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地理太陽能的概念是什麼

發布時間:2022-09-18 13:50:22

① 太陽能指的是什麼

太陽能一般指太陽光的輻射能量。在太陽內部進行的由「氫」聚變成「氦」的原子核反應,不停地釋放出巨大的能量,並不斷向宇宙空間輻射能量,這種能量就是太陽能。太陽內部的這種核聚變反應,可以維持幾十億至上百億年的時間。太陽向宇宙空間發射的輻射功率為3.8×10^23千瓦的輻射值,其中二十億分之一到達地球大氣層。到達地球大氣層的太陽能,30%被大氣層反射,23%被大氣層吸收,其餘的到達地球表面,其功率為800000億千瓦,也就是說太陽每秒鍾照射到地球上的能量就相當於燃燒500萬噸煤釋放的熱量。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,化學能,水的勢能等等。狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。

② 太陽能是一種什麼樣的能源,它和地球上的其他能源有什麼關系它有哪些用途我們應該怎樣利用它

太陽能發電產業分析(2011-02-07 11:34:37)轉載標簽: 日本太陽能發電太陽能電池尚德電力p型半導體財經
2007年下旬,國際油價已上升至100美元一桶;雖說美元疲軟、中東政局不穩是其中不可輕視的誘因,但世界能源日益短缺是更不能逃避的問題!有研寒報告指出:石油會在41年後枯竭,天然氣會在67年後耗盡;煤礦是比較豐富的資源,還可用192年;但煤卻是三者之中二氧化碳排放量最多的,是溫室效應的最大元兇。

其實能源短缺已不是今天才發生的事,具有遠見的國家,例如日本及德國,它們居安思危,除了意識到能源枯竭的問題外,更考慮到石油這種資源是地區性的:地球上只在有限的幾個地區才擁有石油這種珍貴的資源,而這種珍貴的能源其實是掌握在某幾個國家手中的。為了盡早擺脫依賴產油國的狀況,它們早在數十年前已著手開發新能源,並選擇了再生能源②為發展的重點。到了近20年,各國在研究再生能源上都取得了成果,其中太陽能發電產業的發展更是一日千里。所謂太陽能發電,就是把光能轉化為電能的一種技術。太陽能發電或許在現今還未能十分普及,但我們發現,它有著無限的潛力。現今的石化能源價格日漸昂貴,加上石化能源所排放的污染物正不斷威脅我們居住的環境;而太陽能用之不竭,幾乎不產生任何污染。我們預計太陽能在未來將會是其中一種最有效及最常用的能源。

從2000年開始,基於太陽能發電技術的日趨成熟,人們生態環保的意識亦漸漸增強,加上各國政府政策上的推動,太陽能發電產業正步入高速增長期。根據調查顯示,太陽能發電產業在過去五年的平均增長率超過40%!借這個太陽能發電產業的春風,各國企業都如雨後春_般跑到這個朝陽行業來;其間企業與企業之間的競爭、並購過程非常激烈。我們對太陽能發電行業的產業鏈進行了仔細研究,通過剖析原材料生產、加工、製造、裝嵌、推廣以至銷售等等,我們發現太陽能發電產業的行業本質是如何把太陽能發電技術融入生活。先介紹太陽能發電行業的概況,然後會從太陽能發電技術的發展及供應鏈管理去詳細剖析行業的本質——解釋龍頭企業如何應用及發展太陽能發電技術,從而把太陽能帶進我們的生活;接著,我們以不同的企業去印證太陽能發電行業的本質;最後,我們將為這個行業的研究做個總結。

一、太陽能發電的優勢

太陽能屬於再生能源。目前常見的再生能源主要有風能、水能、太陽能和地熱,其中,太陽能是總體上最可利用的再生能源。與風能相比,太陽能穩定性較強,受季節、季風影響較小。與水能相比,太陽能地理位置局限性較小。地熱跟水能一樣,受到位置的局限性,而且有足夠的地熱可以發電地方並不多。
太陽能發電還有以下優點:屬於可再生能源,不必擔心能源枯竭。太陽能本身並不會給地球增加熱負荷。運行過程穩定、低污染、無雜訊。所產生的電力既可供家庭單獨使用,也可並入電網供大眾使用。太陽能發電產品用途廣泛,例如,可安裝於建築物、衣服和運輸工具上使用。

二、太陽能發電產業的歷史及現狀

利用太陽能的發展自2000年起慢慢起步,過去5年世界平均年增長超過40%。其中日本的發展尤為迅速,太陽能的利用在該國受到很大的重視。

在20世紀90年代初期,全世界太陽能電池的產量在100MW之下。當時日本已經是全球最大的太陽能電池生產國,1990年的年產量為16.8MW,佔全球產量的:36.1%,緊隨其後的是美國和歐洲,分別佔全球產量的31.8%及21.9%。我們可以推斷,早在20年前,日本已大力推廣太陽能發電技術了。到了20世紀90年代末,太陽能電池的全球產量已飆升至287.7MW,比1990年的產量足足增長了6倍,年均增長率達20%!更驚人的是,從2000年至2006年這6年間,太陽能電池的年產量又增加了9倍:從2000年的287.7MW到2006年的2500MW,年均增長率超過40%!要留意的是,時至今日,日本依然是全球最大的太陽能電池生產國,在2006年佔全球產量的37.1%。由此可見,日本仍保持著20年前的領先地位,而且其領先地位更加穩固了,與其他國家相比,優勢愈來愈大。相比之下,美國就給人以原地踏步的感覺:1990年它的市場佔有率為31.8%,到了2006年已縮減至8.1%。從這個現象我們可以知道,各國政府對太陽能發電產業有著不同的態度和目標。而事實上,在國家政策上,我們發現日本的資助計劃的確比美國更加全面。日本在太陽能發電產業的領導地位可以說是毋庸置疑。

太陽能發電產業鏈分上、中、下游三個部分。上游事業包括提煉太陽能級硅、製造硅棒和硅碇、切割矽片;中游企業負責製造電池;下游則著重裝嵌電池模塊及銷售太陽能發電系統。太陽能發電產業是典型的金字塔模式:即上游的企業數量比較少,從事中游業務的企業數量比上游多,而下游企業的數目也最多。原因很簡單:在產業的上、中、下游三個部分中,上游業務所需要的技術、成本都是最高的。正因為如此,進人上游業務的門坎相對中游及下游業務要高得多。圖3-3顯示了典型的金字塔模式。

在最頂的部分是晶體硅(在這里我們用多晶硅來做例子)的製造,屬於最上游的業務。從事多晶硅提煉的企業全球大概有8家,而其中前5強的企業產量占整個行業的85%!從事矽片製造的企業大概有18家,其中前5強的企業產量占整個行業的60%。太陽能電池製造商超過85家,前5強企業的產量佔全行業的55%。太陽能電池模塊製造商更多,超過130家,前5強企業的產量占整個行業的比例只有50%。最後,系統安裝商無疑最多,可達數百家。所以,我們說太陽能發電產業的確是典型的金字塔模式。

就提煉太陽能級硅來說,美國HSC和挪威REC是其中的佼佼者;硅棒和硅碇製造及矽片切割的代表則有日本京瓷(Kyocem)和日本夏普(SHARP);而日本夏普更是製造太陽能電池的龍頭企業,緊隨其後的是德國Q-Cells和日本京瓷。而下游的市場則比較分散,除了德國SMA占整個下游的不足20%外,其餘企業的市場佔有率都不太突出。我們會集中討論中游部分:太陽能電池製造商。

根據2006年的資料,太陽能電池製造商五強依次是日本夏普、德國Q-Cells,日本京瓷、中國尚德電力(Suntech Power)及日本三洋(Sanyo)。我們看到,2006年的五強中日本企業佔了3家,這正印證了日本在太陽能發電產業領導群雄的地位。我們以日本夏普、德國及中國尚德電力作為本章的重點案例。為了集中討論世界的太陽能發電行業,而不要變成只研究日本太陽能發電行業的報告,我們把日本京瓷公司的內容從本章剔除。而我們的確從不同國家的企業身上找到它們符合行業本質的線索,而這就是它們從競爭激烈的行業中脫穎而出的原因。日本夏普的業務涉及硅棒、硅碇的製造,太陽能電池的製造及裝嵌;德國Q-Cells把資源集中在太陽能電池的製造;而中國尚德電力則主要是製造太陽能電池及模塊裝嵌。我們會仔細研究它們在企業策略上的取向,了解它們成功之處。在本章的最後部分,我們將以日本夏普、中國尚德電力及德國Q-Cells作為案例,讓讀者能從案例中了解太陽能發電行業的本質。

三、太陽能發電技術

太陽能發電技術是將太陽能轉化為電力的技術。當太陽光照射在P型半導體和N型半導體之間時,基於物理效應,電極之間就會產生電壓。只要把P型半導體和N型半導體連接起來,就能把得到的電流傳送到其他地方(即發電)。雖說太陽能電池的設計日新月異,但硅系太陽能電池都是運用了這一基本原理。電池主要分為數層,其中最要緊的是N型及P型半導體,其他的塗層主要作用是保護、支持電池。目前,太陽能發電技術的應用有聯網和離網兩類。聯網意即與地方電網連接,將所產生之電力供應給地方電網。這使得依賴太陽能發電的地方需要24小時運作,因為晚間沒有陽光,用電可向地方電網購買。這可解決太陽能技術在沒有陽光時的難題。離網意即不與地方電網連接,通過與蓄電池連接,可將日間產生的電力儲蓄起來供晚間使用。離網主要應用於偏遠地區或固定電網未能到達的地區,這可使當地人過上擁有電力的生活。離網太陽能發電技術對中國偏遠農村發展現代化農業具有重要意義。

國際能源處的數據顯示,2006年世界前十大太陽能電池生產商中,日本生產商佔4名、德國生產商佔3名、中國佔2名、英國佔1名。這說明,在太陽能發電技術上,日本和德國佔有領導地位。廠商方面,日本夏普佔全世界生產份額的17.4%、德國Q-Cells佔10.1%。中國尚德電力是唯一能進入前10名的中國內地公司。在2006年,它的市場份額佔全世界的6.3%。到了今天,雖說太陽能發電行業正步人強勁的增長期,但太陽能還不能取代傳統石化能源,原因是太陽能發電成本太高。以我國為例:以煤發電,每度電成本為0.2~0.3元人民幣;水力發電每度電成本為0.2元人民幣;太陽能發電每度電成本為2元人民幣,故降低成本是推廣太陽能發電技術的關鍵。

行業本質

太陽能行業的本質是融入生活。在解釋行業本質前,讓我們先了解這個行業特別的產業鏈在整條產業鏈上,各廠商利用整合生產開發(IPD)和整合供應鏈(ISC)去追隨這個行業的本質,最終達到行業領先的地位。現以整合生產開發和整合供應鏈兩方面去分析行業本質及其重要性。

—、整合生產開發(IPD)1.IPD的概念

首先我們看看什麼是整合生產開發(Integrated Proct Development,IPD)。在傳統的產品開發過程當中,各部門各自運作。產品設計部門開發出來的產品不一定完全符合市場需要,釆購部門對新產品所需的材料不一定有完善的供應計劃,生產部對於新產品不一定有一套完整的工序。產品設計部設計出來的「新」產品,到了消費者手中,可能已是一種完全不同的產品了。IPD的概念在美國最先興起,目的是為了優化開發新產品的流程。IPD針對各部門在開發新產品中不協調的情況,把產品開發的程序與市場需要、企業策略以及材料供應相結合。推行IPD首先確認市場需要,如以太陽能發電行業為例,各企業認定市場的要求是融入生活;然後制定企業策略,如日本夏普推行自家的技術研究,德國Q-Cells則著重與其他企業合作或通過並購取得技術;最後把生產程序以及材料供應等等元素加入設計新產品的過程當中,從而使新產品面世後既能符合市場需要,又能以最短的時間生產並拿到消費者手中。

2.太陽能發電的困難及未來

讓我們想一想,太陽能發電至今為止都需要政府進行各種補貼,其中一個最大的原因是發電成本極高。如前所述,在現今國內,太陽能發電的平均成本為每度電2元人民幣,水電及火電每度電卻只需要0.2~0.3元人民幣。消費者現在所付出的電費為0.6~0.8元人民幣。太陽能發電需要如此巨大的成本,如果沒有政府的補貼,消費者到底要付多少錢呢?

雖說各國政府已意識到發展新能源的迫切性,並實行了一系列的補貼計劃以推動太陽能發電。但歸根結底,太陽能發電之所以尚未普及,很大程度上是因為技術不夠成熟,發電成本還不足以使太陽能發電融入社會每個階層的生活。在太陽能發電產業價值鏈中的每一個階段、每一個製造程序,尤其是屬於上游的硅材料提煉階段,成本仍然偏高。成功的太陽能發電企業當然意識到這個症結所在,於是為了降低成本,各大企業研發的研發,並購的並購,務求在最短的時間里得到最新的技術,在眾多的企業中領先其他對手,以獲得支配整個行業的地位。以下,我們把太陽能發電的技術、困難以及未來逐一進行探討。太陽能發電技術可分為四代,簡介如下:第一代為硅系太陽能電池,現有產品為單晶硅和多晶硅太陽能電池,其轉換效率(即將太陽能轉化為電力的效率)最高。由於第一代電池的發展技術已相當成熟,故現在市場上超過90%之太陽能發電均使用第一代技術。

第二代為多元化合物薄膜太陽能電池,現有產品為:非晶硅薄膜太陽能電池、碲化鎘、砷化鎵III-V化合物和銅銦鎵硒。由於其厚度比傳統太陽能電池薄,故原料需求量少。由於這是新技術,故普及程度不高。

第三代太陽能電池包括:聚合物多層修飾電極型電池、光電化學電池、聚合物、納米晶、染料敏化太陽能電池。此技術的特點是不依賴於傳統的PN結分離光生電荷,但相比第二代技術,第三代技術的普及程度更低。

第四代太陽能電池包括:納米晶化學太陽能電池、多光譜太陽能電池。多光譜太陽能電池能吸收紅外線光譜部分熱量使太陽能電池更有效。但此新技術仍在實驗室試驗階段。

(1)第一代太陽能電池的問題

第一代的太陽能電池主要以硅為材料,而硅料則是由石英砂提煉而成。第一個步驟是把石英砂通過數個程序製成晶硅。晶硅主要可分為單晶硅及多晶硅,在提煉過程中進行晶體提拉可形成單晶硅,進行晶體鑄造可形成多晶硅。單晶硅和多晶硅兩者都是硅,只是晶體間的排列方式不同罷了。單晶硅的組成原子均按照一定的規則周期性地排列;多晶硅的硅原子堆積方式不止一種,它是由多種不同排列方向的單晶所組成。製成晶硅以後,再加熱把晶硅製成晶圓、硅錠,然後進行切割切成一塊塊薄薄的矽片。有了矽片,就有了太陽能發電的基礎。太陽能電池生產商把薄薄的矽片加以排列、加工、合成以製成太陽能電池。到了這里,以後的程序就比較簡單了。模塊生產商把太陽能電池組成不同的排列,加上轉換器等裝置,製成電池模塊。太陽能電池模塊已是能獨立運作的「小型系統」了,如果把大量的小型系統連合起來,就是用來發電的大型聯網系統。這個製造流程是現今最常見、最成熟的生產技術,可以說是第一代的太陽能電池製造技術。但它的缺點就是太陽能電池不能普及的最大障礙:提煉成本昂貴!

為什麼昂貴呢?在生產「晶硅」的過程當中,需要加熱至1900℃以加速相應的化學作用;接下來的晶圓製造,亦需要額外加熱至1400℃。單單是頭兩個工序已經極其消耗能源!以現今技術來說,一片晶圓直徑大概為200μm(微米),即0.0002m。但當中只有2μm有發電的效應。換句話說,一片晶圓中只有1%的硅材料有用,其餘99%的硅材料都是浪費掉的!此外,太陽能電池模塊體積又大又笨重,由此可見,太陽能發電的應用范圍亦會比較狹窄。在種種不同的條件限制下,加上不斷上升的硅材料價格,第一代太陽能電池的製造成本居高不下。

(2)第一代太陽能電池的演變

看過了第一代太陽能電池的製造流程,我們發現,如要減低成本,可以從三方面著手:減低在生產太陽能電池過程中所損耗的材料;改善太陽能電池設計以提升轉換效率;研發新的太陽能發電技術。A.減少耗材發電效應只在晶圓表面2μm的地方進行,所以晶圓厚度愈少,所浪費的硅材料也就愈少。根據德國Q-Cells的年報,它們的晶圓厚度已由2003年的300μm,改進到2006年的200μm。而在未來數年,晶圓的厚度可望進一步減少。其次是使用新研發的技術減少硅材料的消耗。例如德國Q-Cells通過與Evergreen Solar合組企業EverQ GmbH,獲得了的絲帶狀硅晶提拉技術。如前文提及,常規生產矽片技術是基於能源密集型鑄造、加工和切割大型硅塊的技術,製造過程並不環保而且會消耗硅材料。絲帶狀硅晶提拉技術可幫助減低在加熱時所消耗的能源及硅料的浪費。它的製造工藝是從一個小型硅熔爐(圖3-8的下部)中提拉矽片,從而製成200μm~300μm厚的晶硅薄片,然後再切成小段矽片。故此,省去了硅棒切片的步驟,顯然,這種新研發的技術可減少硅材料的損失。況且此技術只需小規模加熱即可,因此可以減少能源消耗。

絲帶狀硅晶技術是源自自然科學的「表面張力」概念。簡單來說,製作一個絲帶狀硅晶就像製作一個肥皂泡——水的表面張力將冼劑液製成泡泡。Evergreen Solar用兩條耐熱平行金屬線垂直通過一個小型硅溶爐,其中間形成一層薄的硅晶,並向上提拉。過程是連續的,提拉出來的絲帶狀硅晶可切成小段,然後進一步加工成太陽能電池。這是小型硅熔爐實際情況,兩片絲帶狀硅晶正在提拉中。提拉速度是每分鍾約1英寸。將來提高產能的發展是可同時提拉多條硅晶帶。

B.提升太陽能發電轉換效率

另一項有效減低成本的方法便是改善太陽能電池的設計,繼而提升太陽能發電的效率。例如中國尚德電力研究出了專利「PLUTO」技術。在2006年測試生產中,單晶硅太陽能電池的轉換效率已達18%~19%,並可望於2008年達到20%,與實驗室中的極限25%愈來愈近。然而,轉換效率的提升如何幫助太陽能電池融入生活當中?作為最終使用太陽能發電技術的終端客戶,要使太陽能發電系統安置到我們家中,最直接的方法是讓我們消費者能夠清楚計算出太陽能發電可替我們節省多少金錢。畢竟,能否節省金錢對消費者來說最容易理解,亦最有說服力!在此我們首先介紹還付期的計算,並從轉換效率對還付期進行靈敏度分析去證明轉換效率的重要性。「還付期」是指一個太陽能發電系統需要運作多少年時間,才能讓節省下來的電費總和與整個系統的安裝成本相等。方程式是這樣的:

還付期=太陽能發電系統成本/每年節省的電費舉個例子:美國加州舊金山某住宅的太陽能發電系統價格為16357美元,每年所節省的電費為1070美元。那麼還付期大約是15年。由於目前已運作的太陽能發電系統中,太陽能電池轉換效率普遍為15%,因此我們從15%的轉換效率開始分析,如轉換效率每增加1%,在其他條件保持不變的情況下,還付期會有怎樣的改變呢?這代表當轉換效率在增加的時候,還付期是會相對減少的。如果太陽能電池製造商能把轉換效率由15%提升至化%,那還付期則可減少0.9年。所以中國尚德電力利用「PLUTO」技術把太陽能電池轉換效率由15%增加至20%,那還付期便能由15年縮減至11.3年,下降達25%。如果轉換效率由15%增強至30%,那麼還付期會減少50%,從15年縮短至7.5年。如未來有技術突破,能把能量轉換效率提升至50%,那麼,還付期更能驟減至4.5年!根據研究所得,消費者一般可以接受3至5年的還付期。無可置疑,還付期的減少是吸引更多的消費者使用太陽能發電系統的關鍵。另一方面,利用光學技術也能提升轉換效率至35%。我們將簡略介紹這方面的技術。

在太陽能電池頂部加上菲涅爾透鏡,將80%~90%的太陽光線聚焦於太陽能電池上,使每個太陽能電池能接受更多光能,而太陽能電池則使用了一種被稱為「III-V化合物」的材料去增加轉換效率。太陽能電池轉換效率高達35%,相比普通太陽能電池轉換效率增加了2倍。因為新增的透鏡是普通光學玻璃,所以額外增加的成本是非常低的。這種技術可以有效地提升轉換效率。然而,這技術亦有弊端,它不能使用分散的陽光,即是它要求光線垂直射於菲涅爾透鏡上。為了使太陽能電池能持續並直接接受太陽光的照射,它需要一個機械跟蹤系統使太陽能電池系統能調整到能與太陽精確對應的位置。這將增加整個系統的維修成本和造成額外的維修問題。另一方面,當太陽能電池在高能量光線下工作的時候,會產生高溫,因此需要散熱片去說明散熱,但這額外裝置將令成本進一步增加。同時,由於太陽能電池長時間在高溫之下運作,令電池加速老化,對電池的可靠性造成問題,這將顯著減低太陽能電池的壽命。所以說,沒有更新的技術突破,提高太陽能發電轉換效率是不容易的。

C.研發新技術

第一代太陽能電池技術是矽片型太陽能電池,如前所述,所需的能源和材料都很多。因為近年硅料的暫時短缺,迫使廠商利用其他可減少使用硅的技術,甚至是不用硅做原料的太陽能電池技術。因而我們開始使用第二代太陽能電池技術——薄膜技術。

a.薄膜太陽能電池

薄膜太陽能電池是在便宜的基板上(如廉價的玻璃、不銹鋼或塑料)沉積一層可產生太陽能發電效應的薄膜,厚度只需數微米。目前薄膜太陽能電池從材料上可分為三類:硅基薄膜電池、化合物半導體薄膜電池和染料敏化的光化學太陽能電池。其中又只有非晶硅(a-Si)、碲化鎘(CdTe)和銅銦鎵硒(CIGS)已商業化。非晶硅(a-Si)是硅基薄膜電池,而碲化鎘(CdTe)和銅銦鎵硒則是化合物半導體薄膜電池。非晶硅在眾多薄膜技術中研究時間最長,市場佔有率達64%,市場份額最大。在其餘的兩種化合物薄膜技術中,碲化鎘有26%的市場份額並正在急劇增加。銅銦鎵硒也佔有10%的份額市場。但銦及碲是稀有金屬,蘊藏量有限;鎘是有毒物質,並且研究時問尚短,故採用這兩種技術的電池製造商很少。
類型 2005年薄膜市場份額 特點
非晶硅(a-S) 64% 它的研究進行時間最長,可能是3個技術中最為人所能理解的材料,商業化的時間也是最長的。碲化鎘(CdTe) 26% 雖然鎘是有毒的,但其市場份額正在急劇增加。該產品商業化的時間也較長。銅銦鎵硒(CIGS) 10% 在理論上是最具潛力的,轉換效率也較髙,但現階段技術掌握不足,因此開發商較少非晶硅是指硅原子的排列非常紊亂,它是以電漿式化學氣相沉積法,在玻璃等的基板上成長厚度約1μm的非晶硅薄膜。它對於可見光譜的吸光能力很強,所以只需要薄薄的一層非晶硅就可以把光子的能量有效地吸收。第一代傳統太陽能電池所用的晶圓厚度要200~300μm,非晶硅太陽能電池硅材料節省達200倍!可是非晶硅的太陽能發電轉換效率非常低,只有6%~7%,而且長時間光照會令轉換效率大幅降低,導致電池可靠性不高。不過,以多結式(Mulitjunction)結構為基礎的太陽能電池可改善非晶硅太陽能電池的缺點。

如今,日本夏普就在製造多結式薄膜太陽能電池。夏普在傳統迭式兩層薄膜電池(一層非晶硅加上一層微晶硅)的基礎上,成功開發了新的迭式三層薄膜電池(兩層非晶硅加上一層微晶硅),並能大量生產。這新結構令薄膜電池的轉換效率從11%增加到13%,模塊轉換效率從8.6%增加到10%。另一方面,碲化鎘和銅鋼鎵硒並不是以硅作原材料,它們都是化合物半導體。碲化鎘目前在實驗室中的轉換效率可達16%,而商業成品的轉換效率大約是11%。但是因碲的天然蘊藏量有限,未必能支持太陽能電池的需求量。鎘是各國管制的高污染性重金屬,因此,該技術的發展受到限制。銅銦鎵硒在實驗室的轉換效率亦很高,可達19%。但與碲一樣,銦的天然蘊藏量也很有限。

薄膜技術不僅具有減少甚至不倚賴硅料的優點,而且不需要經過高耗能的提煉過程,亦可以減少能源的損耗。關於耗能,在太陽能發電產業中,很多時候都用EPBT(能源回收期,Energy Pay-Back Time)來量化製造太陽能電池所損耗的能源。EPBT的意思是,需要多少年的時間才可讓該太陽能發電系統所產生的能量與製造該系統所消耗的能量相等。
太陽能電池技術 EPBT/年 系統生產能源比製造該系統所需能源/倍
單晶硅 2.7 10
多晶硅 2.2 12
絲帶晶硅 1.7 16
碲化鎘 1 27

如果各類電池所能生產的能源都是相同的,那麼最短的能源回收期是碲化鎘薄膜電池,為期1年。而最長則是單晶硅的能源回收期,為2.7年。第三列的數字代表該系統可產生的能源是製造該系統所需能源的多少倍。單晶硅的太陽能發電系統可生產的全部能量只是製造該系統所用能量的10倍;而碲化鎘最高可達27倍。這代表製造碲化鎘的能源消耗是最少的,而製造單晶硅的能源所需是最多的。這是因為,單晶硅在提煉硅料及提拉晶體時都要耗費大量能源。

薄膜技術還有其他好處,它能以卷動的形式生產大面積太陽能電池。如圖3-12,薄膜技術以好像是列印的方式將感光材料沉積在大面積的塑料上,因而可生產大面積的太陽能電池,幾乎可以滿足任何形態的產品使用。如可在不銹鋼上噴上薄膜;將之安裝在汽車外殼;也可把薄膜塗在玻璃上,既作裝飾,又能發電;更廣泛的應用是把薄膜配搭在建築物料上或將其預先融入建築物料中。圖3-13顯示的是太陽能電池結合地面磚照明(MPV)。雖然它的太陽能轉換效率遠比第一代硅系太陽能電池低,基於薄膜太陽能電池的種種優點,仍有不少研究單位和廠商在進行新材料或生產流程的研發,期望能改善薄膜技術種種的缺點。無論如何,它的用途及靈活性足以使它成為未來太陽能發展的新方向。

b.第三代和第四代太陽能電池
第三代和第四代太陽能電池多在研究階段,還未能夠完全商業化。但第三代及第四代的太陽能電池的概念卻非常清楚:把太陽能發電效應推廣至更多材料中,使得太陽能發電不受原料限制,能將其融入社會不同階層的生活中。

C.各大企業的技術取向
我們知道提升太陽能電池技術是產業本質,可大大幫助減低成本,實現太陽能發電的低價格化,使更多消費者願意利用太陽能發電。但怎樣達到提升技術的目標,各大企業卻各顯神通:業界的龍頭日本夏普自行研發客戶所需技術,例如BIPV,把薄膜技術融入到建築材料里。德國Q-Cells著重從控制及並購其他公司而得到不同的技術,例如和瑞典Silbro AB合組公司取得銅銦鎵硒薄膜技術。而中國尚德電力集中資源去提升太陽能電池轉換效率:發展「PLUTO」專利技術,期望單晶硅的發電效率在2008年達至20%。各大企業的取向或許不一樣,但殊途同歸,都是為了提高太陽能電池技術,把太陽能發電成本降低,爭取讓太陽能發電融入生活。

二、整合供應鏈(ISC)

前面,我們談過了太陽能發電產業的IPD,並得出這樣的結論:技術改進是最重要的。但在太陽能發電產業里,除了技術的穩固,還需要供應鏈的靈活性以實踐融入生活。整合供應鏈便是從整個供應鏈中選取最重要的步驟並加以管理,提高工作效率從而使企業得益.

③ 【太陽能】關於廣義和狹義太陽能的概念問題和應用問題

1、一般意義上的太陽能就是指太陽輻射的光和熱。嚴格意義上還有其他成分,但是幾乎全部不能到達地球表面。
2、不是的,兩個是一樣的,第二個定義並不是很好,存在很多缺陷。火山爆發就不是太陽能,但是也會有光和熱!
3、不是的,廣義的包括全部輻射能量以及次生能量(風能、石油……),狹義的只包括直接從太陽發出的。
4、是的。但是目前只有硅電池有實際應用,其他的僅在實驗室。
5、輻射有速度,是光速,從太陽到地球需要8分19秒。有功率
6、物理量:這個你要不是物理專業,很難給你解釋。大意就是物理上去描述物體的方法。
7、宇宙中心目前還不知道是哪裡,可觀測宇宙有200億光年左右。但是太陽只有50億年,它發出的光(能量)並不能到達大部分可觀測宇宙。如果你認為地球就是中心那就可以到達。相對論表明參考系是任意的,所以你可以認為地球就是中心。
8、多方面,製造成本、利用效率,一般以
多少
元每千瓦時
來計算。目前的電費大約是0.5元每千瓦時。但是太陽能的成本就可能達到1-10元每千瓦時。

④ 什麼是太陽能

太陽能指太陽內部發生熱核反應釋放出來的能量。太陽是一顆碩大、熾熱的恆星,不斷進行著熱核反應,輻射出大量的能量,其中一部分能量到達地球。太陽到達地球的能量很大,一部分為植物利用,轉化為生物能,一部分則作用於水的蒸發,轉化為水能,還有很多能量被白白浪費掉。太陽是巨大的天然能源,利用太陽能具有廣闊的前景。為了更有效地利用太陽能,把太陽光轉換成熱、電、化學能等,科學家們研究用大面積光裝置將太陽能集中起來,轉化為水能或電能,已經設計製造了多種太陽能設備。
太陽能發電是一種清潔型能源系統,可直接利用太陽光發電。幾乎適用於任何地方——大型建築物、工廠和住宅樓。商業和個人用戶均能享受到太陽能發電的好處。太陽能發電是一種清潔型能源系統,可直接利用太陽光發電。幾乎適用於任何地方——大型建築物、工廠和住宅樓。商業和個人用戶均能享受到太陽能發電的好處。太陽能發電是一種清潔型能源系統,可直接利用太陽光發電。幾乎適用於任何地方——大型建築物、工廠和住宅樓。商業和個人用戶均能享受到太陽能發電的好處。太陽的能源問題一向很吸引人。最早有人提出太陽能量是由其自身物質向中心收縮產生的。然而,這樣的能源只可維持大約3000萬年,而地球上最古老的岩石年齡已有38億年了。此後的一些假說,同樣難以自圓其說。後來人們才知道,太陽能源來自它直徑不到50萬千米的核心部分,其核心溫度極高,壓力極大,發生了熱核反應:每4個氫原子核結合成一個氦原子核,同時釋放出巨大的能量。這一過程足足可以進行100億年。太陽能指太陽內部發生熱核反應釋放出來的能量。太陽是一顆碩大、熾熱的恆星,不斷進行著熱核反應,輻射出大量的能量,其中一部分能量到達地球。太陽到達地球的能量很大,一部分為植物利用,轉化為生物能,一部分則作用於水的蒸發,轉化為水能,還有很多能量被白白浪費掉。太陽是巨大的天然能源,利用太陽能具有廣闊的前景。為了更有效地利用太陽能,把太陽光轉換成熱、電、化學能等,科學家們研究用大面積光裝置將太陽能集中起來,轉化為水能或電能,已經設計製造了多種太陽能設備。希望幫到你

⑤ 什麼是太陽能

太陽能一般指太陽光的輻射能量。在太陽內部進行的由「氫」聚變成「氦」的原子核反應,不停地釋放出巨大的能量,並不斷向宇宙空間輻射能量,這種能量就是太陽能。太陽內部的這種核聚變反應,可以維持幾十億至上百億年的時間。太陽向宇宙空間發射的輻射功率為3.8×1023千瓦的輻射值,其中二十億分之一到達地球大氣層。到達地球大氣層的太陽能,30%被大氣層反射,23%被大氣層吸收,其餘的到達地球表面,其功率為800000億千瓦,也就是說太陽每秒鍾照射到地球上的能量就相當於燃燒500萬噸煤釋放的熱量。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,化學能,水的勢能等等。狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。

⑥ 太陽能具體指的是哪些能源

太陽能,是指太陽的熱輻射能(參見熱能傳播的三種方式:輻射),主要表現就是常說的太陽光線。在現代一般用作發電或者為熱水器提供能源。

自地球上生命誕生以來,就主要以太陽提供的熱輻射能生存,而自古人類也懂得以陽光曬干物件,並作為製作食物的方法,如制鹽和曬咸魚等。在化石燃料日趨減少的情況下,太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分,並不斷得到發展。太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式,太陽能發電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能也包括地球上的風能、化學能、水能等。

太陽能的利用目前還不是很普及,利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題,但是太陽能電池在為人造衛星提供能源方面得到了應用。

人類依賴這些能量維持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地熱能資源除外),雖然太陽能資源總量相當於人類所利用的能源的一萬多倍,但太陽能的能量密度低,而且它因地而異,因時而變,這是開發利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點會使它在整個綜合能源體系中的作用受到一定的限制。

太陽能既是一次能源,又是可再生能源。它資源豐富,既可免費使用,又無需運輸,對環境無任何污染。為人類創造了一種新的生活形態,使社會及人類進入一個節約能源減少污染的時代。

建設太空太陽能發電站的設想早在1968年就有人提出,但直到最近人類才開始真正將之付諸行動。日本可謂此項目的先驅者之一,該項目預計耗資210億美金,發電量能達到十億瓦特,能供29.4萬個家庭使用。在太空建太陽能發電站,無論氣候如何,均可利用太陽能發電,這與在地球上建立太陽能發電站的情況不同。

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