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      08年電力設(shè)備業(yè)研究報告:太陽能行業(yè) 發(fā)展前景廣闊 1

        晶體硅電池仍為主流市場
        晶體硅電池,包括單晶硅(sc-Si)電池、多晶硅(mc-Si)電池兩種,它們占據(jù)約93%的市場份額;薄膜電池,主要包括非晶體硅太陽能電池、硒光太陽能電池、化合物(砷化鎵GaAs、硫化鎘CdS、硒銦銅CuInSe、碲化鎘CdTe、銅銦鎵硒CIGS)太陽能電池,有機半導(dǎo)體太陽能電池等,這類電池占據(jù)7%的市場份額。
        太陽能市場巨大
        據(jù)世界能源組織(IEA)、歐洲聯(lián)合研究中心、歐洲光伏工業(yè)協(xié)會預(yù)測,2020年世界光伏發(fā)電將占總電力的1%,到2040年光伏發(fā)電將占全球發(fā)電量的20%,按此推算未來數(shù)十年,全球光伏產(chǎn)業(yè)的增長率將高達25%-30%。可以預(yù)言,在21世紀中葉,太陽能光伏發(fā)電成為人類的基礎(chǔ)能源之一,在世界能源構(gòu)成中占有一定的地位。
        多晶硅生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展和完善
        改良西門子法技術(shù)的不斷完善與發(fā)展,使原輔材料及能耗大為降低,產(chǎn)品成本也隨之降低,每公斤多晶硅成本為20~25美元。新硅烷法技術(shù)不斷取得進展,除保證多晶硅的純度較高的特點外,直徑也從原來的不足100mm增大至140mm,晶粒多晶硅已規(guī)模生產(chǎn),產(chǎn)能達2700t/a。多晶硅生產(chǎn)均采用閉路循環(huán)工藝流程,使副產(chǎn)物得以合理、充分的利用。
        多晶硅供應(yīng)日趨緊張
        目前全球太陽能生產(chǎn)為1GW,預(yù)計2010年將達到4.6GW。目前太陽能電池的生產(chǎn)主要以晶體硅太陽能電池為主,占其世界總產(chǎn)量的83.8%,世界各國政府對太陽能發(fā)電充滿了濃厚興趣,制定了"新陽光計劃"或"太陽能百萬屋頂計劃",陽光工程將促進太陽能電池硅片及多晶硅的用量大幅增加。
        太陽能利用方式
        世界太陽能資源在地球表面有820萬億MW輻射功率,81萬億MW照射到人類聚居的地區(qū),這是可以真正可以利用的太陽能資源。
        中國地處溫帶和亞熱帶,具有比較豐富的太陽能資源。除四川盆地及其毗鄰地區(qū),中國絕大部分地區(qū)的太陽能資源都相當于或超過外國同緯度的地區(qū)。約占全國總面積的2/3以上地區(qū),具有利用太陽能的良好條件。
        太陽能主要發(fā)生在光-熱、光-電、光-化學、光-生物質(zhì)等幾種轉(zhuǎn)換方式。太陽能光-熱轉(zhuǎn)換主要采用太陽集熱器來實現(xiàn)。主要分為平板集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等三類。太陽能光-電轉(zhuǎn)換主要采用太陽能電池來實現(xiàn)。太陽能電池是一種可以把光能直接轉(zhuǎn)換為電能的半導(dǎo)體器件。目前常用的半導(dǎo)體材料多為單晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜,此外還有硫化鎘、砷化鎵等。太陽能光-化學轉(zhuǎn)換主要通過可逆的化學反應(yīng)來實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)換成化學能的過程。由于吸熱或放熱可逆的化學反應(yīng)所需要的溫度較高,所以也可以用于太陽能熱發(fā)電,未來利用太陽能制氫作為無污染的穩(wěn)定能源,也是十分可取的。
        太陽能的熱利用:低溫熱利用有塑料大棚,玻璃溫室,太陽能游泳池,熱水器等。中溫熱利用有致冷器,用于空調(diào)、制冰,開水器,消毒器,太陽灶等。高溫熱利用有焊接機,高溫爐。
        太陽能直接電利用就是太陽能電池,用于電子手表,電子儀器,人造地球衛(wèi)星,太陽能動力衛(wèi)星站,太陽能光伏發(fā)電站。
        間接電利用就是太陽能熱發(fā)電站。
        太陽能電池的主要優(yōu)點是:光能轉(zhuǎn)換為電能,而電能的應(yīng)用面最廣和最方便,工作壽命長,結(jié)構(gòu)簡單而緊湊,比功率高,運行方便可靠,不需運行和維修費用。主要缺點是:效率較低,每平方米太陽能電池所發(fā)出的功率約為100W,因而需要大面積的太陽能電池陣列,初始投資高,當無陽光而仍要求用電時,需配備蓄電池。
        同一種半導(dǎo)體材料制成的PN結(jié)太陽能電池,理論效率不超過30%,而采用不同禁帶寬度的材料制成多個PN結(jié)的太陽能電池,理論效率可高達不超過60%以上。
        太陽能光電轉(zhuǎn)換電池主要分為兩類,一類是晶體硅電池,包括單晶硅(sc-Si)電池、多晶硅(mc-Si)電池兩種,它們占據(jù)約93%的市場份額;另一類是薄膜電池,主要包括非晶體硅(a-Si,使用的是硅,但以不同的形態(tài)表現(xiàn))太陽能電池、硒光太陽能電池、化合物(砷化鎵GaAs、硫化鎘CdS、硒銦銅CuInSe、碲化鎘CdTe、銅銦鎵硒CIGS)太陽能電池,有機半導(dǎo)體太陽能電池等,這類電池占據(jù)7%的市場份額。
        利用太陽能電池的光伏發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽能電池方陣及支架、蓄電池、控制器、逆變器等部分組成。太陽能電池組件是最小的、可直接供電的單元,組件功率一般為幾十至幾百瓦不等。許多組件進行串、并聯(lián)可組成太陽能電池方陣,目前電池方陣功率超過10千瓦,面積大于100平方米。數(shù)百個太陽能電池方陣串、并聯(lián),構(gòu)成10MW以上的光伏電站。

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