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【光伏技路线术讨论】为何火的是二代薄膜电池不是三代聚光光伏?
日期:2015-03-09   [复制链接]
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我们的回答是:“我们很赞成大力发展聚光发电技术,应积极推进这一技术的产业化。现在国外将‘聚光+跟踪’光伏发电技术,称为‘第三代’光伏发电技术,意思是说可以取代第一代的晶体硅,第二代的薄膜电池。虽然国内光伏发电专家尚有不同意见,认为应‘三者并举’;科技部已认同了这一‘齐头并进’的发展思路。实际上,上述发展方向已是国际主流技术共识。”

“我能提供的情况是,中国科学院理论物理研究所陈应天研究员独立自主开发的‘4倍聚光+跟踪+n型光伏电池’转盘式发电技术。已做到的指标是:

1)峰值功率售价低。当前在内蒙古多伦地区,包括聚光漏斗在内的光伏组件、跟踪装置、逆变器在内的整个光伏系统每瓦峰值功率的“售价”已下降到1.6万/千瓦。现在就已做到,工信部草拟的《“十二五”太阳能光伏产业发展规划(征求意见稿)》,所提出的“2015年光伏系统“成本”下降到1.5万元/千瓦的目标”。这也是当前售价较低的薄膜电池系统的市场售价。但这一新技术每瓦峰值功率的平均日发电量,却大大超过各类不跟踪的平板式光伏电池。

现在这一“4倍聚光+跟踪+高效硅基聚光电池”发电装置的全套技术已完全成熟,已能大规模应用于国内外市场。一个新的改进是,已能向国内外市场提供“高效P型硅基聚光电池”,以及提供“直到4倍聚光漏斗,转盘式跟踪系统”的全套生产线,现正在设法推进全套生产线的产业化。

遗憾的是,这一“聚光+跟踪”发电技术,对散射光无增益,而且,这一“高效p型聚光电池”,虽然其每瓦售价要比n型聚光电池低出很多,其转化率,仍比n型聚光电池低16%,而且也有微弱的光致衰减效应!在紫外线比较丰富的地区,在技术上仍需要依存于国外供应的高效n型聚光伏电池,离这一技术的全盘国产化还有一段距离。

但是,这一“低倍”聚光技术将不会颠覆我国正在蓬勃发展的晶体硅光伏电池产业,而是互利双赢。

2)单位峰值功率发电量多。以青海地区峰值功率为1瓦的平板式晶体硅或薄膜电池为例,由于青海地区的日照较强,峰值功率为1瓦的平板式光电池,年发电约1.65度/瓦。(注:在内蒙古约为1.28度/瓦,在河北省北部约为1.24度/瓦,山东省约为1.23度/瓦)。由于这里采用了三大技术:a)跟踪,直射光的发电量将增加30%~35%;b)4倍聚光导致的非线性增长,(注:聚光将导致闭路开环电压呈对数性增长),将增加10%;c)强有力的均匀散热,视当地气温和环境,将增加10%~15%。由以上这三种因素的乘积,在内蒙古多伦地区,每瓦峰值功率发电量,将是1.28×1.3×1.1×1.1=1.28×1.573=2.0度/瓦,青海地区峰值功率每瓦发电量将是1.65×1.3×1.1×1.1=2.6度/瓦,在采取进一步改进措施后,可能上升到2.8度/瓦。

3)发电成本低。由于单位峰值功率售价低,而且发电量多,已做到在内蒙古多伦地区加上“聚光+跟踪”技术后,可年发电2000小时,(注:青海省将大于此数,可能上升到2600小时),因而按10年回收期计算的发电成本,将下降到0.7元/千瓦时。如果撇开劳动力成本、运输成本等地区差别因素,青海省将下降到0.7×2000/2600=0.54元/千瓦时。

据我们所知,这是国内各企业所能做到的“最低”的成本电价。虽然前一时期,有的企业在“竞标”活动中,宣布已达到0.7元/千瓦时的水平,但那是以18~20年回收发电成本来计价,而且没有计及必须维持企业生存发展的利润。

在发展的未来,在这一技术大规模实现产业化、规模化后,还有大幅度降价空间。例如,完全可能进一步提高硅基聚光电池的转化效率,在实现了“太阳能炼硅”的产业化后,再度大幅度降低多晶硅售价,也完全有可能将4倍聚光改为6倍聚光、8倍聚光等,进一步大幅度降低发电成本。

4)单位面积发电量高。每平方米的发电功率是50~60W/m2。与此对比,一切清洁能源包括核能,(因有放射性,至少在5公里为半径的范围内不能住人),均占地较多。下面是各类清洁能源占地简表:

太阳能光伏发电:“4倍聚光+跟踪”,50~60W/m2;

平板式晶体硅,25~30W/m2;

各类薄膜电池,10~15W/m2;

太阳能槽式热发电;10W/m2。

核能:10W/m2,(是否为清洁能源,现在有争论);

风能:5W/m2;

当前大规模发展光伏发电技术的困难之一,是许多地区尤其是东部、南部地价太高。北京郊区地价已高达30万元/亩。如果在北京地区大量发展光伏发电等清洁能源,就必需大幅度节约土地用量!

也许这一特点对幅员广阔的荒漠地区不甚重要,而实际上为节约管线等输电装置,节省土地平整费用,仍是荒漠地区值得关注的问题。
 
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来源:雪球
 
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