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深度丨光兮,能之所伏 ——光伏产业概述及技术篇

 小陈84 2018-04-14


核心要点

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。


通过光生伏打效应,光能可以转换为电能。光伏发电有晶硅电池和薄膜电池两种方式,其中晶硅电池市场份额超过90%以上,是当前主流路线。


上游多晶硅制作环节硅烷流化床法逐步替代改进西门子法,硅片制作环节金刚线切割将逐步代替砂浆切割,电池片环节将通过PERC和HIT等技术提高光电转换效率。各环节成本的降低以及光电转换效率的提高,将会有效推动光伏发电成本的降低,进而实现平价上网。


正文


1

太阳能资源


1.1
太阳能

能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展,能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移,化石能源的稀缺性越来越突显,且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下,大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。


太阳能的主要指标包括太阳辐射能量、辐照度、辐照总量、日照时间、日照时数、峰值日照时数等。


●太阳辐射能量

单位时间内,太阳以辐射形式发射的能量称为太阳辐射功率或辐射能量,单位为瓦(W)或千瓦(KW)。


太阳辐照度

投射到单位面积上的太阳辐射能量,称为太阳辐照度或太阳辐射度,单位是W/ m²或KW/ m²。地球表面最高值约为1.2~1.37 KW/ m²。


太阳辐照总量

在一段时间内(小时、日、月、年)投射到单位面积上的太阳辐射能量(辐照度或辐射度),称为太阳辐照量,单位是KWh/ m²·日(或月、年),或MJ/ m²·日(或月、年),1KWh=3.6MJ。


日照时间

太阳从日出到日落的全部时间。


日照时数

太阳辐照度大于120 W/ m²的全部时间。


峰值日照时数

把大于120W/ m²及以上的辐照度折算到1000W/ m²的日照时数,称为峰值日照时数。


日照时间、日照时数、峰值日照时数三者关系

图1直观地描述了日照时间、日照时数、峰值日照时数三者关系。由于太阳辐照度随着云彩的遮挡不是非常圆滑的曲线,为说明问题,本图太阳辐照度曲线为全天晴空万里时的状态。从图中可以看出,日照时间从早4:00至晚8:00,共16小时;日照时数约从早6:20至下午5:00,共10小时40分钟;峰值日照时数采取等效法,A面积相等,B面积相等,折算成矩形面积约为4200Wh/ m²,除以1000 W/m²,即可得到峰值日照时数4.2小时。

1.2
我国太阳能资源分布情况

太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。资源丰度一般以全年总辐射量(单位为MJ/m2或kWh/m2)和年平均辐照度表示。我国太阳能总辐射资源丰富,总体呈“高原大于平原、西部干燥区大于东部湿润区”的分布特点。西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大,年总辐射量超过1800 kWh/m2,部分地区甚至超过2000 kWh/m2。那里平均海拔高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。例如被人们称为“日光城”的拉萨市,1961年至1970年的平均值,年平均日照时间为3005.7小时,相对日照为68%,年平均晴天为108.5天,阴天为98.8天,年平均云量为4.8。全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小,其中尤以四川盆地为最,存在低于1000 kWh/m2的区域。那里雨多、雾多,晴天较少。例如素有“雾都”之称的成都市,年平均日照时数仅为1152.2小时,相对日照为26%,年平均晴天为24.7天,阴天达244.6天,年平均云量高达8.4。


2

光电转换原理


就目前来说,人类直接利用太阳能还处于初级阶段,主要有太阳能集热、 太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。本文重点介绍太阳能发电的相关原理和技术。


2.1
光生伏打效应

1839年,法国物理学家在实验室意外发现,两片金属浸入溶液构成的伏打电池中,当受到光照时会产生额外的伏打电动势,他把这种现象称为“光生伏打效应”,简称光伏效应。晶体硅半导体把太阳能转变为电能的光生伏打效应的发电方式,称为光伏发电,太阳能电池又称为光伏电池。


2.2
光伏电池工作原理

太阳光照射在半导体晶体硅的PN结上,激发电子和空穴相互运动,N区的空穴向P区运动,P区的电子向N区运动,使太阳能电池受光面(N型硅)有大量负电荷(电子)积累,而在太阳能电池背光面(P型硅)有大量正电荷(空穴)积累。如果在受光面和背光面各引出导线连接负荷,导线与负荷上就有电流通过,电流从背光面流向受光面,背光面(P型硅)为正极,受光面(N型硅)为负极。


2.3
光伏发电优点

(1)取之不尽,用之不竭,不受地域、海拔等因素制约,只要有光照,就可以发电。


(2)随处可得,就近供电,可避免长距离输电造成的损耗。


(3)不用燃料、不用水,有阳光就发电,运行成本低,不排废弃物,无污染,无噪声,真正的绿色环保新型能源。


(4)无运转部件,维护简单,可实现无人值守。


(5)系统构成简单,建设周期短(如果设备、材料供应到位,10MW电站三个月可建成),方便灵活,极易组合、扩容。


2.4
光伏发电缺点

(1)间歇性、随机性发电,受气候影响较大,夜间需要用电却不能发电。


(2)能量密度较低,占地面积大。


(3)转换效率低,晶体硅光伏电池转换效率为13%~17%,非晶体硅光伏电池只有6%~8%,加之能量密度较低,难以形成高功率发电系统。


(4)初始投资高,相对火力发电其电价目前还较高,投资回收期长。


3

光伏发电系统及产业链


3.1
光伏发电系统的组成

太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或 110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为: 


太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。


太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。   


蓄电池:一般为铅酸电池,一般有12V和24V这两种,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。 


逆变器:在很多场合,都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-DC逆变器,如将24VDC的电能转换成5VDC的电能。

3.2
光伏电池分类

目前市场上的光伏路线主要分为晶硅电池和薄膜电池两种。其中晶硅电池是以晶硅材料为基底的太阳能电池,分为多晶硅电池和多晶硅电池。薄膜电池分为硅基薄膜电池、铜铟镓硒薄膜电池、碲化镉薄膜电池等。目前晶硅电池市场占比超过90%,而薄膜电池的占比仅有8%左右。

3.3
光伏产业链

由于晶硅电池市场占比超过90%,因此本文主要讨论晶硅电池产业链及技术发展情况。光伏产业链可以分为上、中、下游。上游包括多晶硅料的采集、单晶硅棒和多晶硅锭的加工、硅片的加工制作三个环节;中游是光伏电池和光伏电池组件的制作,目前晶硅电池分为单晶硅和多晶硅两种;产业链的下游是光伏电站系统的集成和运营。

4

光伏各环节技术分析


4.1
多晶硅:硅烷流化床法替代

光伏产业链的上游包括晶体硅原料和硅片。作为产业链的最上游的晶硅制造,目前这个环节的技术要求很高,具有一定的技术壁垒和垄断性。目前制备多晶硅的工艺技术主要有改良西门子法,硅烷法和冶金法三类。


●改良西门子法:即在西门子法的基础上增加了尾气回收和四氯化硅氢化工艺,实现了生产过程的闭路循环,既可以避免剧毒副产品直接排放污染环境,又实现了原料的循环利用、大大降低了生产成本(针对单次转化率低)。


●硅烷法:利用高纯度硅烷在反应器中热分解为高纯度硅。硅烷法可以分为两类,较早出现的是硅烷西门子法(Silane Siemens),即用硅烷(SiH4)而非TCS作为CVD还原炉的原料,通过硅烷的热分解和气相沉积来生产高纯度多晶硅棒料,REC旗下的REC Silicon公司采用过此方法生产电子级多晶硅;后来出现了另一类方法—硅烷流化床法(Silane FBR),以STC、H2、冶金硅和HCl为原料在流化床(FBR)高温(500℃以上,不算很高)高压(20bar以上)下氢化生成TCS,TCS通过一系列歧化反应后制得硅烷气,将硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床(FBR)反应炉内进行连续热分解反应,生成粒状多晶硅。


●冶金法:利用物理方法生产太阳能级多晶硅,其典型工艺是将纯度好的冶金硅进行水平区熔单向凝固成硅锭,去除硅锭的外表部分和金属杂质聚集的部分后,将硅锭粗粉碎并清洗,并在等离子体熔解炉中去除硼杂质,然后二次区熔单向凝固成硅锭,再次除去外表部分和金属杂质聚集的部分然后粗粉碎和清洗,最后在电子束熔解炉中除去磷和碳杂质直接生成太阳能级多晶硅。


这三种生产工艺中,改良西门子法为目前的主流方法,根据ITRPV的预计,由于成本控制的潜力因素,未来硅烷流化床法将逐步取代改良西门子法的份额,在2025年旗鼓相当,共同成为主流的制备方法。


在国内企业中,由保利协鑫下属江苏中能实施的硅烷流化床新技术项目完成了全球最大规模的2.5万吨级硅烷制备装置,已建成投产的3000公吨/年流化床为目前全球最大的单台流化床反应器装置,单炉产量达到400千克/小时。目前试运行装置全面打通生产全流程,实现连续试生产的颗粒硅产品品质已经能达到电子级标准,全流程电耗达到25千瓦时/公斤,其中流化床反应炉电耗达到2千瓦时/公斤,产品成本大幅低于现有改良西门子法多晶硅。

4.2
硅片:金刚线切割普及

硅片制造是晶硅制造的下一个环节,也属于整个产业链的上游层面。与晶硅制造环节不同,该环节为资本密集型,技术含量不高,产品工艺与投入设备相关,可分为单晶硅片和多晶硅片。


单晶硅拉棒技术目前有三种方法:直熔法,区熔法和外延法。后两种方法也可以得到高质量的硅单晶,但是造价较高。由于直拉法的成本更低且已足够达到光伏电池的纯度需求,所以市场一般用直拉法拉制单晶硅。


多晶铸锭技术目前有两种方法,浇筑法和直熔法。浇铸法,简单地说也就是先在一个坩埚内将硅料熔化,然后浇铸在另一个经过预热的坩埚内进行冷却,通过控制冷却速率采用定向凝固技术铸造多晶硅锭。直熔法,也就是直接熔化法即在坩埚内直接将多晶硅熔化,然后通过坩埚底部的热交换,使熔体冷却采用定向凝固技术铸造多晶硅。目前市场一般使用的是直熔法,虽然在本质上两种方法没有区别,但后一种方法造出的多晶硅质量好,有利于生长取向性较好的多晶硅锭,生长过程易自动化,可以使晶体内部位错降低。由于直熔法自身的一些缺陷,无法铸出较长的多晶硅锭,要想提高产量只能增大其截面积,而大截面的硅片也很受市场欢迎。


与直拉单晶硅不同,铸造多晶硅不需要籽晶,晶体生长过程一般自坩埚底部开始降温,当熔体温度低于熔点时,坩埚底部首先凝固,利用定向凝固技术得到多晶硅。直拉单晶硅造出的硅锭一般是圆柱形状的,在做电池板时为了利用有限空间一般采用方形或多边形。单晶硅做出的太阳电池比多晶硅电池效率高2%~3%,随着单晶硅技术的不断提高,单晶硅的光电转换率有了很大的提高,现在市场上对单晶硅的认可也越来越高,单晶的市场占有率也逐年提升。


在切片技术方面,目前有砂浆切割和金刚线切割两种,目前主流的是砂浆切割(Surry-based),而金刚线切割(Diamond wire)由于更高效率的优势也开始逐步普及。根据ITRPV的预测,到2025年左右金刚线切割的市场份额将超过砂浆切割。我国以隆基股份为首的主要单晶硅片企业均已完成金刚线切割技术的引入,而多晶硅片的龙头保利协鑫也已开始引入金刚线切割技术。

4.3
电池片:PERC\HIT主流

光伏产业链的中游包括光伏电池片和光伏电池组件。将硅片加工为电池片,是实现光电转换最为核心的步骤。此环节是资本和技术双密集型行业,要求企业及时跟进最新的电池制造技术以提升电池效率。


转换效率

太阳能电池的基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的。对其而言,最重要的参数是光电转换效率。P型单晶及多晶电池技术持续改进,常规产线平均转换效率分别达到20.5%和18.8%,采用钝化发射极背面接触技术(PERC)和黑硅技术的先进生产线则分别达到21.3%和19.2%。多晶硅生产工艺进一步优化,行业平均综合电耗已降至70KWh/kg以下。目前实验室的水平如下图所示。

关于目前的电池技术,包括具备大规模生产应用基础的高效电池技术PERC电池技术和HIT电池技术,此外钙钛矿电池作为科研界的明星同样被业界看好。


PERC技术

PERC(Passivated Emitter and Rear Cell),钝化发射极和背面电池技术,最早在1983年由澳大利亚科学家Martin Green提出。PERC近年来效率记录不断被刷新,将成为未来三年内最具性价比的技术。


PERC电池与常规电池最大的区别在于背表面介质膜钝化,采用局域金属接触,有效降低背表面的电子复合速度,同时提升了背表面的光反射。PERC电池实验室制备采用了光刻、蒸镀、热氧钝化、电镀等技术,而产业化PERC工艺采用了PECVD(或ALD)法钝化、激光开孔、丝网印刷、烧结等技术。

自2015年PERC电池逐步市场化以来,截止2016年底,全球PERC产能约为13.4GW,产量达到8GW左右;2017年产能增至20GW,实际产量达到14GW。目前,单晶PERC电池产业化平均效率达到了21%左右,多晶平均效率19.5%左右。


●HIT电池

HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)电池是异质结太阳能电池的简称,因HIT已被日本三洋公司申请为注册商标,所以又被称为HJT或SHJ(Silicon Heterojunction solar cell)。1997年,日本三洋公司推出了一种商业化的高效电池设计和制造方法,电池制作过程大致如下:利用PECVD在表面织构化后的N型CZ-Si片的正面沉积很薄的本征α-Si:H层和p型α-Si:H层,然后在硅片的背面沉积薄的本征α-Si:H层和n型α-Si:H层;利用溅射技术在电池的两面沉积透明氧化物导电薄膜(TCO),用丝网印刷的方法在TCO上制作Ag电极。值得注意的是所有的制作过程都是在低于200℃的条件下进行,这对保证电池的优异性能和节省能耗具有重要的意义。


在电池正表面,由于能带弯曲,阻挡了电子向正面的移动,空穴则由于本征层很薄而可以隧穿后通过高掺杂的p+型非晶硅,构成空穴传输层。同样,在背表面,由于能带弯曲阻挡了空穴向背面的移动,而电子可以隧穿后通过高掺杂的n+型非晶硅,构成电子传输层。通过在电池正反两面沉积选择性传输层,使得光生载流子只能在吸收材料中产生富集然后从电池的一个表面流出,从而实现两者的分离。

HIT电池具有发电量高、度电成本低的优势,具体特点如下:


(1)双面电池:结构对称的N性单晶双面电池

HIT是非常好的双面电池,正面和背面基本无颜色差异,且双面率(指电池背面效率与正面效率之比)可达到90%以上,最高可达96%,背面发电的优势明显。


(2)低温度系数:高温环境下发电量高

在一天的中午时分,HIT电池的发电量比一般晶体硅太阳电池高出8-10%,双玻HIT组件的发电量高出20%以上,具有更高的用户附加值。


(3)无光致衰减:HIT电池的光致增强特性

困扰晶硅太阳能电池最重要的问题之一就是光致衰减,而HIT电池天然无衰减,甚至在光照下效率有一定程度的增加,上海微系统所在做HIT光致衰减实验时发现,光照后HIT电池转换效率增加了2.7%,在持续光照后同样没有出现衰减现象。日本CIC、瑞士EPFL、CSEM在APL上的联合发表也证实了HIT电池的光致增强特性。


(4)对称结构适于薄片化:硅片厚度不断减小(190-150-130-100μm)

HIT电池完美的对称结构和低温度工艺使其非常适于薄片化,上海微系统所经过大量实验发现,硅片厚度在100-180μm范围内,平均效率几乎不变,100μm厚度硅片已经实现了23%以上的转换效率,目前正在进行90μm硅片批量制备。电池薄片化不仅可以降低硅片成本,其应用也可以更加多样化。


降本增效始终是光伏行业永恒的主题,随着行业不断的技术进步和政策推动,大众的目光逐渐转移至度电成本上,高效电池因此备受瞩目。继PERC电池成为行业热点后,HIT电池技术初有突破,性价比优势开始显现。未来将是P型PERC电池与N型HIT电池争霸光伏产业的时代。


●IBC电池

IBC(Interdigitated back contact),全背电极接触晶硅太阳电池,简称“IBC电池”。 是将正负两极金属接触均移到电池片背面的技术,可使面朝太阳的电池片正面呈全黑色,完全看不到多数太阳电池正面呈现的金属线,不仅为使用者带来同等面积更大的发电效率,且看上去更美观。


IBC出现于20世纪70年代,是最早研究的背结电池,最初主要应用于聚光系统中。电池选用n型衬底材料,前后表面均覆盖一层热氧化膜,以降低表面复合。利用光刻技术,在电池背面分别进行磷、硼局部扩散,形成有指状交叉排列的P区、N区,以及位于其上方的P+区、n+区。重扩形成的P+和N+区可有效消除高聚光条件下的电压饱和效应。此外,P+和N+区接触电极的覆盖面积几乎达到了背表面的1/2,大大降低了串联电阻。IBC电池的核心问题是如何在电池背面制备出质量较好、呈叉指状间隔排列的P区和N区。为避免光刻工艺所带来的复杂操作,可在电池背面印刷一层含硼的叉指状扩散掩蔽层,掩蔽层上的硼经扩散后进入N型衬底形成P+区,而未印刷掩膜层的区域,经磷扩散后形成N+区。通过丝网印刷技术来确定背面扩散区域成为目前研究的热点。


IBC电池的世界效率为25%,由美国sunpower公司保持。国内企业中,天合光能走在前列,其与澳大利亚国立大学联合开发的IBC电池实验室电池效率达到了24.4%;独立研发的156mm×156mm(6英寸)大面积IBC电池转换效率最高达22.94%,平均转换效率达到22.7%。目前,天合光能正在建设IBC电池中试示范线,其电池转换效率平均在21.5%以上。目前IBC电池只在一些特定市场中有应用,如一些对转换效率有较高要求的地方,未来仍需进一步开发低成本制造技术。


●钙钛矿电池技术

钙钛矿太阳能电池,科学家们在最新研究中发现,以一种新式钙钛矿(catio3)为原料的太阳能电池的转化效率或可高达50%,为目前市场上太阳能电池转化效率的2倍,能大幅降低太阳能电池的使用成本。相关研究发表在《自然》杂志上。从2009年到2014年的5年间,其光电转换效率从3.8%跃升至19.3%,提高了5倍,且理论转换极限达50%。钛矿太阳能电池不仅转换效率有明显优势,制作工艺也相对简单。实验室中常采用液相沉积、气相沉积工艺,以及液相/气相混合沉积工艺制作。因此,更便宜、更容易制造的钙钛矿太阳能电池,很有可能改变整个太阳能电池的格局。今后,它的发电成本有可能会比火力发电更低。不过,有专家则强调,尽管这些属性非常有用,但要想制造出可用的钙钛矿太阳能电池还有很长的路要走。首先,这种太阳能电池产生的电流很低。斯坦福大学的材料科学和工程学教授迈克尔·迈克吉最近也表示:钙钛矿太阳能电池在面市之前,还需要解决多个问题,其中之一就是,钙钛矿的储量并不充足。


4.4
电池组件:技术含量低

组件环节是电池片环节的下游,其生产较电池片相比技术含量稍低,为劳动密集型行业。组件涉及的关键技术是组件的封装。一般规定的晶硅太阳能电池的使用寿命是20年,所以封装的可靠性要求很高。组件的封装工艺流程分为电池检测(分片)-正面焊接-背面串接-叠层(玻璃清洗、材料(TPT、EVA)检验、玻璃预处理、敷设)-中道检验(过程检验)-层压(去毛边)-装边框(涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶)-焊接接线盒-高压测试-组件测试-外观检验-包装入库。


效率方面,工信部于2018年3月发布《光伏制造行业规范条件(2018年本)》,进一步提高了对光伏组件的技术要求。现有光伏制造企业及项目产品应满足的条件中,多晶硅电池和单晶硅电池的最低光电转换效率分别不低于18%和19.5%(分别较2015年修订本提高1个百分点)。多晶硅电池组件和单晶硅电池组件的最低光电转换效率分别不低于16%和16.8%。新建和改扩建企业及项目产品应满足的条件中,多晶硅电池和单晶硅电池的最低光电转换效率分别不低于19%和21%(分别较2015年修订本提高0.5个百分点和1个百分点)。多晶硅电池组件和单晶硅电池组件的最低光电转换效率分别不低于16%和16.8%。


4.5
光伏电站并网技术

●有功控制技术

光伏电站的用功控制要求其根据系统指令调节有功输出,根据系统的频率自动调节有功输出和控制系统的有功功率的变化率。其有功控制模式分为以下几种。一是最大功率模式,在有功输出功率的最大变化率(1min/10min)符合并网要求的前提下,光伏电站的有功输出不做限制。二是限值模式,控制光伏电站的功率输出不超出指定限值。三是差值模式,输出功率始终保持与最大可调出力固定偏差(限额),是参与系统有功备用的一种方式。四是斜率模式,按照给定的爬坡速率调节输出功率,保证出力平稳。五是计划跟踪模式,光伏电站执行调度中心日前下发或实时滚动更新下发的发电计划曲线。六是远方指令跟踪模式,实时跟踪调度中心下发的控制指令,指令数值决定于光伏电站在主站AGC中的控制模式。


●无功电压控制技术。

无功配置要求容性无功能够补偿光伏电站满发时站内汇集系统、主变压器的全部感性无功及光伏电站送出线路的一半感性无功之和,感性无功容量能够补偿光伏电站送出线路的一半充电无功功率,对于通过汇集站接入的电站,要补偿全部线路的无功。无功控制要求根据系统指令调节无功输出,根据并网点电压水平自动调节无功输出。无功的控制思路是充分利用逆变器和无功补偿设备的无功能力。


防孤岛技术

防孤岛保护技术要求发生孤岛时应尽快退出运行,动作时间不大于两秒,与电网侧线路保护相配合,应在并网点内侧设置易于操作、可闭锁、且具有明显断开点的并网总断路器。基于逆变器监测的防孤岛技术分为被动式孤岛检测方法和主动式孤岛检测方法。


5

总结


(1)随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出,以环保和可再生为特质的新能源越来越得到世界各国的重视。太阳能发电作为一种新兴的可再生能源,其利用潜力巨大。我国太阳能总辐射资源丰富,总体呈“高原大于平原、西部干燥区大于东部湿润区”的分布特点。西部适合发展集中式光伏,中东部适合发展分布式光伏。


(2)太阳能发电的利用方式有光伏发电和光热发电两种,目前从全球情况来看,光伏发电的技术和商业化应用是比较成熟的,光伏行业也相应迎来了高速增长期。光伏发电又可以分为晶硅电池和薄膜电池两种,其中晶硅电池的市场份额高达90%以上,是目前的主流发展趋势。晶硅电池又分为单晶硅和多晶硅两种。


(3)光伏产业链包含多晶硅料、硅片、电池片、电池组件及下游并网等主要环节。其中,电池组件的成本主要集中在上游和中游。而电池组件在光伏发电成本中的占比达到50%以上,想要降低光伏发电成本必须要降低上游和中游各环节的成本。


(4)技术创新已经使得光伏发电成本不断下降。其中,上游多晶硅制作环节硅烷流化床法将会逐步替代改进西门子法,硅片制作环节金刚线切割将逐步代替砂浆切割,而中游电池片环节将通过PERC和HIT等技术提高光电转换效率。总之,通过各环节技术的革新带来了相应成本的降低以及光电转换效率的提高,将会有效推动光伏发电成本的降低,进而实现平价上网。



分析师承诺:负责撰写本报告的分析师在此申明,本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与,未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。


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