太阳能(Solar Power)目前的进展,全球十大太阳能企业

太阳能

技术简介

发电原理

太阳能发电原理是将太阳光照射在太阳电池上产生电子(负极)及电洞(正极),同时分离电子与电洞而形成电压降,再经由导线传输至负载。 简单的说,太阳光电的发电原理,是利用太阳电池吸收0.2μm~0.4μm波长的太阳光,将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。

主要技术

太阳能光电板主要分为单晶、多晶、薄膜三种。

他们三者的差别在于:

单晶太阳能板

单晶矽太阳能电池的光电转换效率为18%左右,最高的达到24%,这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,由于单晶矽一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命可达25年。(如下图,单晶矽的电池板中的电池片四角是圆滑的!有弧度的。)

多晶太阳能板

多晶矽太阳电池的制作流程与单晶矽太阳电池差不多,但是多晶矽太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约16%左右。从制作成本上来讲,比单晶矽太阳能电池便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。从性能价格比来讲,单晶矽太阳能电池还略好。(如下图,多晶的电池片是没有圆角的。和单晶的很好区分)

薄膜太阳能板

非晶矽太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池,它与单晶矽和多晶矽太阳电池的制作方法完全不同,工艺过程大大简化,矽材料消耗很少,电耗更低,它的主要优点是在弱光条件也能发电。但非晶矽太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低,国际先进水准约10%左右,且不够稳定,随着时间的延长,其转换效率衰减。

新的技术的走向

近年的技术走向包括:

  • 太阳能电池板通常从⾯向阳光的⼀⾯汲取电⼒,但也可以利⽤从地⾯反射回来的少量光源。
  • 双⾯⾯板在2019年开始流⾏,⽣产商试图利⽤特殊玻璃代替不透明的背衬材料,以捕捉额外的电⼒。
  • 另⼀个可以提⾼功率的改变,是从使⽤带正电的太阳能电池板矽材料,改⽤带负电或N型产品,后者在多晶矽中掺入少量额外电⼦,例如磷,这种材料比较贵但能提升效能,预料在2028年会成为市场的主要材料。

效率规模已经出现

提⾼每块太阳能板的发电量,意味较⼩电厂能有更⾼的发电量,对这个产业可能⾄关重要,因为⼟地、营建、⼯程和其他设备成本的降幅不如太阳能板。功率更⾼的系统已经到来。前几年,⼤多数太阳能板最多可产⽣400⽡电⼒;在2020年初,开始销售500⽡的太阳能板。

规模更⼤的⼯厂、⾃动化的运⽤,以及更有效率的⽣产⽅法,为太阳能产业带来规模经济、降低劳动成本,以及减少原物料浪费。从2010年到2020年太阳能板的平均成本减少90%。

全球的使用情形

2020年时,国际能源署(IEA)报告预期,以太阳能为主导的新能源发电,将占
未来⼗年发电量增⻑的 80%,直⾔“太阳能将成为世界电⼒市场的新霸主”。

2023年3月时,国际能源署日前表示,到2027年,太阳能发电有望超过燃煤发电,成为主要的发电方式。十多年前,太阳能在全球的能源竞赛中还微不足道,在所有主要电力来源中,太阳能发电占比最小,不足1%。但是现在情况发生了变化,国际能源署IEA表示,三年后,太阳能发电量将超过天然气。四年内,也就是到2027年,它可能将超过煤炭,成为主要的发电方式。

近年来成本大幅下降

一个重要的原因就是太阳能电力的安装成本大幅下降。数据显示,对于公用事业规模的太阳能,其建设和运营的平均成本自2009年以来持续下降,到2021年大约仅为每兆瓦时
36美元,与09年相比下降了大约90%。煤炭的成本则变化不大,2021年大约为每兆瓦时108美元。国际能源署表示,预计未来5年新建的电力设施中,太阳能几乎会占到60%。

各国政府日益重视

此外,近年来各国政府越来越重视能源安全,也出台了相应政策予以支持。按照欧盟计划,到2025年其太阳能光伏发电装机容量较2020年会增加一倍以上,达到320吉瓦,到
2030年达到600吉瓦。而美国的《通胀削减法案》预计能让太阳能开发商们在10年内享受到一定的税收抵免,从而进行长期和大规模的建设。

家用太阳能发电市场前景广阔

还有一点不容忽视,太阳能的建设规模可大可小,除了庞大的阵列,还可以是屋顶上的单个电池板,因此家用太阳能发电也是一块重要的市场。美国一家太阳能企业的CEO在接
受CNBC采访时提到,如今电动汽车需求的激增,也可能在未来推动家用太阳能发电的需求,因为它具有便捷、便宜以及可靠的特点。

全球最大的太阳能发电厂

中国大陆“一带一路”倡议下的旗舰计画之一,全球最大的单一场地太阳能发电厂已在阿拉伯联合大公国落成,占地20平方公里、发电功率达200万瓩(2 gigawatt)的达夫拉太阳能发电厂(Al-Dhafra IPP),预计将于本月底时候在杜拜举行的联合国气候变化大会(COP28)之前启用。

据《南华早报》(SCMP)25日报导,中国国机集团称该发电厂位于阿布达比郊外的沙漠,可为约20万户家庭提供电力。该公司表示,该发电厂预计每年帮助阿布达比减少240万吨碳排放,相当于将超过50万辆汽车从道路上去除掉,并将绿能比例提高到阿联全国总消耗的13%以上。

主要国家使用情形

中国

2023年7月时中国的国家能源局的报告指出,中国新增太阳能装机及装机容量,分别连续十年、八年居全球第一;2023上半陆累计装机规模超过四点七亿千瓦,成为大陆装机规模第二大电源,仅次煤电。

2023年底时,中国的太阳能电池创下转换效率26.81%,刷新世界的纪录。

根据总部位于英国的Solar Media Ltd.旗下PV T ech的分析,随着整体太阳能板销量激增,中资太阳能板制造商2023年在美国销售更多的产品,使其市场份额从2022年的42%增加到45%,接近17吉瓦。

欧盟

2023年10月时,据欧盟执委会的资料,欧盟90%的太阳能零件和矽晶圆都是来⾃中国。使得⽬前欧盟和欧洲各国正在考虑对进⼝采取更严格的⾏动,以扩⼤欧洲洁净能源的
制造能⼒,并且在绿⾊转型之际,降低对中国产品的依赖。

美国

传统电网老旧或限制清洁能源推广,当然太阳能发电还面临一些挑战。美国白宫表示,超过70%的美国电网已使用25年以上。输电线路的老旧可能无法满足太阳能这类清洁能源的需求。此外,原先传统的电网位置,也并不适用于清洁能源的输送。更新电网,则很可能会进一步抬高用电成本。

2023年3月时,⽩宫官员证实,经过数⽉僵局后,美国开始放⾏从中国进⼝的太阳能电池板,相关中国企业也证实已出现“解冻”的迹象,原因很简单───美国几乎不⽣产太阳能所需的任何部件,⽽能够以更低成本⽣产太阳能组件的中国,控制着超过80%的供应链,主导著太阳能电池板和其他重要设备的⽣产。

全球十大太阳能企业

企业名称美股代码简介
晶科能源JKS晶科能源透过其子公司生产太阳能电池、组件和其他与太阳能相关的材料。 以交付量吉瓦 (GW) 计算,该公司是全球最大的太阳能板生产商之一。 该公司为全球 160 个国家的客户提供服务。
阿特斯阳光电力 CSIQCanadian Solar是一家太阳能产品开发商,致力于设计、制造和销售住宅、商业和工业应用的组件。除太阳能组件外,该公司的产品还包括逆变器和系统套件。
SolarEdge SEDGSolarEdge主业是制造和分销光伏阵列设备和技术。 此外,该公司还提供光电系统优化服务以及监控解决方案。产品包括监控设备、优化器和逆变器。
第一太阳能FSLR第一太阳能提供太阳能板、光电站以及相关服务,例如这些产品的建造、维护和回收。 该公司利用薄膜半导体技术来提高太阳能模组的效率和永续性
SunrunRUNSunrun在美国22 个州、华盛顿特区和波多黎各开发、制造、销售、安装和维护太阳能系统。 其产品范围从家庭屋顶电池板和电池到大型能源项目
Enphase能源ENPHEnphase能源为超过 145 个国家的家庭和企业建造并提供太阳能解决方案。 其独特的产品是模组化的智慧技术,整合了储能系统,可为电动车充电、平衡负载,并将客户不使用的电力提供给电网
SunPowerSPWRSunPower Corp. 在美国开展业务,业务遍及全美 50 个州。该公司设计住宅太阳能解决方案。SunPower 的营收从 2021 年的 3.47 亿美元成长到 2022 年的 4.92 亿美元。
Array TechnologiesARRYArray Technologies 是另一家总部位于美国、业务遍及全球的住宅太阳能设备供应商。 其主要市场为北美、澳洲、拉丁美洲、欧洲、巴西和南非。 它凭借其专利的能量追踪技术从竞争对手中脱颖而出,该技术可旋转面板以最大限度地收集能量,据称相对于不倾斜的面板,能量增益提高了 25%。
Maxeon太阳能MAXNMaxeon Solar Technologies 总部位于新加坡,业务遍及全球 100 多个市场。 Maxeon 在太阳能产业拥有悠久的历史,并声称在全球建立了深厚的供应、销售和安装管道,有助于降低买家的成本。
桑诺瓦能源NOVASunnova Energy 为美国超过 246,000 名客户提供住宅和商业太阳能解决方案。其总部位于德克萨斯州休斯顿,拥有超过 980 家分经销商和安装商。 该公司在 2022 年实现了成长,尽管累计净​​亏损为 1.47 亿美元,这归因于一般和管理费用的增加以及某些投资价值的变化

结论

目前不论由太阳能技术,装机量, 成长量,全球市场的市场率来看,中国在太阳能方面,可以说是遥遥领先世界其它各国,没有任何国家是中国的对手。

太阳能
credit: scitechdaily.com

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