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科技創(chuàng)新是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展根本

星之球科技 來源:中國電力報2016-11-15 我要評論(0 )   

回到太陽能行業(yè)最初的狀態(tài),太陽能電池行業(yè)就是一個技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè),目前科技創(chuàng)新已成為太陽能行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心內(nèi)容。為此,記者近日采訪了國網(wǎng)能源研究院新能源...

        回到太陽能行業(yè)最初的狀態(tài),太陽能電池行業(yè)就是一個技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè),目前科技創(chuàng)新已成為太陽能行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心內(nèi)容。為此,記者近日采訪了國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計研究所所長李瓊慧。李瓊慧表示,實施科技創(chuàng)新對于太陽能產(chǎn)業(yè)具有特別重要的意義。第一,作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),科技創(chuàng)新是太陽能產(chǎn)業(yè)生存發(fā)展的根本;第二,技術(shù)創(chuàng)新是太陽能發(fā)電提升效率、降低成本、更廣泛利用的關(guān)鍵;第三,技術(shù)創(chuàng)新是光伏最終成為主導(dǎo)能源,成為推動能源轉(zhuǎn)型的中堅力量的依托。

  單晶硅與多晶硅技術(shù)水平顯著提升
  記者:《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》強調(diào)要加強高效低成本太陽能電池技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用。目前單晶硅與多晶硅有哪些技術(shù)創(chuàng)新?產(chǎn)生的影響幾何?
  李瓊慧:制備晶體硅主要有兩種主流技術(shù),一是鑄造多晶硅技術(shù),用于制備多晶硅,具有成本低、能耗小、原材料適應(yīng)性強等優(yōu)點,但制備的電池效率相對較低;二是直拉單晶硅技術(shù),用于制備單晶硅,質(zhì)量好、電池效率高,但能耗高、成本相對較高。
  低成本、高效率、長壽命是晶硅電池追求的目標和發(fā)展方向。鑄造多晶硅從2011年以來大都采用籽晶誘導(dǎo)生長的高效鑄造多晶硅技術(shù),硅片質(zhì)量和電池效率明顯提升。此外,還實現(xiàn)了從半熔鑄錠技術(shù)向全熔高效鑄錠技術(shù)的進步。高效多晶鑄錠技術(shù)應(yīng)用和超大鑄錠爐推廣,使多晶硅太陽電池占據(jù)了成本優(yōu)勢,市場份額大幅提升。
  近年來,直拉單晶領(lǐng)域的大容量裝料、二次裝料、連續(xù)拉晶等技術(shù)發(fā)展迅速,推動拉晶成本進一步降低,特別是金剛線切片技術(shù)在單晶硅棒切片領(lǐng)域已得到全面推廣,使其在制造成本上的競爭力進一步增強。
  目前,國際上晶硅電池在提高效率方面主要集中在光陷阱、表面鈍化和PN結(jié)設(shè)計等幾個方向進行研究,圍繞著這些技術(shù)出現(xiàn)了PERC、PERL、PERT、PERF、雙面電池、N型電池等電池結(jié)構(gòu),其主要工藝及裝備等都在發(fā)展中,有待于提升效能。
  進入21世紀以來,在世界市場強力拉動下,我國光伏發(fā)電技術(shù)不斷進步,沿著高效率、低成本方向快速發(fā)展,光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴大,已形成一個包括多晶硅原材料、硅錠/硅片、太陽能電池/組件和光伏系統(tǒng)應(yīng)用、專用設(shè)備制造等比較完善的光伏產(chǎn)業(yè)鏈。截止到2014年底,我國太陽能電池產(chǎn)量連續(xù)位居世界第一,商業(yè)化單晶硅電池效率達20.5%,商業(yè)化多晶硅電池效率達18.5%;高純多晶硅材料的制備和清潔生產(chǎn)技術(shù)方面取得重大進展,光伏產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)多晶硅材料自給率50%以上。
 
  光熱發(fā)電技術(shù)取得突破性進展
  記者:《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》明確指出,未來應(yīng)該重點加強光熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用。如今我國光熱發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新取得了哪些成果?
  李瓊慧:我國太陽能熱發(fā)電起步較晚,國內(nèi)多家研究機構(gòu)一直在從事太陽能熱發(fā)電單元技術(shù)和基礎(chǔ)試驗研究,建立了相應(yīng)的熱發(fā)電模擬裝置,積累了一定的工作經(jīng)驗和理論基礎(chǔ)。近幾年,我國在太陽能熱發(fā)電聚光集熱技術(shù)、高溫接收器技術(shù)等方面取得了突破性進展。槽式發(fā)電技術(shù)相對比較成熟,目前已建成和在建一些示范項目。塔式、線性菲涅爾式太陽能熱發(fā)電技術(shù)近年來也取得了突破。
2015年9月,國家能源局下發(fā)《關(guān)于組織太陽能熱發(fā)電示范項目建設(shè)的通知》,決定組織建設(shè)一批太陽能熱發(fā)電示范項目。示范項目以槽式和塔式為主,要求單機容量不低于5萬千瓦,須配置儲熱裝置,且儲熱容量應(yīng)滿足短期云遮不停機、保證汽輪機額定功率滿發(fā)不少于1小時。
  今年9月2日,國家發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于太陽能熱發(fā)電標桿上網(wǎng)電價政策的通知》明確,2018年12月31日以前全部投運的太陽能熱發(fā)電項目執(zhí)行1.15元的標桿上網(wǎng)電價。
  另外,9月14日,國家能源局正式發(fā)布了《國家能源局關(guān)于建設(shè)太陽能熱發(fā)電示范項目的通知》,確定第一批20個太陽能熱發(fā)電示范項目名單,包括9個塔式電站、7個槽式電站和4個菲涅爾電站,總計裝機容量134.9萬千瓦。項目分布在甘肅(9個)、青海(4個)、河北(4個)、內(nèi)蒙古(2個)、新疆(1個)5地。其中,塔式項目裝機占比超50%,槽式占比34.4%。由此可以看出,“十三五”期間,我國光熱產(chǎn)業(yè)將會迎來一個發(fā)展機遇期。
 
  多項光伏應(yīng)用技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平
  記者:目前我國的儲能應(yīng)用技術(shù)成熟嗎?現(xiàn)在大規(guī)模利用該技術(shù)解決棄光問題現(xiàn)實嗎?
  李瓊慧:儲能技術(shù)類型繁多,一些儲能技術(shù)如抽水蓄能技術(shù)在電力系統(tǒng)已有成熟應(yīng)用,鈉硫電池技術(shù)在日本等部分國家的電力系統(tǒng)也有成熟應(yīng)用,鋰離子電池技術(shù)、液流電池技術(shù)在電力系統(tǒng)也有示范應(yīng)用。目前儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域是移峰填谷、調(diào)頻及輔助服務(wù)、分布式發(fā)電及微網(wǎng)、可再生能源并網(wǎng)、延緩輸配電投資以及需求側(cè)管理。目前我國西部出現(xiàn)的棄光問題的根本原因是電力過剩、消納市場不足,儲能技術(shù)所能起到的作用是改善光伏出力特性和移峰填谷,并不解決消納市場的問題,因此大規(guī)模利用儲能技術(shù)是無法解決目前西部地區(qū)的大規(guī)模棄光問題的。
 
  記者:我國現(xiàn)在智能化大型光伏電站技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用方面取得了哪些成績?
  李瓊慧:我國是大型地面光伏電站建設(shè)規(guī)模最大的國家,近幾年光伏電站設(shè)計集成和關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)水平均有較大提高。初步掌握百兆瓦級大型光伏電站模塊化設(shè)計集成技術(shù),研制完成兆瓦級光伏并網(wǎng)逆變器、光伏發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備,建立了光伏系統(tǒng)及平衡部件實證性研究示范基地,開展了大型光伏電站與電網(wǎng)關(guān)系研究、對局地氣候環(huán)境影響研究。我國光伏電站及關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)已接近國際先進水平,并促進我國光伏電站建設(shè)成本和上網(wǎng)電價大幅下降。
  在光伏發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究平臺方面,我國建立了高密度分布式光伏系統(tǒng)防孤島保護技術(shù)研究平臺、能量管理技術(shù)研究平臺、光伏直流并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)研究測試平臺等若干研究平臺。在青海建設(shè)百兆瓦級大型集中并網(wǎng)光伏電站,建設(shè)大型集中并網(wǎng)光伏示范基地,建設(shè)國家級的實證性研究測試基地,掌握不同光伏組件和不同安裝方式的設(shè)計集成技術(shù),掌握組件級、系統(tǒng)級不同光伏系統(tǒng)的測試技術(shù),掌握大型并網(wǎng)逆變器測試技術(shù)。其中,國家級的實證性研究測試基地可為光伏發(fā)電新技術(shù)新產(chǎn)品的驗證提供實時測試和長期評估環(huán)境,為光伏發(fā)電技術(shù)的規(guī)?;锰峁┘夹g(shù)支撐。
  此外,還建成了國家能源太陽能并網(wǎng)研發(fā)(實驗)中心,擁有小型光伏電站移動測試平臺,具備世界上最完整的兆瓦級光伏并網(wǎng)逆變器全系列測試能力和兆瓦級光伏電站的全系列測試能力。
 
  記者:您認為“十三五”期間,太陽能行業(yè)最需要進行哪些方面的技術(shù)創(chuàng)新?
  李瓊慧:太陽能光伏發(fā)電技術(shù)被認為是未來世界上發(fā)展最快和最有前途的一種可再生新能源技術(shù)。
  創(chuàng)新一方面當然是技術(shù)創(chuàng)新,提高效率降低成本,另一方面隨著光伏發(fā)電成本的下降,更應(yīng)關(guān)注光伏應(yīng)用的創(chuàng)新,一個是光伏發(fā)電與其他能源技術(shù)的多能互補技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新,還有光伏、光熱技術(shù)的互補創(chuàng)新和“光伏+儲能”的技術(shù)創(chuàng)新。此外,還要關(guān)注商業(yè)模式的創(chuàng)新,如“互聯(lián)網(wǎng)+光伏”的模式創(chuàng)新等。

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科技創(chuàng)新光伏產(chǎn)業(yè)李瓊慧
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