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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
• 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
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光伏产业链介绍
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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
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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%。
硅系
多晶硅薄膜 非晶硅薄膜 砷化镓 化合物半导 体涂层 碲化镉 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
成本较低,工艺简 单,易大量生产
原材料资源短缺 材料成本低,但工 艺尚不成熟
2007年度中国 光伏电池产量
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%
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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
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光伏产业链介绍-电池片
电池片(晶硅和薄膜)
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?
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 VS GT SOLAR (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)
电池组件
单晶硅组件 多晶硅组件
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
下 游
组件应用
发电系统
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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
– 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
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2.我国光伏行业现状
– 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 ,且有加剧趋势!
50%石油进口
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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
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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
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光伏产业链介绍-组件
.
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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
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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
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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)
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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
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2.我国光伏行业现状
• 能量产出、需求
60 50 40 32 盈缺 生产总量 消费总量 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
环保
低 低
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1.光伏基础知识简介
• 光伏电池种类
光伏电池片
晶体硅电池
薄膜涂层电池
单晶硅电池
多晶硅电池
硅基薄膜涂层
化合物半导体
• 市场光太电池现状
单晶硅
多晶硅
– 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 7910 – 整体光伏电池产量及需求量发展迅速
世界光伏电池产量变化图
4279 4,001 2500 89 126 155 201 288 2003 390 2004 562 2005 744 2006 1195 1782 2,001 1 6,001
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2011
2007
2008
2009
2010
1.光伏基础知识简介
• 各类光伏电池优缺点对比:
电池类型 材料 单晶硅 多晶硅 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 光电转效率 最高 较高 较高 一般 高 较高 较高 一般, 低 材料环保性 清净 清净 清净 清净 含镉有剧毒 含镉有剧毒 低污染性 清净 清净 电池稳定性 很高 高 很高 低 高 较高 较高 一般 寿命短
– 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 阳能、生物能等 一次 能源 • 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”
二次 能源 能源分类
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1.光伏基础知识简介
• 太阳能能量转化方式(三种)
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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
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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
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光伏产业链介绍-多晶硅
改良西门子法示意图
减少三氯氢硅的 使用量(16-11kg)
综合电耗50% 单炉产量 300吨
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
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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
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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
日本, 484
意大利, 730 欧洲(除德国) 日本 美国 6.65% 23.00%
6.32%
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2.我国光伏行业现状
• 行业链说明
过程
二氧化碳还原
产物
配套产物
说明
工艺简单,生产能耗 高,集中于发展中国家
上 游
硅提纯
金属硅
晶体硅
为德日美三国公司 所垄断
拉晶

电池片
单晶硅棒 多晶硅锭 单晶硅电池片 多晶硅电池片
• 产量全球之冠,内需极低,严重依赖出口
其它国家,
2011光伏装机量(Mw) 2011光伏产量(%)
中国(台湾) 9.20% 德国, 3800
西班牙, 69 512
中国, 140 法国, 285 比利时, 292
其它国家 7.38% 中国(大陆)
27.20%
捷克, 411
德国 美国, 477 20.25%
2010Q 4 5.2
电耗
折旧 其他 总成本
13.6
5.3 10.1 48.5
12
8 7.1 38.7
11.5
7.4 7 39.9
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11.1
6.3 7.9 36.5
10.5
6.4 8.5 35
10.2
5.1 6 31.5
8.6
3.6 6.8 25.4
7.8
3.2 6.7 22.9
光伏产业链介绍-硅锭
1.电池片分选 2.电池片焊接
3.电池串焊接
4.铺设
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光伏产业链介绍-组件
5.层压封装 6.切边
7.装框
8.接线盒和导线端子
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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
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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
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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)
14kg.提升四氯化硅 的转换率, 1/3, 25%-30%
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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
2009Q 1 TCS 19.5
2009Q 2 11.6
2009Q 3 14
2009Q 4 11.2Βιβλιοθήκη Baidu
2010Q 1 9.6
2010Q 2 10.2
2010Q 3 6.4
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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)
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
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
13 30 46 <0.5 <2 12 2~4
1.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
120,000
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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)
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