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光伏:清洁电力“主力替补”

行业上下游中国仪表网2012年07月30日 13:56人气:6259

  近年来,光伏发电作为一种清洁和可再生的能源,其突出的节能和减排效果引起世界各国的高度重视。国际能源署(IEA)制定并发布的太阳能光伏路线图预计,到2050年,光伏发电将能够满足全球约11%的电力需求,届时每年能够减少排放23亿吨二氧化碳。
  
  国际能源署总干事田中伸男表示,太阳能光伏发电是一种商业可行、安全可靠的技术,在几乎全球各地都有长期发展的巨大潜力。
  
  该路线图指出,实现光伏发电的愿景主要依靠四种技术:第一种是目前占全球光伏市场85%~90%份额的晶体硅组件;第二种是占目前全球光伏组件销量10%~15%的薄膜太阳能技术;第三种是聚光技术(CPV),即利用聚光系统将太阳光汇聚到高效电池板上,目前该技术处于应用测试阶段;第四种是通过先进材料和光化学工艺获得超高效太阳能的电池新技术。
  
  IEA专家预计,直到2020年晶体硅光伏组件仍将主导光伏市场,这主要归功于晶体硅光伏组件的可靠性、长寿命以及丰富的原料储备。该路线图指出,晶体硅光伏组件发展的主要挑战在于如何进一步提高转换效率和有效地减少资源消耗等。按照光伏市场的行业现状和发展趋势,IEA将晶体硅技术研发目标按2010~2015年、2015~2020年、2020~2050年三个阶段进行分解,三个阶段的研发重点分别是新型硅材料及工艺、优化结构提高产量和芯片替代技术。
  
  对于薄膜太阳能电池技术,路线图指出其主要优点在于所用硅原料相对较少,具有降低成本的潜力;自动化程度较高,可以提高生产效率;易于实现与建筑的一体化;在高温环境下性能良好。该系统目前的缺点是转换效率还不高,工业应用的使用寿命不长。这就需要继续加大研发投入,进一步将薄膜太阳能电池技术推向市场,为实现该技术的工业化生产与应用积累经验。IEA认为,薄膜技术一旦获得重大突破,到2020年其市场份额将有大幅提升空间。
  
  不管是晶体硅光伏组件还是薄膜太阳能电池技术均是利用自然阳光的平板技术。作为一种替换方式,聚光太阳能电池仅需焦斑面积的大小即可,从而大幅减少太阳能电池的用量,因此被业界认为具有广阔的发展前景。目前人们已经对这种方法进行了大量研究,聚光光伏技术正从小型工厂向商业规模应用发展。在此发展过程中,纳米材料设备有望成为重点研发领域。此外,新型光伏技术是通过着眼先进材料制成光学元器件,利用光化学工艺获得超高效太阳能电池,这也是从技术上谋求发展的一个重要方向。
  
  IEA称,随着技术的发展,典型商业平板组件的效率有望从2010年的16%增长到2030年的25%和2050年的40%。能源和材料在制造业的使用会变得更加高效,会缩短光伏系统的能源回收期。预计能源回收期会从2010年的两年降低到2030年的0.75年,到2050年会下降到0.5年。另外,使用寿命可望从25年增加到40年。
  
  田中伸男表示,要实现路线图的愿景需要在未来10年实施长远的、兼顾各方利益的有效政策,以刺激技术的进步、降低生产成本并提升工业制造能力。与此同时,各国政府也需要制定长期目标,推出支持政策以坚定投资者向提高产量和向光伏领域进行投资的信心。另外,还有必要集各方力量加大光伏研究力度,推进光伏领域的国际合作。
(本文来源:中国化工报转载请注明出处
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