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N型高效太陽能電池的價值機(jī)會

   2017-05-05 中來光電44080
核心提示:從21世紀(jì)中期開始,太陽能從全球電力領(lǐng)域邊緣的昂貴補(bǔ)充品,已成為了一種成本低廉的電力來源、并且可能會對目前主流電力領(lǐng)域產(chǎn)生
 從21世紀(jì)中期開始,太陽能從全球電力領(lǐng)域邊緣的昂貴補(bǔ)充品,已成為了一種成本低廉的電力來源、并且可能會對目前主流電力領(lǐng)域產(chǎn)生顛覆性沖擊。在這些沖擊下產(chǎn)生了包括政策在內(nèi)的各種各樣的阻力,導(dǎo)致了太陽能電力體量的增長速度驟然放緩——即便太陽能電力在越來越多的市場及細(xì)分領(lǐng)域正表現(xiàn)出越來越引人注目的經(jīng)濟(jì)性。發(fā)展同樣帶來了一個非常重要的后果:太陽能電力領(lǐng)域方方面面競爭都在激化,在為利潤和回報帶來壓力的同時,也促使太陽能企業(yè)在捕捉價值的過程中發(fā)展自己獨特的能力。

對于太陽能企業(yè)來說,通過技術(shù)來發(fā)展自己獨特的能力是一條潛在途徑。一系列驅(qū)動,使具有先進(jìn)電池結(jié)構(gòu)的高效組件的商業(yè)化成為可能。本報告描述了新機(jī)會出現(xiàn)的背景,重點強(qiáng)調(diào)了先進(jìn)電池技術(shù)創(chuàng)造價值的潛力,還描述了實現(xiàn)這一價值可能遇見的主要阻力。報告進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),泰州中來光電科技有限公司作為一家先進(jìn)技術(shù)和高效太陽能電池供應(yīng)商,在此次機(jī)遇中為組件廠商們提供了一條低投資、低風(fēng)險的路徑。

太陽能領(lǐng)域市場背景

在過去十年,太陽能行業(yè)發(fā)生了巨大的改變,概括如下(圖1):

? 2006-2011年:全球裝機(jī)量年復(fù)合增長率(CAGR)為66%,從2006年的2.2GW增長到2011年的28.5GW;2006年至2010年,全球生產(chǎn)利潤加權(quán)平均值從19%增長到39%,而2011年時則跌至3%。在此期間,太陽能廠商注重增加產(chǎn)能、同時確保多晶硅和硅片的供應(yīng)渠道。

? 2011-2016年:全球裝機(jī)量年復(fù)合增長率(CAGR)為23%,從2011年的28.5GW增長至2016年的80.5GW;在2012年至2016年間,全球生產(chǎn)利潤加權(quán)平均值范圍則驟降至0%~-32%。在此期間,太陽能廠商注重降低成本,包括重新商談多晶硅和/或硅片供貨合同,同時經(jīng)濟(jì)有效地進(jìn)入新的地域市場。

光伏系統(tǒng)裝機(jī)量
(GW/年)
來源:PHOTON咨詢(注:所有數(shù)據(jù)為估值)
圖表1:光伏年裝機(jī)量年復(fù)合增長率從2006-2011年的65%降到了2011-2016年的22%

在此期間,約有62%-68%的晶硅電池/組件采用的是基于P型多晶硅片“常規(guī)”鋁背場(Al-BSF)電池結(jié)構(gòu),如圖表2所示。這反映出了一系列關(guān)鍵的驅(qū)動力,包括:1)擴(kuò)充產(chǎn)能時單位資本支出低;2)對廠商來說,運營和技術(shù)風(fēng)險低;3)對開發(fā)者、EPC和投資方來說,性能和產(chǎn)品可替換性風(fēng)險低。



光伏技術(shù)總覽
高效
常規(guī)單晶
常規(guī)多晶
來源:PHOTON咨詢注:所有數(shù)據(jù)為估值
圖表2:在2016年光伏領(lǐng)域快速增長階段結(jié)束之前,基于P型多晶硅片的電池/組件占晶硅組件的62-68%

放眼將來,未來5年,全球裝機(jī)量有可能停滯在每年70GW-80GW之間(最高可能達(dá)到90GW),一些區(qū)域的下跌會被其他市場的增長抵消。這將會使生產(chǎn)利潤極低的環(huán)境持續(xù),越來越多的廠商會開始面臨削減成本、資本性支出有限的挑戰(zhàn),同時還需要賦予產(chǎn)品具有競爭力的性能。


光伏系統(tǒng)裝機(jī)量
(GW/年)
全球裝機(jī)量預(yù)期范圍
來源:PHOTON咨詢注:所有數(shù)據(jù)為估值
圖表3:2017-2021年間,光伏年裝機(jī)量預(yù)期為70-90GW之間

N型電池歷史

N型單晶硅片與P型多晶硅片相比,技術(shù)性能的優(yōu)勢是非常牢固的:

? N型電池/組件不受與硼氧有關(guān)的光致衰減的影響

? N型基底對鐵等常見金屬雜質(zhì)的容忍度更高

? 基于N型硅片的電池允許雙面電池設(shè)計,可以吸收背面照射產(chǎn)出更高的電力

同樣值得注意的是,N型單晶硅片為真正的高效電池結(jié)構(gòu)提供了基底,其中包括SunPower量產(chǎn)的交錯式背接觸(IBC)電池/組件,松下和全球領(lǐng)先的資產(chǎn)設(shè)備公司Meyer Burger量產(chǎn)的異質(zhì)結(jié)(HJT)電池/組件,以及中來、Silfab量產(chǎn)的雙面電池/組件,Centrotherm也提供雙面電池/組件的技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品包。

在2006-2016年間,出于一系列原因,大部分太陽能廠商選擇不去利用n型單晶硅片帶來的技術(shù)優(yōu)勢:

? 由于多晶硅鑄造爐產(chǎn)能增長遠(yuǎn)比單晶硅拉晶爐要快,多晶硅錠/片的成本一直低于單晶硅錠/片
? 全球領(lǐng)先的商用太陽能硅片廠商保利協(xié)鑫專注于快速提高多晶硅片產(chǎn)能,并憑借其多晶硅/錠/片整合商業(yè)模型的優(yōu)勢,得以從其他商用硅片供應(yīng)商處取得份額
? 光伏系統(tǒng)開發(fā)者、EPC和投資人,尤其是大型地面電站的開發(fā)者、EPC和投資人,專注于使資本性支出最小化,在其中大部分情況中都選擇了P型多晶電池

放眼未來,由于整個市場環(huán)境發(fā)生了下述重要變化,選擇N型單晶電池/組件的情況將越來越多:

? 由于單晶硅錠工藝的進(jìn)步(坩堝補(bǔ)給和多坩堝運用能力)和單晶硅片工藝的改善(金剛線切片),單晶硅片生產(chǎn)成本的差距正在迅速收窄,如圖表4所示
? 隆基和天津環(huán)歐等商用硅錠/硅片廠商正在利用成本降低擴(kuò)張其單晶硅錠/硅片產(chǎn)能,為電池廠商提供了更多單晶硅片貨源
? 中國政府的“領(lǐng)跑者”項目在世界最大的光伏裝機(jī)市場上為高性能組件預(yù)留了大量消化產(chǎn)能的空間
? 隨著大型地面電站競爭激化(如逆向拍賣市場),越來越多的系統(tǒng)開發(fā)者、EPC和投資人開始認(rèn)可N型單晶電池/組件更為強(qiáng)大的長期收益能力


太陽能硅片總成本
(美元/瓦 P型156mm硅片)
多晶
單晶
來源:PHOTON咨詢注:所有數(shù)據(jù)為估值
圖表4:單晶與多晶P型硅片的價格差從2013年的0.04美元/瓦收窄到2021年的0.01美元/瓦

N型電池和價值創(chuàng)造

光伏系統(tǒng)使用N型電池/組件能獲得更高價值創(chuàng)造和價值獲取的原因在于:

? 基于N型硅片的電池/組件具有更高的轉(zhuǎn)換效率,從而拉低了BOS成本;由于組件在系統(tǒng)總成本中占比下降,BOS成本會成為越來越為重要的價值驅(qū)動力

? 基于N型硅片的電池通常比基于P型硅片的電池具有更低的溫度系數(shù),從而可以提高實際每瓦發(fā)電量

? N型電池可以設(shè)計成雙面,兩面都能在陽光輻照下發(fā)生反應(yīng),相較單面發(fā)電的常規(guī)電池,可以大幅度提高發(fā)電量

上述因素綜合起來可以導(dǎo)致系統(tǒng)IRR較使用P型多晶硅鋁背場組件的常規(guī)系統(tǒng)提升3-4個百分點。如圖表5所示,即便在假設(shè)N型組件價格要貴0.05美元/瓦之后,上述因素依舊能夠提升系統(tǒng)IRR。在此必須強(qiáng)調(diào),N型組件對系統(tǒng)總體經(jīng)濟(jì)性的具體影響應(yīng)根據(jù)具體不同的系統(tǒng)分類討論。

光伏系統(tǒng)IRR
(%)


假設(shè)N型組件價格貴0.05美元/瓦



N型組件更低的溫度系數(shù)能夠提升1%的發(fā)電量



N型組件效率假設(shè)高3.6百分點,節(jié)省BOS成本



N型雙面組件背面發(fā)電使整體發(fā)電量提升27%







常規(guī)P型多晶組件價格 BOS成本溫度系數(shù)背面發(fā)電量 N型單晶雙面



圖表5:此圖中,N型單晶雙面組件系統(tǒng)的IRR要比常規(guī)P型多晶組件系統(tǒng)高3.7個百分點

盡管N型雙面組件能夠提升系統(tǒng)IRR,還是得認(rèn)清系統(tǒng)的“IRR期差”才是評估系統(tǒng)價值獲取的最關(guān)鍵指標(biāo)。該指標(biāo)為系統(tǒng)IRR和貼現(xiàn)率之差,而貼現(xiàn)率是系統(tǒng)融資的基礎(chǔ)。貼現(xiàn)率由無風(fēng)險收益率與風(fēng)險溢價相加組成,而風(fēng)險溢價代表了系統(tǒng)投資人對與持有電站相關(guān)的風(fēng)險的前瞻。許多因素都會影響投資人對風(fēng)險的前瞻,包括組件供貨商風(fēng)險、電池/組件技術(shù)風(fēng)險、基于某一特定技術(shù)的某種組件的可用性風(fēng)險等。如果某種基于非常規(guī)技術(shù)的系統(tǒng)具有較高的IRR,但是比基于常規(guī)技術(shù)的系統(tǒng)具有更高的貼現(xiàn)率,那么該非常規(guī)技術(shù)系統(tǒng)的IRR期差則較低,盡管其IRR更高,該系統(tǒng)能創(chuàng)造的價值也更小,如圖表6所示:


光伏系統(tǒng)IRR(%)
IRR期差
風(fēng)險溢價
貼現(xiàn)率
常規(guī)P型多晶組件
N型單晶雙面組件
來源:PHOTON咨詢注:所有數(shù)據(jù)為估值
圖表6:非常規(guī)技術(shù)盡管具有較高的系統(tǒng)IRR,但其較高的風(fēng)險溢價可導(dǎo)致較低的IRR期差

對于想要提供采用了非常規(guī)技術(shù)高效組件的供應(yīng)商來說,該圖表尤為重要,該類供應(yīng)商應(yīng)采取行動降低太陽能下游領(lǐng)域參與者(系統(tǒng)開發(fā)者、安裝商、EPC,尤其是投資人)對非常規(guī)技術(shù)的預(yù)期風(fēng)險。

組件制造商的低風(fēng)險選項

一些現(xiàn)有太陽能廠商正在考慮將N型單晶組件添加到自己的產(chǎn)品線中,然而當(dāng)他們這樣做時卻走到了兩難的地步。一方面,想要通過自有的N型單晶電池生產(chǎn)線生產(chǎn)新產(chǎn)品將會涉及到多方面風(fēng)險。想要取得成功,廠商必須獲取低廉的硅片渠道、在新電池工藝產(chǎn)能中投入盡量少量的資金、發(fā)展技術(shù)和運營能力,直到成功產(chǎn)出高效電池,并促進(jìn)其銷售和市場能力,從而保證新產(chǎn)品能夠達(dá)到銷量和價格目標(biāo)。當(dāng)前的商業(yè)環(huán)境中存在的資金和各項資源緊縮的情況加劇了這些風(fēng)險和挑戰(zhàn)。另一方面,如果廠商堅持使用已有的常規(guī)技術(shù)產(chǎn)品線,則會面臨產(chǎn)品和技術(shù)全面落后的風(fēng)險,屆時其他競爭者都能憑借更高效的產(chǎn)品高歌猛進(jìn)。

小規(guī)模廠商研發(fā)能力有限、財務(wù)緊張,如果要以最低風(fēng)險解決這種困境,則需要與擁有高效N型電池的廠商簽訂電池供貨協(xié)議,并且在本企業(yè)內(nèi)只從事組件封裝。該辦法是增加N型單晶組件產(chǎn)能的一條低風(fēng)險、低成本的途徑。

組件廠商采使用該方法的關(guān)鍵在于找到正確的電池供應(yīng)商。好的電池供應(yīng)商具有以下特征:

? 可以以較低價格取得N型單晶硅片貨源

? 有相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)量可以保證規(guī)?;档统杀?br />
? 具有性能優(yōu)異、產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)和融資能力強(qiáng)的口碑

中來是具有這些典型的特征。比如,2017年,中來的N型單晶雙面電池產(chǎn)能將達(dá)到2GW,而且作為許多企業(yè)的高質(zhì)量/高性能封裝材料供應(yīng)商,中來已經(jīng)建立了良好的口碑,以往的客戶同時也是高性能N型電池的潛在客戶。

2017年4月出版

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