寻找光伏产业的蓝海_冯洪滨_新浪博客
  太阳能应用主要指光电、光热和光化学三个方面,其中最有含金量的是将太阳能储存起来的光化学领域。

    目前,中国光伏产业在市场和技术两头在外的大环境中徘徊,98%的太阳能电池全部出口,这是典型的“污染留国内、环保都出口”的国际主义行为。对国外过高依存度的太阳能产业,面临的风险极大,一旦国外在中国赚足了利润后,翻脸即可将光伏市场和技术作为遏制中国的武器,届时,我们非但没有还手之力,只有躲在一边生闷气的份。这种苦恼人的笑,主要源于国内巨大的光伏市场尚未揭开盖头,国家太阳能上网电价方案只听楼梯响,不见人下来。虽然全世界都已看到未来能源骨干太阳能巨轮的桅杆,但是要想登上可再生能源的大舞台,不仅要面对市场、技术风险,更有看不见、摸不着的利益集团的博弈。所以,企业在与天奋斗的同时,还要具备与人奋斗其乐无穷的乐观主义豪情。

    聪明又敏感的中国企业家,已经窥探到中国发展太阳能产业的巨大潜力,这是百年不遇,可遇不可求的{jd1}商机,是将打造中国乃至世界新能源格局,催生世界500强中国新面孔的世纪机遇,大量太阳能投资纷纷落地就是{zh0}的佐证。

    不让政府补贴都揣进中国人腰包,是世界主要光伏应用国家不约而同的心理。2009年,作为世界光伏主要市场的西班牙政府削减太阳能光伏补贴,今年另外一个世界光伏消费大国,德国政府又大幅削减70%的光伏财政补贴,这种作法直接打击的是中国光伏出口企业。2010年1月22日德国政府公布的{zx1}太阳光电补助费率中,太阳能屋顶系统将下调15%,4月1日实施,规模较大的太阳能系统,在7月1日实施新补助费率,下调幅度高达25%。根据市场的变化来确定具体的补贴额度,既是市场规律,也是各国政府扶持太阳能政策的一贯作法。此次西班牙、德国、法国削减太阳能补贴,是基于全球光伏产品价格大幅下滑的前提条件。虽然缺乏市场,但是2010年,中国光伏产能将达到50亿瓦,缺少用武之地的光伏企业犹如掉在水井里的老虎,空有一身本事。

    光伏产业发展的核心是成本,特别是在一哄而上的激烈竞争情况下,尤为如此。现在绝大多数的中国光伏企业都聚焦在如何提供光电转化率和规模化上面,其经营理念还是在徘徊在传统的红海中。而摒弃浮躁情绪,客观、深刻的研究光伏发展的症结和远景困难,提出贴近实际的解决方案才是企业的大智慧。

    光电转化率无疑是光伏企业急于解决的大问题,为了提高微微了了的转化率,企业不遗余力的投巨资研究,高价进口国外先进生产线,但是忽略了费效比,和在具体实践中遇到的,大量暂时无解的问题。巨额资金固化同代技术,严重挤压了利用其它技术手段降低风险的借力发力空间,特别是在新技术路线创新,剑走偏锋,另辟蹊径的突然性,将使得国外设备制造商,关于在不改变原有生产线的情况下,再增加相关设备,即可将原有生产线升级的承诺顿失份量,容易牵引企业在技术风险面前,陷入两难的尴尬境地。

    太阳能xxx,是能源采集与应用的优化组合,是发挥能源{zd0}化的有力措施,光伏发电站采用双轴向日跟踪方式安装光伏组件,全日太阳能接收量是单轴xxx的两倍,单日产能提升了将近40%;能源采集效益大幅度提升。这种高新科技为新能源提供了源动力,为太阳能产业树立了全新的行业标准。

    光伏产业让晶体硅电池技术、薄膜电池技术、聚光发电技术并驾齐驱,而聚光光伏因其耗材少、成本低、转换效率高等优势,越来越受到市场的青睐。聚光光伏(CPV)技术通过透镜或镜面将接收到的太阳能放大成百上千倍,然后将放大的能量聚焦于效率极高的小面积光伏电池上。通过放大太阳能,该技术有效地减少了光伏电池中半导体材料的用量,据测算,同等发电量聚光光伏电池体积只是硅电池的千分之一,达到兆瓦级以上产能,就能使每千瓦时成本低于0.8元,随着上下游产业链趋于成熟,聚光光伏电池很快可能实现0.5元/每千瓦时目标,因此,谁抢得先机,谁就率先立于光伏不败之地。借鉴空间成熟的三结砷化镓太阳能电池MOCVD(金属有机化学气相沉积系统)外延技术设计的聚光用三结砷化镓太阳能电池结构,经测试,其隧穿结已可耐受200倍聚光条件应用。聚光太阳能电池的高聚光比使电池芯片表面温度过高,影响转换效率,因此散热问题特别突出。高聚光比使得实际使用的电池尺寸很小,这对光学元件的加工精度提出了很高的要求。目前聚光光伏存在的技术瓶颈是聚光电池系统,包括散热系统、跟踪系统等及其可靠性等难题。随着聚光比的提高,聚光光伏系统所接收到光线的角度范围逐渐变小,为了更加充分地利用太阳光,聚光光伏系统必须装备,那能够xx跟踪太阳,且价格低廉的逐日跟踪系统。

    常用光伏发电模式多采用方位固定的大面积的平板式光电转化方式,它存在着光电转换效率较低、发电能力不强的缺点,新型聚光型太阳能光伏电池是解决上述问题的有效途径之一。

    在高倍聚光太阳能电池中,最受xx的是砷化镓(GaAs)太阳能电池,GaAs属于III-V族化合物半导体材料(GaInP/GaInAs/Ge),其能隙与太阳光谱的匹配较适合,且能耐高温。与硅太阳能电池相比,GaAs太阳能电池具有更好的性能:一是光电转换效率更高。目前,硅电池的理论转换效率大概为23%,而单结的砷化镓电池理论转换效率达到27%,多结的砷化镓电池理论转换效率更是超过50%(IBM公司数据),常规条件下,光转化效率可达30%-40%,高于晶硅电池片约1倍,其使用寿命约70年,远高于晶硅电池片的30年寿命,而且具有生产制造过程污染少等特点。二是耐温性好。常规上,砷化镓电池的耐温性要好于硅光电池。有实验数据表明,砷化镓电池在250℃的条件下仍可以正常工作,但是硅光电池在200℃就已经无法正常运行了。其主要缺点是,镓的提纯技术困难,砷化镓电池制作工艺复杂、集成系统性要求较高、技术难度大,在解决这些难题之前,严重限制其市场接受度。

    在总投资基本不变的情况下,采用逐日式光伏方法,可以使太阳能发电效率提高40%,占地面积、人工成本和BOS附件都节省约30%。在光伏电站的投资构成中,太阳能电池仅占总成本50%,另外一半的投资集中在诸如电线电缆、支架、逆变器、密封胶和安装等方面。从光伏电站系统设备成本方面看,光伏组件价格已经趋于合理,产业化程度也已经很高,但是配套系统(BOS)的产业化程度,明显滞后于光伏电池的发展速度,产生了配套的时间差。如果,我们将BOS作为集中攻关的目标,则电站投资成本也会下降很多。从投资巨大的硅基电池到非晶硅薄膜电池,投资风向的转变折射出企业两面为难的苦衷,晶硅电池转化率高,设备投资小,但是产业链上游的原料端投资大,耗能高,污染严重;薄膜电池与晶硅电池投资比例恰好相反,原料链条投资小,但是生产线投资巨大;而CIGS和碲化镉电池,设备投资小,但是生产和使用过程中技术要求高,尚有一些未知问题没有清晰答案,对其发展形成技术、环保瓶颈。所以,对于想在中国和世界占有一席之地的光伏企业,市场和技术要素的构成,以及降低成本的手段绝不能单一化,以防止未来技术突变,独自承受战略抉择失误之损失。

    单靠太阳能电池成本下降,未来太阳能发电成本降低的幅度将非常有限,大型光伏电站巨大的占地面积,预示着这种方法是无法大面积复制的模式,而广漠的荒地、沙漠适合为建设特大型光伏电站供地,但是这些荒凉的地带,大都远离输变电网和电力消费高点的沿海经济发达地区,而且镜面的太阳能电池除尘也是个极大的问题,如果不能及时应对灰尘和沙暴,太阳能电池的发电效率将大大衰减。

   光伏建筑一体化也许是太阳能发电的前景之一,这种对环境条件要求不高,容易施工,成本大幅度降低,减少太阳能电池与建筑材料各自独立,需要特殊占地敷设落后方式,带来的光伏推广障碍。但是在钢铁森林组成的城市中,根本没有大量的闲置土地摆放太阳能电池阵列,于是,各类房屋顶吸引了企业目光。这个问题要话分两头说,一是,如果只是安装家庭用小型太阳能发电系统,则没有大问题;而如果在屋顶建设大面积光伏电站,向电网输电,则就会产生系列后续问题。首先是并网的光伏阵列,按技术要求,需要提供400-600伏直流电力,串联后的电池板开放电压高达近千伏,这对于包括商用、民用、公共建筑在内的所有建筑物,都是严禁接近的高压电力设施,否则就要发生重大安全事故。其次,逆变电站所产生的谐波效能远比用电器的谐波对电网及网上电器的作用大得多,一定百分比的谐波电力直接并入电网,对网上的电器造成故障或损坏,甚至造成电网崩溃。众所周知,理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流对公用电网是一种污染,它不但使电网增大运行成本,还会使用电设备所处的环境恶化。谐波对电网的主要危害是,降低发电、输电及用电设备的效率,大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾;影响各种电气设备的正常工作,对电机的影响除引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部严重过热;使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以至损坏;引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,容易引起严重事故;导致继电保护和自动装置的误动作,并会使电气测量仪表计量不准确;对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致住处丢失,使通信系统无法正常工作。

    光伏谐波是个新问题,国家电网公司正在组织验证,以确定太阳能电力上网对电网的负面作用到底如何。所以,太阳能电站如果在屋顶建设,就要直接面对高压危险、谐波污染和对建筑物本身安全的三大威胁。

太阳能的缺点之一就是其间歇性造成的不稳定性,尽管太阳能等新能源发电存在不稳定因素,但是通过科学合理的调度,让所有新能源发电厂都应发尽发,与火电打捆向缺电地区外送电力,是一个很好的办法。

将光伏发电与建筑材料揉合在一起,将会催生一个全新的“光伏建筑一体化”概念,也会将光伏电站的投资成本降低下来。将太阳能电池芯片直接封装在建筑材料中,集发电功能与建材功能于一体,同时具备保温、强度和发电的复合功能。例如,幕墙、屋瓦、外墙单元等,外表面防雨设计,施工时模块拼装。这种复合形式,包括屋顶一体化、建筑构件一体化、建筑立面、墙面一体化。

    薄而轻的新型染料敏化太阳能电池(dye-sensitized cell)也许将彻底改变太阳能电池的一贯形象。《xxxx》预言,未来几年,“敏感”的染料敏化太阳能电池将会“踢走”硅系太阳能电池,占据电池界的主流地位。染料敏化太阳电池主要是模仿光合作用原理,研制出来的一种新型太阳电池,其主要优势是:原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单,在大面积工业化生产中具有较大的优势,同时所有原材料和生产工艺都是xx、无污染的,部分材料可以得到充分的回收,对保护人类环境具有重要的意义。纳米技术促进了染料敏化太阳能电池的发展,现在染料敏化太阳能电池的效率已经超过了11%。这种电池的突出优点是高效率、低成本、制备简单,因此有望成为传统硅基太阳能电池的有力竞争者。

    风光互补的能源屋顶,能够同时利用太阳能和风能两种方式发电,可以广泛应用在用于重要历史文化遗址的探索与保护上面。

    国家对太阳能的财政补贴政策,不应成为光伏企业的拐棍,世界上已经取得成功的行业,没有一个是依靠长期补贴登上{df}的。技术上的不断创新,功能上的复合,应用上的开拓创新,都是值得企业坐下来,认真研究,深入探讨的战略战术问题。要将太阳能光伏产业放在更大的战略视野下反复审视,从中找出不足和需要攻关解决的问题来,才会在前进的道路上收放自如,进退有据,最终抵达蓝海岸边,捡拾五光十色的贝壳。

    太阳能发电与光热相结合也是一个创意,目前,光热和光电各搞各的,成本都很高,前景可圈可点,如果开拓视野,创新思维,在降低成本和细分应用领域,将现有技术相互嫁接,光伏企业才会在即将到来的激烈竞争中,找到属于自己的蓝海。

 

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