太阳能巡日控制系统可行性分析报告.doc
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1、太阳能巡日控制系统可行性分析报告一、概述1.1项目背景煤、石油等常规能源是不可再生的化石能源,由于大规模的开发和利用,已日趋枯竭,且造成严重的环境污染,如何寻找更好的替代品来解决日益突出的能源危机问题已是迫在眉睫,而太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,同时也是清洁能源,对环境影响很小。因此,在未来的能源利用中,太阳能的开发和利用是不可阻挡的趋势。据了解,在太阳能的有效利用中,大阳能电池的开发和利用是近年来发展较快且最具活力的研究领域。目前包括中国政府在内的世界各国政府都在大力鼓励太阳能电池产业的发展,制定政策、颁布法律扶持相关企业。我国已经出台可再生资源法,这将会对我国太阳能电池的推广利
2、用起到巨大的促进作用,因此,拟对太阳能电池项目进行深入细致的调研,以对该行业形成全面、具体的认识,从而做出合理的投资决策。作为能够显著提高传统固定式太阳能发电站发电效能的配套设施,太阳能巡日控制系统及其延展项目,具有广阔的市场发展前景。1.2技术开发状况公司与北京航天科强科技有限公司合作,成立了专项小组,负责巡日系统的研发和应用,共同组建运作太阳能巡日控制系统及其延展项目。北京科强科技有限责任公司依托中国航天技术优势,经过前期技术、产品和市场调研,瞄准并定位于提升太阳能电站效能的配套设施的市场,通过近三年的技术研发和产品试制,成功研制出具有自主知识产权的太阳能巡日控制系统产品。该系统所采用的技
3、术实现了低成本(用户成本减少20%25%)、低能耗(系统自身能耗5w)、发电效能提升40%以上,从而为太阳能电站用户创造出更多价值(整体成本下降12%17%),项目核心产品和技术均已向国家知识产权局申请专利并已得到受理。 PCB板太阳能电池组件作为太阳能巡日控制系统产品之一,是普通太阳能电池组件改良产品,该产品的前板采用了美国杜邦公司独家生产的特夫龙产品tefzel,提高了组件内太阳能电池吸收太阳光的能力,同时配合杜邦公司生产的TEDLAR薄膜,产品的使用寿命大大延长。 1.3现有产业规模公司2006年底拥有总资产19614.11万元,固定资产3623.01万元,实现销售收入11881.94万
4、元,净利润1671.79万元。1.4项目产品的主要用途、性能太阳能巡日控制系统由太阳能方位探测器、向日追踪装置、向日追踪装置的控制电路和EPOLLY-PCN板太阳能电池组件4个核心部件组成,可确保在有效日照时间内使太阳能电池板与太阳入射线相对垂直,有效提高太阳能电池组件发电效能。主要用于太阳能路灯、太阳能草坪灯、太阳能道路灯、太阳能庭院灯、太阳能景观灯等多种太阳能应用产品的光能转换,具有耗能低、环境适应性强、转换率高等特点。1.5投资的必要性和预期经济效益发展光伏行业是解决能源短缺问题的一大突破口,当今,现代能源生产方式与生态环境的矛盾日益激化,世界各国纷纷制定了太阳能发展战略。根据中国“十五
5、”规划,“十五”至2010年期间新能源发展的总目标是提高转换效率,降低成本,加大新能源在能源结构中所占比例,新技术、新工艺有大的突破,国内外已成熟的技术要实现大规模现代化生产,形成比较完善的生产体系和服务体系,实际使用数量要达到3.9亿吨标准煤以上。2004年10月国务院通过的能源发展中长期规划中将新能源提到与油、气并重的高度,2005年2月颁布和实施“可再生能源促进法”。到010年,我国太阳能光伏发电总容量将达到40万千瓦,2020年达到220万千瓦。在各国政府强有力的支持和推动下,光伏行业有如旭日东升,市场潜力极大,但由于全球硅原料的紧缺,暂时限制了光伏行业的发展速度。目前光伏产品生产企业
6、纷纷探索降低生产成本的新方法、新工艺,强烈需求一种成本既低又能够迅速、有效地降低生产成本的创新产品。光伏产业正由量产阶段向更具革命意义的创新阶段过渡。正是在这一产业发展导向下,能够显著提高光伏产品发电效能的配套产品巡日控制光伏系统及其延展项目应运而生。太阳能巡日系统能够将传统固定式太阳能电站的发电效能大幅度提升45%以上,使整体成本下降1927。用户建设1MW太阳能电站,总体成本可节省约2600万元。经测算,本项目2007-2011年,社会贡献总额为18417.515万元,其中总税收额为9645万元,总工资额为1694.376万元,总利息(全部为流动资金利息)为78.139万元。1.6本企业实
7、施该项目的优势科强能源系统工程股份有限公司拥有先进的生产设备、检测仪器和雄厚的技术团队,并奉行“以人为本、科技兴企”的办企方针,创立初始便与中国航天502研究所、上海交大、中科院研究所等科研院校建立了长期合作的关系;07年4月与中国航天北京科强科技有限公司签署协议,成立了科强能源系统工程股份有限公司,专门从事太阳能巡日系统的研发、生产、销售与安装。07年5月与中国科学院电工所签订了技术开发合同书,投资1000万元,在北京成立“中科院电工所科强高效节能太阳电池技术开发中心”、“高效节能太阳电池产业化中试基地”,从事太阳能新材料、新技术、新工艺的研发,并以该中心和基地为平台扩展延伸成立太阳电池信息
8、中心、研发中心和商务中心,公司的技术研发能力和生产经营跃升到业内先进水平。公司现有员工164多人,其中具有大专学历的科技人员93名,专业从事太阳能巡日系统研发的技术人员23名。公司拥有先进的生产设备和检测技术。公司从日本、美国、匈牙利等国家引进了多套先进设备,第一条生产线已经正式投产,第二条生产线正处于安装、调试阶段。公司2007年实现销售收入460万元,利润174.8万元,税收96万元,2008年销售2195万元,利润1107.7万元,税收612.15万元, 公司总资产6900万元,总负债0万元,资产负债率0%。公司财务状况良好,公司发展后劲十足。二、技术可行性分析2.1 项目的技术线路、工
9、艺工艺条件,关键技术的先进性和效果2.1.1项目的技术线路本项目技术路线从航天技术转化民品开始,采用特殊设计,实现巡日控制系统的低能耗、低成本、低维护量要求,使产品达到在全日照时间内自动追踪太阳、提高光伏发电量45的目标。太阳能巡日控制系统的产品生产主要由三部分组成:太阳方位角探测器、控制器以及机械装置。其中,太阳方位角探测器是整体外委加工;控制器的电路板除芯片和加密器件外采用外委加工(波峰焊接)形成半成品,再经过焊接芯片和加密器件后进行调试、组装和检验成为成品,配套的钟控单元自行生产;机械装置的零部件采用外委加工,太阳能电池板外购。经组装,再装上太阳方位角探测器和控制器成为电站。太阳能巡日控
10、制光伏系统的生产工艺流程如下:控制器电路调试探测器光敏件控制器电路加工机械结构加工电池板生产电池板封装电池板安装封 装系统组装配 重系统联调成 品 2.1.2 工艺条件公司将继续对太阳能巡日控制光伏系统产业化单元设计技术创新、整体优化技术创新、动态质量信息边模体系研究;新型高效太阳能电池产业化技术研究;新型大尺寸超薄片太阳能电池片新技术、新工艺、新材料研究、热熔胶技术非西门子制备硅片电池的技术试验等。目前企业的技术研发团队,已熟练掌握了整个生产运作流程。2.1.3 关键技术的先进性和效果太阳能巡日控制光伏系统采用了航天技术转化民用的太阳方位角探测器、巡日控制器、创新性的机械结构设计及以特殊材料
11、取代了传统的钢化玻璃的电池片组件,其技术关键点是巡日控制系统的微低能耗。实际测试结果表明,1020W的太阳能电池板配上太阳能巡日控制光伏系统后,发电量平均增加45%以上,而太阳能巡日控制光伏系统本身的能耗低于5W,达到了实用化及市场推广应用的目的。我公司在太阳能巡日控制光伏系统关键技术原理做了如下创新:A、太阳方位角探测器在航天器(卫星、飞船)的太阳帆板控制技术的基础上进行创新升级,使太阳方位角探测器测量精度高,属国内外创新产品,其探测指标可达到:测量范围:195测量精度:1B、巡日控制器接收太阳方位角探测器的信号后对太阳能电池板进行如下控制:当太阳能电池板落后太阳角(2.5)时,巡日控制器发
12、出控制信号使太阳能电池板自东向西旋转,直至太阳能电池板超前太阳角时停止。每次旋转约15分钟。当太阳能电池板旋转到西端位置时,行程开关触发使巡日控制器停止追踪太阳。当到达预先设定的返回时间时,钟控单元向控制器发出返回信号,控制器发出控制指令使太阳能电池板自西向东旋转,回复至次日太阳升起方位,以迎接次日太阳升起。C、机械结构(1)C形架的仰角是可调的,以保持与太阳仰角一致,随季节不同该仰角通过调节前支撑支架进行调整(只需设置冬至、春分/秋分、夏至三个调节位置)。销轮盘兼作太阳能电池板的安装底座。(2)销齿传动机构销齿传动的主动轮为小型齿轮,从动轮为销轮,其优点是传动比大(单级最大传动比可达1:87
13、),传动效率高(0.920.97)。此传动机构最大的创新点是:能工作于恶劣环境下,造价低廉,易于加工制造,特别是当长期摩擦等原因造成销子磨损或损坏时,只需更换销子即可,不必更换整个销轮,在偏远地区应用时其特点是齿轮无法相比的(齿轮一旦磨损则需更换整个齿轮箱)。(3)巡日控制系统的蜗轮蜗杆减速机与通常的蜗轮蜗杆传动机构的最大区别在于本结构将电机和减速机直接联接。D、EPLY-PCB板太阳能电池组件EPLY-PCB板太阳能电池组件打破传统太阳能电池的低铁钢化玻璃,取而代之的是美国杜邦公司独家生产的特夫龙系列产品tefzel,它具有不沾灰尘、透光率高、吸光强的能力,能最大限度地发挥出对应转换电池及组
14、件的功率等。背板材料使用TPT,BBF,TPE等产品,取而代之的是PCB(或者环氧树脂)板。(1)从工艺上来讲,不同于传统太阳能电池组件那样很死板,必须装铝边框、装接线盒、打胶清洗等工序,可以根据客户的要求避免了多余的工序,大大缩短生产周期,生产能力更强,组件的可控性更强,更适宜大批量推广;(2)从结构上来说,PCB(或者环氧树脂)板的材质轻、韧性强便于生产中的工序衔接,更便于运输安装,特别是避免了传统太阳电池组件钢化玻璃碰了边角容易破碎导致整个组件报废的问题出现,大大保护了组件的完好性及降低了不可预料的成本;(3)组件原材料的颜色还可以根据客户的要求进行设计,更加体现这种新型组件的个性化设计
15、和服务之处;(4)组件采用了杜邦公司的特殊材料,具有不沾灰尘,树叶等不明因素的物体,避免组件因电池不能吸收太阳光能而产生热斑效应,导致组件损坏等其他不可预料的问题。该项目能最大限度地发挥出转换电池及组件的功率,产品生产设备完善,检测手段齐全,产品质量稳定,各项技术指标均符合行业标准,经过中试,未发现不良和异常现象,因此,技术效果是良好的。2.2 产品技术性能水平和国内外同类产品的比较2.2.1能耗指示比较:本系统总体能耗(含探测器、控制器、执行器)5W,其它产品报道的最低能耗30W。国内某公司产品的实测能耗为75W。目前,国内外太阳能电站主要采用固定安装方式,其全天的有效日照时间约为5小时,其
16、余日照时间内因太阳光光强不足或阳光入射角小的原因而导致发电量大幅度下降。太阳能巡日控制光伏系统问世以前,也曾有过不少国内厂家为了提高太阳能电站整体发电量而做过很多努力,但始终没有形成实用的向日跟踪控制系统产品得以推广,其主要原因是采用通用原理研制的向日跟踪控制系统本身电能消耗很大(如:通用型执行器仅电机耗能就达90瓦,控制器耗能也需几十瓦),向日跟踪太阳能电池板多发电能很大程度被向日跟踪控制系统本身消耗了,因而失去了实用价值。2.2.2价格比较国外巡日控制系统价格较高,约为$2.5/W,约2万元人民币/套,而我公司的太阳能巡日控制光伏系统则为$1.3/W,具有良好的性价比。2.2.3维护量和维
17、护成本比较国外产品普遍采用齿轮或蜗轮蜗杆传动,有的还采用精密丝杠传动,其环境适应能力受限,一旦损坏需整体更换,维护造价高,我公司产品销齿传动机械结构适用各类天气(风、雨、雪、沙尘等恶劣天气)及环境条件,易于维护,维护成本极低。国内外光伏发电系统采用巡日追踪技术基本都处于试制阶段。主要原因是无法同时满足前述的“三低”要求。因此综合可以看出与国内、外产品相比本公司产品在性价比上有着较强的竞争优势。2.3项目承担单位在实施本项目中的优势公司身处光伏发电行业这一朝阳行业,发展前景十分广阔。在产量、销售收入、经济效益等内方面在国内同类企业中占有一定优势。2.3.1产量技术优势欧贝黎新能源科技股份有限公司
18、是江苏省高新技术企业,总规划年产能为120MW电池片及40MW组件,目前,太阳能电池片、组件已稳定批量生产。电池片主要产品以125*125单晶片为主,转换效率在16.0%以上,功率在165180W之间。年产能达到20MW,组件可根据客户要求能生产1W-200W的所有型号的产品。公司拥有一流的研发团队,已与中国科学院电工研究所、北京科强科技有限责任公司建立了长期友好合作关系。公司海外市场开拓有序进展,产品远销欧盟,目前在德国建立了销售中心,一个完善的太阳能电池销售网络正逐步在欧洲铺开。公司还将陆续再上5条主生产线,今年投资从日本、美国、德国进口先进的生产设备,上第二条生产线,确保2015年销售额
19、达34亿,2017年销售额达到60亿。我们积极争取与德国、美国、西班牙、希腊等欧美国家企业合作并且设立我们的海外办事处,目前两位赴德人员已经在国外开展工作,并取得一定成效。2.3.2先进的生产设备、严谨的管理模式和良好的生产环境欧贝黎新能源科技股份有限公司公司配置了一流的研发和试验检测设备,确保公司的技术能力保持在业内先进水平。我公司拥有严格的净化厂房,净化等级最高达10000级,有效地保证了产品品质,及质量的稳定,生产设备也采用国内国际先进设备:国内设备有:硅片清洗及表面织构设备,扩散后清洗设备,以及石英清洗设备各一套。先进的三管式扩散/氧化炉三台,产量居大。先进的等离子刻蚀设备四台:全自动
20、APCVD镀膜设备一台(美国)、全自动太阳能电池印刷系统两套(日本)、烧结系统一套(美国)、自动太阳能电池分选机(日本)。还有先进的检测设备:硅片少子寿命测试仪,厚度及电阻率测试仪等。在生产现场实施6S现场管理:整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全,管理实行生产厂长负责制,层层落实责任,确保产品质量,做到日事日毕,日清日高,责权利充分结合;实施成本倒逼法,对生产成本进行严格核算控制,超出生产成本的部分将由生产负责人全额承担。在质量管理方面,品管部负责对公司产品原料、成品的进出库检验,对不符合检测标准的产品具有一票否决权,公司其它部门包括高层都无权更改品管部的决定,如果品管部对劣质原料和成品把关不
21、严而造成损失,负责人要承担相应的赔偿责任,保证产品质量。2.3.3前瞻性的优秀人才培养机制科强能源系统工程股份有限公司奉行“以人为本,科技为先”的经营理念。一方面引进与培养了大批优秀的管理、技术、营销等方面人才,并与业内相关权威专家建立了良好的合作关系,建成了一支素质过硬的作战团队;另一方面坚持把科技兴企放在第一位, 除了在产品研发上狠下功夫,引进了与培养了一批经验丰富、善于创新、技术一流的研发人员外,目前企业的技术、研发团队,在企业的二期、三期工程中,他们将成为技术骨干,能够迅速地培养一大批技术人员,为二期、三期工程提供充足、优秀的人力资源。同时企业会继续优中选优,为优异者提供进一步深造的机
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