中国三代光伏发电技术大比拼

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中国三代光伏发电技术大比拼

帖子pvtool » 2012年 6月 7日 18:03

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中国光伏行业经历了大起大落,如今行业市场不佳,产业低迷正处寒冬腊月,但分国际能源网分析师认为任何一个行业在它发展的过程中肯定都会存在一定的起伏,从某种意义上来讲当你走到一段漫长且黑暗的光伏企业“破产之路”尽头时,等待着的将是健康且强壮的光伏制造企业甜蜜的未来。

  于此同时虽然现光伏产业正处于寒冬腊月时期,但中国光伏企业为求取自保正在“大雪飘,扑人面,朔风阵阵透骨寒”的无情风雪中不断创新,为行业发展做着积极有利的贡献。从2007年光伏行业的真正兴起直到现在以有5年的发展时间,在这5年的时间里光伏企业真正的达到了一个高潮人人向往的产业,但金融危机的到来,美对中采取的双方态度,使得中国光伏企业不得不采取保守态度,寻求更为可靠的出路。

  新疆作为中国太阳能资源最丰富的地区之一,水平表面年辐射总量5.3×109-6.7×109焦耳/平方米,年峰值日照时数在1600-2200小时之间。同时,新疆幅员辽阔,总面积达166万平方公里,而其中大部分为荒漠、戈壁滩,地势平坦,适合大规模铺设太阳能光伏列阵。水平表面太阳能年辐射总量在5300至6700兆焦耳每平方米,年峰值日照时数达1600至2200小时,沿阿勒泰山、天山一带拥有丰富的石英硅资源,仅在准噶尔地区探明储量就达1.2亿吨。除此之外,新疆还具备政策优势。工信部、国家发改委为支持新疆特色产业发展出台了差别化的产业政策,为新疆太阳能光伏行业的快速发展提供了难得的历史机遇。对于新疆的工业电价便宜运营成本降低等诸多优势,中国国内企业纷纷在此驻足。除此之外中国在经历“双反”后还自主研发出了“第二代与第三代”光伏发电技术。何为第二代第三代光伏发电技术?第三代与第二代、第一代发电的技术又有什么差别?

  第一代光伏发电技术=晶体硅光伏发电,有单晶硅和多晶硅的差别。优点是光电转化率较高,缺点是售价较贵,生产多晶硅耗能较多,也容易污染环境。

  第二代光伏发电技术=花式品种繁多的薄膜电池,优点是材料用量少,售价较低,重大缺点是光电转化率只有晶体硅的一半,占地面积也较多。主要品种有:1、非晶、纳米晶、微晶等硅薄膜。2、CIGS即铜铟镓硒组成的薄膜。3、TeCd碲化镉薄膜。

  1、为克服“第一代”,“第二代”光伏发电技术“固有”缺点,人们相继提出发展“第三代”光伏发电技术许多设想。

  在中国发展的“第三代”光伏发电技术=“太阳能炼硅+跟踪+低倍聚光+高效聚光硅电池”。

  这首先是新提出的理念,要进一步提高光伏电池的“单位面积”的发电量,降低“单位面积”发电成本;尤其是太阳能发电要多“占地”,“地价”已成为影响发电成本的重要因素!于是人们就希望引入新“元素”,从半导体技术,转向现代光学,无光像的自适应光学。

如果引入现代光学,引入“跟踪+聚光”,有可能用一块单晶硅,或售价较贵的“多结”的单晶硅,发出“多倍”电量;有“可能”用成本较低廉的光学聚光元件,取代、减少使用代价较昂贵的半导体材料和半导体加工技术。

  2、聚光可以多发电,这是爱因斯坦光电定律的常识;聚光的前提是跟踪,这是现代天文望远镜已解决的问题。“聚光+跟踪”就成为进一步降低成本的“第三代”光伏技术的最主要特征。

  “太阳能”聚光有许多特殊要求。首先是为适应太阳光在空中不断移动,人们相继提出许多新的光学课题:例如,a)如何将移动中的太阳光“均匀”地聚集在某一面,让光电池更有效地发生电力;光学就从成像光学走向无光像光学。b)如何既聚集来自太阳的直射光,又聚集相当部分的散射光,增加光电池接收的光量;无光像光学就由简易的窄角聚光走向广角聚光。c)所聚集的,不仅是正射的光线,还包括斜射的光线;聚光理论就从在轴聚光,发展为斜轴或偏轴聚光。d)技术上还要应用和发展自适应光学的许多技巧,如何因地、因时不断追踪阳光,将阳光聚光到某一固定便于应用的方位,如此等。

  这一由理论物理研究所陈应天研究员发展的无光像的自适应光学,还在其它领域有许多许多应用,如可制作聚光15000倍,可冶炼高纯度的多晶硅,可融熔一切难熔金属的太阳炉,……等,当前首先是应用到光伏发电、光热发电。

  3、为什么“高效硅基聚光电池”也是“第三代”光电发电技术的一大“特征”?

  “高效”可提高单位面积发电量,“高效”可大幅度降低每瓦“聚光+跟踪”成本;而“聚光”不仅可成倍增加光电池的发电量,“聚光”还能提高光电池的转化率。理论分析表明,聚光电池输出功率∝入射光强•ln(入射光强/单位光强)

  4、“第三代”光伏发电技术另一“特征”是“绿色”。

  当前人们对光伏产业的发展,有不少质疑,工信部就认为光伏产业从高纯硅的提炼到光伏组件的生产,有不少“环节”属高耗能、高污染的行业。而太阳能炼硅就不仅可少耗能,而且没有污染。

  为什么“第三次”光伏技术能大幅度节约多晶硅,而且是绿色技术?原因是:

  a、跟踪:这将使多晶硅的用量减少30%~40%。

  b、聚光:4倍聚光,尤其对“直射光”的聚光,可将硅材料、非硅材料的每度电“耗能”下降到原有的1/4。

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