什么是光伏电站? 什么是光伏电站 光伏电站是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应, 将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统, 有独立运行和并网运行两种方式。 并网光伏电站是指将光伏系统连接到国家电网成为电网的补充, 并向电网输送光伏电力的太阳能发电系统。 柴达木盆地发展并网光伏电站的优势 (1)太阳能资源丰富 太阳能资源丰富 柴达木盆地位于青海省西北部,地势平坦,无山峦阻挡,年均日照时数在 3200~3600 小时之间,年太阳总 辐射量在 6618~7356 兆焦耳/平方米,仅次于西藏,开发利用太阳能资源的潜力巨大。 (2)土地资源广阔 土地资源广阔 土地资源 柴达木盆地地处青藏高原深处,地貌由周边向中心依次呈现高山、风蚀丘陵、戈壁、沙漠和湖沼环带状结 构,平原戈壁带广阔。柴达木盆地总面积 30.2 万平方公里,未利用土地面积约 19.5 万平方公里。,仅比 陕西省总面积略小,其中可用于开发太阳能发电的荒地、沙地、戈壁等未利用土地面积达 9.96 万平方公里, 并且地势开阔、平缓,土地资源优势突出。 (3)交通便利、电网完善 交通便利、 交通便利 柴达木盆地有 G315 国道、G215 国道、G109 国道、各级省道、县道及青藏铁路从区内通过,交通便利。 电网较完善,电网最高电压等级 330kV,2010 年将建设 2 条 750kV 线路。 (4)水电比重大、调节性能好 水电比重大、 水电比重大 青海电网水电比重较大,约占全网总装机容量的 70%,网内黄河上游河段是我国十三大水电基地之一。太 阳能发电受季节变化、昼夜交替、云层厚度等因素影响,发电量变化较大。水电与光电联合运行,利用青 海水电资源丰富、调节性能好的特点,对柴达木盆地光电进行补偿,可以大大减弱太阳能发电对电网运行 的不利影响。 (5)电力消费市场广阔 电力消费市场广阔 随着西电外送规划的实施,以及西北电网 750kV 特高压电网的加强和延伸,西北电网外送容量逐步增加, 联网送电范围将涉及华北电网、华中电网(含四川)及华东电网,西北电网各省区电力交换日趋紧密,已形 成一个坚强的内补外送型电网。在柴达木盆地太阳能光伏发电基地建设,具有广阔的电力消费市场。 综上,在柴达木盆地建设并网光伏电站,其太阳能资源仅次于西藏,但其交通、电网条件明显优于西藏, 综合开发条件在全国首屈一指。加之与其联网的青海电网,拥有全国十三大水电基地之一的黄河上游水电 基地。通过水电基地以其强大的补偿调节能力与光电联合运行,可以有效减弱太阳能发电带来的电网安全、 稳定问题,补充太阳能光伏发电的先天不足,太阳能光伏发电基地建设具有广阔的电力消费市场,因此在 柴达木盆地不仅有建设并网光伏电站的优势, 而且有建设千万千瓦级太阳能并网光伏发电基地的突出优势。 并网光伏电站的优点 并网光伏电站具有无污染、建设周期短、维护保养简单、不受资源分布地域的限制、能源质量高、稳定性 好、使用寿命长等诸多优点。 光伏系统 太阳能的应用主要有两类: 太阳能的应用主要有两类: 离网发电系统(off-grid system) 并网发电系统(Grid-connected system) 离网发电系统完全脱离电网,独立为终端供电;并网发电系统与电网相连,可向电网输电。并网发电系统可以认为是一 种将集中电站分散到电网的节点上的一种方式,可以分为普通建筑光伏系统、光伏建筑一体化系统(BIPV)和光伏电站。 伏系统 离网发电系统 离网发电系统( 离网发电系统(off-grid system) ) 应用范围 边远无电地区居民生 活用电 光伏水泵 交通灯领域 与汽车配套 航天仪器 通讯/通信领域 用 途 照明、电视、洗衣机等生活用电 无电地区的深水井饮用、灌溉 航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯 太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冰箱等 卫星、航天器、空间太阳能电站等 太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统 石油、海洋、气象领域 石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测 设备、气象/水文观测设备等 其他 便携式电器、海水淡化设备供电等 并网发电系统( 并网发电系统(Grid-connected system) ) 应用范围 普通建筑光伏系统 用 途 将光伏系统安装在居民和公共建筑顶上,一可供建筑本身用电,二可将多余电力回售电网。 光伏建筑一体化 光伏电站 将太阳能发电与建筑材料相结合,使得建筑实现电力自给。 集中大规模发电,再通过电网传输,如同传统电站。 各类太阳能电池性能比较 太阳能电池发电的原理是利用了特定半导体材料的光伏效应。 太阳能电池主要可以分为: 各类型太阳能电池特征比较: 各类型太阳能电池特征比较: 单晶体硅 初级生产过程 特征 损耗量 厚度 生产周期时间 光电转换率 总成本/每 10 兆瓦 在高温环境下的性能 在低光环境下性能 长形薄片状 圆形芯片 需再循环 200 微米 长 15-18% $35-45mn 差 差 多晶硅 铸成薄片 方形芯片 废弃物少 240 微米 中 13-16% $30-40mn 差 差 非晶硅薄膜 喷涂 在惰性基质物料上加上涂层 废弃物有限 3 微米 短 6-8% $15-30mn 好 好 光伏产业链 优劣势比较:晶体硅(单晶硅和多晶硅)电池 V.S. 非晶硅薄膜电池 由于发展时间长,工艺成熟,目前光伏市场上晶体硅占据着最大的市场份额,但是由于高纯硅原料的短缺,其发展出现 瓶颈。 而作为产业化最成熟的薄膜电池, 非晶硅电池具有低成本, 弱光性能好等优势, 适合应用于光伏建筑一体化 (BIPV) , 将是未来光伏产业发展的一个重要方向。 优势 劣势 高成本 晶体硅电池 c-Si 转换率较高,约 15% 最长应用历史 硅短缺瓶颈 不适合弱光运作 不适合作为光电建筑材料(BIPV) 非晶硅薄膜电池 a-Si 低成本 弱光环境运作非常卓越 最适合作为光电建筑材料(BIPV) 转换率较低,大约 6-8% 薄膜太阳能电池 在硅原料短缺价格高涨的背景下,晶体硅太阳能电池的量产受到限制,其成本也不断提高,因而低成本的薄膜光伏电池 在未来几年具有很大的发展空间。 与晶体硅太阳能电池相比,薄膜太阳能电池只需使用一层极薄的光电材料,光吸收系数高,原料的使用非常少,因而成 本较晶体硅太阳能电池低很多。同时,薄膜太阳能电池的生产工序能够实现连续化,能够生产大尺寸电池,易于规模化生产。 另外薄膜太阳能电池还可使用柔性材料(如不锈钢、塑料等)作为衬底,电池重量更轻,并可卷曲,应用范围广。 目前,薄膜太阳能电池主要有以下几种分类: 非晶硅薄膜太阳能电池 微晶硅薄膜太阳能电池 多晶硅薄膜太阳能电池 铜铟(镓)硒薄膜太阳能电池 碲化隔薄膜太阳能电池 染料敏化薄膜太阳能电池 有机薄膜太阳能电池 其他 非晶硅薄膜太阳能电池模组结构 单晶硅太阳能电池 硅系列太阳能电池中,单晶硅大阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。 高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电池工艺己近成熟,在电池 制作中,一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术,开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅 电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。 单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的,在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于受单晶硅材料价格及相 应的繁琐的电池工艺影响,致使单晶硅成本价格居高不下。 多晶硅太阳能电池 多晶硅是由定向凝固的方法铸造而成的,它的结晶速度和生产能力均比单晶硅片的制造快许多。 由于晶界的存在和晶体生长速度很快,多晶硅片的质量的均匀性较差,晶界处杂质和缺陷浓度较高等。加之多晶硅晶粒 晶向的不一致性,不能采用各向异性的化学腐蚀方法形成有效的绒面,因此在很长一段时间内多晶硅电池的转换效率比单晶 硅电池的转换效率低很多。近年来,随着人们对多晶硅材料的理解不断加深,对多晶硅材料的处理和电池工艺作了大量的改 进,从而使多晶硅电池的转换效率得到了迅速的提高。大规模工业生产的转换效率也能达到 14%以上。 2005 年光伏装机量的技术构成 资料来源(Photon International) 柴达木盆地光伏发电装机容量规划 受青海省发展和改革委员会委托,中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 2009 年 4 月对柴达木盆地并网 光伏电站场址进行了查勘,并作出如下规划: * 2009~2010 年规划的并网光伏电站新增容量为 200MW,总投资 62 亿元 * 2011~2015 年规划的并网光伏电站新增容量为 3000MW,总投资 930 亿元 * 2016~2020 年规划的并网光伏电站新增容量为 4300MW,总投资 1333 亿元 * 2021~2030 年规划的并网光伏电站新增容量为 12500MW,总投资 3875 亿元 * 到 2030 年底,柴达木盆地光伏电站总装机容量达到 20GW(20000MW),建成柴达木盆地千万千瓦 级光电基地总投资 6200 亿元 大型荒漠化并网光伏电站 完整的光伏产业链 中国科技将通过兼并收购的发展战略构建完整的光伏产业链,以开发大型并网光伏电站为源头, 中国科技将通过兼并收购的发展战略构建完整的光伏产业链,以开发大型并网光伏电站为源头,通过对下 游光伏发电市场的占据逐步向产业链的中、下游发展,最终建成垂直一体化的完整产业链,实现规模、 游光伏发电市场的占据逐步向产业链的中、下游发展,最终建成垂直一体化的完整产业链,实现规模、成 直一体化的完整产业链 本优势。 本优势。