[能源话题] 太阳能电池的利益平衡点在哪里?

2019-07-19 15:57



每个人都知道在进行一项投资时, 首先要找到利益平衡点, 当你有足够把握会超过该点, 才会出手.

太阳能作为一种清洁能源, 一直广受关注, 它的能量来自太阳, 无须任何人批准, 只要你面向太阳, 就会获得一份, 是不是很象天上掉下来的馅饼啊?

但是, 且慢, 吃馅饼也需要一个盘子, 收集太阳能, 你需要太阳能电池, 这是一笔不小的投资.

太阳能电池是以 每瓦特的价格作单位的, 假使每瓦特价格是 4.5 新元, 那么, 你在屋顶装一个一千瓦的电池板 (占地面积约 8 平米), 投资是 4500 新元, 每年能得到多少电能呢?

你可能立刻拿出笔, 计算起来了, 每天白天从八点到下午六点是十小时, 可得 10 千瓦时(即 10 度电), 每年 3650 千瓦时电量, 按电网价每千瓦时 0.2 新元算, 价值 730 新元. 然后用投资额4500 新元来除, 回本期是 6.2 年, 年回报率 16.2%. 不错的投资么.

恭喜你, 算错了.

你是以理想状态算的, 无云无雨, 阳光灿烂, 天天如此. 可能么? 新加坡高温多雨, 云量偏多. 太阳能电池无法达到理想效率, 更重要的是, 电池卖给你时, 说的一千瓦时, 是额定功率, 是在 25oC, 外太空的辐射条件下测的, 在实际应用条件下, 由于大气干扰, 由于温度影响, 实际效率能达到额定的 60—70%, 你就该偷笑了.

温度越高, 太阳能板效率越低, 过了 50oC, 下降尤为显著, 我曾经测到太阳能板表面达到63oC.

还有一点, 电池板是有寿命的, 最好把折旧费也算进去. 通常说电池板维护费很低, 可以连续用二十年, 但是实际情况是, 十年左右就开始出现腐蚀, 十五年就有比较严重腐蚀, 效率下降一半多. 公平起见, 我们把寿命取平均十五年.

以目前的工业标准, 一千瓦的电池板, 以新加坡的情况, 一年大概能得到 1000千瓦时电量.

现在我们来算一下, 太阳能电池的利益平衡点, 主要是比较太阳能的价格和电网电的价格.

假设电网电价是每千瓦时 a 元, 太阳能电池是每瓦 b 元. 一个一千瓦的电池板, 花费 1000 b 元, 十五年中产生的电, 是 15000 千瓦时, 以电网价计算, 价值 15000a 元.

如果利益平衡, 就必须, 1000 b = 15000a

也就是说, b 是a 的十五倍, 当每瓦太阳能电池的价格是每度电的十五倍时, 使用太阳能和使用电网, 花费是一样的. 如果大于十五倍, 用太阳能就不划算, 低于十五倍才会吸引个人和公司, 安装和使用太阳能.

现在实际情况如何呢?

从九九年起, 全球太阳能安装量快速增长, 增长幅度每年大约30%. 价格在下调, 去年底大约还在 每瓦10 新元. 拜经济危机所赐, 现在已经快速下跌到每瓦4.5 新元左右, 而第二季度新加坡电价是每度 0.18新元左右, 二者差距是 25 倍左右, 显然还没有达到利益平衡点.

要达到平衡点, 要么太阳能电池的价格再降一半, 要么电网用电价格提高一倍.
太阳能电池的价格还有继续下调的空间么?
当然有. 现在工业产的太阳能电池 97% 是用硅晶片来作的. 在硅晶片上印刷出沟槽, 再用熔融的焊剂填满沟槽, 装上控制系统就大功告成了, 比起精密的半导体工业来, 简直简单到笑. 但是, 半导体工业经过多年发展, 许多技术和设备已经非常成熟, 而年幼的太阳能工业, 甚至没有自己专用的设备和系统, 不得不借用并不合身的半导体工业的设备. 一旦有了自己量身定作的设备, 太阳能电池工业成本肯定会继续下调, 说到底, 他要用的大部分是多晶硅, 对晶体缺陷的容忍度也远高于半导体, 没理由继续用半导体的精密设备和系统.
新加坡的电价是和石油挂钩的, 去年油价在 百元之上时, 本地电价是 每度0.30 新元. 未来长期看, 电价还是要上去的, 除非新加坡能买到廉价的核电.
从未来趋势看, 太阳能电池的价格和电价之间的鸿沟是能够填平的, 距离利益平衡点也许还有五年, 也许还有十年, 但是在这之前, 仍然需要政府的补贴来引导.

6 个回答

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2019-07-19 15:57

荣堂

看了此帖 我反而看好生产设备的公司
就跟当年美国淘金热一样,淘金的没发财,做牛仔裤的发财了

2019-07-19 15:57

嵇晶

写的不错啊
现在的太阳能到电能转化率太低,5-18%而已(平均2%),最好的不超过20%。人类要达到30-40%,然后达到50%, 很难讲需要多少年,隐约中觉得需要跳出多晶硅这个材料的框框才能做得到。目前公司与个人使用太阳能其实不是很现实。我觉得现在很多的人只打着“绿色能源”的旗帜,跟政府要钱。
政府的钱应该投资在大型太阳能发电站。新加坡来说也许每个组屋楼顶,每个向阳的墙壁都安装上太阳能板,可以形成一个发电站国家(以后就不叫花园国家了)。可是这个安装费,原料费,维护费应该是超乎想象,40年左右能break even估计已经是很不错了。

2019-07-19 15:57

鲁菁彪

那个薄膜电池是不是你所说的跳出多晶硅呢?
就是在玻璃上的一层薄膜

2019-07-19 15:57

嵇晶

对薄膜电池不太了解
花豹提到每瓦特的价格,要降低每瓦特价格有两个东西很重要(从太阳能电池本身来说),一是制造成本,另一个是光到电能的转换率。

第一代太阳能电池的光电转换率是不错的,大多数在31%左右(这是single junction silicon的一个理论极限),但是造价太高。所以第二代太阳能(大概就是花豹提到的简单到笑的生产工艺)牺牲了光电转换率,而大大降低了造价,有效降低了每瓦特价格,但是某种意义上,也是一种浪费,因为低于20%的转换率(实际运行要低的多)有点低。

现在的薄膜电池我也不了解,但是如果它的目的只是为了使制造成本更加降低而不提高光电转换率,不论它是多晶硅,非晶硅,纳米晶硅,我觉得仍然要归类在第二代太阳能电池。

真正的薄膜电池,也就是第三代太阳能电池应该是是在同样低廉成本下,达到光电转换率在31%以上。

2019-07-19 15:57

田天

薄膜电池目前只占所有太阳能电池工业产量的 3%.

是一个很小的份额, 在这3%的份额中间, 排前三位的是, 非晶硅 占50%, Cd-Te 占 30%, CIS 占20%左右, 其他很少.

在玻璃基体表面涂非晶硅, 主要还是着眼于成本, 每瓦特成本大概是硅晶片电池的2/3. 缺点是占地面积大一倍, 不言而喻, 能量转化效率高不了.

Cd-Te 成本稍高, 工业产能量效率10.5% 左右, 主要问题是, Cd 毒性大, 对环境不好.

CIS 工业产能量效率能到12%, 主要问题是地球上, 铟(Indium )的储量有限, 全部用光也就满足不了人类能量需求的 百分之一.

正如 T 兄所言, 这几种都是一降低成本为目的的, 是第二代.

第三代是什么, 我不知道, 很可能是有机材料, 毕竟地球上能量效率最高的是生物体, 都是有机的啊. 有机光电材料出现突破, 才是真正的飞跃.


顺便说一句, 目前最好的五家太阳能上市公司, 有四家在美国上市, 有一家在香港上市.

SGX 中唯一一家太阳能公司, 是搞薄膜出身的,目前在作低成本的太阳能. 有同学一眼就看出是谁了吧.








2019-07-19 15:57

鲁菁彪

我是看了这个报道才瞎说的
http://www.in-en.com/newenergy/html/newenergy-0435043524325028.html