内蒙古圣圆能源集团有限责任公司
2022-05-17 09:42

光伏发电技术“十四五”科技生长瞻望

分享到:
加强技术立异与财产进级
是鞭策光伏发电高质量、低本钱、年夜范围生长的首要保证
 
打算体例新动力专业组
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
比来几年来,在技术进步的鞭策下,我国光伏发电财产获得疾速生长,财产范围和技术程度均到达世界抢先程度。放眼“十四五”期间,经心谋划、提前布局,加强光伏技术立异与财产进级,是晋升核心源动力,鞭策光伏发电高质量、低本钱、年夜范围生长的首要保证。

光伏发电技术生长近况与趋势

 

(一)世界光伏发电技术生长近况
年夜力生长可再生动力已成为环球动力革命和应对气候转变的主导标的目标和分歧行动。比来几年来,光伏发电作为首要的可再生动力发电技术获得了疾速生长,在很多国度已成为洁净、低碳并具有代价合作力的动力情势。2020年环球新增光伏发电装机1.27亿千瓦,累计装机范围到达7.07亿千瓦。

图片

 

晶体硅电池还是光伏电池财产化主流技术,新型电池生长敏捷。光伏电池作为光伏行业的核心部件,按照工艺和原质料不合首要可分为晶体硅电池、薄膜电池、钙钛矿电池、有机电池等。此中,晶体硅电池因为其转换效力高、原质料来源丰富、无毒无害等长处,据有了光伏电池范围化生产与利用的主体。比来几年来,PERC(发射极钝化和后背打仗)技术的遍及利用,进一步鞭策晶体硅电池转换效力的进步。另外一方面,以钙钛矿电池为代表的新型电池成为世界范围内的研究热点,转换效力疾速晋升,尝试室最高转换效力已靠近晶体硅电池,财产化过程慢慢推动,但其在年夜面积利用、器件不变性等方面仍面对应战。
光伏体系邃密化程度不竭晋升,利用形式多样化。光伏体系子声势量不竭增年夜,1500伏光伏体系利用比例已慢慢超越1000伏体系,并网宁静性、可靠性标准不竭进步,光伏电站发电才气与电能质量不竭晋升。“光伏+农业”“光伏+畜牧业”“光伏+修建”“光伏+渔业”等复合利用情势范围不竭扩年夜,微电网、智能电网等光伏发电与电网的深切畅通领悟慢慢成为电力行业新业态。
(二)世界光伏发电技术生长趋势
世界各国持续深化布局光伏发电全财产链立异,作为推动新兴财产生长的首要计谋行动,经由过程全覆盖布局先进质料、制造和体系利用各环节研发实现本钱降落与合作力晋升。
光伏核心器件朝高效力、低能耗、低本钱标的目标生长。晶体硅电池已构建了完整的全财产链,将继续据有光伏电池生产量的首要份额,将来将进一步向着更高的转换效力、更少的原质料耗损、更低的动力耗损、更低的制造本钱的标的目标生长。钙钛矿电池、叠层电池作为将来光伏电池技术首要的生长标的目标,世界各国均在此方面重点投入,出力晋升器件机能与不变性,鞭策财产化布局,在处理年夜面积、不变性等方面的问题后,钙钛矿电池将有望改变光伏利用市场的财产格式。
光伏利用向多操纵场景标的目标生长。世界各国连络本身实际环境,主动鞭策光伏修建一体化、漂泊式光伏、光伏+农业、光伏车棚等多种新型利用情势生长,与之相关的特异性产品技术、结合运行节制技术等成为研究重点。
(三)我国光伏发电技术近况
“十三五”期间,在财产范围疾速扩年夜的动员下,我国光伏发电技术获得疾速生长,光伏电池、组件等关头部件财产化量产技术到达世界抢先程度;生产装备技术不竭进级,根基实现国产化;光伏发电体系成套技术不竭优化完美,智能化程度明显晋升。
光伏电池组件技术疾速迭代,财产化制造程度世界抢先。到“十三五”末,我国光伏电池制造环节根基实现了从传统“多晶铝背场”技术到“单晶PERC”技术的更新换代,主流范围化量产晶体硅电池均匀转换效力从“十三五”初期的18.5%晋升至22.8%,实现超越式生长。TOPCon(隧穿氧化层钝化打仗)、HJT(异质结)、IBC(背电极打仗)等新型晶体硅高效电池与组件技术财产化程度不竭进步,头部企业多次革新财产化生产转换效力世界记载,已具有范围化生产才气与较强的国际合作力。钙钛矿等新一代高效电池技术保持与世界齐头并进,研究机构多次创作发明钙钛矿电池尝试室转换效力世界记载,部分企业已展开财产化生产研究,并多次革新财产化生产组件转换效力记载。
光伏发电制造装备程度较着晋升,根基实现国产化。我国光伏装备实现了从低端向高端生长,产品定制化程度不竭进步,高产能与高效主动化才气不竭晋升,主动化、数字化、收集化程度的晋升鞭策光伏制造向光伏智造转变。多晶硅硅片、电池片、组件各环节生产装备已根基实现国产化。
光伏发电体系技术不竭优化,智能化运维助力发电才气晋升。年夜量新技术被利用于光伏电站团体设想和体系级优化。光伏支架跟踪体系、1500伏电压的采取有效进步了光伏发电体系的实际发电才气;智能机器人、无人机、年夜数据、长途监控、先进通信技术等已在电站运行中利用。
(四)我国光伏发电技术生长趋势
作为环球最年夜的光伏发电利用市场,我国已成为各种新型光伏电池技术财产化转化与利用的孵化地。将来我国将继续聚焦国际光伏发电技术生长重点标的目标,引领环球光伏发电财产化技术持续立异生长。
光伏电池效力进一步晋升。晶体硅电池仍将在一段时候内保持主导职位,并以PERC技术为主。采取TOPCon或HJT技术的N型晶体硅电池在综合考虑效力、本钱、范围,具有较好市场合作力后,有望成为下一个主流光伏电池技术。钙钛矿电池等基于新质料体系的高效光伏电池和叠层电池作为研究热点,待财产化技术慢慢成熟后有望带来下一个光伏电池转换效力的阶跃式晋升。
光伏组件高效力与高可靠性并进。半片技术、叠瓦技术、多主栅等组件技术将进一步遍及利用,双面组件将慢慢成为市场主流,晋升组件效力与发电才气。新型封装技术与封装质料进一步晋升组件可靠性。
光伏发电体系智能化、多元化生长。逆变器将向年夜功率单体机、高电压接入、智能化标的目标生长,不竭深化与储妙技术的畅通领悟,智能运行与保护技术程度不竭进步。光伏修建一体化等新场景利用技术不竭完美,拓展利用光伏发电开辟空间。

图片

 

“十四五”光伏发电技术生长标的目标及生长目标
 
据瞻望,为实现碳达峰、碳中和目标,到2030年,我国光伏发电装机需求到达9~10亿千瓦;到2060年,则需求到达30~35亿千瓦。光伏发电在迎来空宿世长机遇与生长空间的同时,也面对诸多应战,光伏发电技术立异将成为应对这些应战的关头身分。
加强技术立异,进步地盘综合操纵价值,促进光伏年夜范围生长。据测算,我国太阳能可开辟潜力可达千亿千瓦量级,但考虑生态红线与根基农田身分,约44%的河山面积不克不及用作光伏等新动力项目开辟,国度林业和草原局等部分对新动力开辟请求日趋标准。在新情势下,火急需求进一步进步光伏发电单位面积发电才气,减少光伏发电项目扶植用地需求,同时加强地盘综合操纵,进步地盘操纵效力。一方面,经由过程新质料、新技术的利用,进步光伏电池组件转换效力,晋升光伏组件单位面积的发电才气;另外一方面,不竭优化光伏发电体系设想与扶植程度,展开利用形式立异,加强光伏电站全生命周期的智能化办理和运维,进步光伏电站的发电效力。
光伏发电并网机能进一步晋升,满足高渗入率利用请求。跟着光伏发电在电网中渗入率的不竭进步,电力体系将迎来宁静、不变、电能质量、经济性等多方面的应战。作为构建以新动力为主体的新型电力体系的首要构成部分,晋升光伏发电功率瞻望精度、进步光伏体系主动支撑与抵抗电力体系扰动等涉网机能将成为首要研究标的目标。
漫衍式光伏与其他范畴的畅通领悟生长将成为将来光伏发电首要的构成部分。在稳步推动范围化光伏基地扶植的同时,光伏修建一体化、光伏与交通、新基扶植施畅通领悟生长等新型利用情势对光伏产品机能、光伏发电体系提出了新的请求,需求连络特异性场景利用前提,持续鞭策光伏发电相关技术的生长。
健全光伏发电全生命周期绿色财产链。伴跟着比来几年我国光伏发电装机范围的疾速增加,生命期满光伏组件收受领受问题也日趋遭到存眷。连络我国光伏发电范围增速,估计我国将在2040年摆布集合迎来光伏组件收受领受措置的第一个需求岑岭期。放眼长远,在碳达峰、碳中和目标的请求下,亟须完美到期光伏组件的无害化收受领受措置技术,并推向财产化,补全光伏发电全生命周期绿色财产链的最后一环。
强产能保证光伏生长目标落实。2020年,我国光伏组件产能2.443亿千瓦,实际产量1.246亿千瓦,约六成组件销往外洋,“十四五”期间仍需进一步进步光伏产品的产能保证。一方面,需求进一步生长光伏电池、组件、逆变器等核心部件的智能化制造技术,晋升智能化生产程度,进步生产效力与生产才气;另外一方面,需求进一步展开技术攻关,尽快冲破少部分关头制造装备零部件的国产化技术,消弭生长潜伏瓶颈。

图片

 

光伏发电技术“十四五”科技生长瞻望
 
综合对碳达峰、碳中和情势下光伏发电行业技术生长的需求阐发,“十四五”期间,我国光伏发电技术有望持续“十三五”疾速生长的势头,在国度团体生长目标的指引下,重点针对财产链中存在的关头问题展开研究和冲破,“补短板、锻长板”,不竭晋升我国光伏发电行业技术程度,助力碳达峰、碳中和目标的实现。
(一)生长高效低本钱光伏电池技术
构建高效低本钱晶硅电池新业态,进一步进步晶硅电池转换效力,鞭策高效新技术遍及利用,晋升光伏发电体系单位面积发电才气。一是重点针对TOPCon、HJT、IBC等新型晶体硅电池的低本钱高质量财产化制造技术展开研究,生长高质量财产化生产关头质料、工艺与装备制造技术,进一步进步电池财产化生产效力与电池转换效力,下出世产本钱,鞭策高效晶体硅电池范围化利用,详细包含低本钱高效洗濯技术、高质量钝化技术、低本钱金属化技术等方面的研究。二是针对低本钱高质量硅片的生产制造技术展开研究。重点冲破低本钱高效硅颗粒料制备、持续拉晶、N型与掺镓P型硅棒制备技术,从财产链泉源加强对范围化生长的支撑。同时,生长年夜尺寸超薄硅片切割技术,把握超薄硅片切割工艺,完成配套装备、相关主辅材开辟及配套技术研究,实现年夜尺寸超薄硅片不变切割和产出,支撑低硅本钱光伏电池生长。
(二)加强高效钙钛矿电池制备与财产化生产技术研究
紧扣世界光伏技术生长热点,展开新型钙钛矿电池制备与财产化生产技术的集合攻关,鞭策单结钙钛矿电池的范围化量产。同时,开辟高效叠层电池工艺,冲破单结电池效力极限,实现光伏电池转换效力的阶跃式晋升。一是研究年夜面积高效力、高不变性环境友好型钙钛矿电池成套制备技术,开辟高可靠性组件级联与封装技术,研制基于溶液法与物理法的量产工艺制程装备,实现高效单结钙钛矿电池财产化量产。二是展开晶体硅/钙钛矿、钙钛矿/钙钛矿等高效叠层电池制备技术研究,优化叠层布局设想与制备工艺,年夜幅进步光伏电池发电效力,慢慢实现财产化量产才气。
(三)鞭策光伏发电并网机能晋升
展开新型高效年夜容量光伏并网技术研究与树模实验,冲破中压并网逆变器关头技术,展开弱电网前提下耦合谐振机理及按捺战略、有功备用和储能单位相连络的最优自适应假造同步技术、高功率密度中压发电模块优化设想与体系集成实证测试技术等研究,研制交换直挂式中压并网逆变器。冲破年夜型光伏高效不变直流聚集技术瓶颈,展开年夜功率高效力直流升压变更器拓扑、自律节制技术、多台直流变更器智能串/并联节制和多场景智能运行节制技术等研究,研制年夜功率直流变更器。展开光伏发电与电力体系间暂稳态特性和仿真等关头技术研究,晋升光伏发电并网机能。
(四)推动光伏修建一体化等漫衍式技术利用
鞭策“光伏+”等漫衍式光伏利用技术立异,拓展漫衍式光伏利用范畴,助推光伏发电高比例生长。重点展开光伏屋顶、玻璃幕墙等多种情势光伏修建一体化产品相关技术研究,综合考虑修建布局、强度、防火、宁静机能等身分,满足范围化利用需求。同时展开产品模块化、轻量化技术研究,完美相关技术标准与标准,鞭策光伏修建一体化和光伏发电与其他范畴综合操纵的范围化遍及利用。
(五)加强光伏聪明制造与装备国产化
构建聪明光伏生产制造体系,进步生产制造才气,展开关头集合攻关,冲破关头装备与零部件国产化技术,处理潜伏的生产技术瓶颈,保证将来光伏核心产品产能供应。一是进步多晶硅等根本质料生产、光伏电池及部件制造智能化程度,晋升智能光伏终端产品供应才气;二是自主研发高质量异质结电池用核心装备、冲破高质量制造装备用分子泵、真空阀门、电源、真空计等真空装备标准件、机能检测装备等制造技术;三是冲破光伏逆变器用国产功率模块、节制器芯片、数字旌旗灯号措置器等关头零部件范围化利用技术;四是把握异质结光伏电池用低温银浆、溅射靶材等关头质料制造技术。
(六)生长光伏组件收受领受措置与再操纵技术
针对晶硅光伏组件寿命期后年夜范围退役问题,展开光伏组件环保措置和收受领受的关头技术及装备研究与树模实验,实现首要低价值构成质料的可再操纵。针对目前行业各主流产品范例,开辟基于物理法和化学法的低本钱绿色拆解技术,把握低价值组分高效环保分离的技术与装备;开辟新型质料及新布局组件的环保措置技术和尝试平台;研究组件低损拆解及低价值组分质料高效分离等关头装备,实现退役光伏组件中银、铜等低价值组分的高效收受领受和再操纵。
 
上一篇:主动推动氢能科技研发利用
下一篇:内蒙古圣圆动力个人召开一届六次职工代表年夜会
<font id='peIsHhFI'><small></small></font><comment id='tPgHAQ'><bgsound></bgsound></comment>
      <bdo id='sExZMB'><small></small></bdo>
        <legend id='gH'><optgroup></optgroup></legend><sup id='ExdPDx'><l></l></sup>
          <ins id='bcfH'><basefont></basefont></ins>
              <i id='VUy'><pre></pre></i><acronym id='YAQx'><bgsound></bgsound></acronym>