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世界最大太阳能发电站

(2009-01-24 13:08:01)
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世界最大

太阳能发电站

柴达木

it

分类: 能源电力

世界最大太阳能发电站
——青海柴达木GW级太阳能电站


工程总投资:300亿元以上
工程期限:2009年——2020年

世界最大太阳能发电站

 

 


    太阳是一个巨大无尽的洁净能源中心,在太阳内部进行的由“氢”到“氦”核聚变反应已经持续了几十亿年,其向宇宙空间辐射的能量功率为380000000000万亿千瓦,其中22亿分之一到达地球大气层,30%被大气层反射,23%被大气层吸收,其余的到达地球表面,其功率为800000亿千瓦,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能,所以广义的太阳能所包括的范围非常大,狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。开发利用太阳能,使之成为能源体系中重要的替代能源可以说是人类能源战略上的终极理想。人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期就知道利用四面镜聚焦太阳光来点火;利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代,太阳能的利用已日益广泛。

 

   2008年12月27日,青海省海西蒙古族藏族自治州人民政府与中国科技发展集团有限公司、青海新能源(集团)有限公司在西宁市银龙大酒店签署了关于在青海柴达木盆地投资建设GW级大型并网太阳能电站的合作协议书。

  该太阳能电站规划总装机容量为1GW(100万千瓦),其规模相当于目前世界太阳能电站总装机容量的三分之一,是世界第一个GW级太阳能发电站。柴达木太阳能电站在国内首创采用非晶硅薄膜、晶体硅混合的光伏电池方阵。首期建设规模30MW,首期投资金额约10亿元人民币,将于09年内开工建设。建成后,柴达木太阳能电站将成为目前中国最大的并网光伏电站。

  在签约仪式上,青海省副省长、西宁市市长骆玉林指出,GW级大型太阳能并网电站落户柴达木循环经济试验区,能充分利用柴达木盆地的太阳能和荒漠资源,对实现青海省经济增长方式的根本转变具有重要意义。大型并网光伏电站的建设,也能带动青海省光伏产业各环节的发展,对青海省光伏产业步入规模化、产业化运行轨道具有重要意义,标志着青海向新能源大省、强省的目标迈出了关键性的重要一步,也是对国家节能减排政策的积极响应,是实现当地经济可持续发展和生态环境改善双赢的必然选择。

 

  海西州地处青藏高原北部,州域主体为柴达木盆地,以荒漠戈壁为主,太阳能资源丰富,是中国大陆建设大型荒漠太阳能并网电站的理想场所。该地区年均日照时数在3000小时左右,太阳辐射和日照仅次于西藏,居全国第二位,是中国光能资源丰富的地区,综合开发条件居全国首位。柴达木盆地被誉为中国的“聚宝盆”,自然资源丰富。油气、盐湖等矿业资源保有资源储量潜在经济价值达16.27万亿元。钾盐、镁盐、锂盐、锶矿、芒硝、化肥用蛇纹盐、石棉7种矿产保有量居全国首位,保有储量在全国名列前10位的主要矿种有24种。

    2005年10月,中央正式批准柴达木作为全国第一批13个发展循环经济试点的产业园区之一。这是目前中国面积最大的区域性循环经济试验区,总面积25.66万平方公里,相当于八个台湾省的面积。目前柴达木盆地已拥有格尔木工业园区、德令哈工业园区、大柴旦工业园区、乌兰工业园区四个功能园区,产业集聚效应已经显现。此外,青藏铁路与多条国道、格尔木机场在区内形成立体交通网,电力基础好,大电网基本覆盖全区。12月20日,青海省建行向柴达木循环经济试验区提供了100亿元授信额度,以支持循环经济项目发展。可见,柴达木盆地独特的地理资源环境和区域发展定位规划决定了该区域是目前中国大陆建设大型荒漠太阳能并网电站的绝佳场所。

    如果这个太阳能发电站完工了,它将是迄今所筹建的世界最大的太阳能发电站的两倍大。美国加州圣路易奥比斯波的太阳能发电站计划安装550兆瓦的薄膜太阳能装置,为美国太平洋天然气和电力公司(Pacific Gas and Electric Co)供电。

 

  青海新能源集团是国内唯一一家同时持有新能源发电工程设计资质和施工安装资质的高科技企业,拥有国家专利30余项,曾三次中标国家西部省份无电乡通电工程,在我国大规模太阳能离网电站工程建设和重大并网示范项目研究及推广方面积累了丰富经验。中国科技发展集团是美国纳斯达克上市公司,是中国第一家也是唯一有能力商业化生产导电玻璃(TCO)的企业,具备完整的薄膜光伏产业链。全球知名的薄膜光伏公司美国Terra Solar是中国科技的战略合作伙伴。Terra Solar设计并承建的大型光电建筑已被美国能源部列入美国光伏建筑推广示范工程,包括美国纽约时代广场四号楼、美国纽约Stillwell大街火车站光伏屋顶等。

  青海新能源集团董事长张治民表示:“青海新能源集团与中国科技发展集团将积极制定切实可行的筹建工作计划,尽快迅速启动各项工作,力争早日建设完成太阳能电站的首期规划。”

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昆明石林166兆瓦并网光伏实验示范电站

    2008年12月6日,中国最大的昆明石林166兆瓦并网光伏实验示范电站项目举行开工仪式。昆明石林太阳能大型并网光伏实验示范电站位于石林县石林镇,总装机容量166MW,总投资91亿元。项目分为科普区和实验示范区两部分工程,分别由云电投新能源开发有限公司和华能澜沧江水电有限公司投资建设。其中科普区位于石林镇北小村,装机规模66MW,总投资35.8亿元,年平均发电量为7703.89万kwh,计划18个月建成投产,主要面向青少年、学生和国内外游客;实验示范区位于石林镇老挖村,装机规模100MW,年平均发电量为11828.5万kwh,总投资55亿元,计划22个月建成投产,主要面向国内外科研实验示范单位。

    项目建成后,将成为云南省乃至我国太阳能并网光伏发电最具示范效应的项目,不仅将极大提升云南省太阳能利用水平,促进云南晶硅制备、硅片生产、电池制造等相关产业发展,同时对我国大型并网光伏发电工程的规划、设计、建设以及光伏设备产业、光伏科研设计院所提供一个大型的、全面的工程科研平台。

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嫦娥一号卫星上采用的大面积太阳能电池板

 

中国太阳能发展概况


  中国太阳能资源非常丰富,理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国地处北半球,南北距离和东西距离都在5000公里以上。在中国广阔的土地上,有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上,西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。年日照时数大于2000小时,居世界第二位,仅次于撒哈拉大沙漠。与同纬度的其他国家相比,与美国相近,比欧洲、日本优越得多,因而有巨大的开发潜能。我国太阳能资源较丰富地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。

    中国是目前世界最大的太阳能光伏产品生产国,2007年太阳能发电量达到1.1GW,占全球太阳能发电总量的27.5%,位居世界第一。相比汽车、家电等百年成熟产业而言,太阳能产业是新兴产业,其大规模发展也就十多年的时间,中国光伏发电产业于20世纪70年代起步,90年代中期进入稳步发展时期。在短短五六年时间里,我国光伏产业一直以年均300%的速度增长,2007年首次跃居全球第一。太阳能电池年产量达到1188MW,超过日本和欧洲,并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链,特别是多晶硅材料生产取得了重大进展,突破了年产千吨大关,冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约,为我国光伏发电的规模化发展奠定了基础。目前我国已有数百家企业从事光伏生产及研究,其中无锡尚德、江西赛维等10家企业已成功实现海外上市。它们虽是能源产业的后起之秀,但其市值之和已与中国神华、中煤能源等全国煤炭类上市企业的市值之和相当。中国是太阳能热水器第一生产大国;小型可再生能源项目正继续融入中国农村能源体系。

    目前中国的太阳能发电利用主要在三个方面:一是建设太阳能光伏电站,解决边远地区的人口用电问题,2002年至2003年通过政府投资50亿元人民币建设太阳能发电站,解决了1000个乡近200万人口用电问题;二是在城市中结合大型建筑建设一批分散并网的小型太阳能电厂;三是利用西部比较丰富的沙漠、戈壁资源,建设一批太阳能电站。

  根据《中国可再生能源中长期发展规划》,到2020年,我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW(百万千瓦),到2050年将达到600GW(百万千瓦)。预计,到2050年,中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%,其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年,我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。不仅节约大量煤炭、石油等不可再生资源,而且对节能减排,保护环境将起到重要作用。

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世界第二大光伏企业——无锡尚德

  无锡尚德成立于2001年1月,专业从事晶体硅太阳能电池、组件,硅薄膜太阳电池和光伏发电系统的研发、制造与销售。2002年9月,无锡尚德第一条10兆瓦太阳电池生产线正式投产,其产能相当于此前4年中国太阳电池产量总和。2005年3月,据国际光伏行业权威杂志《PHOTON International》统计,无锡尚德2004年产量位居全球光伏行业第十,是中国最大光伏企业。

  2005年-2007年间,无锡尚德销售收入从2.26亿美元增长到13.48亿美元,年复合增长率144.2%;净利润从3060万美元增长到1.71亿美元,年复合增长率136.5%;2007年产量达到540MW,是2002年的54倍。目前,无锡尚德在全球光伏产业排名升至第二,仅次于日本夏普(Sharp)。日本夏普是全球最早涉足光伏产业的公司,在过去50多年时间内一直是全球最大光伏企业,这与日本一直是全球主要光伏市场相关。

  无锡尚德创始人施正荣出生于1963年2月,祖籍江苏扬中。1983年毕业于吉林大学,1986年在中国科学院上海光学精密机械研究所获硕士学位。1988年,施正荣留学澳大利亚新南威尔斯大学学习多晶硅薄膜太阳电池技术,师从国际太阳能电池权威、2002年诺贝尔环境奖得主马丁•格林教授。1991年获得博士学位后,施正荣留校任太阳能研究中心研究员及澳大利亚太平洋太阳能电力有限公司执行董事,个人持有10多项太阳能电池技术发明专利。2001年1月,施正荣以40万美元现金和160万美元的技术入股,占25%的股权。

 

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世界最大硅片供应商——江西赛维

  江西赛维2005年7月在江西省新余市经济开发区注册成立,专注于太阳能多晶硅铸锭及多晶硅片研发、生产、销售。2006年4月,第一块赛维LDK太阳能多晶硅片出炉。5月生产出两块亚洲最大(各275公斤)的多晶硅铸锭。6月,赛维LDK成功切割成200微米厚度的超薄晶片。2007年6月1日,江西赛维在美国纽约证交所上市,融资4.69亿美元,成为2004年以来在美上市融资额最大的中国企业。2007年,江西赛维销售收入达到40亿元,多晶硅片产能达到420兆瓦,为亚洲最大太阳能硅片生产商,也是全球最大独立硅片供应商。

  江西赛维创始人彭晓峰出生于1975年,江西安福人。1993年从江西外语外贸职业学院国际贸易专业毕业后,彭晓峰分配到吉安市外贸局工作。1997年3月24日,彭小峰注册成立流星实业有限公司,公司主营进出口贸易,是一家专业生产职业安全防护装备的实体企业。同时,彭小峰在江苏省苏州市投资兴建苏州柳新实业有限公司,公司是以劳保服饰、安全鞋、劳保手套、职业服等出口贸易为主的生产型贸易实体。彭晓峰2003年开始接触光伏产业,在发达国家市场进行过深入调研,最终选择进入硅基太阳能电池产业链上游硅片生产环节。他认为,这个环节竞争者少、利润率高。江西赛维的创业资本主要来自于彭晓峰(3亿元)、新余市政府(2亿元借款)、银行信贷和产品预付款。目前,江西赛维多晶硅订单已经排到2018年,订单总量超过12GW(12000MW),是全球在手订单最多的多晶硅片供应商之一。2009年的产能目标由原来的1600MW提高到2000MW。目前,全球前20大太阳能电池厂商中有14家为江西赛维客户,其中包括日本夏普、德国Q-Cells、无锡尚德、BP Solar等行业领先企业。

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美国Sunpower公司太阳能追踪系统,每一排面板都配备了一个像百叶窗一样的单电机跟踪系统,让面板能随着太阳的位置而转动。

 

世界太阳能发展概况


    人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用,只有300多年的历史。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。在1615年~1900年之间,世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光,发动机功率不大,工质主要是水蒸汽,价格昂贵,实用价值不大,大部分为太阳能爱好者个人研究制造。

    在第二次世界大战结束后的20年中,一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少,呼吁人们重视这一问题,从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展,并且成立太阳能学术组织,举办学术交流和展览会,再次兴起太阳能研究热潮。1952年,法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。1960年,在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨-水吸收式空调系统,制冷能力为5冷吨。1961年,一台带有石英窗的斯特林发动机问世。在这一阶段里,加强了太阳能基础理论和基础材料的研究,取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展,技术上逐渐成熟。

    1975年,在河南安阳召开“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”,进一步推动了我国太阳能事业的发展。这次会议之后,太阳能研究和推广工作纳入了我国政府计划,获得了专项经费和物资支持。一些大学和科研院所,纷纷设立太阳能课题组和研究室,有的地方开始筹建太阳能研究所。当时,我国也兴起了开发利用太阳能的热潮。

    70年代兴起的开发利用太阳能热潮,进入80年代后不久开始落潮,逐渐进入低谷。世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费,其中美国最为突出。导致这种现象的主要原因是:世界石油价格大幅度回落,而太阳能产品价格居高不下,缺乏竞争力。核电发展较快,对太阳能的发展起到了一定的抑制作用。由于大量燃烧矿物能源,造成了全球性的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成威胁。在这样背景下,1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”,会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》,这次会议之后,世界各国加强了清洁能源技术的开发,将利用太阳能与环境保护结合在一起,使太阳能利用工作走出低谷,逐渐得到加强。尽管如此,从总体来看,20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都大。

   在生存环境破坏严重、能源日益紧缺的今天,如何开发环保能源成为一个全球性话题。太阳能作为一种免费、清洁的能源,受到世界各国的重视,不断有大型太阳能电站涌现,而且不断有国家声称要建成世界上最大的太阳能电站。目前世界上太阳能发电技术日趋成熟,截至到2008年年底全球共安装了超过1700个太阳能发电站,平均大小为200千瓦。累加的太阳能发电总量已经超过3200兆瓦。截至到2008年,有大约800个太阳能发电站运行或试运行,规模都大于1兆瓦。最新的世界能源统计资料表明,太阳能发电产业在最近5年的年均增长速度超过30%。

葡萄牙

    2008年12月30日,据西班牙《世界报》报道,西班牙ACCIONA公司在葡萄牙建造的一座太阳能光伏电站投入使用,其总装机容量达46兆瓦,是目前世界上最大的太阳能光伏电站。报道说,该太阳能光伏电站位于葡萄牙南部的阿马雷莱雅地区,其发电能力能满足3万多户葡萄牙家庭的日常用电需求,相当于每年可以减少8.94万吨二氧化碳排放。ACCIONA公司说,这座太阳能光伏电站的建设总投资约为2.61亿欧元,占地面积达250公顷。该发电站安装有2520个大型太阳能光伏电池板,每块电池板面积约为140平方米,这些光伏电池板会随着太阳运行调整角度,能旋转240度,固定的倾斜角度为45度,以尽可能多地获取光能。葡萄牙政府已制定了全国光伏发电系统累计装机容量达到150兆瓦的目标,这座发电站的启用可完成葡政府所定目标的约30%。西班牙ACCIONA公司是一家从事可再生能源开发的企业,在西班牙拥有总装机容量为68兆瓦的多个太阳能光伏电站,并且在美国负责一座总装机容量64兆瓦的太阳能热电厂的运营。

德国

  目前,德国功率最大的太阳能电站是德国莱比锡市东部的Waldpolenz太阳能电厂,2009年该厂全面投运与电网连接,其装机为4万千瓦。电站首期工程装机为2.4万千瓦,电厂总耗资为2.01亿美元。据悉该厂将用55万个模块,其中35万个已经安装完毕。光电子太阳能模块发生的直流电被转换成交流电,全部进入电网。一年之后该电厂所发电力能抵消建设费用。德国东部是该国太阳能开发先驱。全世界最大的50座太阳能电厂有三座在德国莱比锡附近。

美国

    2008年7月13日美国太阳能公司SunPower宣布该公司将在弗罗里达州建设美国最大太阳能电厂。与多数大型太阳能发电厂不同,SunPower项目将使用家用的屋顶太阳能电池板,同时还要安装太阳跟踪系统,这样比固定太阳能电池板更有效率。该电厂将建设在弗罗里达州的DeSoto县,装机为2.5万千瓦,足以为1.875万个家庭提供电力。SunPower还将在肯尼迪航天中心附近建设1万千瓦太阳能发电装置。DeSoto太阳能光电子发电厂将在2009年投运,肯尼迪航天中心项目则在2010年竣工。两个太阳能发电厂均由弗罗里达电力和电灯公司拥有和运行。

日本
    2008年6月23日,日本东京电力公司和川崎市联合宣布,将在川崎市靠海的2个区域共同建设日本国内目前最大规模的太阳能发电站,发电规模约2万千瓦。根据计划,川崎市川崎区浮岛通过填埋废弃物填海造地约11万平方米,在此建设的太阳能发电站规模约7000千瓦,在川崎区扇岛建设的太阳能发电站,占地约23万平方米,发电规模约1.3万千瓦。该电站预计于2009年开工,2011年建成投入运营。日本国内目前正在建设的太阳能发电站,有关西电力公司和夏普公司合作在堺市建设的发电规模约1.8万千瓦的太阳能发电站,该电站预计2010年建成运营。此外,关西电力公司单独建设的规模为1万千瓦的太阳能发电站将于2011年建成。九州电力公司在福冈县大牟田市建设的规模为3000千瓦的太阳能发电站,预计2010年建成投入运营。北海道电力公司也有计划在2020年前建成规模为5000千瓦的太阳能发电站。

西班牙

     2008年7月,日本京瓷公司宣布将和西班牙太阳能公司Avanzalia合作,在西班牙中部建设世界最大的太阳能发电站,电站规模将达30兆瓦。1期工程(20兆瓦)于2008年9月完成。后期工程(10兆瓦)将于2009年6月完成。该电站建在昆卡省,占地面积86万平方米。1期工程(20兆瓦)将安装京瓷公司生产的太阳能板10.56万张,建设费用为1.8亿欧元。所产生的电力全部由电力公司买下,可满足6300户普通家庭的电力需求。西班牙的一项制度规定,太阳能所发的电力由电力公司以一般电费价格的3倍收买。根据计算,大约10年左右能够收回投资,因此,更大规模的太阳能发电站建设将会相继进行。

世界最大太阳能发电站
太阳能电池发电原理

    太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。自从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后,它几乎改变了一切,甚至人类的思维。20世纪末,我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用,晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。生产过程大致可分为五个步骤:a、提纯过程 b、拉棒过程 c、切片过程 d、制电池过程 e、封装过程。


 

视频:太阳能电池生产过程

 

 

 

 

 

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