太阳能光伏发电市场分析课件.ppt
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1、中国光伏行业及其 EPC(总承包)市场分析报告编辑:hufoo,2012年9月,第2页,总体框架,太阳能及光伏发电简介,光伏发电应用市场分析,我国光伏产业现状及难点问题分析,国家太阳能光伏相关政策法规解读,太阳能光伏发电产业投资分析,大型并网电站运作流程及建设要素分析,EMC、BOT、EPC简介,国内EPC总承包商介绍及运作分析,进入国内光伏发电市场途径的思考,第3页,总体框架,太阳能及光伏发电简介,光伏发电应用市场分析,我国光伏产业现状及难点问题分析,国家太阳能光伏相关政策法规解读,太阳能光伏发电产业投资分析,大型并网电站运作流程及建设要素分析,EMC、BOT、EPC简介,国内EPC总承包商
2、介绍及运作分析,进入国内光伏发电市场途径的思考,第4页,1、太阳能资源特点,2、太阳能光伏发电概述, 开发利用太阳能的意义 太阳能资源的优缺点, 太阳能光伏发电原理 太阳能光伏发电系统分类 光伏发电系统组成及主要设备分类 晶体硅太阳能电池产业链,太阳能光伏发电简介,第5页,太阳能光伏发电简介,什么是太阳能?,太阳能(Solar)是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量,是各种可再生能源中最重要的基本能源,也是人类可利用的最丰富的能源。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.051018 (=10689)千瓦时,相当于1.3106(=137.8) 万亿吨标准煤,大约为全世界目前一年耗能的一万多倍
3、。按目前太阳的质量消耗速率计,可维持61010 (6060)年,可以说它是“取之不尽,用之不竭”的能源。,第6页,地球上的大多数能源均来自与太阳能,且太阳能既是一次能源,又是可再生能源;既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染,使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代,地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能;我国早在两千多年前的战国时期就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火,利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代,太阳能的利用已日益广泛。,意义,第7页,太阳能具有普遍、无
4、害、巨大、长久等优点,同时其所具有的分散性、不稳定性、利用起来效率低成本高等特点制约了它的广泛应用,优缺点,优点,普遍:太阳光普照大地,无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用,且勿须开采和运输。无害:开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源之一,在环境污染越来越严重 的今天,这一点是极其宝贵的。巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标准煤,其中我国陆地面积每年接收的太阳辐射能相当于2.4104亿吨标煤。其总量属现今世界上可以开发的最大能源。长久:根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,相对于人类发展历史的有限年代而言,可以说太阳的能
5、量是用之不竭的。,缺点,分散性:到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但是能流密度很低。在利用太阳能时,想要得到一定的转换功率,往往需要面积相当大的一套收集和转换设备,造价较高。不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的又是极不稳定的,所以必须很好地解决蓄能问题,但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一 。效率低和成本高:目前太阳能的利用有些方面在理论上是可行的,技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较高,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内,太阳能
6、利用的进一步发展,主要受到经济性的制约。,第8页,1、太阳能资源特点,2、太阳能光伏发电概述, 开发利用太阳能的意义 太阳能资源的优缺点,太阳能光伏发电原理 太阳能光伏发电的优缺点太阳能光伏发电系统分类和构成光伏发电系统组成及主要设备分类晶体硅太阳能电池产业链,太阳能光伏发电简介,第9页,太阳能光伏发电简介,现代的太阳能科技可以将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。集热式太阳能(Solar Thermal)的原理是将镜子反射的太阳光,聚焦在一条叫接收器的玻璃管上,而该中空的玻璃管可以让油流过。从镜子反映的太阳光会令管子内的油升温,产生蒸气,再由蒸气推动轮机发电。,太阳能光热转换,美国太
7、阳能集热阵列,西班牙集光式发电系统,第10页,太阳能光伏发电简介,光电转换又称太阳能光伏。就是利用太阳电池直接将太阳光能转化为电能,而太阳能电池通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换,因此太阳能发电又称为光伏发电。,合肥阳光产业光伏发电系统,青岛体育馆光伏系统,第11页,太阳能电池(solar cell),又称光伏电池,就是将光能直接转化成电能的半导体器件。,太阳能光伏发电的原理是利用半导体PN结的光生伏打效应。当太阳光或其他光照射到太阳能电池(半导体的PN结)上时,电池吸收光能后能透过 N型半导体及P型半导体在PN结的两边产生光生电子(负)及空穴(正),在电池内建电场作用下,光生电子
8、和空穴被分离,电池两端出现异号电荷的积累,就会在PN结的两边出现电压即产生“光生电压”,这就是“光生伏打效应”。如使PN结短路,就会产生电流,所以若在内建电场的两侧引出电极再经由导线接上负载,则负载就有“光生电流”流过,从而获得功率输出。,太阳能光伏发电的原理是光生伏打效应,即利用电池吸收光能,在电池内建电场的作用下,电池两端积累异号电荷,产生光生电压,原理,第12页,太阳能光伏发电简介,太阳能光伏发电的优点:运行过程中无有害排放、无噪声、无污染,不消耗燃料、水等资源,可在荒漠地区、太空等恶劣环境中使用。消耗能量的偿还期短(一般在0.8-3.0年),能量增值效应明显(10-30倍),运行寿命长
9、,20-50年(工作25年,效率下降20%)。运行安全可靠,维护简单,可无人值守。安装简单方便快速,建设周期短,安装管理成本低。生产原料丰富,硅材料储量丰富。太阳能资源丰富长久,阳光随处可得,不受地域限制,便于分布式安装。可不单独占地,而安装在建筑上(BIPV)。体积小、重量轻,规模大小皆宜,便于就近模块化安装和供电。光照规律性强,发电量易预测。与峰值负荷重叠,起到削峰作用,属于“黄金电力”。成本下降潜力大,第13页,太阳能光伏发电简介,太阳能光伏发电的缺点:功率密度低,光能转换效率偏低( 6-22% )。受时间周期、地理位置、气象条件的限制能量输出不稳定连续:白天有,晚上没有;晴天高,阴天低
10、。需要储能或互补或并网。大规模存储技术尚未解决,大规模应用没有自身调节能力。小规模应用可以用蓄电池,昂贵且寿命短。目前成本较高(系统投资:1.5-3万元/kW; 1-2元/kWh),如何克服太阳能光伏发电的缺点:1. 现阶段,比例还很小,问题不大:独立发电系统,分布式发电系统和大型并网电站;2. 主干电网并网,智能电网(Smart Grid);脱离主干电网,微网系统(Micro-grid);3. 大规模存储技术:提水(内陆、沿海),压缩空气、液流电池,超级电容器、太阳能制氢等;4. 光伏发电的规模化直接利用:海水淡化、电镀、电解、氯碱工业等。,第14页,可再生能源发电成本与脱硫燃煤标杆电价对比
11、,第15页,按照运行及组成方式不同,太阳能光伏发电系统可分为:独立光伏发电系统、并网光伏发电系统、混合光伏发电系统,系统分类,第16页,各光伏发电系统构成,并网系统将光伏电能转化成交流电能送上电网独立系统(离网系统)给交流负载提供稳定交流电压源混合系统(双模式系统)既能并网、又能独立运行的光伏系统互补系统和微网系统与其它发电方式互补发电或构成微电网运行,系统构成,第17页,太阳能光伏发电系统的规模和应用形式各异,但其组成结构基本相同,主要部件为:光伏组件阵列、蓄电池、控制器、逆变器,系统组成,第18页,太阳能光伏发电系统的规模和应用形式各异,但其组成结构基本相同,主要部件为:光伏组件阵列、蓄电
12、池、控制器、逆变器,系统组成,光伏组件阵列,单一太阳电池组件的发电量是十分有限的,实际运用中,是单一组件通过电缆和汇线盒实现组件的串、并联,组成整个的组件系统,称为光伏阵列。它是太阳能光伏系统的核心部件。,光伏电池器件,光伏电池组件,光伏电池阵列,单个电池器件的电压由所使用的半导体材料所决定,而组件产生的电压由多个电池器件串联来调节。如果需要较高的电压则需要把多个电池组件串联起来,这样就构成了一个完整的阵列。,第19页,太阳能光伏发电系统的规模和应用形式各异,但其组成结构基本相同,主要部件为:光伏组件阵列、蓄电池、控制器、逆变器,系统组成,将太阳电池组件产生的电能储存起来,当光照不足或晚上、或
13、者负载需求大于太阳电池组件所发的电量时,将储存的电能释放以满足负载的能量需求,它是太阳能光伏发电系统的储能部件。,蓄电池,蓄电池组是独立光伏系统中的电能储存单元,可以通过单节蓄电池的串、并联组成整个的电池组,太阳能电池产生的直流电通过光伏控制器进入蓄电池储存。电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术十分成熟,其容量的选择受负载功率和连续无日照时间而定 。,第20页,太阳能光伏发电系统的规模和应用形式各异,但其组成结构基本相同,主要部件为:光伏组件阵列、蓄电池、控制器、逆变器,系统组成,光伏控制器,它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制,并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载
14、的电能输出,实现蓄电池组的过充和过放保护,对蓄电池进行温度补偿,并监控蓄电池组的电压和启动相关辅助控制。是独立光伏发电系统中非常重要的部件。,第21页,太阳能光伏发电系统的规模和应用形式各异,但其组成结构基本相同,主要部件为:光伏组件阵列、蓄电池、控制器、逆变器,系统组成,在太阳能光伏供电系统中,如果含有交流负载那么就要使用逆变器设备,将太阳电池组件产生的直流电或者蓄电池释放的直流电(例如12VDC)转化为负载需要的交流电(例如220VAC) 。一般分为独立逆变器和并网逆变器 。,光伏逆变器,第22页,太阳能光伏发电系统的规模和应用形式各异,但其组成结构基本相同,主要部件为:光伏组件阵列、蓄电
15、池、控制器、逆变器,系统组成,监控系统,监控系统是监控整个系统的运行状态,设备的各个参数,记录系统的发电量,环境等的数据,并对故障进行报警。,第23页,太阳能光伏发电系统的规模和应用形式各异,但其组成结构基本相同,主要部件为:光伏组件阵列、蓄电池、控制器、逆变器,系统组成,其它设备,防逆流装置,光伏阵列汇流箱,直流配电柜,交流配电柜,第24页,太阳能电池包括:单晶硅、多晶硅、非晶硅及硫化镉、碲化镉等其他化合物电池,目前市场上应用最多的是晶体硅太阳能电池(90%),主要设备分类光伏组件阵列,第25页,各种太阳能电池的优缺点,第26页,太阳电池的分类及效率,第27页,CIGS 薄膜太阳电池,最高效
16、率19.9%,商业化12%。,CdTe太阳电池最高效率:16.9%商业化:9-11%,非晶硅薄膜太阳电池,最高效率:12.8%(稳定)商业化:6-8%,下一代薄膜太阳电池,晶体硅太阳电池仍为主流技术产品,第28页,应用系统,电池组件,太阳电池,硅片、硅棒,多晶硅材料,制造装备 辅助材料,平衡部件,上游 中游 下游,光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统5个环节,从全球范围来看,产业链5个环节所涉及企业数量依次大幅增加,光伏市场产业链呈金字塔形结构,产业链,原材料供应商 设备制造商 电池及应用产品制造商 物流供应商 系统集成商 维护运营商,第29页,总体框架,太阳能及光伏发电简介,
17、报告摘要,光伏发电应用市场分析,我国光伏产业现状及难点问题分析,国家太阳能光伏相关政策法规解读,太阳能光伏发电产业投资分析,大型并网电站运作流程及建设要素分析,EMC、BOT、EPC简介,国内EPC总承包商介绍及运作分析,进入国内光伏发电市场途径的思考,第30页,1、光伏发电应用分类,2、我国光伏市场发展回顾,3、2011年上半年光伏产业分析及展望,光伏发电应用市场分析,4、光伏产业竞争状况分析,第31页,1、光伏发电应用分类,光伏发电应用市场分析,第32页,光伏发电主要应用:消费和工业应用、农村和边远地区应用、光伏并网发电系统、混合型系统及其它应用,应用分类,独立型太阳能光伏系统,光伏工业应
18、用,偏远地区的应用,并网发电型太阳能光伏系统,独立光伏电站(村庄供电系统);小型风光互补发电系统;太阳能户用系统;太阳能照明灯;太阳能水泵 ; 农村社团 (学校、医院、饭馆、旅社、商店、卡拉OK歌舞厅等)。,随着国家能源局太阳能光伏特别招标项目及光伏发电上网标杆电价的出台,光伏并网发电系统在我国将会大规模、迅速发展,除大规模荒漠集中发电电站以外,其在城市里应用的主要形式为分布式光伏建筑一体化工程。,消费性应用如:太阳帽;太阳能充电器;太阳能手表、收音机;计算器;电子玩具;手机充电器;家庭门牌号码;手电筒;太阳能路灯;太阳能钟;喷泉池;太阳能庭院灯;汽车换气扇;太阳能电动汽车;太阳能游艇等。,光
19、伏消费商品应用,通信系统电力来源;农村程控电话系统;部队通信系统;铁路和公路信号系统; 灯塔和航标灯电源;气象、地震台站;水文观测系统;环境监控系统; 广告牌电力系统;水闸阴极保护和石油管道阴极保护系统;焊机;交通灯、警示灯等。,混合型太阳能光伏系统,混合型系统又称为紧急防灾型系统,是将 电路和直交流转换器设计成可以与电网系统相互并接的形式,同时也配备了蓄电池和充放电控制器,以及辅助发电机系统(包括风力发电系统等)。白天太阳能供电,晚上电网供电,灾难或事故时蓄电池供电。,光伏建筑一体化应用,第33页,除户用电源系统外,包括路灯、草坪灯、航标等等照明、城市亮化、广告灯箱、交通指示等各种应用,太阳
20、能消费和工业应用(一),第34页,太阳能消费和工业应用(二),第35页,太阳能消费和工业应用(三),第36页,太阳能消费和工业应用(四),第37页,小型独立电源系统,偏远地区的应用(一),微、小型化便携式以照明为主简易、低价批量生产市场化销售直流或交流输出一体化结构对电池效率要求不高,直流输出型10-50Wp交流输出型50-500Wp配置包括组件(或带支架)、简易控制器(或电压表)、密封蓄电池、直流灯具(或小型逆变器)累计推广量达到80多万台(套),也含集中采购主要分布在西部9省区出口非洲、东南亚,小型独立电源系统,第38页,偏远地区的应用(二),离网光伏电站,无电地区乡村集中供电,需单独设计
21、、建设、管理以政府、国际组织资金投入为主西部地区已建设上千座,10150kWp/座以固定安装为主,平板自动跟踪可能是发展方向控制器、独立逆变器固定式储能蓄电池组机房、避雷、独立输配电,第39页,通讯、铁路、油田等地区专用或备用电源系统特定的直流或交流负载较高的供电保证率视要求单独设计,1-5kWp系统配置同独立电站一般需数据采集和实时监控装置个别系统有市电充电或切换装置,特殊地区或场合的应用系统,偏远地区的应用(三),第40页,通过“一事一议”或特许权招标方式确定上网电价高压侧并网发电符合标准的电能质量追求最大发电效果,单个电站安装功率为5MWp,10MWp,目前已建成最大20MWp单台并网逆
22、变器500kW均配备数据采集和实时监控装置以晶体硅光伏组件固定倾角安装方式为主流,大型地面光伏电站,并网发电型太阳能光伏系统(一),第41页,并网发电型太阳能光伏系统(二),第42页,追求更高的性价比,得到更多发电量跟踪装置已经能够保证所需精度和可靠性,平板光伏组件自动跟踪系统,并网发电型太阳能光伏系统(三),第43页,并网发电型太阳能光伏系统(四),跟踪系统的可靠性、跟踪精度、管理维护工作量是人们关注的方面材料的使用寿命、发电成本需要得到验证,已有数倍聚光、80倍聚光、300倍聚光、500倍、1000倍聚光组件的CPV系统开工建设,聚光发电(CPV)技术处于试验示范阶段,第44页,户用系统、
23、独立电站和特殊场合电站均可采用风光互补方式的系统集成可以提高供电保证率、降低系统成本,独立系统多为300W+100Wp,500W+400Wp,500W+300Wp蓄电池容量减少30-50%,风光互补系统和微网系统,混合型太阳能光伏系统,第45页,光伏建筑一体化应用( BIPV ),使光伏发电与建筑相结合,让光伏部件作为建筑物的一部分,或把光伏部件作为建材的一部分。而光伏部件即是指由各种晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池组成的光伏列阵。,包括离网独立系统和并网发电系统屋面固定安装或BIPV系统由于朝向、遮挡、角度等原因,发电量一般低于同地区地面安装采用薄膜电池的机会要高于地面系统国家鼓励大型工矿、
24、商业企业、公益建筑建设用户侧并网项目国家鼓励集中连片建设,家庭应用存在障碍,第46页,光伏建筑一体化应用(屋顶光伏电站一),发电上网最为方便,不需要架设输电线路,减少了输配电损失;发电无需额外占地;会使建筑物更加洁净、美观,容易被建筑师、用户和公众所接受;,第47页,别墅中的光伏屋顶,光伏建筑一体化应用(屋顶光伏电站二),第48页,光伏建筑一体化应用(屋顶光伏电站三),光伏屋顶和遮阳系统,第49页,光伏建筑一体化应用(屋顶光伏电站四),德国太阳电池遮阳挡雨棚及车棚,第50页,光伏建筑一体化应用(屋顶光伏电站五),美国Stillwell地铁站光电屋面工程总面积76,000 平方英尺;其中光电板使
25、用面积为50,000平方英尺。发电峰值功率为250KW。右图为施工过程中导线布置图,为了迎接2006年世界杯,改建的柏林火车站,光电屋顶做在两个弧形部分,深色部分就是光电池。总面积3311平方米,总装机容量325千瓦。,第51页,光伏建筑一体化应用(屋顶光伏电站六),广场或走廊天棚,第52页,光伏建筑一体化应用(屋顶光伏电站七),建设时间:2008年4月系统容量:105kWp安装面积:约1100m2电网接入:400/230V年发电量:约12 万千瓦时,奥运鸟巢105KW光伏并网电站,上海世博会3MW并网发电系统,建设时间:2009 年10 月系统容量:3MWp安装面积:约30000m2电网接入
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