光伏发电前景 光伏行业在未来5年呢的前景如何？
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1、光伏行业前景看好！平价上网临近，全球光伏新增装机有望快速增长
近期光伏龙头隆基股份、通威股份大扩产，光伏龙头用实际行动表明对光伏行业前景看好。通威股份近期公告拟200亿投资30GW电池产能；晶澳科技拟投建10GW高效电池和10GW高效组件及配套项目，总投资额102亿元；同时子公司拟投建11.3亿元宁晋三四车间3.6GW高效电池升级项目。隆基股份拟投资约45亿元建设年产10GW单晶电池及配套中试项目。
光伏平价上网有望临近。在当今世界 70-80%的地区，光伏已为成本最低的电力能源。根据中国光伏行业协会统计，在澳大利亚、智利、埃及、法国、印度、以色列、意大利、沙特、南非、西班牙、阿联酋等地区，光伏已为最具竞争力的电力产品，2019 年印度光伏发电成本比火电低 14%。
未来光伏发电在总发电量中的占比有望大幅提升。2019 年，中国光伏发电量 2243 亿千瓦时，同比增长 26.4%。2019 年中国光伏发电在总发电量占比 3.1%，同比增长 0.5 个百分点。根据国际能源署（IEA）2019 年发布的《世界能源展望报告》，在 3 种情形（目前政策延续、实施已经承诺的政策、实现可持续发展所需要的政策力度）下 2040 年中国光伏发电占当年总发电量的 11.2%、13.2%、23.4%。未来光伏发电发展空间很大。
全球光伏新增装机有望快速增长。根据 PV infolink 预计，2019 年全球范围内将有超过 16 个 GW 级市场。2019 年海外市场需求十分强劲， 2019 上半年中国组件总出口量达到 34.2GW，较去年同期有超过 90%的增长。
协会预测 2020 年全球光伏新增装机 130-140GW，同比增长 8-17%；其中中国 2020 年光伏新增装机 35-45GW，同比增长 16-50%。随着光伏平价上网的临近和行业内落后产能加速淘汰，光伏产业链有望迎来新一轮的扩张周期，光伏行业中长期趋势向上。
随着中国国内的平价上网、配额制相关政策的出台，光伏行业的长效机制形成，对于补贴的政策性依赖正逐渐减弱，我们判断从 2020 年或 2021 年起，光伏行业有望步入自发式增长阶段。
2、中国光伏设备具全球竞争力！一代技术、一代设备，设备需求持续接力
中国光伏设备具有全球
光伏发电前景
1、太阳能资源丰富地区占全国总面积2/3以上
从中国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区，平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。
根据各地接受太阳总辐射量的数值大小，将全国划分为如下五类地区：
图表1：中国太阳总辐射量地区分类
一、二、三类地区，年日照时数大于2200h，太阳年辐射总量高于5016MJ/m2，是中国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2/3以上，具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区，虽然太阳能资源条件较差，但是也有一定的利用价值，其中有的地方是有可能开发利用的。
从全国来看，中国是太阳能资源相当丰富的国家，具有发展太阳能利用事业得天独厚的优越条件，太阳能利用事业在我国是有着广阔的发展前景的。
2、分布式光伏处于快速上升期
根据国家能源局数据，2014-2019年，中国光伏发电累计装机容量逐年增长，新增装机容量呈现先增长后下降的趋势。2019年，全国光伏发电累计装机容量达到20430万千瓦，同比增长17.3%，其中集中式光伏14167万千瓦，同比增长14.5%。截止2020年6月底，光伏发电累计装机达到2.16亿千瓦，其中集中式光伏1.49亿千瓦。
图表2：2014-2020年6月中国光伏发电累计及新增装机容量(单位：万千瓦)
在2010-2015年间，我国集中式光伏电站一直处于投资风口，大批电站项目集中上马，而分布式光伏项目几乎无人问津。随着国家密集出台光伏分布式能源相关政策，各地加大投资及建设力度，2014-2019年，中国分布式光伏发电累计装机容量逐年增长，其中2016年起呈快速增长趋势;新增装机容量呈现先增长后下降的走势。
2019年，全国分布式光伏发电累计装机容量达到6435万千瓦，同比增长23.75%;2020年1-6月，全国新增分布式光伏发电装机443.5万千瓦。截止6月底，分布式光伏发电累计装机达到6707万千瓦。
图表3：2014-2020年6月中国分布式光伏发电累计及新增装机容量(单位：万千瓦)
2014-2019年，分布式光伏发电累计装机容量在光伏发电中的占比呈增长趋势。其中，国家在下调2016年地面电站电价时，并没有调低分布式光伏的电价补贴，同时在国家电网地区的分布式光伏享受“预结算”的优待;自旺旺集团在上海金山区立旺工厂的“旺旺百兆瓦屋顶光伏计划”引入银行和第三方平台，形成“分布式光伏三方模式”，拓宽了分布式光伏建设项目资金渠道来源。因此，在政策和资本的共同助推下，2016-2018年我国分布式光伏快速发展，其占比从13.33%增长至29.00%。截止至2020年6月底，我国分布式光伏发电累计装机容量占全国光伏发电装机容量的比重为31.08%。
1、太阳能资源丰富地区占全国总面积2/3以上
从中国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区,平均海拔高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。
根据各地接受太阳总辐射量的数值大小,将全国划分为如下五类地区:
一、二、三类地区,年日照时数大于2200h,太阳年辐射总量高于5016MJ/m2,是中国太阳能资源丰富或较丰富的地区,面积较大,约占全国总面积的2/3以上,具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区,虽然太阳能资源条件较差,但是也有一定的利用价值,其中有的地方是有可能开发利用的。
从全国来看,中国是太阳能资源相当丰富的国家,具有发展太阳能利用事业得天独厚的优越条件,太阳能利用事业在我国是有着广阔的发展前景的。
2、分布式光伏处于快速上升期
根据国家能源局数据,2014-2019年,中国光伏发电累计装机容量逐年增长,新增装机容量呈现先增长后下降的趋势。2019年,全国光伏发电累计装机容量达到20430万千瓦,同比增长17．3%,其中集中式光伏14167万千瓦,同比增长14．5%。截止2020年6月底,光伏发电累计装机达到2．16亿千瓦,其中集中式光伏1．49亿千瓦。
在2010-2015年间,我国集中式光伏电站一直处于投资风口,大批电站项目集中上马,而分布式光伏项目几乎无人问津。随着国家密集出台光伏分布式能源相关政策,各地加大投资及建设力度,2014-2019年,中国分布式光伏发电累计装机容量逐年增长,其中2016年起呈快速增长趋势;新增装机容量呈现先增长后下降的走势。
2019年,全国分布式光伏发电累计装机容量达到6435万千瓦,同比增长23．75%;2020年1-6月,全国新增分布式光伏发电装机443．5万千瓦。截止6月底,分布式光伏发电累计装机达到6707万千瓦。
2014-2019年,分布式光伏发电累计装机容量在光伏发电中的占比呈增长趋势。
其中,国家在下调2016年地面电站电价时,并没有调低分布式光伏的电价补贴,同时在国家电网地区的分布式光伏享受“预结算”的优待;自旺旺集团在上海金山区立旺工厂的“旺旺百兆瓦屋顶光伏计划”引入银行和第三方平台,形成“分布式光伏三方模式”,拓宽了分布式光伏建设项目资金渠道来源。
因此,在政策和资本的共同助推下,2016-2018年我国分布式光伏快速发展,其占比从13．33%增长至29．00%。截止至2020年6月底,我国分布式光伏发电累计装机容量占全国光伏发电装机容量的比重为31．08%。
3、政策利好,助推中东部分布式光伏发电系统发展
目前,我国集中式光伏电站主要集中在西部地区,但由于项目过于集中,电网消纳困难、高线损等问题,当地出现弃光现象,局部地区弃光率甚至高于20%;中、东部地区是分布式光伏发电布局的主战场,也是用电消费重地。
根据《太阳能利用十三五发展规划征求意见稿》,到2020年底,光伏发电总装机容量达到1．5亿千瓦,其中分布式光伏发电规模显著扩大,累计装机达到7000万千瓦,形成西北部大型集中式电站和中东部分布式光伏发电系统并举的发展格局。同时按照国家能源局提出的目标,到“十三五”末,力争太阳能发电规模较2015年翻两番,成本下降30%。
前瞻产业研究院分析认为,国家在“十四五”期间将坚持清洁低碳战略方向不动摇,加快化石能源清洁高效利用,大力推动非化石能源发展,持续扩大清洁能源消费占比,推动能源绿色低碳转型。而分布式光伏发电作为绿色环保的发电方式,符合国家能源改革以质量效益为主的发展方向。综合来看,分布式光伏发电发展前景广阔。
原理
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后，电流便从P型一边流向N型一边，形成电流。
光电效应就是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次，是形成电压过程。
多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等，就形成P-N结。然后采用丝网印刷，将精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂一层防反射涂层，电池片就至此制成。电池片排列组合成电池组件，就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框，正面覆盖玻璃，反面安装电极。有了电池组件和其他辅助设备，就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电，需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储，也可输入公共电网。发电系统成本中，电池组件约占50%，电流转换器、安装费、其他辅助部件以及其他费用占另外 50%。
无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的。中国的一次性能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10%。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。
与常用的火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现于:
①无枯竭危险;
②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净(无公害);
③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势;例如，无电地区，以及地形复杂地区;
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
⑤能源质量高;
⑥使用者从感情上容易接受;
⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。
但是，太阳能电池板的生产却具有高污染、高能耗的特点，在现有的条件下，生产国内自己使用的电池板还说的过去，不过大量出口等于污染中国，造福世界了，据统计，生产一块1m×1.5m的太阳能板必须燃烧超过40公斤煤，但即使中国最没有效率的火力发电厂也能够用这些煤生产130千瓦时的电(一般一块1mx1.6m的太阳能板一年发电量在250千瓦时以上)--这足够让2.2瓦的发光二极管(LED)灯泡按照每天工作12小时计算发光30年。
①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积;
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
③相对于火力发电，发电机会成本高。
④光伏板制造过程中不环保。
单晶硅
大规模生产转化率:19.8--21%;大多在17.5%。再提高效率超过30%以上的技术突破可能性较小。
折叠多晶硅
大规模生产转化率:18--18.5%;大多在16%。和单晶硅一样，因材料物理性能限制，要达到30%以上的转化率的可能性较小。
折叠砷化镓
砷化镓太阳能电池组的转化率比较高，约23%。但是价格昂贵，多用于航空航天等重要地方。基本没有规模化产业化的实用价值。
折叠薄膜
薄膜光伏电池具有轻薄、质轻、柔性好等优势，应用范围非常广泛，尤其适合用在光伏建筑一体化之中。如果薄膜电池组件效率与晶硅电池相差无几，其性价比将是无可比拟的。在柔性衬底上制备的薄膜电池，具有可卷曲折叠、不怕摔碰、重量轻、弱光性能好等优势，将来的应用前景将会更加广阔。
非晶硅薄膜转化率9%左右。非晶硅的转化率却有希望提升得更高。
折叠效率衰减
晶硅光伏组件安装后，暴晒50--100天，效率衰减约2--3%，此后衰减幅度大幅减缓并稳定有每年衰减0.5--0.8%，20年衰减约20%。单晶组件衰减要约少于多晶组件。非晶光做组件的衰减约低于晶硅。
因此，提升转化率、降低每瓦成本仍将是光伏未来发展的两大主题。无论是哪种方式，大规模应用如果能够将转化率提升到30%，成本在每千瓦五千元以下(和水电相平)，那么人类将在核聚变发电研究成功之前得到最为广泛、最清洁、最廉价的几乎无限的可靠新能源。
短期来看，光伏的发展前景好像不是特别的明朗，但是长远来看，化石能源总有枯竭的一天，而太阳能对于人类来说是无穷尽的，光伏发电作为新能源的一种，前景无忧。
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