的现象,但是限电、补贴、用地压力仍在,上述非技术性因素仍将蚕食电站利润。
(四)新技术新产品开发活跃,智能化水平有望提升
2016年,技术进步仍将是产业发展主题。光伏领跑者计划将继续进一步拉动高效单晶市场需求,单晶硅电池产业化主流效率有望达到20%,主流组件产品功率将达到265W~270W,PERC电池、N型电池规模化生产进一步扩大。考虑到西部限电问题比较突出,今年光伏电站将向中东部地区倾斜,农光、渔光互补等新模式将推动双玻组件、跟踪系统、MPPT逆变器等新产品需求。硅烷流化床法多晶硅生产工艺有望实现规模化生产,单晶连续投料生产工艺和G7、G8大容量铸锭技术持续进步,金刚线切割技术将得到进一步应用。市场供需关系的改变,将倒逼企业通过技术进步和产品差异化获得进展优势。
同时,光伏制造的自动化、智能化、柔性化将成为光伏产业升级的主要趋势,大部分的光伏企业已经逐步实现由“制造”向“智造”转型,光伏制造的智能化水平有望逐步提高。未来一段时期,国内外光伏市场需求旺盛,高效和可靠性不再是衡量光伏产品的唯一指标,智能化、轻量、与建筑结合的要求会使产品更加多样化,并适用于多种应用和安装条件,从而实现能源互联网。
(五)市场应用持续强劲,装机呈现前紧后松态势
我国光伏市场虽面临局部地区限电、土地、补贴拖欠、上网标杆电价下调等问题,但政府正通过提升可再生能源附加、优化电站指标规模发放等破解瓶颈,而产品价格的持续下降也将抵消电价下调和限电带来的影响。
篇9
关键词:美国;中国;新能源;太阳能电池;反补贴
中图分类号:F752.02
文献标志码:A
文章编号:1673-291X(2012)17-0160-04
引言
中国2001年加入WTO以来,对外贸易获得飞速发展,成为国际贸易格局中的出口大国和世界加工厂,给世界既得利益者带来巨大冲击。随着中国进出口量占世界进出口总量的份额不断增加,世界多国与我国的贸易摩擦也不断升温。在全球主要的贸易救济形式中,反补贴虽出现较晚,案件数却不断增长,成为美国等国家对华贸易救济的重要手段。
据中国商务部数据统计,2004年加拿大发动国际社会对华的首起反补贴调查后的2007年起,中国遭遇的反补贴调查大幅增加,2008—2011年连续四年,每年对华展开的反补贴调查超过全球总数的50%。而在其中,美国是外国对华反补贴的最大指控国,2004—2011年,美国对华反补贴案件占全球对华反补贴案件的 61%,反补贴调查和反补贴措施逐渐成为美国遏制中国的重要手段。
一、美对华反补贴的历史与现状
翻开美对华反补贴的历程,最早可追溯至1983年,美国企业申请对中国出口的纺织品和服装进行反补贴调查,1991年申请对中国出口的电风扇进行反补贴调查,1992年申请对中国出口的螺母进行反补贴调查,2003年预对中国出口的二氨基二苯乙烯二磺酸和荧光增白剂进行反补贴调查。由于美国按其相关判例对“非市场经济国家”不适用反补贴措施,至此仍未对中国产品采取真正意义上的反补贴行动。
但是随着美国对华贸易逆差不断扩大(至2005年突破2 000亿美元,2006年高达2 325.5亿美元),美对华采取的反倾销和保障措施已远不能达到其生产商所期望的限制中国出口的效果。2006年11月,美国首次尝试对中国铜版纸适用反补贴法,启动反补贴调查。其后,美国又于2007年6月至11月连续对原产于中国的产品发动7起反补贴调查。接着,又于2008年陆续对华发动5起反补贴案。
金融海啸后,美国开始进入缓慢复苏的后危机时代,贸易保护主义进一步抬头。仅2009年,美对华就发动了10起反补贴调查,接近于美国2006年以来对华反补贴调查的总数,相比2008年上升了50%,出现了反补贴调查的高峰。2010年美国对华的反补贴调查虽降为3起,2011年美国对华钢制轮毂、镀锌钢丝、高压瓶和晶体硅光伏电池发动了5起反补贴调查,仅截至2012年3月美就对中国产的应用级风电塔和拉制不锈钢水槽等产品发动了2起反补贴立案调查(见图1)。
二、美对华反补贴调查的新趋势
(一)传统上集中于劳动密集型产品
本文按照《中国海关进出口税则》的规定,将进出口产品分为22类。美国2006—2012年发起的31起反补贴调查案件中,尽管涉案产品数量众多,但只涉及其中10类进出口产品,只占到22个总类别的36%,说明涉案产品种类比较集中,主要集中在贱金属及其制品、机电产品、纸制品和化工制品等领域(见图2),这些都是中国具有传统比较优势的劳动密集型产业。它们因中国廉价的劳动力成本而具有低价的竞争优势,加之中国政府为了更好地发挥产业优势而给予这些领域适当的补贴,因此很容易被视为可诉性补贴。由此,美国在这些领域的反补贴调查最有可乘之机。
(二)出现向新能源领域蔓延的新趋势
由以上分析可知,美对华的反补贴调查多集中于低技术高耗能高污染的产品。但是随着联合国哥本哈根气候变化大会和坎昆气候大会的召开,气候和环境变化问题受到广泛关注,发展“低碳经济”成为国际社会的共识。与此同时,中国“十二五”规划也强调转变产业结构,绿色低碳的增长模式受到鼓励和支持,新兴能源产业得到快速发展,为中国乃至世界经济注入了新的动力。然而此时美对华贸易保护主义又掀起新风潮:2011年11月,美对华晶体硅光伏电池等新能源产品发起调查;2012年1月,美国又对中国新能源领域的应用级风电塔发动发补贴调查。美对华的反补贴调查有向新能源领域蔓延的新趋势,且形势日趋严峻。
其实早在2010年美国对其国内新能源产业的保护就已初露端倪。2010年9月,美国钢铁工人联合会提出对中国展开一项全面的贸易诉讼的请求,理由是中国为支持本国清洁能源部门而采取的补贴措施违反世贸组织规则。至此,揭示了中美反补贴贸易战的战场已经从中国传统的低技术、高污染产业向高技术、清洁能源领域蔓延。
三、新趋势下美对华新能源产业反补贴的影响分析
(一)案件的选取与说明
本部分以美对华太阳能光伏电池的反补贴案为例,分析美国对华新能源产业的反补贴对中美两国的影响。2011年11月8日,应美国太阳能工业公司的申请,美国商务部对原产于中国的太阳能光伏电池(无论是否组装入模块)进行反倾销和反补贴立案调查。2012年3月20日,美国商务部公告,对原产于中国的太阳能光伏电池作出反补贴初裁:对无锡尚德太阳能电力有限公司征收2.90%的反补贴税率;对常州天合光能有限公司征收4.73%的税率;对其他涉案企业普遍征收3.61%的税率。根据相关法律程序,美国商务部将于2012年6月对该案作出反补贴终裁。
(二)基于补贴与反补贴模型的福利影响分析
补贴与反补贴模型要区分大国和小国的情形,因为大、小国出口量的变化对世界市场的供给及价格的影响是不同的。就本案而言,2010年中国光伏电池产量达8G瓦,占全球总产量的5成,居世界首位,而且其中的90%都用于出口。可见,中国是太阳能光伏电池的出口大国。随着中国科技实力的不断增强,中国高新技在未来也将是其他高科技产品的出口大国。
运用补贴与反补贴模型进行分析,应从两方面展开。一方面是美国征收反补贴税之前对中美两国的宏观经济影响;另一方面是美国征收反补贴税之后对两国经济的影响。
先看第一个方面。首先是中国的情况,从图3中可以看到,D线为市场需求曲线,S线为企业供给曲线。就本案而言,中国政府在实施补贴之前,假设太阳能光伏电池的世界均衡价格为P0,中国太阳能光伏电池的产量为S0,国内需求量为D2,出口量为D2S0;中国政府在实施补贴S后,国内价格上升到P0+S,利润提高使产量猛增至S2,由于中国是出口光伏电池的大国,产量增加导致出口激增,世界市场的供给增加,世界市场的价格回落至P1,最终我国太阳能光伏电池的产量为S1,国内需求量为D1,出口量为D1S1。
通过以上分析可知,中国对太阳能光伏电池补贴之后,经过世界市场的调整,国内消费者的需求下降了D2D1,国内价格上升了P1P0,使中国消费者剩余减少,福利下降。另一方面,价格上升使产量提高了S1S0,出口量也增加了D2D1+S1S0,因为出口的商品才能获得补贴,因此补贴让国内生产者觉得产品出口比在国内销售获得更多的利润,所以企业扩大的生产都用于出口。不仅如此,就连原先在国内销售的部分也转作出口,因此,出口的增加量为国内消费者减少的需求和增加的产量之和。最终,国内生产者的剩余增加,福利提高。这也说明了国内消费者为了保持原有的消费量,就必须支付给国内生产商比原来更高的价格,使生产商内销的利润与出口的利润一至,这样才能确保一部分商品销往国内。
但是具体而言,由于中国的太阳能光伏电池9成都销往国外,国内需求市场本就较小,因此政府补贴后产量增加,主要影响的是对外出口量,因此对国内消费者的影响不是很大,消费者的福利水平没有受到太大影响,而生产商的福利水平却提高了,当然这是在没有遭到美国征收反补贴税之前。这对中国其他以出口为主的高技术产品也同样适用。
其次是美国的情况。图4中的D线是美国的进口需求曲线,就本案来看,美国在中国补贴之前的进口均衡点为A,对应的均衡价格为P1,进口量为D1。在中国补贴并经世界市场调整后,进口价格降为P2,美国进口商增加进口量至D2,使美国消费者剩余增加了P1P2AD,他们福利的增加实际上是因为中国给予了价值为P1P2AD的补贴。也就是说,一方面,中国政府的补贴行为在美国征收反补贴税之前是有利于美国进口商和消费者的。另一方面,补贴行为使中国产品更具竞争力,造成美国光伏电池生产商的产量下降,既得利益受损,他们会向美国相关部门申请对中国太阳能光伏电池进行反补贴调查。
因此,在本案中中国政府的补贴行为对美国整体福利水平的影响要看这两类利益集团所受影响的程度。如果美国进口商和消费者福利水平提高的程度大于美国制造商福利下降的程度,则说明中国的补贴行为是有利于美国整体的福利水平的,反之亦然。
接下来分析第二个方面。首先是中国的情况,当中国的补贴损害了美国的既得利益者且该利益团体的影响力足够大时,会引起美国政府的反补贴制裁。本案中中国太阳能光伏电池大量出口美国,遭到美国同类产品生产商的投诉,认为中国的竞争优势来源于政府补贴,最终得到了肯定性初裁。如果美国在终裁后征收的反补贴税正好等于我国政府支付的补贴额,那么图4中的均衡点又会回到原来的位置,即价格恢复到P0,产量降至S0,进口量也将回到没有政府补贴的时候,补贴没有达到任何效果。但是如果美国征收的反补贴税没有完全抵消中国产品出口量增加的效果,就需要进一步比较出口量增加带来的福利与征税的损失之间的程度。可以肯定的是,美国对太阳能光伏电池征收反补贴税,无论是否能完全抵消中国政府的补贴行为,但至少都会使中国的福利水平较没征收反补贴税之前要下降了。由此可知补贴存在一个度的问题,如果不加限制,不但违反WTO的规则也容易遭致国外严厉的报复。一旦被征收反补贴税,就相当于是对美国政府的补贴,得不偿失。
其次是美国的情况,当美对华征收反补贴税后,如果美国征收的反补贴税完全抵消了中国政府给予的补贴额,图4中的均衡点就会回到原来的A点,价格和进口量分别恢复至原来的P1和D1。美国消费者和进口商福利的增加消失了,但是保护了美国太阳能光伏电池制造商,并且通过征收反补贴税美国也能获得额外的财政收入。具体而言,美国整体的福利水平在征收反补贴税后是否较征收之前增加还要看美国太阳能光伏电池制造商的福利增加和美国财政收入的增加之和是否大于美国进口商和消费者福利减少之和。如果大于,征收反补贴税是有利于美国整体福利水平提高的;反之,则会使美国的总体福利水平下降,此时不应该对中国出口的产品征收反补贴税。也就是说美国征收反补贴税后总体福利水平不一定会提高。
(二)对中美两国产业影响的分析
1.短期内不利于中国相关产业发展,长期内消极影响不大,有一定积极作用。征收反补贴税会使产品成本上升,价格提高,出口量下降,如果产品无法在短期内顺利实现内销,最终会因需求的减少造成产能过剩,企业面临减产、裁员和倒闭的危机。当产业内的企业都面临外销萎靡的问题时,该产品的上游材料供应商也会受到牵连,短期内对整个产业链条形成冲击。但是长期来看,随着中国科技实力不断提高,核心技术不断增强,技术密集型产品的竞争优势不会因为征收反补贴税而逆转,因为其所依靠的不是低成本和价格,加之国内市场在长期内对产品的消化吸收,反补贴不会对中国相关产业造成实质性的损害。而且美国对华采取反补贴措施会使产业内的企业更为团结一致的应对,有利于长期内形成更为紧密的产业集群链和规模效应,同时也对企业产生了技术不断创新的倒逼压力,对中国高新科技产业产业的发展具有积极作用。
就本案而言,美国的反补贴涉及无锡、常州和宁波等30多家企业。其中无锡尚德太阳能电力有限公司已成为全球最大的光伏组件厂商,美国征收反补贴税的矛头说明其已经将注意力和重心直指中国太阳能制造的核心区域。另外,据宁波海关的统计,美国是宁波光伏产品的主要出口市场,2011年10月反补贴调查前,美国进口商已经开始减少从中国的进口,使宁波的出口量受到影响,10月份对美国出口78.44万美元,下降了29.6%,并且出口疲软的态势还将持续。短期来看,反补贴行为不利于中国相关产品出口美国,而且还极有可能引起欧盟等国的效仿,对中国产业形成一定的冲击。但是,随着长期发展,中国光伏电池技术的不断成熟,其竞争优势不会因美国的反补贴而改变,国内市场的需求将会越来越大,对外国市场的依赖会逐渐减少。因此,长期来看,美征收反补贴税不会对中国的光伏产业造成实质影响。而且在此次应诉中,中国光伏电池制造企业高度团结应诉,有利于形成更为紧密的产业链,同时,也使中国光伏电池制造商认识到不断提高技术水平、管理经验和生产规模的必要性,对中国新能源等高科技领域的长期发展起到积极作用。
2.短期内对美国相关产业的消极影响甚于积极作用,更不利于产业长期发展。中国的出口贸易超过60%都是以“三来一补”的方式实现的。中国对美出口的产品中,很多都是从美国进口原材料或机器设备,加工组装后复出口,中国企业只是赚取加工费。因此美国对华征收反补贴税,尽管一方面保护了美国加工同类产品的行业,但是会减少中国进口美国的原材料和机器设备并提高美国进口商的成本,因此美国的反补贴行为是得不偿失的。长期来看,整个产业链会因为没有低成本的中间产品而使最终产品失去竞争优势。而且随着中国出口产品科技含量的不断提高,产品技术世界领先的优势将会愈发明显,美国减少进口中国的高科技产品将不利于其自身产业技术的进步和产业链的健康发展。因此,无论短期还是长期,美国对华产品的反补贴是不利于其相关产业发展的。
就本案而言,中国输美的太阳能光伏电池中75%属于从美国进口原料加工后再出口到美国市场的加工贸易。为生产光伏产品,中国每年从美国进口20多亿美元的多晶硅、EVA、浆料等原材料。中国生产企业在2010年从美国进口的设备及支付的技术转让费不少于30亿美元。图4为太阳能光伏产业链,中国500多家太阳能光伏企业都为太阳能光伏电池组件生产商,他们从美国进口晶体硅等原材料和机器设备,加工成太阳能电池或组件再出口美国,由美国进口商进一步完成太阳能光伏产品的生产和系统应用。
如果中国太阳能电池产品因被加征高额关税不能继续对美出口,短期内势必极大影响美国相关生产设备和原材料对中国的出口,对美国上游原材料供应产业造成不利影响,同时也使下游太阳能光伏产品生产企业和系统应用企业的成本提高。国家能源局新能源与可再生能源司副司长梁志鹏也表示,“美国太阳能光伏产品长期没有成本优势,其太阳能产业规模化发展将至少延后五年。”可见,美对华太阳能能光伏电池征收反补贴税对美国相关产业在短期和长期都是不利的。
四、新趋势下美对华反补贴的对策分析
(一)长期对策
1.政府应适度并合理利用补贴。根据《SCM协定》和美国国内法的规定,对某一产品从价补贴的总额不能超过5%,否则即可认为对另一成员方利益造成了“严重侵害”,极有可能被征收反补贴税。所以我国政府在对新能源及高科技领域补贴时,应将对某一产品的从价补贴总额控制在5%以内。另外,WTO规定,成员方对科研教育、贫困地区以及环保事业的补贴不会引起另一成员方的反补贴调查。如果政府能够为贫困落后地区打造新能源产业,将补贴更多地投入到新能源产业的研发阶段和人才的培养教育上,不仅能够带动当地经济的增长,而且也使中国的补贴行为具有三重保障,不给美国等发达国家制造反补贴的借口。
2.对于太阳能光伏产业等新能源及高科技领域的业协会要建立更为健全的预警机制。既要注意了解美国等同行业竞争者的生产能力、质量标准、市场销量和价格水平,又要注意调研我国出口产品在美国市场的售价情况,避免过度竞争,同时还要注意日本、德国等竞争国出口美国的销售情况。另外,还要分析美、日、德等国同行业制造商的竞争优势和劣势,为我国新能源及高科技领域的发展提供方向,与美日德等竞争国形成优势互补,而不只是大打价格战。
3.企业应开拓多元化市场并重视内销。新能源企业应根据自身发展情况制定多元化市场的发展战略,不要过度依赖于单一市场。这样即便美国对中国产品征收反补贴税,使对美出口的门槛提高,但因为技术、管理和规模上的领先优势也不会使企业丧失其他出口市场,可以将产品转销他国很内销来消化影响,因此企业要注重开拓多元市场。
(二)短期对策
1.行业协会组织企业应对反补贴。首先,应完整收集并密切关注美国有关部门的与案件有关的反补贴报告,了解案情发展情况并及时告知企业。其次,应及时召开行业大会,向企业说明当前的情况,帮助企业分析利弊,聘请有应诉经验的律师,团结企业共同应诉,加强行业的应诉力量。最后,被征收反补贴税之后,也应企业共同商讨应变的对策,增强整个行业抵御反补贴风险的能力,将反补贴税对新能源等产业的损害降到最低。
2.企业自觉减少对某一国家的出口。如美对华太阳能光伏电池反补贴一案中,中国太阳能光伏电池的输美量短期内增速迅猛,2010年同期涨幅高达184%,2011年美国企业提起申诉之前的1—10月,中国对美国的出口比2010年同期增长151.51%,而日本同期对美太阳能光伏电池的出口增幅仅为52%。并且在2011年8月美国几家老牌太阳能光伏制造企业破产后美国更是将反补贴的矛头指向了中国。因此,出口量的短期激增就像是美国对华发起反补贴调查的红色信号灯,应该要引起获得政府支持并高速增长的新能源企业的高度重视,自觉减少对美国的出口量,不要与美国同类产品的制造企业竞争过度,这样才能降低遭受反补贴调查的可能性。
3.企业应积极应诉。企业还应与行业协会多沟通联系,收集更多关于本行业外销的具体情况。在遭到反补贴调查时,应积极主动的参与行业协会召开的大会,与国内同行共同应对。最后,在被征收反补贴税后也应听取行业协会及政府给予的政策建议,及时调整出口方向和发展战略。
结束语
总之,中国政府应在新趋势下充分考虑补贴和反补贴对中美两国福利和产业的影响,趋利避害。中国政府、行业和企业应当发挥各自的作用,规范自身行为,并充分利用WTO有关补贴与反补贴的规定,争取中国的合法权益,只有这样才能在新形式下对美国的反补贴手段应对得当,保证新能源产业的长期发展。
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收稿日期:2012-05-03
篇10
关键词:玻璃;背板;EVA;边框
中图分类号:TB
文献标识码:A
文章编号:16723198(2015)18022401
本文主要从玻璃、EVA、背板、边框四种关键原材料入手,对其选材、特点、作用、工艺、检测、发展趋势几方面进行阐述,以其对光伏组件的技术研究提供一定的参考。
1 玻璃
玻璃位于光伏组件正面的最外层,在户外环境下,直接接受阳光照射,并隔离水气、杂质等。一般的光伏组件使用的玻璃为镀膜钢化玻璃。
钢化玻璃是将玻璃加热到接近融化的温度,一般在600℃-650℃时处于粘性流动状态,保温一定时间,然后经过快速冷却即淬火,使玻璃内部产生很大的张应力,尤其是玻璃表面。张应力存在于玻璃内部,当玻璃破碎时,能使玻璃保持一体而不会碎裂,通常钢化玻璃很难被外力正面击碎,而由于张应力的原理,使得钢化玻璃在接触尖锐物理撞击或者磕碰边角时很容易碎裂。这在生产和使用过程中要尤其注意。
1.1 钢化玻璃的优点
钢化玻璃的强度比普通玻璃高,抗冲击强度是普通玻璃8倍左右,抗弯的强度是普通玻璃的4倍左右;安全性能很好,即使破碎也无尖锐的小碎片,很大的降低了造成人身伤害的风险;耐急冷急热的性质有所提高,可承受上百摄氏度的温差变化,这对防止因为高热引起的炸裂有很好的效果。
1.2 钢化玻璃的缺点
不能再进行切割和加工。钢化在生产前就需要对玻璃进行加工至需要的形状,再进行钢化处理。这就造成一旦钢化玻璃成型就很难再加工,因此钢化玻璃对生产合格率的要求很高,否则将极大的增加这一重要原材料的生产成本,进而影响组件的售价。
钢化玻璃在温差变化大时会自爆,同时由于外界环境的因素,钢化玻璃自身存在一定的自爆概率。自爆由两种基本类型,一种是“蝴蝶斑”式自爆,即沿碎裂纹路找到碎裂中心处有类似蝴蝶翅膀一样的结构;另一种就是结石自爆,形成内部向外爆裂开来的圆孔装中心结构。给予以上两点外观特征,就可以判定钢化玻璃是自爆还是外力引起的。
1.3 玻璃镀膜
玻璃镀膜的增透原理为光在从一种物质进入另一种物质时,只要密度不同,就会产生折射和反射。光从折射率较小的物质入射到折射率较大的物质表面时,反射光发生方向变化。基于此可以增加光线的透射率。钢化玻璃的镀膜工艺有浸泡法、喷涂法、蚀刻法、辊涂法等。
1.4 光伏玻璃的检测
光伏玻璃的检测内容包括外观、尺寸、弯曲度等一般性能;太阳光直接透射比、含铁量等光学性能;抗冲击性能、内应力、耐热性能等安全性能。
光伏组件的玻璃发展趋势是超薄玻璃,具备重量更轻,厚度可选、透光率略微上升的优势,但存在波形度变大、钢化颗粒数不达标的难题。高增透玻璃,具备透光率更高的优势。双绒面玻璃,具备透光率更高,美观的优势。
2 背板
光伏组件背板的结构由基材的两面加功能层组成。光伏组件背板通过自身优良的物理性能、耐老化性能、隔绝空气和水分的性能,绝缘性能使组件成为一个有较好物理机械强度的整体并且内部结构长时间不受外界有害因素影响。从而对太阳能电池组件提供保护和支撑。此外,由于加工工艺的要求,背板还要在层压时与EVA牢固粘合,还要与粘结接线盒的硅胶牢固粘合,自身两层EVA融化要彻底交融。
2.1 背板不同结构的优缺点
(1)两面氟膜背板:绝缘性好,但与EVA粘结有好有坏,制造成本也毕竟高。使用Tedlar,粘结氟膜的粘合剂老化后,氟膜分层、起泡、鼓包、黄变等。
(2)单面氟膜和PE背板:成本低、制造难度小、与EVA粘结力强。但是此种背板正面绝缘性能差,正面PET基材直接暴露在日光下,耐老化性能差,容易出现黄变等问题。
(3)PET/PE背板:成本最低,与EVA粘结力强,制造容易。但是此类背板不耐老化。
(4)双面氟涂层背板:成本较低,颜色较多,绝缘性也好,但与EVA粘结有好有坏,表面粘合性不稳定。
2.2 光伏背板检测
光伏背板检测内容包括物理性能(拉伸强度、伸长率、收缩率);绝缘阻隔性能(局部放电、击穿电压、水分透过率);耐候性能(紫外老化、湿热老化);粘结性能(和背板的剥离强度);交联度(EVA之间的粘接强度)。
EVA虽然对PET基材和EVA胶膜粘合性好,但对PET保护差、抗紫外性能差。PE膜也会有同样的问题。在电池组件中硅片的空隙中,紫外线通过EVA直接照在背板上,如果是PE或EVA下面直接PET,背板整体抗紫外老化的能力就会降低很多,进而导致鼓包、变黄的问题,并最终导致光伏组件失效。
背板发展趋势向是具备高可靠性、轻量化、分布式光伏配套性能、价格更低化等特点的方向发展。
3 EVA
光伏电池封装胶膜(EVA)是一种热固性有粘性的胶膜,用于放在夹胶玻璃中间(EVA是Ethylene乙烯Vinyl乙烯基Acetate醋酸盐的简称)。由于EVA胶膜在粘着力、耐久性、光学特性等方面具有的优越性,使得它被越来越广泛的应用于电流组件以及各种光学产品。固化后的EVA能承受大气变化且具有弹性,它将晶体硅片组“上盖下垫”,将硅晶片组包封,并和上层保护材料玻璃,下层保护材料。
EVA是一种热融胶粘剂,常温下无粘性而具抗粘性,以便操作,经过一定条件热压变发生熔融粘接与交联固化,此时几乎完全透明。与玻璃粘合后能提高玻璃的透光率,起着增透的作用。
EVA检测内容:外观检验、厚度检验、透光率检验、交联度检验。其中,交联度检测数据将直接反映组件封装的可靠性。
EVA发展趋势:国产化、低价、高增益性、多样性等。
4 边框
光伏组件边框能够起到固定、密封太阳能电池组件、增强组件强度,延长使用寿命,便于运输、安装的作用。通常采用铝材制造。吕边框表面有抗氧化处理,工艺有阳极氧化、电泳、粉末喷涂、PVDF、喷砂等几类。
边框的检测包括:抗拉强度、延展性、耐盐雾腐蚀性、耐氨气腐蚀性、弯曲度等。
边框未来发展的趋势包括塑料边框,具备更轻质化的优势。异形边框,具备个性化定制、适应多种安装条件的优势。
5 组件质量的把控
以上分析了组成光伏组件的重要原材料的相关内容,那么对于整体组件在封装成后,如何把控质量与技术呢?这就会出现各种各样的问题。目前,组件质量的把控能力,主要通过样品的测试结果来反映。
组件的发电量会根据接受的辐照度呈现不规则线性变化。通过低辐照度下电性能测试,可以有效了解产品是否适合在日照条件较差的地区使用。由于组件老化、缺陷或者环境遮蔽会导致过热现象。通过热斑测试,可以确定组件耐热斑热效应的能力。在温度较高地区容易出现由于接地条件差异和电势差导致的性能衰减。通过PID电致衰减测试,可以研究组件及系统电势对组件性能衰减的影响。
在保证零部件可靠性的同时,组件的密封性能将直接影响封装在组件的使用寿命。通过EVA剥离强度测量,定量测量组件封装强度,可有效避免因封装工艺的缺陷导致的损失。无论封装技术如何发展,都必须保证玻璃与EVA之间的剥离强度不能低于40N/CM。否则,组件的可靠性将成为最大的问题。
6 结语
在以风能、光伏等为代表的新能源大潮到来之际,研发优质光伏技术、控制产品质量,在保证光伏发电量和使用寿命上,优质企业必将上升成为行业内的领导者。届时,“光伏号”列车才能真正驶上良性发展的正轨。
参考文献
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