I大唐乌拉特后旗20MWp光伏电站示范工程.docxVIP

大唐乌拉特后旗20MWp光伏电站示范工程1．光伏组件选型1.1光伏电池组件发展概况目前世界上太阳能开发应用最广泛的是太阳电池。世界上，1941年出现有关硅太阳电池报道，1954年研制成效率达6％的单晶硅太阳电池，1958年太阳电池应用于卫星供电。在70年代以前，由于太阳电池效率低，售价昂贵，主要应用在空间。70年代以后，对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究，在提高效率和降低成本方面取得较大进展，地面应用规模逐渐扩大，但从大规模利用太阳能而言，与常规发电相比，成本仍然很高。目前，世界上太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池24％（4cm2），多晶硅电池18.6%（4cm2），InGaP／GaAs双结电池30.28%（AM1），非晶硅电池14.5%（初始）、12.8%（稳定），碲化镉电池15.8%，硅带电池14.6%，二氧化钛有机纳米电池10.96%。我国于1958年开始太阳电池的研究，40多年来取得不少成果。目前，我国太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池20.4%（2cm×2cm），多晶硅电池14.5%（2cm×2cm）、12%（10cm×10cm），GaAs电池20.1%（lcm×cm），GaAs／Ge电池19.5%（AM0），CulnSe电池9%（lcm×1cm），多晶硅薄膜电池13.6%（lcm×1cm，非活性硅衬底），非晶硅电池8.6%（10cm×10cm）、7.9%（20cm×20cm）、6.2％（30cm×30cm），二氧化钛纳米有机电池10%（1cm×1cm）。世界光伏组件在过去15年平均年增长率约15%。90年代后期，发展更加迅速，最近3年平均年增长率超过30%。自2004年后，中国光伏产业连续5年增长率超过100%。2010年我国光伏电池产量已超过全球总产量的50%。在产业方面，各国一直通过扩大规模、提高自动化程度、改进技术水平、开拓市场等措施降低成本，并取得了巨大进展。商品化电池组件效率从10%～13%提高到12%～16%。国内整个光伏产业的规模逐年扩大，2009年中国内地多晶硅产量超过了两万吨，太阳能电池产量超过了4000兆瓦，连续3年成为全球太阳能电池的第一大国。但是国际上最大的并网应用光伏市场在国内仍然处于零星示范论证阶段，这与我国的光伏技术水平和具体国情都有关系。中国光伏组件生产规模的大部分用于出口市场，造成我国的光伏企业对国外市场的依存度较高，2008年爆发的全球金融危机，导致国外的市场发生急剧变化，使得这些企业受到重大影响，因此随着能源形势和我国产业政策的变化，推动我国对太阳能光伏发电这种绿色可再生能源的应用是必然的趋势。我们国家所拥有的巨大潜力，可以让自己的光伏企业、相关产品、光伏发电项目进入到我国，从而形成比较完整的光伏产业链。随着国内光伏电池组件产量的不断提高，国内光伏产品性价比上的优势越发明显，本工程为国内第一个采用特许权招标方式开发的太阳能光伏发电厂，为达到充分示范和展示我国光伏产业的发展成果的目的，根据要求本工程太阳能光伏电站设备必须以国内自主化生产为主。1.2几种常用的太阳能电池（1）单晶硅、多晶硅太阳能电池目前国内外使用最普遍的是单晶硅、多晶硅太阳能电池，而且国内的光伏组件生产也主要是以单晶硅、多晶硅太阳能电池为主。商业化的多晶硅电池片效率一般在12-16％左右，单晶硅电池片电池效率在13-18％左右。晶体硅电池片如图1-1，1-2所示， 图1-1 单晶硅硅片 图1-2 多晶硅硅片由电池片组成的电池组件的外形结构如图1-3所示。自从太阳能电池诞生以来，晶体硅作为基本的电池材料一直保持着统治地位，而且可以确信这种状况在今后20 年中不会发生根本的转变。但是晶体硅太阳能电池的成本较高，通过提高电池的转化效率和降低硅材料的生产成本，以提高硅材料太阳能电池的效益，成为世界光伏技术的主流，世界各国也在此取得诸多新的进展。2004 年中国科学家成功地在实验室完成P 型晶体硅技术，使得晶体硅太阳能电池的实验室转换效率达到24.7%；2007 年日本也成功试制的HIT 太阳能电池，太阳能电池量产转换效率提高到22.3％。提高转换效率的技术不断进步，进一步推动了晶体硅太阳能电池在光伏技术中的领先地位。 1-3多晶硅、单晶硅光伏组件外形图 5-4 非晶硅薄膜光伏组件（左为多晶硅组件，右为单晶硅组件）（2）非晶硅薄膜太阳能电池开发太阳能电池的两个关键问题就是：提高转换效率和降低成本。由于非晶硅薄膜太阳能电池的成本低，便于大规模生产，普遍受到人们的重视并得到迅速发展。非晶硅作为太阳能材料尽管是一种很好的电池材料，但由于其光学带隙为1.7eV，使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率, 目前电池转化效率