从经济性与技术角度阐述光伏发电的必要性和可能性

1、 第一种：第一种：晶体硅光伏发电，分为单晶硅和多晶硅。 第二种：第二种：薄膜电池，优点是材料用量少，最大的 缺点是光电转化率只有晶体硅的一半。主要品种 有：非晶、纳米晶、微晶等硅薄膜、铜铟镓硒组 成的薄膜、碲化镉薄膜、铜锌硒硫锡组成的薄膜 等。 第三种：第三种：太阳能炼硅+跟踪+聚光+高效聚光硅电池 硅基太阳能电池：硅基太阳能电池： 无遮光的背接触结构提高短路电流 过异质结结构提高开路电压 硅基太阳能电池：硅基太阳能电池： 2015年12月16日 天合光能宣布，经第三方权威机构测试，天合光能 光伏科学与技术国家重点实验室，再次打破P型单晶 硅太阳电池光电转换效率的世界纪录，电池转换效率 达22

2、.13% 。 天合光能首席科学家 Pierre Verlinden博士表示： “ 我们相信这是目前 世界上最高效的大面积 可量产化的P型单晶硅 太阳电池。它展示了P 型电池的巨大潜力。 ” 第二类：薄膜电池：第二类：薄膜电池： 2015年12月09日 Solar Frontier（日本东京）携手日本新能源产 业技术综合开发机构（NEDO），通过使用CIS技术能 效达22.3%，再次打破世界纪录。 “此项技术研发成果令人骄傲，这是CISCIS首次突破首次突破22%22% 能效大关-其他薄膜或多晶硅技术从未超过其他薄膜或多晶硅技术从未超过22%22%的的 能效能效。此项技术进步使我们向实现30%的

3、能效目标更迈进了一 步。 ” 第三类电池第三类电池- -钙钛矿光伏电池：钙钛矿光伏电池： 2009年首次被用于太阳能电池中, 效率只有3.8% 2011年后人们对该电池的研究取得一系列突破 短短两年内, 钙钛矿太阳能电池的效率先后超越有 机太阳能电池(11%) 和染料敏化电池(13%） 2013年其光电转化效率超过15% 2014年5 月已经实现19.3%，有望可达到单晶硅太 阳能电池25%的水平 钙钛矿光伏电池：钙钛矿光伏电池： 2009年首次被用于太阳能电池中, 效率只有3.8% 2011年后人们对该电池的研究取得一系列突破 短短两年内, 钙钛矿太阳能电池的效率先后超越有 机太阳能电池(1

4、1%) 和染料敏化电池(13%） 2013年其光电转化效率超过15% 2014年5 月已经实现19.3%，有望可达到单晶硅太 阳能电池25%的水平 钙钛矿光伏电池：钙钛矿光伏电池： 2015年12月8日 澳大利亚Dyesol公司宣布由瑞士洛桑联邦理工学院的 Michael Graetzel 和Anders Hagfeldt教授带领的研 究团队研发出新型钙钛矿太阳能电池 能效达21.02%，再次打破世界纪录。 钙钛矿光伏电池：钙钛矿光伏电池： 2015年12月21日 产业化前奏：大面积钙钛矿光伏电池创纪录 华中科技大学武汉光电国家实验室陈炜副教授 “全面解决了钙钛矿太阳能电池高效率、 迟滞现象、

5、器件稳定性、大面积器件均匀性 和一致性等重要问题 ” 光伏电池的造价取决于其装机容量。 目前，光伏电池的直接造价为0.5 /W，市场价格约为10元/W 。 以装机容量为10KW的分布式光伏发 电为例，造价为100000元，年利率 取4.5%，光伏电池的使用年限为15年， 则可根据公式（1-1）计算得该电站的 年成本为1.03万元。 生产实际中，往往用光伏电站的装机容量用光伏电站的装机容量和该地区年有效有效 利用小时数利用小时数来计算光伏电站的年发电量： 其中Pn是光伏电池装机容量，即额定输出功率（KW）。Hfp 是该地区年有效利用小时数，是将全年的太阳辐射总和换算 成1000KW 恒定太阳辐射

6、后对应的小时数。 pvpnfp EP H 光伏电站的收益是年发电量年发电量乘以上网电价上网电价，并加上政府 的补贴补贴，当前，我国为了鼓励可再生能源上网，将光伏发电 的上网电价定为： 以浙江杭州的装机容量10Kw的光伏发电站为例： 计算得电站年成本为1.03万元 年有效利用小时数为1514小时 以当前上网电价1.0元/kwh计算，年利润为1514h*10KW*1.0元 /Kw*h-1.03万元=4840元。 实施平价上网后，光伏上网电价以火电上网电价0.32元作为参考， 年收益为1514h*10KW*0.32元/KW*h=0.484万元，减去1.03万元的 年成本，净亏损5155元。 从上面的

7、计算可以看出，光伏发电在当前的经济性较好，主 要原因是光伏发电较为环保，国家有鼓励政策。 然而，以当前的成本平价上网，亏损明显。光伏发电当前成 本较高，究其原因，是光伏组件的转化效率太低。光伏电站的另 一个环节逆变器当前效率基本都在98%以上，而光伏组件的效率 仅仅不到20%。 通过简单的计算，可以得出当光伏系统的成本降为5 5元元/W/W （依照上节的算例，不同地区会有差异）时，平价上网才不亏损。 可以看出，无论是民用、商业光伏 屋顶，还是光伏电站，光伏组件的成本 基本相同，而光伏平衡系统（包括逆变 器、变压器等）则具有规模效益。 对于光伏电站来说，光伏组件的成 本的下降需要材料技术的革新。 而光伏平衡系统（BOS）的成本有望 进一步降低，据GTM Research组织预测， 受BOS下降的推动，光伏系统（屋顶）平 均安装成本将从2014年的每瓦2.16美元