太阳能行业市场研究分析报告Word格式.docx

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太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，便于采集，且无须开采和运输。

2.无害：

开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

3.巨大：

根据统计，全球目前每年的能源总消耗量，只相当于太阳24小时照射在地球上的能量。

每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。

4.长久：

根据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

缺点

1.分散性：

到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。

平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1,000W左右；

若按全年日夜平均，则只有200W左右。

而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。

因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。

2.不稳定性：

由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。

为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

3.效率低和成本高：

太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。

但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。

在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

1.2太阳能的技术原理

1.2.1光伏的技术原理

光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的固体光伏电池组成。

由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。

简单的光伏电池可为手表以及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明以及交通信号灯和监控系统，并入电网供电。

光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电能。

天台及建筑物表面均可使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

1.2.2光热的技术原理

现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。

除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

海上太阳能项目新型船舶由它们反射的阳光都自动聚集到甲板中心的中央，加热锅炉里的水,产生高温高压蒸汽，推动发动机，从而产生电力。

二．太阳能的应用

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。

它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。

为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

太阳能的应用目前主要分为一下几个方面：

2.1光伏发电

光伏技术是利用半导体的光电效应直接将太阳能转化为电能的一种技术。

目前光伏技术已历经三代：

晶硅电池、薄膜电池和聚光光伏电池。

技术的发展来源于人们希望提高对光能的吸收效率、提高光能电能的转换效率、同时控制成本的要求。

所以三代电池有着不同的技术特点：

●晶硅电池：

由于硅是最理想的太阳能电池材料，具有良好的光电转换效率，所以，人们首先想到了单一的以硅板作为介质接受太阳光并将其转换成电能。

但由于硅的开采和提炼成本居高不下，所以成本高是这种电池的主要弊端。

●薄膜电池：

顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳能电池，因为其主要以铜铟镓硒或碲化镉作为硅的替代品进行光电反应，所以其制造成本较晶硅电池要低廉许多，但其效率也要明显低于晶硅电池，并且稳定性差。

●聚光电池：

根本思想是利用旋转抛物面作为反射镜将太阳光汇聚到一交点上，并在这一点上安装一晶硅电池，从而增加光能转换率。

与大面积铺设硅板不同，聚光电池只需在焦点处安装一小面积晶硅电池，从而大大降低了成本。

缺点是在这种情况下晶硅电池的温度极易升高从而降低光电转换率。

三代光伏技术转化效率比较

2.1.1光伏技术的主要弊端在于：

前段污染和光伏生产的高耗能

值得注意的是，光伏技术从创始之初就有前端单晶硅、多晶硅等生产的高污染性，为了生产相应可以发电的太阳能光伏板，需要消耗大量水、能源和自然资源，不仅对空气存在巨大粉尘和二氧化硫污染，也对地下水、居民用水造成一定的重金属污染，因此太阳能光伏尽管相对光热在地域上有更广泛应用，但其前段污染是不可忽视的弊端。

2.1.2光伏技术的应用领域有限

光伏技术由于是在阳光的作用下，半导体直接发电，因此发电量直接受到太阳光多少的影响，大规模的光伏电站也因此无法24小时运转，同时由于电能的储存目前在全世界都是为解决的难题，因此储能也成了制约光伏发电技术推广的巨大瓶颈。

无法解决储能问题的光伏电站，只能作为调峰电站间歇性发电，对于需要保持常年稳定载荷的电网来说，不稳定的间歇性发电不仅对电网会造成巨大损伤，严重的还会造成电网负载不稳定而跳闸；

同时也无法真正满足电网用户的需要，因此光伏发电和风力发电都被电网系统称为“垃圾电”。

2.2光热发电

光热发电是利用聚光和集热装置先将光能转化为热能，再将热能转化为电能的太阳能利用技术。

其核心部件就是聚光器和集热器。

原理是利用聚光器加热集热管，从而使里面的传导液（水、合成油、熔融盐等）升温并汽化，利用蒸汽机发电原理推动涡轮机发电。

目前主要有四种光热发电技术：

槽式、菲涅尔式、塔式和碟式。

●槽式系统：

技术成熟度和商业化验证程度最高的

槽式太阳能热发电系统的核心是槽式聚光集热器，由聚光镜和集热管两部分组成。

其中，聚光镜做成抛物柱面状，根据光学原理，照射在上面的太阳光会反射到一条直线（焦线）上，这样，在这条直线的位置上安装一长直的集热器，可达到收集光热的作用。

集热管分为内外两层，内层为吸热管，通常为金属材质，用来吸收聚光镜反射的阳光；

外层为玻璃套管，套管和吸热管间抽成真空，防止吸收到的热耗散到空气中。

吸热管内含合成油、熔盐等物质的导热液，被加热到一定温度（槽式中工作介质温度大约为400°

C）后汽化，然后蒸汽会推动涡轮转动，从而起到发电的目的。

●菲涅尔系统：

简化了的槽式系统

菲涅尔系统其实就是用一组平板镜来取代槽式系统里的抛物面型的曲面镜聚焦。

通过调整控制平面镜的倾斜角度，将阳光反射到集热管中，实现聚焦加热。

为了简化系统，一般采用水/水蒸气作为吸热介质（油和熔盐介质在技术上也是可行的）。

相比于抛物面式的曲面镜，平面反射镜制造难度低，因此大大降低了初始投资成本，但聚焦精度比槽式差。

目前菲涅尔还在示范阶段，没有商业化运行的电站。

●塔式系统：

效率较高，且能储热

塔式系统利用多面定日镜跟踪太阳光，将阳光反射并集中到接收塔的顶部的吸热器。

吸热器中的工作介质的温度在500°

C-1000°

C。

相对于槽式系统，由于省掉了管道传输系统，热损失小，系统效率高，也更便于存储热量。

塔式的工作介质可用空气、水或者水蒸气、以及熔盐。

商业化初期的电站为了降低技术风险，多用水、水蒸气作为工作介质。

熔盐应该为大型商业化塔式系统的选择。

●碟式系统：

转换效率最高，但成本下降尚需时日

和其它太阳能集热发电系统不同，碟式系统是由发动机实现由热能到机械能的转化，而不是汽轮机。

利用旋转抛物面反射镜，将入射阳光聚集在焦点上，放置在焦点处的太阳能接收器收集热能，加热工质，从而驱动斯特林发电机组发电。

这种系统规模较小，高效、模块化，可以灵活单独使用或者集成使用。

单机功率在5-50kw，但聚焦温度可达750°

C-800°

C，光电转化率高，可达29%，主要缺点是单位投资高。

三种主要光热技术主要参数比较

槽式

塔式

碟式

规模

30-320兆瓦

10-20兆瓦

5-25千瓦

运行温度（°

C）

390/734

565/1049

750/1382

年容量因子

23%-50%

20%-77%

25%

峰值效率

20%

23%

24%

年净效率

11%-16%

7%-20%

12%-25%

商业化情况

已商业化

示范工程

试验模式

技术开发风险

低

中

高

可否储能

有限

可以

蓄电池

成本：

美元/平方米

275-630

200-475

320-3100

美元/瓦

2.7-4

2.5-4.4

1.3-12.6

美元/峰瓦

1.3-4

0.9-2.4

1.1-12.6

最具商业化发展的条件，运行发电量超过90亿度，太阳能收集效率超过60％，太阳能－电能的最高转换效率21％，与天然气混合发电得到验证可行，可以热储能

作为高效转化太阳能，具有好的中期发展前景，太阳能收集效率超过46％（在温度达到565℃），高温储热，有可能实现与化石能源混合发电运行

很高的能量转化效率，太阳能－电能的最高转换效率30％，可以模块化，实现与化石能源混合发电运行

由于聚光比和导热油物性的上限局限，蒸汽温度的提高受到限制，导致发电效率提高受限

投资成本尚不确定

混合系统中燃烧效率低，完成可靠性验证

注释：

年容量因子:

实际年发电量与系统全年满负荷运行的年发电量之百分比;

峰值效率:

系统最高转换效率;

年净效率:

年发电量（扣除系统本身消耗电量）与全年接收太阳能量之百分比;

2.2.1光热的利用瓶颈主要在于集热效率和储能技术

不同于光伏技术，太阳能光热技术由于是一种集热技术，因此其收集的能源以热能的形式更容易保存，而制约目前光热发展的主要瓶颈就是集热效率，即单位面积下，太阳能集热装置对太阳光热收集的效率，目前国际先进水平的热收集率已经可以达到单位面积70%，这一技术的发展也给了太阳能光热新的发展契机。

我国由于在太阳能光热领域起步较晚，因此绝大多数太阳能光热的核心技术都掌握在美国、以色列、德国和日本等发达国家，因此在太阳能光热的应用方面增加了巨大的成本导致目前国内大型光热项目仍处在技术论证阶段。

2.3光热替代传统锅炉的太阳能热利用

由于太阳能光热技术和储热技术近几年的快速发展，使太阳能光热有了取代传统蒸汽锅炉的可能性。

这一技术主要是替代传统产生高温蒸汽（200-600摄氏度）的燃煤或燃气锅炉，通过收集太阳能热产生出同等质量的蒸汽。

2009年全球领先的太阳能技术和设备供