主页～开心注册～主页？江西新能源科技职业学院毕业论文江西新能源科技职业学院毕业设计（论文）浅析我国光伏设备制造业的未来发展趋势级:2015级生产管理二班业:光伏材料加工与应用技术生产管理方向指导老师:**一七年九月江西新能源科技职业学院毕业论文2015级生产管理二班浅析我国光伏设备制造业的未来发展趋势指导教师指导教师签章答辩委员会主任签章江西新能源科技职业学院毕业论文第II太阳能资源在现如今资源枯竭的时代，作为新兴资源其推广和应用的前景尤为广阔，而光伏产业在能源环境危机情况下的迅速崛起。光伏产业在我国是一个新兴产业，是高新技术和资本密集型产业。和21世纪以来，我国光伏产业发展迅猛，到2008年我国光伏电池产量约占世界总产量的三分之一。本文对中国光伏产业发展现状作了简要分析，并针对现状分析光伏企业在中国发展的前景关键词：光伏企业；多晶硅；能源；江西新能源科技职业学院毕业论文第IIIAbstractSolarenergyresourcestodaysresourcedepletionera,emergingresourcesitspromotionapplicationprospectsparticularlybroad,photovoltaicindustryenvironmentalcrisisrapidrisePvindustrynewindustryChina,whichnewtechnologycapitalintensiveindustrySince21stcentury,Chinaphotovoltaicindustryhasbeendevelopingrapidly2008,ChinasphotovoltaiccellproductionaccountedworldstotaloutputpapermakesbriefanalysisdevelopmentstatusChinasphotovoltaicindustryphotovoltaicenterprisesChinaKeywords:pventerprise;Polysilicon;Energysource江西新能源科技职业学院毕业论文第IV页共21IIABSTRACTIII11本论文的背景12论文的结构安排21光伏产业价值链分析22全球厂商总体分析23硅片24电池、组件生产31中国光伏市场回顾32中国光伏市场特点33中国光伏市场发展预测331产业链各环节产值分布332光伏设备行业刚刚起步价值链与投资机会1141光伏行业展望与预测11411政策是决定光伏装机的关键因素11412中国将成为世界太阳能重要的发动机11413技术进步替代产能扩张成为关键所在11414组件厂商竞争加剧产能略有所过剩1242未来投资热点12421光伏新兴市场12422聚光太阳能将成为未来之星1315参考文献16江西新能源科技职业学院毕业论文11本论文的背景化石能源储量的有限性是发展可再生能源的主要因素之一。根据世界能源权威机构的分析，按照目前已经探明的化石能源储量以及开采速度来计算，全球石油剩余可采年限仅有41年，其年占世界能源总消耗量的405%，国内剩余可开采年限为15天然气剩余可采年限619年，其年占世界能源总消耗量的241%，国内剩余可开采年限30年；煤炭剩余可采年限230年，其年占世界能源总消耗量的252%，国内剩余可开采年限81年；铀剩余可采年限71年，其年占世界能源总消耗量的76%，国内剩余可开采年限为50全球化石能源的大量开采是造成生态破坏的主要原因之一，而化石能源的大量使用则是造成全球环境污染的主要原因，相关研究表明，大面积使用太阳能光伏发电电能，能有效减少二氧化碳的排放，减少温室效应，改变地球气候。发展可再生能源的契机来自《京都协议书》。联合国141个成员国家共同签署的《京都协议书》于2005月16日生效，将再生能源的开发与规划推向一个新的阶段。可再生能源主要发展方向为太阳能、风能、小水电以及生物质能发电等，而从目前发展状况来说，太阳能光伏发电虽然发展整体规模要小于风能，但是增长速度最快。随着硅片加工技术进一步成熟，光电转换效率的提高以及其他类型技术的发展，整个发电系统成本继续04年以前的下降趋势，包括太阳能光伏发电在内的可再生能源完全有可能完成从补充能源到常规能源的角色转换从长远看，太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。根据欧洲JRC的预测，到2030年可再生能源在总能源结构中占到30%以上，太阳能光伏发电在世界总电力的供应中达到10%以上；2040年可再生能源占总能耗50%以上，太阳能光伏发电将占总电 力的20%以上；到21 世纪末可再生能源在能源结构中占到80%以上，太阳能发电占到 60%以上，显示出重要战略地位。 江西新能源科技职业学院毕业论文 12论文的结构安排 第一章 第二章光伏产业链 第三章 中国光伏市场概况 第四章 价值链与投资机会分析 第五章 第七章参考文献 江西新能源科技职业学院毕业论文 光伏产业链21 光伏产业价值链分析 太阳能电池的生产主要集中于欧洲国家、日本和美国，其中德国、西班牙、日本 和欧盟集中了太阳能电池生产商，也是产品主要的需求国。目前，我国生产太阳能电 池的企业主要有：无锡尚德太阳能电力有限公司、中电电气（南京）光伏有限公司、 江苏林洋新能源有限公司、晶澳太阳能电源有限公司。除此之外，国内还有 300 家太阳能电池厂家，但是国内大多数厂商都只是购买电池芯片进行简单的组件封装工作，且产品品种单一。 在各产业链环节，其生产成本具有很大差异，因而所获利润也有较大差异，下 面给出在整个产业链最终生产出太阳能电池的成本构成。当然这两年以来由于多晶硅 产能的急速扩张，硅材料的价格下降较多，电池成本有较大下降。 22 全球厂商总体分析 整个光伏产业链产品供应商的数量呈金字塔形分布，位于最上端的多晶硅生产厂 商相对较少，光伏发电晶体硅电池片以及组件厂商迅速增多，产能扩张较快。由于晶 体硅电池片以及组件扩建周期较短，而处于上游环节的晶体硅原料企业扩张产能周期 较长，整个产业链扩张并不能同步，硅原料厂企业产能扩张速度明显滞后于电池片以 及组件企业。 另一方面，光伏发电与传统的发电设备不同，设备的维护和机械装置的制 造难度相对较小。从目前全球光伏产业链的技术分析来看，下游的硅片、太阳能电池 片、太阳能组件环节的生产技术已经相对成熟。国内企业近几年在这些领域发展的速 度非常快，涌现出一批全球知名的太阳能电池生产厂商，如江西赛维、无锡尚德、天 威英利等。而技术壁垒较高的原料高纯度多晶硅的提炼制造则发展相对较慢，不过近 几年由于国内大批厂商的进入，原料环节供需失衡的状况有所缓解。 江西新能源科技职业学院毕业论文 23硅片 铸锭与硅片的切割是整个产业链中重要的环节，目前其毛利率仅次于硅原料的生 产环节。硅片主要包括单晶硅和多晶硅，工序包括多晶硅铸锭（单晶硅生长）、切块、 线切割片、抛光清洗等。 其中单晶硅硅片以高纯的单晶硅棒为原料，或者使用半导体加工的头尾料和废次 单晶硅材料，经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。多晶硅硅片以多晶块料或单 晶硅头尾料以及锅底料，破碎后经过适当的腐蚀，然后用去离子水冲洗呈中性并烘干， 用石英坩埚装好，加人适量硼硅，放人浇铸炉，在真空状态中加热熔化。熔化后保温 一段时间，注入石墨铸模中，待凝固冷却后，即得多晶硅锭。硅片制备工艺不断提高， 硅材耗量逐渐降低。目前，硅片切割厚度已经可以降至160um，多晶硅用量降至8gWp。 24 电池、组件生产 一、电池的分类 目前在用的光伏发电技术主要有三种：晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和聚 光太阳能电池，其中晶体硅电池应用最广泛，占80%以上，薄膜电池近年增长迅速， 占10%以上，聚光太阳能电池有少量应用。在这3 种光伏发电技术中，晶体硅电池的 优点是转换效率较高、占地面积小，缺点是硅耗大、成本高，比较适于城市地区；薄 膜太阳电池的优点是硅耗小、成本低，缺点是转换效率低、投资大、衰减大、占地面 积大，比较适于偏僻地区的并网电站和建筑光伏一体化；聚光电池的优点是转换效率 高，缺点是不能使用分散的阳光、必须用跟踪器将系统调整到与太阳精确相对，目前 主要用于航天航空。预计未来光伏发电将呈现多种技术并存，共同努力降低成本的局 二、非晶硅薄膜太阳能电池在整个太阳能电池家族中，非晶硅薄膜太阳能电池因为其技术和应用方面的优 势，正在获得爆发性增长。2007 年行业增速约为 120%，预计未来三年内年均增速高 达100%。随着技术的进步，主流的非晶硅薄膜电池寿命已在10 年以上，使得非晶硅 薄膜电池成为最被看好的薄膜电池技术之一。 由于独特的技术优势，薄膜硅电池在民用领域具有广阔的应用前景： 江西新能源科技职业学院毕业论文 1在光伏建筑一体化上的应用：采用薄膜太阳能电池作为玻璃幕墙可以在成本提高不多的前提下实现建筑物能源的自给自足，且整体性好，美观； 2大规模低成本发电站：薄膜电池因为其弱光效应好，每天工作时间可超过 个小时，远高于晶硅电池每天约4个小时的工作时间，这补足了其发光效率相对较低 的不足； 太阳能照明光源：由于薄膜硅太阳能电池的弱光响应好，这个优势使薄膜电池组件在太阳能交通灯和公共照明系统上的应用更具优势。而LED 节能灯和非晶硅薄 膜电池的匹配，更是开创了无源照明的新纪元。 江西新能源科技职业学院毕业论文 中国光伏市场概况31 中国光伏市场回顾 2009 月23日，中央财政部、住房和城乡建设部联合发布了《关于加快推进 太阳能光电建筑应用的实施意见》与《太阳能光电建设应用财政补助资金管理办法暂 行办法》。2009 16日，财政部、科技部及国家能源局共同发出了《关于实 施金太阳示范工程的通知》，其政策配套政策也陆续出台，指导相关工作进行。包括 光伏行业在内的新能源产业被作为国家新兴战略型产业，受到中央的重视和支持。 2009 年，我国进行了首次光伏并网电站招标，由于业内企业的积极参与，该项 目装机容量由计划的10MW 增加为20MW。之后，随着金太阳工程和光伏屋顶计划补贴 的有序进行，根据不完全统计，2009 年全国新增容量达到140~150 MW 左右。 32 中国光伏市场特点 一、生产大国 消费小国 中国光伏产业近年来实现飞速发展。2007 年中国光伏发电市场安装20MWp， 2008 年安装40MWp；2007 年光伏产业销售额1000 亿元，2008 年销售额约2000 亿元； 2007 年行业就业人数10 万人，2008 年就业人数约20 万人，均为翻番。但行业现状 的红火难掩产业发展的瓶颈。大而不强，是中国光伏产业遭遇节点的突出表现。 2000 年以后，全球太阳能电池产量以年均40％左右的速度增长。我国光伏产业 年平均年增长率为495%，2007年增长562%，成为全球太阳能第一生产大国， 占全球产量的 266%。2007 年世界前 16 家太阳能电池公司中，中国已经占有了 家。2008年，中国超过了之前一直居全球市场份额首位的日本，成为全球第一大生 产国。而这一年的全球产量约为 7GW，中国的太阳能电池产能约为 33GW，产量超过 了2GW。因此中国的份额超过了30％。2009 年中国的太阳能电池产量达到了43GW， 占的全球份额已达到4 二、两头在外的市场格局一直以来，我国的光伏产业始终受到“两头在外”的双重制约。以每兆瓦太阳能 电池需多晶硅10~11 吨计算，2007 年国内太阳能多晶硅需求达12 万吨左右，而2007 年国内太阳能多晶硅产量不足1000 吨。原料自给率不足10%同时，2007 年生产电池 1180 兆瓦中，出口达了1000 兆瓦，比例超过90%。 同时，我国的光伏产业需求相对增长较慢，造成了我国光伏产业发展和应用市场 发展出现极大的不平衡。2007 年我国累计装机容量仅有100 兆瓦，不足全球的1%2008 年，我国当年新增光伏装机40MW，国内需求量仅占当年产能的2%，比例与07 年基本 持平98%的光伏产品靠出口，使得我国的光伏产业过度依赖海外市场。 我国目前太阳能产业最大的特点，在于原料依靠进口，产品以出口为主，也即形 成了两头在外的格局。市场狭小已经严重阻碍我国光伏技术的跨越式发展。同时海外 需求、汇率、国外补贴政策等等都会给中国光伏企业带来直接影响。 三、研发和创新能力薄弱 技术层面，光伏应用中存在系统效率低、可靠性低，受自然条件限制大，光伏系 统专用蓄电池的研发成本高等问题。光伏产业尚未建立起全面的研发和创新体系，也 缺乏一些高新制造产业的支撑，因此我国的太阳电池关键生产设备基本依赖进口。 这种现状导致我国光伏产业被打上“代工车间”的烙印。另外，光伏生产技术更 新换代较快，光伏技术已经在朝着全产业链优化、自动化的方向发展，而我国目前主 要靠进口生产线、并且各产业链单兵作战。 四、光伏发电成本尚待降低 国内光伏发电市场迟迟不能启动的主要原因是光伏发电的成本还是太高，影响了 大规模推广。目前，我国光伏发电成本为 13 元度-20 元度，远高于普通火电平 均不到030 元度左右的发电成本15 如此高昂的成本，一直以来都是制约我国乃至 世界光伏产业发展的瓶颈。 太阳能电池成本在整个光伏发电系统成本中占比最高，比例超过60%，而太阳能 电池的成本中最大的组成部分为多晶硅原料，占比在 50%以上 16。2004 年以来全球 江西新能源科技职业学院毕业论文 光伏市场出现多晶硅供不应求的局面，导致了太阳能光伏发电成本的高居不下，主要原因是多晶硅的供应增速已经跟不上光伏产业的高速增长对多晶硅的需求，这种景象 一直持续到2008 年全球金融危机以前。 金融危机以后，国际市场陡然萎缩，需求的下降导致了硅料和硅片价格快速下滑。 目前全球经济形势的逐渐好转促使了光伏市场的回暖，尽管价格略有回升，但随着大 规模新增硅料生产线的建成和产能的释放，多晶硅原料供应已不再成为光伏产业发展 的阻碍。电池转化效率的提高、制备技术的改进、原材料价格的降低以及政府鼓励政 策的推动，都将有力促进太阳能发电成本的下降，预计未来5-10 年内将将逐步接近 常规电力的上网电价。 五、政府政策支持 2009 月23日，中国财政部出台了太阳能屋顶计划。在作为太阳能屋顶计划 实施细则颁布的“关于加快推进太阳能光电建筑的实施意见”中，中央政府明确表明 了扩大国内太阳能发电市场的态度，并且对地方政府制定相关财政补贴政策提出了要 求。另外，7 21日出台的金太阳工程将为 500MW 规模项目提供支持。而且，除太 阳能屋顶计划和金太阳工程外，包括“十一五规划”在内的“新兴能源产业发展规 划”等也将出台。 中央政府明确态度后，各地方政府也随即颁布了地方政策。太阳能发电相关企业 集中的江苏省、上海市、浙江省、江西省、四川省和太阳能资源丰富的青海省更出台 了多项相关政策。 其中，江苏省和青海省的政策最为有力。江苏省预定首先推动产 业规模扩大计划，建立多个旨在扩大应用的项目。并且发布了实施地方首个上网电价 政策的决定。青海省的太阳能资源丰富，此次发颁布的地方政策中，大型电厂建设计 划的数量最多。 六、未来市场发展空间巨大 目前国际上对光伏发电的发展目标是 2020 年装机容量占到总容量的 1%，2030 年占到10%，2050 年占到50%。以同样的增长比例放至国内，2020 年的装机容量要达 到4000 万千瓦，2030 年将达到5 亿千瓦。所以，中国只要能达到14 甚至12 展目标，2020年就能实现1000 万千瓦~2000 万千瓦的光伏装机量。 江西新能源科技职业学院毕业论文 此外，我国也开始推行“太阳能屋顶计划”，并从财政和建设领域上进行政策扶持。业内人士透露即将公布的《新能源产业振兴规划》将2020 年我国光伏发电累计 装机容量目标设定为 20GW，预示着我国国内市场需求即将开启，光伏产品的生产和 消费都将进入快速增长期。 考虑已经获得批准的光伏屋顶及金太阳工程项目及其建设计划，以及光伏或电力 企业签订的合作框架下的项目规划，预计未来 年我国新增光伏市场将分别达到150MW、500MW 和1,000MW，并网发电市场将成为未来的主要增长点。我国的光伏市场 将一直保持快速的增长。另外，如果国家进一步出台太阳能行业的补贴政策的话，国 内市场的增长速度将大大加快。 33 中国光伏市场发展预测 331 产业链各环节产值分布 经过过去几年的发展，我国光伏产业已成为一个名副其实的大产业。2008 国太阳能多晶硅产量为4500 吨左右，硅锭产量为 133 万吨左右，电池片产量为 2000MW 左右，光伏组件产量为2000MW 左右，占全球产量的2945%，光伏产业产值为 1500 亿元，行业从业人数为12 万人，从业企业达500 多家。 过去几年里，国内多晶硅产量和产能都处于快速扩张之中。2007 年国内投产的 项目有洛阳中硅、新光硅业、江苏中能、东汽峨嵋，这4 家当年产量1130 吨。2008 年新投产项目有10 家。2009 月投产2家在建还有30 家左右。总产能超过8 吨，按8gw，可供应10GW。这些项目绝大多数用的是西门子改良法生产工艺。332 光伏设备行业刚刚起步 历史业绩和品牌形象：单晶硅生长炉、单晶硅锯床和单晶硅切方滚磨设备用于晶 体硅的生长和加工。由于多晶硅提纯项目的核心技术掌握在德、日、美等少数国家手 中，供应基本处于垄断地位。2004 年以来太阳能级多晶硅的需求急剧上升，导致多 晶硅价格一度上涨到每公斤 460 美元，面对如此昂贵的硅材料，仅仅是试生产也将 产生不菲的成本，因此硅片生产厂商不得不提高对设备的要求，以减少损失、提高效 江西新能源科技职业学院毕业论文 第10 率。设备经受了长期考验、质量获得市场广泛认可的品牌将容易继续被客户选用，这对新进入者构成了一定的障碍。 江西新能源科技职业学院毕业论文 第11 价值链与投资机会41 光伏行业展望与预测 411 政策是决定光伏装机的关键因素 投资补贴法增加了财政支出，从而增加了纳税人的负担，但这种方法实施起来非 常方便。上网电价法使得光伏补贴由电力公用事业的消费者承担，且更加注重光伏发 电的实际效果，但增加了管理负担。另外，投资补贴法主要注重设备安装的容量，忽 略了设备的实际运行情况，而上网电价法更有效地促进了光伏设备的实际使用情况。 412 中国将成为世界太阳能重要的发动机 中国光伏产业的投资主体往往是政府部门和大型垄断集团，补贴按资金来源分为 两个部分。一是财政部资金补助项目，根据文件是2009 月份财政部公布的《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和7 月份公布的《金太阳示范工程财政 补助资金管理暂行办法》，主要面向光伏建筑一体化项目和金太阳工程文件附注中指 定的项目，补贴方式是申报批准后，装机时一次性补贴。 二是可再生能源附加支持项目，补贴方式是进行招标，而后使用光伏标杆电价补 贴。凡是享受了金太阳示范工程补贴资金的太阳能项目，都不再享受光伏标杆电价补 贴；光伏建筑一体化的上网电价目前暂未确定，但从其补贴方式、金额来源以及补贴 比例（20 元瓦，接近装机总投资的 50%）和金太阳工程类似（金太阳工程明确表示 要补贴装机总投资的70%）来看，预计其再享受标杆电价的可能性很低。 因此中国的光伏市场是由以财政部资金支持的金太阳工程、光伏建筑一体化市场 和以可再生能源附加支持的标杆电价市场组成，两个市场基本互相独立。 413 技术进步替代产能扩张成为关键所在 30 多年来太阳电池硅片厚度从20 世纪的450-500μ 降低了一半以上，硅材料用量的大幅减少，对太阳电池成本的降低有着非常重要的作江西新能源科技职业学院毕业论文 第12 用。在技术路线和切片技术改进的推动下，即使不考虑转化率提升的因素，每瓦电池耗硅成本也将从现在的56 元降到2012 年的39 414组件厂商竞争加剧产能略有所过剩 组件封装技术和设备相对简单，投入少、启动快、风险小，最接近市场，适合小 企业投资，而且是光伏产业链中相对劳动密集型环节，一般有太阳电池生产线的大型 企业一般也都配有组件封装生产线。我国有组件封装生产线 余家。由 于中国劳动力成本较低，组件封装作为劳动密集型产业，在国内比较有竞争优势，部 分国外电池也进入中国进行封装。由于目前组件封装环节产能刚开始扩建，因此组件 环节供应短期将保持稳定。 42 未来投资热点 421 光伏新兴市场 早期的光伏建筑以 BAPV 为主，近期光伏建筑以 BIPV 为主。BIPV 组件可以划分 为两种形式：一种是光伏屋顶结构，另一种是光伏幕墙结构。将光伏发电与建筑结合 具有明显的优势： 1建筑耗能占到总能耗的50%，两者结合可以有效地削减建筑用电； 发电上网最为方便，不需要架设输电线路，既可以省去输电费用，又可以降低电 力输送的损耗； 2发电不需要额外用地； 3避免了放置光电阵列的额外占用宝贵的建筑空间与建筑结构合一，省去了单独 为光电设备提供的支撑结构，并可代替常规建筑材料，节省材料费用； 4减少城市热能效应，由于光伏陈列安装在屋面和墙面上，并直接吸收太阳能， 避免了墙面温度和屋顶温度过高，降低了空调负荷，并改善了室内环境 5光伏发电可以安装在任何地方，较风力发电相比，更能够被人们接受。 6根据某权威机构预测，到 2010 年，世界光伏工程中的光伏玻璃幕墙组件需求 将会上升到1,600 万平方米。 江西新能源科技职业学院毕业论文 第13 422聚光太阳能将成为未来之星 CPV 将长期与晶硅、薄膜电池共存。CPV 由于系统的复杂性，较适用于大型的光 伏发电电站，可采用统一的追日控制方式和冷却系统。而晶硅和薄膜电池更适用于较 小型的家用和商用发电系统，长期来看，CPV 并不会完全取代晶硅和薄膜电池的市场， 正如薄膜电池不会完全取代晶硅电池。 市场规模具备高速增长潜力。目前全球的CPV 装机不到200MW，预计今后几年内， 随着技术优势和成本优势的体现，市场规模将有爆发式的增长，未来10 年年均增速 预计在 40%以上。到 2020 年行业总产值可达 500 亿元左右。我国目前仅有少量示范 电站，未来随着光伏装机容量的提升，CPV 的市场也将逐渐打开。 CSP 也将逐渐步入规模化应用。CSP 系统主要是对太阳能聚光产生的热量进行利 用，CSP 虽然不需使用光伏电池，但依然需要大量的光学聚光器。预计 2015 年新增 装机将达到55GW。 江西新能源科技职业学院毕业论文 第14 太阳能是未来主流能源，清洁无污染，是最理想的绿色能源之一。虽然太阳能光伏产业目前处于低估时期，但是我国太阳能光伏发电产业具有极大的发展潜力。据悉 我国政府将大幅度提高十二五期间的光伏装机容量，由21GW 上升至35GW。我国政府 应准确认识我国光伏产业的现状，认识到我们的优势与劣势，合理规划，科学发展， 企业加强创新，开拓新兴市场，依托国内市场做大做强。相信在不久的将来，我国的 光伏产业会迎来一个辉煌的明天。 江西新能源科技职业学院毕业论文 第15 本设计在赵婉亭老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着老师的心血和汗水，在四年的本科学习和生活期间， 也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向老师表示深深的感 谢和崇高的敬意。 不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负 责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉 心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向江西新能源科技职业学院， 经济管理系的全体老师表示由衷的谢意。感谢他们三年来的辛勤栽培。 江西新能源科技职业学院毕业论文 第16