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在我国国内,也已经有人尝到了甜头。两年多前投建的云南石林1MWCIGS薄膜电池并网发电项目,到如今已经成功运行一年多了。我们来看一组数据:使用Manz组件的云南石林1MWCIGS薄膜电站,就占地面积来说,按照多晶硅组件转化率15%,CIGS组件14.6%来计算,CIGS占地面积是多晶硅的1.028倍,超出2.8%。虽然多晶硅单片转换效率已可超18%,但封装组件之后也仅有15-16%左右,而CIGS组件不存在封装的问题。假设日满发时间为4小时,发出10000千瓦时电量时,多晶硅组件面积为16666㎡,而CIGS模组为15566㎡,节约6.4%。计算模组单位面积(1㎡)发电量,同样假设满发时间4小时,则晶硅发电0.6千瓦时,CIGS发电0.642千瓦时,超出7%。
此外,个人安装CIGS薄膜电站也已有案例。一名叫做倪欢的从剑桥毕业回国的低碳行业研究者,利用CIGS薄膜太阳电池的发电方案在位于一楼的家中庭院安装了光伏电站,并且成功并网发电,成为国内首位安装CIGS薄膜太阳电池的家庭用户,也成了CIGS业内名人。以下是倪欢家中CIGS薄膜太阳电池电站基本数据:
某铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池电站基本数据
这些案例,想必对加快CIGS的商业应用不仅有参考意义,还有刺激作用。
潜力对比
回到现实,光伏发电中的太阳能电池仍是以晶体硅太阳电池为主,市场份额曾一度达到90%左右,说来薄膜也是“压力山大”。
不过近年来,CIGS薄膜电池增长迅速,占全球薄膜电池产量的比重从2011年的20.5%迅速上升至2013年的40.39%。据OFweek行业研究中心数据显示,2013全球薄膜太阳能电池产能达到8.4GW,产量约为4GW,产能、产量均较2012年提高了20%,薄膜发电在全球范围内发展呈稳健发展态势。在未来一段时间,薄膜发电还有很大的提升空间和潜力。
从应用来看,屋顶或者地面,城市或者郊区都可以装置光伏发电设备,在光伏建筑一体化领域更是具有较大的市场潜力。拿我国来说,根据国家统计局数据测算,到2020年,我国城乡房屋建筑面积约为890亿平方米,以东、南、西墙墙面积的15%、屋顶面积的10%计,直接市场规模超过10万亿元,间接市场规模达30万亿元,相当于我国汽车市场的3-5倍。即使按照10%的转化率和太阳能平均每年1300个发电小时计算,装机规模相当于368个葛洲坝或45个三峡,可替代全社会30%左右的年用电需求。CIGS薄膜太阳能电池转换率高、性能稳定、制造成本低、抗辐射能力强、弱光发电性好、质量轻、柔性可弯曲、色彩可调,在光伏建筑一体化,BIPV或者BAPV方面,单位面积的发电量上CIGS很占优势,在垂直角度等不利于光伏组件发电的情况下,CIGS模组的弱光效应会体现得更为明显,发电量比晶硅模组更高。这在云南石林光伏电站中已经得到过证实。
无论是兆瓦级地面电站、屋顶分布式电站,还是光伏幕墙,CIGS薄膜电池组件都是一个不错的选择--既具备高效发电功能又具有视觉观赏性,岂不美哉?
结语
一直以来,晶硅电池与太阳能薄膜这两条光伏发电技术路线,在成本与转化率方面一直都在竞赛,但是主导市场的“王位”只有一个。这也导致对于太阳能薄膜的偏见一直都有,看衰薄膜的也大有人在,从“晶硅VS薄膜”类似的论战中可见一斑。
但是笔者认为,两者绝不是有你无我的“敌人”--真的没有宫斗戏那么精彩。一个再好的产品也始终难以满足众口,更何况不进则退,晶硅一旦失去成本优势,此消彼长,薄膜的需求则随之骤增,“王位易主”也不是没有可能的事。CIGS之于晶硅,是一种互补,也可以是一种超越。尽管起步与发展都比晶硅电池慢,其天生的特色却是晶硅无法比拟的。以CIGS为首的薄膜路线“不入流”应该是短暂的,谁能成为未来光伏市场的领导者,还得看谁能带来更大的商业价值,谁能保障终端用户最大的利益。这其中,以Manz为代表的光伏企业似乎已经给出了答案。
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