《太阳能光伏利用和技术新发展》
发布时间:2016-11-30    编辑:fanwenjing   
本文摘要:  各位专家,各位企业家,各位外宾,我和大家谈的主题是《太阳能光伏利用和技术新发展》。  一、引言  二、太能光伏利用的新技术  ...

  各位专家,各位企业家,各位外宾,我和大家谈的主题是《太阳能光伏利用和技术新发展》。

  一、引言

  二、太能光伏利用的新技术

  三之太阳能电池技术新进展

  这是南美洲一个地方,冰雪在融化,非常漂亮,也非常壮观,原来都是冰雪,现在都在很快的融化,说明地球在变暖。格陵兰岛的冰雪面积也逐步缩小,如果全部融化成水,海平面上升7.2米,我们无锡的海平面是2米,也就是说,我们这个房间将在水里面。

  左边这张图是海平面上升半米,蓝色地方都已经进水了,那么能源环境是人类面临四个非常重要问题中间两个非常重要的问题。现在问题是,我们要用可再生能源,尤其是要用光伏、风能,水力发电。那么光伏的价格当前还是一个问题,但是这个价格将会按照我们的规模创新,我们的产业链以及一些政策,它正在逐渐的降低。

  这是美国估计的,传统能源价格是不断地上升,太阳能电价不断地下降,估计2015-2016年差不多是持平,当然这是美国的一个统计。根据我们中国现在的情况,火电上网电价0.43/度,光伏0.7元/度。我们现在光伏组件7元/W,用20年,也就20块,也就是7块钱的投入产出是20块,这样算下来它的成本实际上0.35/度,总的趋势是光伏电价逐步下降管,火电的价格逐步增加,总有我们平价的那一天。

  现在光伏技术里面技术应用主要还是五个方面:集中式、分布式、农村电气化、通讯、工业应用、分散利用。集中式光伏电站在我们中国已经建了很多,当然在建站以后,也提出了一些新的商机,比如说要清洁,有人想出来用清洁机器人把表面搞干净。对于它的监测也提出了一些远程监测的方案,来监测电站是不是好了,哪里有没有出问题。有人还提出来用航拍的方法,用红外热像仪可以实时监测哪个板是过载发烫了,所以一方面是在发展,另一方面也提出了新的产业需求。

  分布式是我们国家现在要充分发展,因为目前它只有占到21%左右,分布式当然也有好多问题,其实我是很建议无锡这个城市,如果是一个领军城市,无锡的政府机关、医院、事业单位都要成为分布式能源的展示和显示,这些都是可以做的。

  农村电气化,尤其现在光伏农业,这是非常典型的。这个村里面运行三天以后,农民可以用这个电,而且三天还有43块钱的收入,所以光伏扶贫效果还是很好的一个举措。

  光伏农业,下面是种萝卜青菜,上面可以是光伏发电。这是中利腾会几年前做的鱼塘,下面是养鱼的,上面是光伏发电。

  其他的应用,离网的应用,改善生态环境都有很多很好的用处,甚至有人提出来怎么样利用沙漠的改造,荒芜地区的改造,跟太阳能光伏事业的结合,这都是可以动脑筋的事情。尤其是对西面地区气侯问题的一些形成,如果规模很大的话,也都是研究的问题,其他光伏产品也有很多。

  在前几年光伏比较寒冷的时候,但是做这种光伏产品的企业发展还是很好的。现在还有通讯、工业、航天、交通,尤其是边缘地区海岛上面都需要光伏。太阳能飞机已经绕地球一周,他们在两年前到上海、北京申请执照。他是从土耳其到重庆,重庆到南京,南京到夏威夷,但是南京到夏威夷过程中间飞机电池出现故障,在日本停下来修好以后,从日本飞到夏威夷,但是修不好了,就停在了夏威夷,但是今年又实现了绕地球一周。

  这是一个标志性的显示,太阳能用在汽车上也是一个可考虑的选项。最近芬兰有一个大学搞了一套太阳能汽车,可以续航一千多公里,4个座位。最近特斯拉也提出了能源墙的概念,在家里面放能源墙,白天放在能源墙里面,这样一个概念,电池容量,每个机器要用多少度电,算下来能源墙可以足够维持一家人的使用。甚至有人还提出来一种概念,晚上电不是便宜嘛,晚上把电储存起来,白天再把电卖掉,削峰填谷也可以赚钱。

  当前智能化分布式能源系统是非常重要的一件事情。主要涉及到大规模,间歇市边缘并网技术,大规模多能户部的发电技术,大容量快速储能技术/装置。智能电网微电网的技术,这是当前非常重要的一件事情。

  里夫金写了一本书叫《第三次工业革命》他他认为李三次革命主要就是能源结构和能源使用的改变,能源结构的转型,就地收集能源,就地存储能源,能源互联网,电动运输工具,他认为这是第三次工业革命的主流。当然我们考虑新的工业革命,能源互联网是其中很重要的一个方面,还包括智能制造等等,智慧城市等许多方面。

  我们这个能源互联网的概念,实际上它是就地收集,就地存储,就地使用的概念。我们家里面装个3000W电站应该可以用了,但如果洗衣机一开,电饭煲一开,空调一开,也许就过载了,所以需要有合作的概念,完全是依靠下面的小区的辅助,等到大家都是在不行了,最后再跟大电网生关系,也就是把大电网作用逐步逐步下来,而把分布式能源互相调控放在更加主要的地位,这个里面就有许多智能化的设备控制调配的任务,这个就是当前能源互联网一个非常重要的问题。

  所以它是分布化,小型化,智能化,低成本化,安全、可靠、鲁棒,开放的平台,用户为中心的网络,和需求端反馈的区别。所以能源互联网可以让亿万人能够在自己的家中,办公室里和工厂里生产绿色可再生能源。然后他们可以将这些能源进行存储,并用绿色电力为自己的楼房、机器和汽车供电,多余的电力和其他人分享,所以它跟信息互联网对应。

  其中一点,储能装置对应服务器,能量路由器对应信息路由器,所以将来能量路由器是一个非常重要的产业,能源路由器关键技术将柔性直流输电技术、储能技术、电力电子控制技术以及数据中心智能信息处理技术相结合,以其在能源互联网中形成分散协同的能量路由与交换机制。

  第三部分就是太阳能电池新技术,现在是三代电池,但并不是说第二代把第一代吃掉,第三代把第二代吃掉,而是互补的概念,各种类型的电池将是互补。晶硅电池占总量的90%及但是在材料提纯、电池效率上还有空间。现在我们的天合光能创造了硅电池好几次世界记录。

  现在HIT电池2003年已经出现在世界上,2016年10月27号日本也发布了HBC太阳能电池,组件效率24.37%,意味着晶硅电池下一个目标是25%左右,现在晶硅电池是20%左右,下面一个目标是25%左右,这是现在晶硅太阳能组件厂所奋斗的目标。

  基于晶体硅电池的异质叠层电池将是接下来高效太阳能电池努力的分享。

  非晶硅的电池,一个单晶效率太低,但是多晶的很有前景。目前系CIGS和CDTE电池,目前产业发展的比较好。他们的特点是吸收系数很大,所以使用的材料非常薄,最近中建材效率可以达到17.81%。

  铜铟镓锡电池也是非常好的,现在汉能并购了德国的solibro,美国miasole,globalsolar三大CIGS公司,拥有玻璃、不锈钢基板技术。中国建筑材料集团并购德国Avancis,拥有玻璃共蒸技术。

  第三代电池就是宽光谱多结太阳能电池,宽光谱是利用太阳光光谱里面不同光谱段的能量,都把它转换成成光电池,那么发电多了,效率就提高了,所以要寻找不同的材料,来适应不同波段的太阳光。这样就会做成多结电池,多结电池成本会贵,所以把面做小一点,做成聚光的光谱电池。厦门三安效率可以做到39.4%,苏州纳米所也做了这方面的研究。染料敏化太阳能电池,这个电池是瑞士科学家发明的,现在效率大概是做到4%左右。

  钙钛矿结构太阳电池,它的效率很快,可以达到20%左右,他们也有好多办法,用生物系的量子点填充提高效率,有好多研究,文章非常多。也有考虑用印刷的办法,这是华中科技大学的课题组,他们的设备就是这么小,它是印刷的办法,出来的染料电池大概10×10cm,这都是一些发展的趋势。北京大学,他们也是通过各种科学问题的解决,提升效率到20%左右。

  现在不同的太阳能电池效率都还没有达到它的理论值,都还有上升的空间,主要是要研究一些基本的科学问题,比如说内建电场问题,有效的载流子疏运问题,载流子迁移率、寿命、扩散长度问题。还有工艺、材料特性、器件结构和光电跃迁的控制。

  这个光打到材料里面以后,就产生电子和空穴,电子空穴就朝PM级方面走,有时候负荷下来了,或者有缺陷负荷掉了,如果到了截面以后,截面有内建电场把它分开,所以这里有材料问题,怎么减少损失,怎么提高,对每一类太阳能电池都要进行非常具体的研究,那么就可以有效的提高效率。

  现在高效率太阳能电池各种各样的电池都在实验室里面不断地发展。也有人考虑在空间上面收集太阳能,用微波的办法把它送到底下。所以我们提出来用阳光驱动世界,相信在不久的将来,我们在太阳能技术的应用和发展方面,的确会像刚才能源局领导所说,希望能够把可再生能源成为主要的一类能源,用阳光来驱动我们的世界。

  尤其是智能化和智慧城市的建设,分布式能源的广泛利用来推动我们中国以及世界太阳能技术的发展,来改变我们的能源和环境的问题,这也是积极汇映《巴黎协定》我们节能减排方面应该尽的责任和义务。

  谢谢大家!

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