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主题特点:
待产业链成熟后,约在2025年后再进入第三阶段,进行规模化发展,完善产业链。
另外,公司还在德国分别收购了SunwaysAG太阳能逆变器及光伏建筑一体化业务和光伏系统供应商SAGSolarstrom。2014年11月,国务院印发《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》,其中订立了明确的目标:到2020年,一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右,煤炭消费总量控制在42亿吨左右。
光伏业触底反弹,郑建明强势抄底此前,光伏行业曾造就了施正荣、彭小峰等一大批富豪,但在供应迅速增加、欧洲国家取消光伏能源补贴等多重绞杀之下,急遽积累的财富也因此而烟消云散(见附文)。跌宕起伏的能源业富人命运,或许预示了中国的清洁能源替代战略不会一路坦途。同时,上榜人数也由12人下滑至9人,合兴集团林来嵘、内蒙古太西煤集团王以廷以及蒙发集团高柱家族均无缘2015年富人榜。相比之下,许家印则被舆论调侃为对光伏不是真爱,2014年9月,恒大集团与河北张家口市签下战略协议,高调宣布要投入900亿元建设全国最大的太阳能光伏发电项目,而仅仅半年后,恒大就宣布正式退出光伏领域。煤炭等传统能源领域富人身家下跌。
此前,整个光伏产业的利润几乎都集中在上游的多晶硅生产环节。根据其官方介绍,绿能宝系列产品是一种能够让普通投资者投资光伏业的融资租赁产品。这样一来,仅仅定日镜的投资回收期约7年。
太阳能热发电站的管路、控制系统和发电系统的成本,与现有化石能源电站相应设备的成本基本相同。而我国西北地区生态环境脆弱、干旱少雨、水资源贫乏、多风沙、冬季气温寒冷,且同样远离用电负荷中心。如果今后没有破坏性的创新技术出现,聚光器仍然采用玻璃镜和钢结构的形式,那么,对太阳能热发电的成本下降空间没有乐观的理由。还有这些太阳能中高温热利用太阳能热发电站的聚光镜场,可以用来产生蒸汽供工业应用,比如用于海水淡化、纺织行业、化工和稠油开采等,国内已有部分示范项目。
这相当于进一步增大了太阳能热发电站的热惯性)和补燃的原因。综上,太阳能热发电站聚光场的成本几乎完全决定太阳能热发电的成本。
这里先算一笔账:100平米面积的太阳能,不考虑余弦损失的情况下(如考虑,则年均效率约60-70%),并假设DNI(DirectNormalIrradiance,法向直射辐射)资源为2000kWh/m2y条件下工作,再直接采用国际上当前塔式电站年光电转换效率约15%,按电费1元计算,那么1年的收益为:100m2*2000kWh/m2y*15%*1元/kWh=30000元/y。根据笔者所掌握的情况,国内至今还没有一项太阳能中高温技术实现了商业化应用,所建的项目基本都是在国家或地方政府支持下建立示范项目,甚至还有项目结题时还遇到困难,其中原因值得各界人士深思。根据国内建设某塔式太阳能电站的相关经验,一台镜面面积为100平米的定日镜成本约为20万人民币,相当于2000元/平方米;槽式太阳能聚光器的成本也在1500元/平方米左右。但中国太阳能热发电将走向何方?太阳能热发电技术是否英雄耳?依笔者之见,当前还没有足够证据能够支持太阳能热发电在中国发展前景十分乐观的观点。
这两种技术的光电转换效率远高于普通太阳能光伏、太阳能槽式和塔式发电技术的效率,但目前这两种技术都没有得到大规模推广,而效率小得多的光伏反而发展得风生水起,其主要原因就是聚光器成本太高,下降无门。就太阳能热发电系统来说,根据聚光系统所采用的聚焦方式,分为线聚焦和点聚焦两种。那么,在与激烈的可再生能源竞争中,太阳能光热发电乃英雄尔?太阳能热发电基本原理我们绝大多数人都有过这样的经历,在太阳光低下利用凸透镜聚焦点燃木材、纸张或者香烟,这其实就是太阳能高温利用最简单的例子。太阳能确实是取之不尽、用之不竭。
由于管道具有热惯性,即使不采用储热,其发电的电力品质也比较平稳。目前,通常的聚光系统聚焦倍数10-1000倍,加热工质温度可到400℃(导热油)、560℃(熔融盐),甚至接近1000℃(金属、空气、二氧化碳、氦气、氢气等)左右,利用聚光太阳能把工质加热到高温,理论上可以实现所有的热力循环,包括卡诺循环、布伦顿循环和斯特林循环等。
如果考虑到聚光场成本只占电站的40%,那么投资回收期是16.7年。海南乐东、临高有太阳能海水淡化的示范项目,广东番禺有太阳能中温产生蒸汽供纺织厂用的示范,江苏海安太阳能蒸汽项目,新疆克拉玛依太阳能预热天然气蒸汽锅炉用于稠油开采等。
当前,太阳能热发电采用的聚光器,基本都是镀银玻璃镜和钢结构的形式。碟式斯特林太阳能发电效率在22-32%;聚光光伏在聚焦太阳光500倍左右时它的光电转换效能介于36-40%之间,光电模组的效能在22-28%之间。如果定日镜成本下降一半(其它设备的成本不变),投资回收期将是13.3年。太阳能热发电站的成本及下降空间分析下图显示了槽式和塔式太阳能热发电站的成本构成。线聚焦又分为槽式和菲涅耳式两种,点聚焦分为塔式和碟式两种。电力品质相对平稳是太阳能热发电的最大优势。
图1 太阳能热发电站的成本构成需要说明的是,太阳能热发电站的成本与其规模、所采用技术途径、储热时间及是否有补燃等因素有重要关系。而玻璃和钢材已经是大规模生产的材料,生产技术已非常成熟,通过技术提高降低材料成本的空间十分有限。
此外,由于日夜变化和季节变化,太阳能热发电站即使采用大规模储热也面临频繁起停的问题,这对整个系统尤其是热机的稳定性、可靠性和寿命提出了更高要求,汽轮机将长期处于非设计点工作这时热电转换效率比设计点低,而经常起停对汽轮机的寿命是严峻考验。但对于太阳能热发电来说,虽然没有规定什么样的太阳能资源和环境条件能建和不能建电站,但天不时和地不利的因素将深深地影响发电的成本。
由于太阳能热发电站热源的间歇性,其对热机的要求更高。而太阳能热发电技术在中国的前景最终如何,可能需要等到商业示范电站建成并运行3-5年才见分晓。
光热转换通过聚光系统和吸热系统实现,热功转换通过热机实现。于是,曾经由于成本过高而被市场唾弃的太阳能热发电,如今再次成为市场热点他的部分研究成果在美国《科学》、英国《自然》等著名期刊上发表,他的发明成果曾获世界最佳发明奖(也被称为发明家的奥斯卡奖),1998年入选世界科学家工程师名人录,2011年入选国家千人计划。该成果已发表于Journal of Materials Chemistry A,2015,3。
这主要归因于太阳能电池技术成本的降低和人类对能源供给认识的提高。1986年获兰州大学理学硕士学位,1989年,他以优异成绩考取了美国西北大学物理化学专业博士研究生,并获得全额奖学金。
主要创新点在于发展了一种新型的制备钙钛矿薄膜和电池的方法。近日,在陕西师范大学千人计划特聘教授刘生忠带领下,包括硕士生刘渝城、师资博士后杨栋、讲师杨周博士和副教授闫俊青等成员的科研团队利用升温析晶法,首次制备出了超大尺寸单晶钙钛矿CH3NH3PbI3晶体,尺寸超过2英寸(大于71mm)。
二是发展了柔性钙钛矿薄膜电池,电池效率达到15.07%,把之前的世界纪录12%提高了25%。主要创新点在于提高了钙钛矿薄膜制备的可控性,制备出大面积高效高稳定的电池,未封装的电池在62天测试中保持原有效率的91%。
刘生忠教授这一研究成果在德国《先进材料》杂志以Two-inch-sized Perovskite CH3NH3PbX3(X=Cl,Br,I)Crystals:Growth and Characterization为题刊发,期刊主编撰写亮点文章评论,对该项给予高度评价。同时,基于钙钛矿材料的激光和发光器件在光电领域也显示广阔的应用前景。开拓创新成果斐然目前,对太阳能的利用方式包括太阳能光热、太阳能光伏电池、太阳能制氢等方式。研制过程中我们走了很多弯路,出现了许多问题。
主要创新点在于开发了低温下制备钙钛矿电池中电子传输材料的方法和工艺,利用该技术,刷新了柔性钙钛矿薄膜电池的世界纪录。研究发现,具有钙钛矿晶体结构的甲氨基卤化铅材料CH3NH3PbX3(X=Cl,Br,I),由于其很高的光吸收系数、很长的载流子传输距离、非常少的缺陷态密度等优异性质,在光伏材料、激光材料和发光材料等方面具有极大应用价值,成为国际上极为重要的研究热点材料之一。
三是采用固体接触反应法获得大面积均匀的钙钛矿薄膜,并制备出性能优异的钙钛矿太阳能电池。优势互补 团队力量据了解,刘生忠科研团队组建时间不长,但能够取得这样显著的成果,主要得益于两个方面:一是团队精神;二是团队成员的学科交叉及选择。
杨栋老师的手非常巧,他是做合成、做器件的高手;杨周老师是中国科技大学物理学院博士毕业,主要做钙钛矿;闫俊青老师主要负责电池的应用方面,如光电分解水制氢,我们的研究背景有联系又有差别,正好交叉互补。这个从无到有、从小到大的过程是很艰难漫长的历程,而且特别的不规则,经过查阅大量的文献后,不断尝试了很多的方法才培养出来。
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