光伏发电技术经济分析及发展前景

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1、光伏发电技术经济分析及发展前景0引言在保障能源供应安全、应对气候变化以及形成新的经济增长点的压力下，世界各国都将发展光伏发电等新能源作为重要的战略选择。中国出台光伏发电上网电价政策并调高“十二五”光伏发电发展口标，光伏发电将在未来能源供应屮占有一席之地，对光伏发屯进行技术经济分析及发展趋势研判，冇利于促进光伏发电合理健康发展。1光伏发电技术分析光伏发电技术是利用半导体材料的光伏效应将太阳能直接转化为电能的固态发电技术，是太阳能利用的重要形式。截至2011年年底，全球光伏发电装机容量达到67.35G

2、W,中国光伏发屯装机容量达到近3GW。（2013年，这一•数字翻了几番,达到12GWO）1.1光伏发电主要技术类型目前在用的光伏电池技术主要包扌舌晶硅电池、薄膜电池和聚光太阳电池，其中晶硅电池应用最广泛，约占90%；薄膜电池近年增长迅速，占比接近10%；聚光太阳电池近年发展迅速，但占比仍然很小。1.1.1品硅电池技术晶硅电池主要可分为单晶硅电池和多晶硅电池，其技术成熟度高，产业规模较大。目前商业化牛产的单晶硅电池的光电转换效率为17%左右，实验室效率最高可达到24.7%。单品硅屯池使用寿命一般可达

3、15年，最高可达25年。单品硅电池的构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。多晶硅电池的制作工艺与单晶硅电池相似，但是多晶硅电池的光电转换效率偏低，商业化生产的多品硅电池光电转换效率约为16%左右，实验室效率最高可达到20.3%。多晶硅电池的生产成本较低，使用寿命比单晶硅电池要短。1.1.2薄膜电池技术薄膜电池根据材料体系不同主要可分为硅基薄膜电池和多元化合物薄膜电池，口前技术述不完全成熟，产业化规模相对较小。硅基薄膜电池硅材料消耗很少，电耗低、成本低、重量轩，便于大规模生产，其主要优点是

4、在弱光条件下也能发电,主要问题是光电转换效率偏低。目前，国际上商业化生产的硅基薄膜电池的效率为6%-8%,冃不稳定。多元化合物薄膜屯池主要包括神化镣III・V族化合物、硫化镉和确化镉以及铜锥I硒薄膜电池等，師化镣化合物电池转换效率可达28%,但材料昂贵；商业化生产的硫化镉、碼化镉多晶薄膜电池的效率为9%-11%，成本较单品硅电池低，但镉有剧毒，会对环境造成严重的污染；铜锢硒薄膜电池转换效率和多晶硅电池相近，具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，但由于钢和硒都是比较稀有的元素，这类电池的发展规模受

5、到限制。1.1.3聚光A阳电池技术聚光太阳电池利用聚光的办法提高太阳电池表面照度，相当于用光学系统代替昂贵的太阳电池，在降低成本的同时捉高了效率。聚光太阳电池技术最显著的优点是高光电转换效率，德国Fraun-hofer研究所开发的二结确化铢聚光电池的效率可达到42.7%。在相同的外部条件下，结合双轴追日技术的应用，聚光太阳电池年发电量为传统晶硅电池的1.2-1.4倍。总体来看，品硅电池的优点是转换效率较高、占地面积小，缺点是硅耗大、成本高；薄膜电池的优点是硅耗小、成本低，缺点是转换效率低、占地面积

6、大、衰减大；聚光电池的优点是转换效率高，缺点是不能利用漫射辐射，必须使用跟踪器,成木较高，目前主要用于航空航天领域。1.2光伏发电技术发展趋势（1）多种光伏电池技术竞相发展。第1代晶硅电池由于硅资源丰富、价格低廉、材料产业化程度高，被公认为是目前实现太阳能高效、廉价且广泛利用的主要途径。目前，晶硅电池市场份额超过90%,在可预见的将来，其仍为市场主导，并将向低成木和高效率发展。第2代薄膜电池的主要特点是成本低、耗能少，虽然Fl前其转化效率难以突破晶硅电池现有水平，市场份额不足10%,仍然被认为具有

7、很好发展而景，特别是新型柔性太阳能电池技术受到广泛关注。薄膜电池将向着高效率、高稳定性和长寿命方向发展，，第3代新型太阳能电池的效率高,但材料制备困难口价格昂贵，目前仍处于探索研究中，商业化还需时日，提高电池效率和稳定性是未来发展的方向。(2)各种光伏发屯利用系统的发展预测。a.并网光伏电站趋于大型化，并向百万千瓦级发展，目前己有单站规模超过1GW的在建光伏电站。b.分布式建筑光伏发电系统，具有不占土地、降低输电投资和损耗、美观节能等优点，且多位于负荷屮心，可就近上网，是未来光伏发电系统重要发展方

8、向，势必得到推广应用。c.离网式光伏发电系统在偏远无电地区，以及在通信、交通、照明等领域的应用规模将进一步扩大。(3)光伏微电网发电技术向着高稳定性和低成本方向发展。光伏微电网以光伏发电为主要电源，并可与其他电源或储能装置配合，直接分布在用户负荷中心附近进行供电。典型微电网屈于“可控单元”，可完全脱离主网运行，也可接入主网运行，可减少电网输配电投资，降低太阳能间歇性和不稳定性对用户的影响，非常适合供电成木较高的边远山区和海岛以及具有高可靠性要求的用户使用，将成为提高光伏发电并网友好