太陽能電池發電系統全壽命發電量,真的低於其生產耗電量嗎?


組件能耗最高的環節是硅料生產環節,目前根據協鑫還有特變新特的公開資料,每公斤硅料的能耗比25kwh以下。

切片以及後續環節,能耗不大,根據 吳shanshan回答中愛康的鑄錠切片能耗來看1kwh可以生產20w+的電池片,而多晶硅1kg可以切大約40pcs以上 156的電池片,1pcs 156 大約是4W左右。

所以1kg的硅料最後可以做160W組件。

組件封裝能耗佔比最小,估計1kwh可以封2塊以上60cell組件(功率等級250W以上)--此點目前沒有公開數據,不好推斷,但根據組件封裝廠運行情況,能耗在生產成本佔比非常非常小。

按照2類地區平均利用時數1500h計算,1W組件生命周期發電量是31kwh左右。

而1w組件的生產耗電量約為0.877,生產電量為31kwh左右,能源回收比為35倍


正好我有資料,佛山某知名電池片生產商的數據,我目前只有這個公司2014年的用電量數據,粗略估計一下。如有不恰當的,歡迎指正~

2014年,該公司用電量3200萬度,電池片產量720MW。算下來平均1度電可以生產20W+電池片。

而太陽能電池片的發電量是1度/W。

按光伏組件使用壽命25年計算,可以發電22度,25年可以發440度電。

但實際組件使用壽命遠不止25年,所以如果組件無物理損壞的話,發電也絕不止440度電~

折算一下,1度電生產20W+電池片,25年總共可以發440度電。28年發電500度~

換言之,消耗1度電生產電池片,可以獲得440+度的清潔電能~~~

以上,如此!


這個全壽命周期的能耗計算是有很多標準的。當然不能拿簡單的光伏生產過程電耗來算,因為光伏組件生產除電力外還消耗了大量化學品,這些東西本身的能耗也是很高的。

首先大部分研究者的計算只算電池組件,即使如此,不同的研究者也有很大區別:《中國光伏電池組件的生命周期評價》按2009年全國光伏企業數據,先進水平電池組件的能量回收時間是3.82年(寧夏),主流水平要達到7.44年(寧夏);而《中國多晶娃光伏系統生命周期評價》一類光伏地區的能量回收期是2.08-2.36年,其研究數據和前文基本為同一時期。

當然如果考慮到光伏組件生產過程中的技術進步,尤其是多晶硅生產能耗的下降,《中國光伏電池組件的生命周期評價》先進水平的多晶硅(改良西門子法)生產能耗為125kwh/kg,目前改良西門子法最先進水平生產能耗降低到60kwh/kg左右,而按有關報道硅烷流化床法進一步下降至25kwh/kg,就算國內部分光伏組件及多晶硅產能落後,也不至於比09年時差。所以目前的光伏組件的能量回收時間可以控制到2~3年以內應當是沒有疑問的,至於較早投產的那些光伏電站,這個就不好說了。

但大型併網光伏電站建設、運行過程中的能耗很少有見分析,尤其是光伏併網過程電網為消納調峰可能付出的額外能耗沒有計算——比如利用火電調峰、抽水蓄能等電網措施進行調峰的能源效率損失,還需要考慮光伏組件在運行中由於質量和環境問題造成的額外衰減等因素。這部分損失考慮進去,實際的光伏組件能量回收時間可能還要適當延長一些。也就是說光伏組件的實際能源回報率水平在10倍以下或者更低。作為對比,大型水電的能源回報率水平在170到267,風電為18~39,可以說在可再生能源中是比較差的選擇,其較昂貴的上網電價也說明了這一點。


謝邀

我做高倍聚光光伏的,一個平方厘米面積的電池(三結砷化鎵),就發電25W左右。一個6kw機組大約用到這樣的電池256個。即0.0256平方米的電池。

電池的生產用電非常低,以至於幾乎可以忽略。

系統真正消耗材料的主要為鋼架的追日儀重量。

6kw的機組大約要2T的鋼,還有幾噸的水泥。

每100W,約有2kg的鋁,

每100w,約有2平方米的玻璃。

這個系統是追日的,在內蒙一年做出1700以上的等效發電小時是完全存在的。

能耗問題沒算過,應該不會很大,這個系統每個零件可以獨立更換的。所以壽命期超長,在壽命期去算電池的生產消耗。

但也因為電池是可以更換的,整個系統壽命估計會超過50甚至70年。

估計單個電池在更換前有25年壽命期沒啥問題。

那麼一個平方厘米的電池,一輩子會發電約1000度電沒有問題。這顯然會遠遠超過生產一平方厘米電池所需了。

6kw機組,一年中應能發電約6*1700=10200kwh

即使算電池平均有效壽命期20年,也有總發電量約20萬kwh以上了

而所有電池不到0.03平方米,

砷化鎵融點約(1238℃),低於硅的融點(約1410℃)

生產三結砷化鎵光伏電池所消耗的能量應不會明顯高於生產硅光伏電池。

而1平方米的硅光伏電池功率應不到180WP,按另幾位的數據看,生產需要的材料略多於1kg

0.0256平方米電池重量近似計算為0.03kg,等效硅光伏電池功率約60wp。按照硅光伏每kwh生產20+wp電池算。

生產耗電約3kwh

這與壽命期發電量相比,差出近十萬倍了。


現在是可以的,早期不行.......在組件還40元/wp的年代,工藝和原料及規模化都沒有上來,那時候更多的是考慮能源來源無限的問題。

某個年代從矽片生命周期來衡量,獲得收入(發電)與製造成本、原料成本、應用成本,甚至是治理成本,毫無疑問是負分值。從40元/wp到4元/wp又何嘗不是綜合成本的真實反饋。


生產太陽能電池板所消耗的一切都體現在價格上,建電站的時候都是考慮能不能掙錢的,要不然怎麼會有公司投那麼多錢


其實 生產耗電量和發電量 並不是主要因素。

主要因素在於,廠家還需要 通過賣電池板——賺錢。

除了生產成本之外 到最終的使用者手中發光發熱,還需要:

稅收,運費,安裝費,配套設施費(架子,電池,逆變器什麼的),維護費(電池老化需要定期更換,逆變器老化更換,意外損壞)等等各種費用。

最終基本上 雖然可以回本,但 還是 難以回本回本周期 太長了 !!!


這個根據價格推算也可以啊,能耗是體現在組件價格里的,扣除補貼後,算回收周期


咳咳,誰和你說的。。。或者說你在哪看的

要是這都回不了,那還生產啥


是的,美國BNL有一個報告;European Commission也做過類似的調查。美國First Solar碲化碲組件的能源回收期(Energy Payback Time)只有0.7年,不足十個月。


算一下就知道,以1w太陽能電池為例,壽命算20年吧(效率衰減不了多少),每天光照算3個小時(很多地方不止),20×365×3=21900w,關於1w太陽能電池生產消耗的電量,有人說6000w,姑且多說點,算10000w吧(實際太陽能電池每瓦價格目前大概4元左右),即使如此,也可以看出來,太陽能電池發電系統全壽命發電量要高於其生產耗電量


和各個部件的利用率有關?


能滿足。


肯定不是,要不生產電池片就沒有意義了,而且隨著技術的進步,能耗進一步降低。


確實有部分太陽能電池是這樣的,而這部分太陽能電池之所以還能夠存在,主要涉及到兩個方面的原因:第一方面,像硅系的太陽能電池,在生產初期,有人在一定的外在條件假設下算過,如果算上環保能耗,要五年工作時間才能回收能量,顯然很多情況下這是不現實的,也就是說發電小於耗電。但是因為看中未來的發展、政策因素、民眾心裡因素,還是實現了工程化廣泛生產和使用,並隨著技術的進步,,逐漸的能夠做到發電大於耗電。第二方面,像最近很火的發展很快的由science堆起來的有機無機雜化鈣鈦礦太陽能電池,實驗室效率已經達到22.5%,之所以未商業化,在於價格和大規模製備等等工程化問題,如果化為能源問題,也就是耗電還是遠小於發電!離商用還很遠。綜合以上,我們可以得到的基本事實是:一旦生產耗能小於工作產生的能源,該太陽能電池就可以商用了(事實也就是這樣);目前太陽能電池的水平,發展很快,但是還有待理論、材料和工程上更大的突破,這樣才可以讓太陽能不依賴環保的噱頭真正推廣開。


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