中國太陽能應用和設備集成產業發展研究報告（2011-2015年）

         【報告前言】
        無論從世界還是從中國來看，常規能源都是很有限的，中國的一次能源儲量遠遠低于世界的平均水平，大約只有世界總儲量的10％。
        從長遠來看，可再生能源將是未來人類的主要能源來源，因此世界上多數發達國家和部分發展中國家都十分重視可再生能源對未來能源供應的重要作用。在新的可再生能源中，光伏發電和風力發電是發展最快的,世界各國都把太陽能光伏發電的商業化開發和利用作為重要的發展方向。預計到2030年太陽能發電將在世界電力的供應中顯現其重要作用，達到10%以上，可再生能源在總能源結構中占到30％；2050 年太陽能發電將占總能耗的20%，可再生能源占到50％以上，到本世紀末太陽能發電將在能源結構中起到主導作用。
        太陽能技術日新月異，每種技術各有優劣，目前多數國家都鼓勵各種技術并行發展。總的來說，光伏技術有著廣泛的應用范圍，不僅用于建設太陽能電站，還可廣泛用于建筑、玻璃幕墻、汽車、消費類家具、電子產品和衣服襯底等領域；聚光太陽能技術（包括CST和CPV）則在大型電站建設中且有明顯優勢。下表比較了各種技術路線的優點、缺點，圖則顯示了不同技術路線目前的應用范圍（其中CSP指光熱發電，同CST）。
        這里也給出什么是CIGS 電池，從上表可以看到，太陽能電池根據不同的材料有不同的分類，根據應用光伏程度可以排序有多晶硅電池單晶硅電池 CdTe 電池非晶硅電池 CIGS 電池及其他太陽能電池。總體而言，CIGS 電池就是太陽能電池的一種，只是這種電池的電池層材料使用了銅銦鎵硒（cadmium-indium-gallium-selenide CIGS）材料，從而形成太陽能的PN結進行吸收陽光而發電，這種材料的太陽能電池由于具有成本低，轉換效率高而獲得市場的認可，并且在全部太陽能電池中的份額正在遞增。也是目前太陽能電池中的投資熱點。
        以目前技術發展狀況預測，高轉化率的晶體硅電池、薄膜電池，以及高聚光多結電池將是發展趨勢，晶體硅電池、非晶硅薄膜電池這兩種技術路線前景最樂觀。在大型電站建設方面，轉化效率仍有提高潛力的高聚光多結電池提供了一個高效、環保的解決方案；同時，CPV在并網發電方面的競爭力不容忽視（除成本低以外，該技術路線可以和生物質、天然氣發電互為補充，做到連續穩定供電）。此外，光伏與光熱混合發電，風光互補等混合發電形式，由于可以彌補太陽能發電因太陽輻射隨時間、天氣變化而引起的輸出功率不穩的缺點，是并網發電系統較好的選擇。

【報告目錄】
第一篇 太陽能資源 15
第一章 太陽能綜述 15
第一節 太陽能資源概述 15
一、太陽輻射強度與太陽光譜 15
二、地面太陽輻射的估算 16
第二節 中國太陽能資源分布 17
一、地域分布特點 17
二、日照時數分布 17
第三節 太陽能利用現狀 18
一、太陽能光伏發電 18
二、太陽能熱利用 19
第四節 光伏效應 20
一、熱平衡態下的P-N結 20
二、光照下的P-N結 20
三、光照下的P-N結電流方程 21
第五節 太陽能電池 22
一、光伏效應轉化原理 22
二、晶體硅太陽電池及材料 22
第六節 晶硅電池研究 24
一、各種新型電池研制 24
二、晶硅太陽電池向高效化和薄膜化發展 25
三、多晶硅高效電池 30
四、多晶硅薄膜電池 31
第七節 太陽電池用晶硅材料 31
一、現用太陽電池硅材料 32
二、帶狀多晶硅制造技術 34
三、太陽級硅 35

第二章 2010年中國太陽能資源及其利用 37
第一節 中國太陽能資源儲量與分布 37
一、一類地區 37
二、二類地區 37
三、三類地區 37
四、四類地區 37
五、五類地區 38
第二節 2010年中國太陽能資源開發現狀 38
一、我國太陽能開發及利用總況 38
二、太陽能的利用方式 39
三、全球太陽能利用狀況 40
第三節 我國太陽能關伏發電規劃建設項目 42

第二篇 新興產業太陽能應用發展研究 44
第三章 太陽能技術應用及產業現狀與發展趨勢 44
第一節 太陽能熱利用及其產業發展 44
一、太陽能熱水器 44
二、太陽能熱發電技術 46
第二節 太陽能光電技術及其產業 48
一、全球發展最快能源 48
二、提高轉換效率、降低成本是關鍵 49
三、光伏新技術發展日新月異 50
四、各國光伏計劃 51
第三節 太陽能光電制氫 53

第四章 太陽能光伏系統成本研究 57
第一節 光伏發電技術經濟 57
一、用電負荷模型建立 57
二、供電成本計算 58
三、總投資 58
四、運行費用及投資回報期 59
第二節 太陽能與其他發電系統成本比較 59
一、各類供電成本計算 59
二、各類發電系統單位千瓦投資比較 60
第三節 2010年各種太陽能技術優劣比較 61
第四節 2010年太陽能光伏發電成本狀況 62
一、主要太陽能技術成本下降趨勢 62
二、光伏發電效率特點 63
三、不同技術路線發展前景 64
第五節 光伏發電成本發展趨勢 64
一、我國太陽能政策走向 64
二、我國2020年光伏發電成本預測 65

第三篇 太陽能光伏主要技術和設備專題研究 67
第五章 太陽能光伏系統組成與設備性能研究 67
第一節 太陽能電池方陣 67
一、硅太陽能電池單體 67
二、硅太陽能電池種類 67
第二節 充放電控制器 68
第三節 直流/交流逆變器 68
第四節 蓄電池組 71
第五節 太陽能光伏電源系統設計 72
一、太陽能輻射原理 72
二、太陽電池發電系統的設計(以某高山氣象站為例) 73

第六章 光伏電源充放電控制器研究 77
第一節 控制器基礎概述 77
一、控制器的功能 77
二、控制器的基本技術參數 77
三、控制器分類 78
四、控制器的基本電路和工作原理 78
第二節 小型單路充放電控制器產品實例 81
一、功能及特點 81
二、主要技術指標 81
三、控制器電路工作原理 81
第三節 普通型柜式充放電控制器產品實例 82
一、功能和控制器主電路 82
二、主要技術指標 83
三、工作原理 83
第四節 智能型壁掛式充放電控制器產品實例 85
一、功能 85
二、智能控制器主要技術指標 86
三、智能控制器的功能和特點 86
四、控制器的組成及各部分的作用 88

第七章 直流－交流逆變器 91
第一節 逆變器相關概述 91
一、逆變器的功能 91
二、主要技術性能指標 92
三、逆變器電路結構 94
四、光伏逆變器的分類 95
五、逆變器功率器件的選擇 96
第二節 產品實例 97
一、PWM方波逆變器產品實例----- JKFN－2430型方波逆變器 97
二、正弦波逆變器產品實例（JKSN－1000型正弦波逆變器） 99
第三節 2010年中國逆變器產業透析 99
一、逆變器產業區域分析格局 99
二、逆變器滲透領域分析 100
三、2010年中國逆變器技術透析 100
1、逆變器新技術進展情況分析 100
2、中國逆變器技術成熟度分析 101
四、2006-2009年中國逆變器進出口貿易市場數據分析 （85044099） 101

第八章 應用研究--并網光伏發電電站案例 104
第一節 并網光伏發電系統優勢 104
一、清潔環保 104
二、省蓄電池降低成本 104
三、系統調度靈活 104
四、調峰作用 104
第二節 并網光伏發電系統設備構成及類型 104
一、太陽能電池組件 104
二、直流/交流逆變器 105
第三節 建筑與光伏系統的組成 108
第四節 應用案例簡述 110
一、電氣設備系統介紹 110
二、光伏系統工作原理 111
三、運行曲線 111
四、設備主要參數 112
五、數顯監控系統介紹 112
六、光伏系統優勢 113
七、經濟效益 114
第五節 實際應用的啟示 114

第九章 2010年中國太陽能光伏發電系統研究 116
第一節 小型太陽能供電系統（SMALL DC） 116
第二節 簡單直流系統（SIMPLE DC） 116
第三節 大型太陽能供電系統（LARGE DC） 116
第四節 交流、直流供電系統（AC/DC） 116
第五節 并網系統（UTILITY GRID CONNECT） 116
第六節 混合供電系統（HYBRID） 117
一、利用效能高 117
二、系統實用性高 117
三、消耗燃料少 117
四、燃油效率高 118
五、負載匹配靈活 118
第七節 并網混合供電系統（HYBRID） 118

第四篇 太陽能發電系統優化配置與行業市場 119
第十章 太陽能光伏薄膜產業發展現狀和趨勢 119
第一節 薄膜太陽能電池分類及應用 119
一、CdTe（碲化鎘）薄膜 119
二、CIS（銅銦硒）/CIGS（銅銦硒鎵）薄膜 121
三、硅基薄膜 129
四、GaAs(砷化鎵)薄膜 131
五、色素敏化染料 (Dye-Sensitized Solar Cell) 134
六、有機導電高分子(Organic/polymer solar cells) 139
七、InP(磷化銦)電池 140
第二節 2010年中國薄膜太陽能光伏產業現狀綜述 143
一、中歐國際太陽能光伏產業發展論壇 143
二、薄膜太陽能光伏產業基地建設情況 144
三、薄膜技術應用漸趨升溫 144
四、太陽能光伏產業加快發展的思考 145
第三節2010年中國薄膜太陽能電池優勢 146
一、成本優勢明顯 146
二、能量返回期短 146
三、大面積自動化生產 146
四、弱光響應好(充電效率高) 146
五、應用新方向 147
第四節 2011-2015年中國薄膜太陽能光伏產業發展趨勢 147

第十一章 2011-2015年中國太陽電池和光伏發電的發展趨勢 148
第一節 2011-2015年國際太陽電池和光伏發電的發展 148
第二節 2011-2015年中國太陽電池和光伏發電的發展 148
一、太陽電池與材料的研究 148
二、太陽電池生產 150
三、光伏應用 150
四、國際合作 151
第三節 2011-2015年中國太陽電池的應用的主要領域 151
一、用戶太陽能電源 151
二、交通領域 151
三、通訊/通信領域 152
四、其他領域 152

第十二章 2011-2015年中國光伏產業發展的戰略和政策措施研究 153
第一節 戰略方針研究 153
第二節 政策措施研究 153
一、稅收政策 153
二、信貸和投資政策 154
三、價格政策 154
四、補貼政策 155
第三節 提高和完善行業環境戰略 156
一、加大人才培養力度，確保產業持續發展 156
二、設備優化，提高效能 156
三、降低原料成本，提高競爭能力 157
四、完善生產工藝，提高產品質量 157
五、加強產業鏈條環節，提高產品利用率 157

【圖表目錄】
圖表 1 太陽輻射光譜圖 14
圖表 2 太陽能資源分布圖 16
圖表 3 中國各地區年日照時數表 17
圖表 4 2000—2009年全球太陽能電池產量變化情況 39
圖表 5 2006-2009年全球薄膜太陽能產量及增長情況 40
圖表 6 三種太陽能熱發電系統性能比較 46
圖表 7 2009-2014 年中國及全球光伏組件安裝及需求量統計表 48
圖表 8 某校區用電負荷（模型） 56
圖表 9 可提供交流輸出的離網型光伏系統 56
圖表 10 每公里輸電線路投資 59
圖表 11 我國各類發電裝置的單位千瓦投資表（元／kw） 60
圖表 12 各種太能技術路線比較 60
圖表 13 各種太陽能技術適用范圍 61
圖表 14 不同類型技術的能源平準化成本比較 61
圖表 15 不同類型技術的能源平準化成本比較 62
圖表 16 太陽能電池按光伏材料分類及應用情況一覽表 62
圖表 17 2009年全球光伏逆變器生產廠商市場占有率 67
圖表 18 2009年中國光伏逆變器主要企業及分布情況 68
圖表 19 2007-2009年中國光伏逆變器產量增長趨勢圖 69
圖表 20 2007-2020年中國光伏逆變器需求量增長趨勢圖 69
圖表 21負載情況 72
圖表 22 單路并聯型充放電控制器示意圖 77
圖表 23 串聯型充放電控制器示意圖 78
圖表 24 檢測控制電路示意圖 79
圖表 25 控制器電路示意圖 80
圖表 26 A1A2D3JKCK-48/50A 光伏電源控制器主電路圖 81
圖表 27 太陽能電源控制器布局連線圖 83
圖表 28 高頻升壓式逆變器電路原理框圖 84
圖表 29 智能控制器硬件組成框圖 87
圖表 30 充電流程框圖 89
圖表 31 DC24V TO AC220V 逆變器參數一覽表 92
圖表 32 帶有光伏電池，逆變器和電網 93
圖表 33 帶太陽能電池的離網光伏系統，充電器，電池和備選的逆變器 94
圖表 34 方波逆變器的電路原理框圖 96
圖表 35 正弦波逆變器電路圖 98
圖表 36 2008-2009年中國逆變器行業進出口數量統計 101
圖表 37 2008-2009年中國逆變器行業進出口金額統計 101
圖表 38 2009年中國逆變器行業進口來源國家及地區統計 101
圖表 39 2009年中國逆變器行業出口國家及地區統計表 102
圖表 40 并網發電原理圖 103
圖表 41 大型并網發電光伏圖 105
圖表 42 有逆流系統圖 105
圖表 43 無逆流系統圖 106
圖表 44 帶蓄電池并網光伏系統圖 106
圖表 45 不帶蓄電池并網光伏系統圖 107
圖表 46 光伏建筑一體化建筑的八種形式 108
圖表 47 太陽能電池板安裝擺放圖 109
圖表 48 帶蓄電池并網光伏發電系統構成 110
圖表 49 電壓-時間曲線 110
圖表 50 系統監控 112
圖表 51 太陽能電池的分類情況 118
圖表 52 CIGS 電池分層結構圖 120
圖表 53 CIGS 電池按襯底材料分類及應用一覽表 120
圖表 54 CIGS 電池按光吸收層材料分類及應用一覽表 121
圖表 55 CIGS（銅銦鎵硒）薄膜太陽能電池組件產業鏈結構圖 121
圖表 56 CIGS 薄膜電池和其他太陽能電池區別 121
圖表 57 CIGS 薄膜太陽能電池組件主要制造工藝及轉換率（%） 122
圖表 58 CIGS 薄膜電池線（50MW 線）主設備清單及價格（萬美元） 122
圖表 59 CIGS 薄膜電池線（50MW 線）檢測設備清單及價格（萬美元） 123
圖表 60 CIGS 薄膜電池線（50MW 線）物料清單及成本（美元/瓦） 123
圖表 61 2009-2014 年全球主流CIS/CIGS 組件企業產能（兆瓦）及總產能一覽表 124
圖表 62 2009-2014 年全球主流CIS/CIGS 組件企業產量（兆瓦）及總產量一覽表 125
圖表 63 2009-2014 年全球CIS/CIGS 組件產能產量（兆瓦）及增長率 126
圖表 64 2010 年中國主要CIGS 企業產量（兆瓦）市場份額圖（估測數據） 127
圖表 65 2009-2014 年全球及中國CIGS 薄膜電池需求量一覽表 127
圖表 66 2009-2014 年全球及中國CIGS 薄膜電池供需關系一覽表 128
圖表 67 三種有機分子的光學吸收譜。紅線、藍線分別對應于分解和不分解狀態。 133
圖表 68 同一有機染料分子在TiO2表面的各種吸附構型和電子態分布。 133
圖表 69 電子-空穴動力學 134
圖表 70 有氧空位缺陷時的電子注入過程和可能的電子-空穴復合過程 135
圖表 71 企業投資薄膜太陽能電池情況 144
圖表 72 晶體硅電池行業產業鏈 146
圖表 73 2050年全球及中國主要常規能源儲量情況 147
圖表 74 幾種太陽能電池材料及指標對比 147
圖表 75 各類型太陽能電池市場占有率預測 149