光伏产业报告.ppt

-1-内容介绍1.光伏基本知识简介2.我国光伏行业现状3.光伏产业链介绍-2-1.光伏基础知识简介•何为光伏?–光伏是指将太阳光的能量直接转化为电能,其原理是”光伏效应”,(指光照使不均匀半导体介半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象)•为何利用太阳能发电?–太阳能属于再生能源,可以减少如煤、石油资源枯竭的影响–清洁、环保、无污染,使用范围广且方式灵活多样•可再生:风能、水能、太一次能源二次能源能源分类阳能、生物能等•不可再生:石油、煤碳、天然气等•汽油、煤油、焦碳、电能等1.二次能源实际由一次能源加工生成2.地球上所有能源的源头都是“太阳”-3-1.光伏基础知识简介•太阳能能量转化方式(三种)内容造价成本应用范围转换效率输出形式环保性输出电力成本环境影响度原材料要求光热最低受限(仅热能使用)高热能环保-低低光电高广泛低(约为15%)直流电(应用前需转换)环保高低(大型/小型/家用均可)高光热电较光电略低广泛高(约为30%)交流电有噪音较光电低高(需大面积场地)低-4-1.光伏基础知识简介•光伏电池种类光伏电池片200320042005200620072008200920102011•市场光太电池现状–晶体硅类电池目前占市场主导地位(多晶硅电池为多)–薄膜涂层类电池发展很快–整体光伏电池产量及需求量发展迅速晶体硅电池单晶硅电池多晶硅电池薄膜涂层电池硅基薄膜涂层化合物半导体单晶硅多晶硅891261552012883905627441195178225004279791012,0016,0014,001世界光伏电池产量变化图-5-1.光伏基础知识简介•各类光伏电池优缺点对比:电池类型硅系化合物半导体涂层材料单晶硅多晶硅多晶硅薄膜非晶硅薄膜砷化镓碲化镉材料及工艺工艺繁锁,成本高工艺及成本较单晶硅低材料成本低,但工艺复杂且不成熟材料成本低,但工艺复杂且不成熟材料成本低,但工艺复杂成本较低,工艺简单,易大量生产光电转效率最高较高较高一般高较高材料环保性清净清净清净清净含镉有剧毒含镉有剧毒电池稳定性很高高很高低高较高原材料资源短缺材料成本低,但工艺尚不成熟铜铟硒纳米化学太阳能太池聚合物多层修饰性电极型太阳能电池较高一般,低低污染性清净清净较高一般寿命短多晶硅单晶硅非晶硅薄膜4.7%碲化镉薄膜2.7%铜铟硒薄膜0.2%其它2.5%2007年度中国光伏电池产量-6-1.光伏基础知识简介•世界能源需求及结构资源来源:美国能源部单位:TW(109KW)2004年世界能源消耗2050年世界能源消耗(预测)2100年世界能源消耗(预测)未开发水力资源可利于海洋能(潮汐、海浪、海流)可开发利用地热能可开发风力全球总太阳能(太阳光照射至地球表面之总能量)1330460.52122~4120,0001.太阳能开发利用前景巨大2.预估在本世引中期时,太阳能利用成为能源的主要来源-7-1.光伏基础知识简介•光伏系统应用方式(民用&工用)–大型并网发电工程(取代传统火电、水电站、核电站等)–光伏&建筑一体化(供应建筑物内部电力需求)-8-1.光伏基础知识简介•光伏系统应用方式(民用&工用)–共用设施应用(满足设施电力需求)–偏远地区电力供电(减少电力运送成本)-9-1.光伏基础知识简介•光伏系统应用方式(特殊用途)–节能气车、设备、空间设备-10-–能源需求及能源供应量明显呈上升趋势–能源缺口量逐年増加–石油依赖进口严重,2011年约50%石油进口,且有加剧趋势!2.我国光伏行业现状•能量产出、需求605040322003200420052006200720082009201020112012盈缺生产总量消费总量-11-2.我国光伏行业现状我国能源结构–中国能源供给中,煤占了重要地位,原因为:•中国煤产量和储量丰富,均占世界第一位•火力发电厂数量庞大•石油不能自给•煤价及开采成品较为低廉–影响•煤是不可再生资源(中国煤应还可开采50年以上)•开采及使用过程污染大,不安全因素多•开采过度可导致地面塌陷1.每年因燃煤产生烟尘占总排放的70%2.燃煤排放的二氧化碳占总排放量的80%,导致酸雨面积占国土40%3.每年因采煤塌陷土地约1.5~2万公顷,其中1/3为耕地-12-2.我国光伏行业现状•产量全球之冠,内需极低,严重依赖出口意大利,730美国,477日本,484其它国家,西班牙,69512中国,140法国,285比利时,292中国(大陆)27.20%日本23.00%美国6.65%欧洲(除德国)6.32%捷克,411德国20.25%其它国家7.38%2011光伏装机量(Mw)2011光伏产量(%)中国(台湾)9.20%德国,3800-13-2.我国光伏行业现状•行业链说明过程产物配套产物说明二氧化碳还原硅提纯拉晶电池片电池组件组件应用金属硅晶体硅单晶硅棒多晶硅锭单晶硅电池片多晶硅电池片单晶硅组件多晶硅组件发电系统工艺简单,生产能耗高,集中于发展中国家为德日美三国公司所垄断接线盒/支架/锡带/背板/玱璃等设计/控制器/逆变器/蓄电池等入行门槛低,国内厂家众多,配套供应商集中在浙苏闽粤地区尖端技术仍掌握于美日德等国家上游中下游-14-2.我国光伏行业现状•行业链说明–国内行业大多集中于中游,两端较薄弱,容易受原材料及应用市场限制,议价能力差–多晶硅多采用西门子改良法生产,工艺较落后,耗电量巨大,且产生剧毒污染之四氯化碳–组件及其配套配件国内厂商众多,附加值低,竟争激烈–产品一般需要TUV戒UL认证,才可出口•行业从业人口2007年行业产值:909亿元从业人口:8.3万2008年行业产值::2000亿元从业人口::20万-15-光伏产业链介绍-16-光伏产业链介绍越上游毛利率越高组件和电池厂商已经开始亏钱生产国内系统还未大规模兴起整合是大趋势-17-光伏产业链介绍-多晶硅多晶硅价格（现货价）50美金/kg。每瓦电池组件需要6.5g多晶硅。电池价格：0.80美金/瓦。占总成本：40%。-18-光伏产业链介绍-多晶硅多晶硅价格对发电成本敏感性分析-19-光伏产业链介绍-多晶硅三氯氢硅、电耗、折旧成本占比接近90%2011年初国内代表性企业多晶硅成本构成-20-光伏产业链介绍-多晶硅改良西门子法示意图综合电耗50%单炉产量300吨减少三氯氢硅的使用量（16-11kg）14kg.提升四氯化硅的转换率,1/3,25%-30%-21-2009Q12009Q22009Q32009Q42010Q12010Q22010Q32010Q4TCS19.511.61411.29.610.26.45.2电耗13.61211.511.110.510.28.67.8折旧5.387.46.36.45.13.63.2其他10.17.177.98.566.86.7总成本48.538.739.936.53531.525.422.9光伏产业链介绍-多晶硅折旧设备国产化规模经济保利协鑫成本下降路径-22-光伏产业链介绍-硅锭铸锭和剖方直拉单晶、准单晶炉、多晶硅铸锭炉生产周期：一炉500公斤，60小时，一年50吨。300MW组件需要40台。国产化率：精功科技（270-300万）、天龙光电VSGTSOLAR（400万）等。热场技术（提升单炉产量）、性能（氧硅含量以及电阻率）、售后服务（热场构件和壳体）-23-光伏产业链介绍-硅片硅片156mmx156mm或者125mmx125mm钢丝+刃料+PEG200um→180um？破损率3%450万元/台，300MW组件，40台-24-光伏产业链介绍-电池片电池片（晶硅和薄膜）35占地面积大，10MW电站薄膜电池组件占地500亩，晶硅电池组件300亩衰减率高，前两年5-6%多元体系无法保证一致性VS硅稳定结构同目前的晶硅组件价格比起来无明显优势。至少3.5元/瓦。上海6亿生产线闲置BIPV?46MW,11.3亿，IRR=18.77?-25-光伏产业链介绍-电池片原理：当掺入硼等杂质时，硅晶体中就会存在着一个空穴，形成n型半导体；同样，掺入磷原子以后，硅晶体中就会有一个电子，形成p型半导体，p型半导体与n型半导体结合在一起形成pn结，当太阳光照射硅晶体后，pn结中n型半导体的空穴往p型区移动，而p型区中的电子往n型区移动，从而形成从n型区到p型区的电流，在pn结中形成电势差，这就形成了电源-26-光伏产业链介绍-电池片制绒：平整硅片，腐蚀成绒面构造，减少对光反射，增加光吸收。扩散：在P型硅衬底上形成磷掺杂质，P-N结，光伏效应-电能。去磷硅玻璃：氢氟酸腐蚀和烘干氢化硅联：减少对光的反射丝网印刷：（厚度，宽度，膜厚一致性）烧结、测试分档-27-光伏产业链介绍-组件1.电池片分选3.电池串焊接2.电池片焊接4.铺设-28-光伏产业链介绍-组件5.层压封装7.装框6.切边8.接线盒和导线端子-29-光伏产业链介绍-组件电池片分选：力争做到色泽一致和性能一致，稳定的电压和电流使功率不会在叠加后损失。电池串的焊接：单节电池片工作电压0.63V，工作电流5.2A，P=2.75瓦。72片铺设和层压：将电池串和钢化玻璃及背板材料粘合在一起-30-光伏产业链介绍-组件装框：减震、防止水蒸气渗透、25年标定：功率、自然环境效率损失：光学损失（大气层、玻璃、EVA硅料等）+电学损失（电池和焊带电阻）1-31-光伏产业链介绍-系统独立光伏系统控制器是核心蓄电池最薄弱（价格1Kwh和技术以及瓦时效率）从经济和社会效应来说，磷酸铁锂发展空间最大。比亚迪7000次-32-光伏产业链介绍-系统小到太阳能草坪灯大到100KW发电站均衡放电，负载用电量太阳辐射量（每平方米千瓦时，拉萨5.86，上海3.6）、日照小时（一类地区4.79小时，四类地区2.8小时，上海三类地区）、最佳倾角（支架）、阴影（落叶、鸟粪、积雪、灰尘）等经济性和成本，政府补贴+发电收入-33-光伏产业链介绍-系统并网系统（复杂）集中开采、高压输送—负荷大的东部地区光源波动性和随机性，功率变化大：西藏羊八井100KW垃圾电原有的继电保护原理和动作受光伏发电系统影响大：日本高频逆变器：谐波低电压穿越并网点电压跌至20%标称电压时，电站保证不间断运行1s孤岛：发生故障后继续向负载供电-34-光伏产业链介绍-系统关键因素•电网建设是12.5规划重点•国网2个标准：光伏电站接入电网技术规定和测试规程。•国外100MW光伏系统：50美元/kg，总投资2.07亿元，上网电价1.30元，IRR=15%（政府补贴）.虹桥火车站太阳能：630万KW.H，总投资1.6亿，上网电价1.09元，IRR=0.5%(无补贴)