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光伏组件营销的发展状况研究及对策

发布时间:2020-09-24 18:33:30 审核编辑:本站小编下载该Word文档收藏本文

关于光伏行业的论文

(本科)毕业论文

光伏组件营销的发展状况研究及对策

作  者:          XMF        

学    校:         xxxxx大学     

专  业:     工 商 管 理      

年  级:       2019  年       

学  号:     xxxxxxxxxxxxxx        

指导教师:          李涛           

答辩日期:       2020.9        

成  绩:                 

xxxxx大学

论文题目:光伏组件营销的发展状况研究及对策

专    业: 2019工商管理(本)

姓    名:XMF

一.选题的背景及意义:

20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。

中国的光伏发电80年代开始起步,在国家“六五”和“七五”期间,中央和地方政府首先在光伏行业投入资金,使得中国十分微小的太阳电池工业得到了初步发展,并在许多地方做了示范工程,拉开了中国光伏发电的前奏。

二.研究的内容及可行性分析:

以光伏组件的发展状况及对策进行分析,具体的研究内容如下:

1、光伏组件的概念,产生及发张;

2、分析我国光伏组件的现状,优势及不足;

3、应该怎样改善光伏组件提供对策。

本文通过介绍我国光伏组件发展的现状,再而分析我国光伏组件发展中遇到的问题,并进行细致充分的比较,讨论我国光伏组件的方向及对策建议。

三.论题的研究方法:

1、收集有关光伏组件的相关书籍资料;

2、浏览媒体上关于光伏组件的报道及评价

五.论文的进度安排:

1、2020年7月25日前,确定选题、查阅文献、收集资料、拟定协作提纲、制定并完成毕业论文开题报告。

2、2020年8月20日前,将论文初稿交指导老师,由指导老师提出修改意见。

3、2020年8月30日起,修改、充实毕业论文初稿,

4、2020年9月20日前定稿。

六.论文的写作提纲:

1、光伏组件概述 

2、我国光伏组件的发展现状及存在的问题

3、我国光伏组件发展的对策建议 

2020年9月20日

目录

一、光伏组件概述•••••••••••••••••••••••••••••                                ••••••••••••1

(一)、光伏组件的产生与发展·•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••                      • ••••••••••••1

(二)、什么是光伏组件                              • ••••••••••••2

二、我国光伏组件的发展现状及存在的问题·•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••           • ••••••••••••3

(一)我国的光伏组件的发展现状••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••                   ••••••••••••3

(二)发展我国光伏组件存在的问题•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••               • ••••••••••••4

三、我国光伏组件发展的对策建议•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••                • ••••••••••••6

(一)光伏组件实现平价上网•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6

一、光伏组件概述

(一)、光伏组件的产生与发展

早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏打效应”,简称“光伏效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。

    20世纪70年代后,随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问题日益突出,传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展,这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势,20世纪80年代后,太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。

     20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。

    世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期,发展更加迅速,1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%,生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。

      2006年的光伏行业调查表明,到2010年,光伏产业的年发展速度将保持在30%以上。年销售额将从2004年的70亿美金增加到2010年的300亿美金。许多老牌的光伏制造公司也从原来的亏本转为盈利。。

(二)、什么是光伏组件

1、光伏组件的概念

光伏组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能,并送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。但是,随着微型逆变器的使用,可以直接把光伏组件的电流源转化成为40V左右的电压源,就可以驱动电器应用我们的生活当中。同时,光伏组件在不断创新,由于光伏组件在业内来讲叫做中国制造,应该有中国创造,进而出现光伏组件的升级创新产品,如光伏陶瓷瓦,光伏彩钢瓦,这类产品可以直接代替传统建材瓦片,还有了光伏组件的功能,一旦步入通用市场,将对光伏组件和传统建材造成一定冲击。

光伏组件指具有封装及内部联结的,能单独提供直流电输出的,最小不可分割的光伏内电池组合容装置,由太阳能电池片或由激光切割机或钢线切割机切割开的不同规格的太阳能电池组合在一起构成。

光伏电池片为光伏组件最重要也是最基本的发电单元,因此光伏组件质量很大程度上依赖于光伏电池片的好坏,因此组件厂家是否拥有自家的电池片厂,以自家电池片的质量可以作为一个重要的评估标准。

一套家庭光伏发电系统主要由光伏组件、逆变器、支架、电缆以及其他零部件组成。通过本人了解,目前家用光伏发电系统的合理建设成本大概在1-5元/瓦,其中光伏组件的所占成本最大,几乎占到一半;逆变器可以占到5%-8%。对比前几年,整体上来说,确实是便宜了。

2、光伏组件的特点:

目前,双面光伏组件有两条技术路线,即n型双面光伏组件和p 型双面光伏组件。双面光伏组件按照使用的电池类型主要可以分为3 类,分别是:n-PERT 双面光伏组件、n-HIT 双面光伏组件和p-PERC 双面光伏组件。各类型双面光伏组件的具体特点如表1 所示。

与传统光伏组件只能利用正面入射的光照不同,双面光伏组件的背面也具备光电转换的能力。表征双面光伏组件的主要参数除了转换效率之外,还有一个重要的指标是双面率(Bifaciality),即背面效率与正面效率的百分比。n-PERT 双面光伏组件具有少子寿命高、无光致衰减效应、弱光响应佳、温度系数低的特点;且其双面率可达到90%,远高于p-PERC 双面光伏组件,背面发电量增益更高。在有限的安装面积中,n-PERT 双面光伏组件能提供更高的电力输出。n-HIT 双面光伏组件结合了晶体硅光伏组件和硅基薄膜光伏组件的优点,此类组件具有结构对称、低温制造工艺、开路电压高、温度特性好、光照稳定性好、双面发电等特点。

p-PERC 双面光伏组件生产线只需基于现有生产线进行少量技术改造,基本不增加额外成本,性价比较高。与组件正面超过20% 的光电转换效率相比,其背面可吸收光线的区域有限,转换效率在10%~15% 之间。

含双面光伏组件的光伏发电系统的设计

2.1 组件安装倾角的选择

组件的安装倾角是影响发电量的重要因素。采用固定式安装的光伏发电系统一般按光伏组件全年倾斜面上接收到的辐照量最大,即全年发电量最大来选择组件的安装倾角,该倾角即为最佳安装倾角。

本文以林洋安徽安庆某市政电站为例进行对比分析。该项目采用285 W 双面光伏组件,离地高度为1.0 m,分别采用10°、22°( 最佳倾角)、45°倾角布置。组件在不同倾角下的发电量测试结果如表2 所示。

试验表明:

1) 在组件安装高度为0.5 m 的情况下,相对于最佳倾角22°,倾角为10°时,组件发电量减少了5.49%;倾角为45°时,组件发电量减少了2.03%。在组件安装高度为1.0 m 的情况下,相对于最佳倾角22°,倾角为10°时,组件发电量减少了2.03%;倾角为45°时,组件发电量减少了3.19%。由此可知,双面光伏组件在最佳倾角时的发电量最大。

2) 当倾角均为10°时,相对于最佳倾角22°,安装高度为0.5 m 的组件发电量较安装高度为1.0 m 的组件发电量减少的多。由此可说明,当安装高度增加时,由于双面光伏组件背面接收反射辐射的原因,部分补偿了由倾角带来的发电量损失。

3) 当倾角均为45°时,相对于最佳倾角22°,安装高度为0.5 m 的组件发电量较安装高度为1.0 m 的组件发电量减少。由此可知,倾角增大使双面光伏组件背面接收反射辐射的效果变差。

2.2 组件安装高度的选择

双面光伏组件如果离地面太低,背面将不能接收反射辐射;而随着组件安装高度升高,其背面接收的反射辐射也会随之变化。组件最低点离地越高,组件与地面之间的空间越大,其背面可接收周围反射辐射的面积越大,背面的发电量也越多。由表2 可以得出,在最佳倾角22°时,组件的安装高度由0.5 m 增至1.0 m 时,其发电量约增加2.6%。下文以林洋山东某实证电站的测试结果为例进行分析。两组光伏组件的装机容量均为50.04kW,均采用正面功率为290 W 的双面光伏组件,且倾角均为当地最佳倾角28°,安装高度分别为1.0 m 和2.0 m。不同安装高度下的组件发电量测试结果如表3 所示。

测试结果显示,当组件安装高度为2.0 m 时,比安装高度为1.0 m 的组件发电量增加2.82%,该值比表2 中最佳倾角为22°时,组件安装高度由0.5 m 增至1.0 m 时发电量增加的比例更大。这说明组件的安装高度越高,增加的发电量越多。但随着组件安装高度的增加,所需支架材料也会增多,组件承受的风荷载也将增大,安装和维护更加不方便。所以,经过技术经济性比较,认为组件的安装高度不宜超过2.0m。

2.3 光伏组件- 逆变器容配比的选择

光伏组件的峰值功率是指在标准测试条件(STC) 下组件的额定最大输出功率。在实际工况下,大部分时间段光伏组件的输出功率都低于该组件标定的峰值。逆变器的额定功率一般是指逆变器交流侧输出的额定功率。光伏组件- 逆变器容配比( 下文简称“容配比”) 即指光伏组件功率和逆变器功率之比。

光伏组件与逆变器功率匹配的一般原则是根据当地的太阳辐射、气温等外部条件,在不造成发电量损失的前提下,尽可能充分利用逆变器的容量。

在西藏、青海等高海拔无电地区,电子元器件受高海拔条件的影响大,逆变器必须降容使用,因此,这些地区的容配比小于1。在海拔不超过1000 m 的地区,不需要考虑逆变器降容的问题,常规的设计思路为容配比等于1。而在太阳能资源较差的东部地区,辐照度基本达不到STC 要求的1000 W/m2,且受温度等因素影响,光伏组件大部分时间的输出功率达不到标称功率,逆变器基本为非满负荷运行,大部分时间处于容量浪费状态。

因此,越来越多的专家提出可通过容配比大于1 来提高此类地区的项目收益。由于双面光伏组件的背面也具备光电转换的能力,根据研究结果,在不同反射背景条件下,双面光伏组件比传统单面光伏组件的发电量可增加10%~30%。而且背景颜色越浅,背景反射率越高,双面光伏组件的发电量提升越多。因此,对于采用双面光伏组件的光伏发电系统,容配比要综合考虑组件的安装地理位置、场地背景反射条件等多种因素。总的来说,双面光伏组件的容配比必须考虑组件背面增发电量的影响。相较于应用传统光伏组件的设计,应用双面光伏组件的设计的容配比应降低。

2.4 组件的支架设计

光伏支架主要分为固定式支架、倾角手动可调式支架和跟踪式支架(平单轴/斜单轴/双轴)等。

1) 固定式支架由于具有成本相对较低、后期维护量小等优点,应用比较广泛。

2) 倾角手动可调式支架的成本稍高,运维工作量较固定式支架大,但是通过在不同的季节调整组件倾角可以增加系统的发电量。

3) 跟踪式支架能够很好地控制组件的朝向或倾角,甚至可同时调节两者,能够进一步增加发电量。但跟踪式支架的成本较高,后期维护工作量较大。根据有关文献报道,与相同容量配置的固定式光伏发电系统相比,采用平单轴跟踪式支架的光伏发电系统的年发电量可提高约15%,采用斜单轴跟踪式支架的光伏发电系统的年发电量可提高约20%,采用双轴跟踪式支架的光伏发电系统的年发电量可提高37%~50%。另外,文献提出了一种适用于山地、滩涂、渔塘等地的柔性支架,其采用在两固定点之间张拉预应力钢绞线的方式,将光伏组件固定在张紧于两柱间的钢绞线上;两固定点采用钢性基础提供反力,可实现10~30 m 大间距,以满足不同地形的需要。

传统的光伏支架系统设计主要考虑支架自重,以及在风荷载、雪荷载、施工检修荷载、地震作用等不同荷载组合影响下,支架满足强度、刚度和整体稳定性要求,并符合抗震、风、防腐等条件,满足30 年的使用寿命要求,便于安装和维修且造价合理。由于双面光伏组件的正面和背面均具有光电转换能力,为了尽可能地利用太阳光,必须考虑避免支架檩条对组件背面遮挡的影响。因此,双面光伏组件的支架檩条必须位于组件边缘。同时,还应尽可能避免其他电气设备( 如组串式逆变器)等对组件背面造成遮挡。

二、我国光伏组件的发展现状及存在的问题

(一)我国的光伏组件的发展现状

作为光伏行业的终端产品,组件生产与市场结合紧密,产品更新换代较快,要求有很强的市场应变机制,对设计开发能力要求较高。近年来,全球光伏组件产量持续增长,增长速度均在20%以上。2018年,全球光伏组件产量虽继续增长至120GW,但增长速度有所放缓,仅为13.7%。伴随着光伏产业的整体情况良好以及组件价格下降使得光伏发电成本不断逼近甚至达到平价上网,预计2019年全球组件产量将会继续呈现增长势头,全年仍将保持在120GW左右。


  得益于全球光伏需求增长的推动,国内企业在近年来持续加大组件环节的投资和技术革新,近10年来生产成本持续下降,自动化、数字化程度不断提升。据中国光伏协会统计数据显示,2018年,全国组件产量达到85.7GW,同比增长14.3%,以晶硅组件为主。组件产量超过2GW的企业有11家,其产量占总产量的62.3%,集中度进一步提高。预计2019年组件产量将超过90GW。
  2013年以来,我国光伏行业发展迅速,受此影响,光伏上游材料需求量快速增长,从而带来整体产量提升迅速。从光伏组件产量市场占有率来看,我国光伏组件行业发展迅速,在全球市场份额稳步提升,2013年以来,我国光伏组件产量占全球光伏组件产量的比重维持在65%以上水平,到2018年,达到71.4%。
  晶科能源组件出货量全球第一
 
  根据Global Data发布的数据,2018年全球组件出货量排名前10的公司中,9家来自中国。其中,晶科以11.6GW的出货量和12.8%的市场份额继续保持全球组件出货第一的位置。晶科之所以能够保持榜首的位置,得益于其向海外市场扩张的决心,而不是在中国政府削减对光伏行业的激励措施之际继续致力于中国本土市场。同时,晶澳正在以其双面组件技术向中东市场扩张,并在产品质量、可靠性、性能和创新方面处于强势地位,2018年晶澳以8.8GW的出货量排名全球第二。排名第三的是天合光能,出货量为8.1GW。


 
  双面组件市场份额有望提升
 
  据中国光伏协会数据统计显示,2018年,单面组件仍然为市场主流,市占率达到90%。双面组件主要应用于“领跑者”项目,其市场占有率有很明显的提升,与2017年相比提高了8个百分点,达到10%。未来随着农光互补、水光互补等新型光伏应用的扩大,双面发电组件的应用规模将会不断扩大。据中国光伏协会预计,2018-2025年单/双面组件的市场占有率变化趋势如下:
(二)发展我国光伏组件存在的问题

我国光伏产业目前存在的问题体现在以下几个方面

1、由于成本过高,光伏产业对政府的补贴依赖严重。
  2010年之前光伏产业建立在各国政府补贴的基础上迅速高速增长起来,此时的光伏技术是在从实验室到产业化过渡初期,由于生产成本比在实验室的预期成本大幅下降,因此才形成了短时间的暴利行市。虽然这种情形吸引了大批的投资者进入光伏产业,但光伏发电依然高于火力发电。因此在2011年金融海啸、欧债危机这些涉及到政府要动用资金救急解困的危机情形出现时,光伏产业所受的影响首当其冲。一时间诸多上市公司均破产或出售光伏业务,更有大量的企业停产,使得许多地方政府和银行望光伏而生畏。这样,就形成了2011年以来长达三年的低谷时期。


  2、技术和设备更新快速,从而设备的生命周期短。
  由于光伏产业的主流技术大部分是根据实验室试验结果开发出来后很快即投向市场,往往一种设备上市两三年后,就有新的技术和新的设备使之面临淘汰的命运,从而出现了设备才投产两三年就因效率低下或生产成本偏高而不能开工,变成虽然设备完好却变成无效产能的情形。
  光伏产业初期的暴利使得不少投资者只顾大规模扩产,并不去创新研发新的技术,使得整个行业供大于求。


   3、欧美贸易保护主义抬头开始“双反”,导致中国产业面临危机。
   国外的光伏产品80%来自于中国制造,中国出口量也一直占据了国内总产量的90%以上。在此形势下,欧美许多光伏企业纷纷破产。欧洲各国政府和  美国政府都不愿看到光伏由中国制造的产品来主导,因此先后试图采取“双反”等贸易保护手段来遏制中国光伏产业的发展。这使得市场大部分依赖外国的中国光伏产业大受打击。


   4、国内光伏产业扶持政策不明,国内市场发展缓慢。
   中国政府从2008年发出了第一个光伏电价补贴文件,对国内三个项目给予了每度电4元的补贴;2009年6月,中国政府推出了“金屋顶”、“金太阳”计划。这些装机补贴一度带齐了市场,但实际上是鼓励了弄虚作假,打击了真正的光伏发电企业。2011年8月,国家发改委公布了光伏上网电价,2012年1元/度。由于未对全国不同日照条件的地区进行区别电价,也没有说明价格补贴的期限,价格的额度也不合理,多种原因导致根据上网电价倒推回来的组件价格降幅过快,这是我国光伏组件价格从13元/瓦降到4元/瓦以下的主要原因。因此,在2012年10月份以前,虽然中国政府给出了不少光伏补贴政策,但当时这些政策既不系统也不完善,导致已投资的资金回收困难,想投资的不敢再投资,客观上阻碍了国内光伏产业的长远发展。


  5、国内外宏观经济形势萧条导致产业资金短缺。
  欧债危机对欧洲这个当时世界上最大的光伏市场带来了很大的阻力。同时,国内开始经济结构调整,在传统产业受到打击的同时,并没有给光伏等战略性新型产业以明确的政策,因此,光伏企业的不景气和一些大企业的倒闭破产,使得银行和投资机构对光伏望而生畏,导致企业面临市场和资金的双重不足,从而整个行业陷入低迷。


  综合起来,虽然中国光伏这些年获得了巨大的发展,也曾经涌现过江苏中能、无锡尚德、江西赛维、天威英利等一批国际知名企业,甚至还占据过各自环节的世界第一的地位,但是,由于没有科学发展的长远性,没有对各种风险和问题的预见性,没有自主技术,加上国内外经济政治环境的影响,一旦行业波动较大,这些巨人倒下的速度,远远比他们发展起来的速度快得多。2013年无锡尚德的破产和2014年超日企业债的违约,已经证明了这一点,而今年下半年,还会有更多的光伏企业发生债务违约和破产的情况出现,这并不奇怪,均是上述问题的具体体现。

三、我国光伏组件发展的对策建议

(一)光伏组件实现平价上网•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

光伏平价项目实现路径

第一,在土地面积允许的情况下,请专业的设计单位进行测算,将安装容量接近与额定容量比值的最佳值,充分利用配套设施。

第二,在技术方案的选择上,尽量采用先进的技术与设备,如大尺寸双面组件、平单轴或固定可调等运行方式,1500V系统等,提升发电量,同时尽可能降低运维成本。

第三,采用EPC模式,从系统化的角度在基础、支架、线缆等方面降低成本。

第四,从地方政府争取相关税费减免等支持政策。第五,对项目的收益抱有合理的预期,投资企业应从思想上适应去补贴,以市场接纳能力定规模的新思路,加快内部决策速度。

2019年6月4日,国家能源局下发了《2018年度全国可再生能源电力发展监测评价报告》,值得注意的是:浙江省购买的20亿kWh(相当于200万个绿证)用于完成国家规定的消纳比重。

浙江此举,是我国首次以“省”的名义,为了完成任务而购买绿证。浙江省购买可再生能源绿色电力证书可折算可再生能源电力消纳量20亿千瓦时。统计数据显示,江苏、广东、安徽、贵州、山东、内蒙古和广西距离达到2020年最低消纳责任权重不到1个百分点,而京津冀、黑龙江、甘肃和青海非水电可再生能源电力消纳比重较2020年最低消纳权重仍有较大差距。

相信在不久的未来,会有更多的省份通过购买绿证完成配额的要求,并以补贴的形式受益于平价项目。因此,光伏平价上网项目是大势所趋,也一定能够带给投资企业相应的回报。

推荐理由

这是我在光伏行业工作的这几年所收获的一些看法,不一定全,但也概括了一些我个人对光伏的了解与看法,希望上传上去可以让大师指点一下,感谢~!

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