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可持续发展的光伏产业——郑州磨料磨具磨削研

摘要 1引言太阳能光伏家产是世界上成长速度最快的行业之一。为实现能源和情况可持续成长,世界列国均将太阳光伏发电作为新能源与可再生能源成长,的重点。比来,世界列国已经遍及将可再生能源的开发...
  1引言
  太阳能光伏工业是世界上成长速度最快的行业之一。为实现能源和情况可持续成长,世界列国均将太阳光伏发电作为新能源与可再生能源成长,的重点。
  比来,世界列国已经遍及将可再生能源的开发提高至计谋地位,此中绿色光伏发电手艺已成为实现可持续成长重中之重。这无疑源于两方面:(1).太阳能资源的取之不尽,用之不竭,随处可开发行使’(2) 光伏发电手艺对情况珍爱的积极感化[1]。
  光伏发电是操纵半导面子的光生伏特效应,将光能直接改变为电能的手艺。该手艺的推广应用将解脱传统发电体式对煤炭能源的依靠。
  
  2 太阳能电池分类及其巿场份额
  太阳能电池的分类如图1所示。其成长已履历了三代成长:,笫一代为单晶硅太阳能电池;第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池;第三代是铜铟镓(CIGS)薄膜太阳能电池[2]。
  

  图1 太阳能电池的分类  不外从今朝市场组成来看,晶体硅电池仍然是今朝太阳能光伏电池的主流。晶体硅电池首要应用于太阳能屋顶电站,是今朝手艺最成熟、应用最普遍的太阳能光伏产物,所占世界光伏市场份额跨越80%。
  数据显示,近年来薄膜电池的市场份额显现强劲增进势头。有专家猜测,短期末来,估计到2012年薄膜电池的产量份额将达到32%,见图2
  
  
  图2 2012年光伏电池产量份额市场展望

  3世界光伏家当成长趋势[3]
  3.1 光伏工业持续高速成长
  2002~2009年世界太阳能电池产量持续增加,如表1所示。
  
  表1 2002~2009年世界各地域和国度太阳能电池产量 MWp

  2007~2009年,中国太阳电池产量增幅居世界之首。比来10年世界太阳电池产量平均增加率为48.5%(至2009年),比来5年平均增添率为55.2%(至2009年)。2009年太阳电池产量达到约10.7GWp,比上年增加35%,此中,中国太阳电池产量市场份额占有全球市场份额的49%,见图3。
  
  
  图3 各区域和国度太阳电池产量市场份额
  2000~2009年,可再生能源中并网光伏发电的平均增加率最快,达到60%以上,并网光伏发电正日益施展替代的感化,见图4。
  
  
  图4 1995~2009年发电格局的年发电增进量
  世界光伏工业成长的一个显著特点是并网比例敏捷却增加,并将成为将来发电的主趋势。图9给出了光伏并网发电占总装机容量的比值。实践证实,并网太阳能发电站能够对电网调峰,提高电网末端的电压不乱性,改善电网功率身分和有效消弭电网杂波,具有许多优胜性。
  3.2成长趋势
  3.2.1 近期成长趋势
  据Solar Annual对2007~2011年内太阳电池产量仍将持续增添,且仍以晶硅太阳电池为主,见图5。
  
  
  图5 2007~2011年太阳电池成长猜测
  太阳电池组件跟着成本敏捷降价,高纯硅材料价钱从2008年10月的3.55美元/Wp,降低到2009年12月的1.78美元/Wp。
  
  
  图6 多晶硅材料价钱走势
  2011~2013年光伏发电可实现平价上彀,美国对光伏发电成本下降的展望相当乐观,认为2015年前后光伏发电成本将与常规发电成原形一致。
  3.2 中期成长趋势
  按照欧洲2020年光伏新成长设计,到2020年,PV装机容量为400GW,发电量达到12.0%。按照奥巴马当局2020年的宏伟成长方针将实现装机350GW。这些企图都远远高出世纪初路线图。
 
  表2 本世纪初世界光伏发电成长路线图 GW
  3.3 远期成长趋势
  凭据欧盟委员会结合研究中心(JRC)展望,到2030年可再生能源将活着界能源构造中占30%以上,太阳能光伏发电活着界电力供给总量中占到10%以上;2040年可再生能源将占世界能源消费总量的50%以上,太阳能光伏将活着界电力供给总量中占到20%以上;到21世纪末,可再生能源将活着界能源布局中占到80%以上,太阳能发电将活着界电力供给总量中占到60%以上。
  
  4 光伏发电的近况与将来[4]
  光伏发电手艺始于20世纪50年月,并跟着传统矿物资源日益枯竭而近年获得敏捷成长,出格是得益于德、日、美等蓬勃国度政策搀扶而迎来了一个美妙的春天。
  光伏发电成本的降低是鞭策光伏手艺进入能源市场的首要动力。经由近30年的起劲,太阳电池厂的生产规模接续扩大、主动化水平持续提高、手艺水平慢慢改良,及光伏市场的有效开拓促使光伏发电成本络续降低。今朝,太阳电池单厂生产规模已经由20世纪80年月的几MW上升到今朝的几百MW,且贸易化电池效率也得以显著提高。
  图7给出了自1955年至今,分歧种类太阳能电池成本对比曲线,并对将来十年光伏发电成本进行了猜测,由图7可见,2000年晶体硅太阳能电池的发电成本约为$0.57/W,2005年不足$0.25/W,发电成本下降了一倍,而将来十年还会有显著的下降。在各类太阳能电池中,聚光太阳能电池成本是最低的。
  
  
  图7 分歧种类太阳能电池发电成本近况及展望
  图8给出了美国能源部对光伏价钱的展望成果,个中SAI为美国太阳能先导企图。从这个图能够看出,政策的搀扶对光伏发电成本的降低有十分显著的感化[5]。
  
  
  图8 美国能源部对光伏发电价钱的展望
  近30年来,光伏市场蓬勃成长,格外是比来10年,太阳电池及组件生产的年平均却增进率达到33%,比来5年的年平均增进率达到43%[6]。
  图9给出了世界太阳能电池积年产量的柱形图,能够看出光伏发电已经从“候补能源”慢慢向“替代能源”过渡,这个中离不开政策的搀扶。众所周知,今朝光伏发电成本较传统能源发电来说,成原形对较高,纯真市场的拉动弗成能使光伏财产成长如斯迅猛,这首要得益于德国、日本、美国和西班牙列国的鼓励政策。
  
  
  图9 世界太阳能电池积年产量柱形图
  如图10,所示,到2030年可再生能源在总能源布局中将占30%以上,太阳能光伏发电活着界总电力的供给中将达到10%以上;2040年可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能发电将占总电力的20%以上;到21世纪末可再生能源在能源布局中将占到80%以上,太阳能是光伏发电将占到60%以上,并显示出其主要的计谋地位。
  
  
  图10 2004年欧盟结合中心猜测
  5 结语
  5.1 世界光伏财产和市场的蓬勃成长,使得光伏发电活着界能源消费中占有了越来越主要的席位。按照欧盟结合研究中心的展望,太阳能光伏发电在不远的未来不只要替代部门常规能源,并且将成为世界能源供给的主体。
  5.2 尽管各类新概念太阳能电池络续涌现,效率也络续攀升,但现阶段进入民用范畴的太阳电池首要是晶体硅太阳电池,占今朝产量的90%以上,而且或许确定这种情形短期内不会发生底子改变。可是,进一步成长高转换效率和低成本的太阳电池成为光伏范畴必然成长趋势[6,7]。
  5.3 中国光伏家当经由比来几年的成长,已经跃升至全球最大光伏家当制造基地,产能占到全球一半以上,然而光伏家当严重依靠国外巿场,出口比例甚至高达90%,原材料也有一半来自国外市场,给整个行业的健康成长带来了不安宁身分,是以,开发光伏家产的国内应用市场已经是迫在眉睫!
  5.4 世界光伏家当规模现中、日、德三鼎峙款式,中国光伏电池产量并不具备绝对优势,稀奇是中国光伏财产链的上游成长对照滞后,一度需要大规模进口多晶硅以知足光伏电池生产的需要,即使近几年上游多晶硅的产能扩张很快,但在手艺水平,情况治理方面与世界前辈水平仍存在较大差距。
  5.5在福岛格核泄事故发生后,2022年,德国核电站悉数封闭,将成为全球首个抛却枝核电的国度。估计在6月提出议案,它包罗鼎力成长风能、太阳能和生物能以及革新新型智能电网等。这是一个非常值得注重的动向。
  5.6光伏财产的可持续高速成长,将为包罗金刚石线锯在内的,用于晶体硅材料加工的金刚石东西供应宏大的成长空间。
  
  参考文献:
  1 李晓华,中国光伏家产与太阳能热哄骗家当的成长模式对照[J]中外能源,2011,16(2):29~34
  2 周卫红,蒋荣华等,具有全球竞争力的中国光伏工业[J]新材料工业,2011,1:18~29
  3 赵玉文,光伏家当计谋前景与政策思虑[J]有色冶金节能,2010,6:1~5
  4 陈诺夫,白一呜,光伏发电与资源情况[J]电力手艺,2010,19(2):17~25
  5 李晓刚,冯绍瑞,中国光伏家产成长的手艺经济剖析[J]工业手艺经济,2007,26(7):120~124
  6 W J Wang,Y Xu,H Shen,Polycrystalline Silicon thin-film solar cells on Various substrates[J]Phys.Stat.Sol(a),2006:203,721
  7 M A Green,Consolidation of Thin-film photovoltaic Technology:The Coming Decade of Opportunity[M]Pro.Phoiovolt.Res.Appl,2006,14,383~392


















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