1. Кристаллические кремниевые материалы и кремниевые пластины
Что касается технологии получения поликремниевого материала, моя страна сосредоточена на разработке крупномасштабной технологии получения поликремниевого материала. В 2022 году мощность однолинейного производства основного метода трихлорсилана составит в основном 50 000 тонн/год, при общем потреблении электроэнергии 60 кВт·ч/кг-Si и общем потреблении энергии 8,9 кгce/кг-Si; Для производства гранулированного кремния силановым методом используется реактор FBR с производственной мощностью 5000 тонн/год. Каждый блок оснащен четырьмя реакторами FBR, которые объединены в модуль гранулированного кремния производительностью 20 000 тонн/год. Показатели технологии и энергопотребления обоих методов достигли передового международного уровня.
С точки зрения технологии вытягивания монокристаллического кремния диаметр и длина кремниевых стержней были дополнительно улучшены. Длина современных основных монокристаллических кремниевых стержней для фотоэлектрических систем в моей стране превысила 5000 мм и оснащена оптимизированным и модернизированным устройством принудительного охлаждения, что значительно повышает скорость роста кристаллов. Внутри и снаружи печи для одного продукта сконфигурировано несколько подающих устройств, что позволяет добавлять материалы изнутри и снаружи несколько раз без остановки печи, тем самым повышая эффективность производства и снижая потребление энергии. Рост кристаллов достигает уровня роста от 2 до 10 стержней на печь. Размер горячего поля также развивается в сторону увеличения: от 18 дюймов, 24 дюймов, 26 дюймов, 28 дюймов, 32 дюймов до 36 дюймов, а грузоподъемность увеличилась примерно до 100 кг. Монокристаллические кремниевые пластины развиваются в сторону большего размера, n-типа и более тонких. Основная толщина кремниевых пластин, используемых в батареях PERC, TOPCON и HJT, достигла 150 мкм, 140 мкм и 130 мкм.
Что касается технологии резки кремниевых пластин, то под влиянием роста цен на кремниевые материалы произошло два важных события в технологии резки алмазной проволокой. Во-первых, алмазная проволока стала тоньше. В 2022 году диаметр токопроводящей шины из углеродистой стали уменьшится до 36 м, что близко к пределу диаметра провода для резки токопроводящей шины из углеродистой стали; Во-вторых, производители алмазной проволоки начали пробовать использовать вольфрамовую стальную проволоку вместо высокоуглеродистой стальной проволоки. К концу 22 года такие отечественные компании, как Xiamen Tungsten Industry и China Tungsten High-tech, имели производственную мощность по выпуску вольфрамовой проволоки в размере 30 миллиардов метров в год; такие компании по производству алмазной проволоки, как Meichang, Dale и Jucheng, обладают мощностями для массового производства вольфрамовой алмазной проволоки. В настоящее время основной диаметр вольфрамовой алмазной проволоки составляет 32 и 34 мкм. Некоторые компании, производящие вольфрамовую алмазную проволоку, наладили массовое производство вольфрамовой алмазной проволоки длиной 28 и 30 м. Диаметр проволоки имеет очевидные преимущества по сравнению с обычной проволокой из углеродистой стали.
2. Кристаллические кремниевые солнечные элементы и модули
Самым важным достижением в области исследований кристаллических кремниевых ячеек является то, что ячейки с гетеропереходом (HJT), производимые Longi Green Energy, имеют максимальную эффективность 26,81%, что превышает мировой рекорд 26,76%, установленный японской корпорацией Kaneka Corporation для ячеек HBC в 2015 году. Особо следует отметить, что ячейки Longi установили рекорд эффективности для солнечных батарей, производимых на кремниевых пластинах коммерческого размера, и имеют промышленную ценность.
Аккумуляторы TOPCon достигли уровня крупномасштабного массового производства с производственной мощностью около 80 ГВт и выходной мощностью около 28 ГВт. Эффективность аккумуляторов TOPCon, сертифицированная на международном уровне, составляет 25,4%. Китай добился значительных успехов в повышении эффективности как лабораторных исследований, так и производственных линий. К 2022 году технологический маршрут TOPCon будет полностью освоен, а выход продукции увеличится до более чем 95%, что позволит достичь более конкурентоспособной стоимости по сравнению с компонентами PERC.
Ячейки HJT реализовали индустриализацию односторонних микрокристаллических ячеек HJT, при этом средняя эффективность производственной линии достигла 25%. Мощность изготовленных компонентов на 40–50 Вт выше, чем у PERC-элементов того же типа. Несмотря на внедрение технологии двусторонних микрокристаллических ячеек, все еще есть возможности для повышения эффективности. В 2022 году лабораторная эффективность аккумуляторов HJT продолжила расти. В дополнение к последовательным мировым показателям эффективности LONGi 26,5% и 26,81%, эффективность медных электродных батарей HJT от Maxsun и австралийской Sundrive достигла 26,41%, что демонстрирует потенциал технологии гальванопокрытия медью.
Дальнейшая индустриализация технологии плетения узлов. В 2022 году в массовое производство будут внедрены в основном три типа технологий обратного соединения (BC), а именно технология IBC компании Yellow River Hydropower, технология HPBC компании Longi и технология ABC компании Aixu. По состоянию на конец 2022 года крупномасштабных поставок такой продукции не наблюдалось, а основным вопросом по-прежнему остается стоимость.
3. Тонкопленочные солнечные элементы
Что касается тонкопленочных аккумуляторов из меди, стали и селена (CIGS), рекордная эффективность аккумуляторов и модулей с жесткой подложкой осталась на уровне 23,4% и 19,64%, а рекордная эффективность аккумуляторов с гибкой подложкой осталась на уровне 21,4%. Эффективность двусторонней ячейки CIGS достигла 19,77% (вверху) и 10,89% (внизу), а сертифицированная эффективность двухполюсной ячейки кальциевой руды/CIGS достигла 24,2%. Сертифицированная эффективность аккумуляторов CIGS малой площади на гибких подложках, производимых в моей стране, достигла 21,81%.
Что касается тонкопленочных аккумуляторов на основе кадмия (CdTe), мировые поставки модулей аккумуляторных батарей CdTe достигли 10 ГВт. Эффективность батарей малой площади в моей стране достигла 20%, а эффективность модулей большой площади возросла до 17%. Рекордная эффективность батарей First Solar составляет 22,1%, а эффективность новых крупногабаритных высокостабильных модулей достигает 19,3%.
В области производства тонкопленочных аккумуляторов на основе меди, цинка, олова и серы (CZTS) моя страна сохраняет лидирующие позиции. Институт физики Китайской академии наук получил сертифицированную эффективность батареи 13,6%, установив новый рекорд эффективности батареи CZTSSe. Что касается тонкопленочных батарей на основе брома и серы, то моя страна сохраняет преимущество первопроходца. Рекордная эффективность батарей на основе бромселенида сульфида (Sb,(S,Se);) достигла 10,7%, рекордная эффективность батарей на основе бромсульфида (Sb,S;) достигла 8,0%, рекордная эффективность батарей на основе селенида с жесткой подложкой (S,Se;) достигла 10,57%, а рекордная эффективность батарей на основе гибкой подложки S,Se; батареи достигли 8.43%.
4. Новые солнечные элементы
К новым солнечным элементам в основном относятся солнечные элементы на основе хризена кальция, органические солнечные элементы, солнечные элементы на квантовых точках, тандемные солнечные элементы и другие солнечные элементы, которые все еще находятся на стадии экспериментальных исследований и находятся на переднем крае индустриализации.
Что касается кальций-хризеновых батарей, то эффективность однопереходных кальций-хризеновых солнечных элементов, производимых в моей стране, в целом является лидирующей в мире. Самый высокий показатель эффективности для однопереходных кальциево-хризеновых солнечных элементов составил 25,7%, его установил Ульсанский национальный институт науки и технологий в Южной Корее, а Институт полупроводников Китайской академии наук получил сертифицированную NREL эффективность 25,6%. С точки зрения стабильности моя страна занимает лидирующие позиции в области технологий. Печатная батарея Хуачжунского университета науки и технологий соответствует стандарту IEC61215:2016 и работает при максимальной температуре 55±5°C в течение 9000 часов без очевидного ухудшения производительности. С точки зрения индустриализации моя страна опережает мировой уровень по размещению производственных мощностей и технологическим прорывам. Компания Wuxi Jidian Photovoltaic Technology Co., Ltd. установила рекорд эффективности 18,2% для батарей площадью 100 квадратных сантиметров в декабре 2022 года (площадь ~756 см2, сертифицировано JET), а компания China Huaneng Group Clean Energy Technology Research Institute Co., Ltd. установила рекорд эффективности фотоэлектрического модуля на основе кальциевой руды площадью 1000 квадратных сантиметров в декабре 2022 года — 18,5% (площадь ~3500 см2, сертифицировано лабораторией TTL); с производственной линии сошел самый большой в мире 12-метровый рудный модуль, произведенный компанией GCL Optoelectronics в мае 2022 года; Производственные линии многих компаний были завершены и запущены в производство одна за другой.
Что касается органических тонкопленочных батарей, то моя страна лидирует в развитии этой области и неоднократно побивала рекорды эффективности NREL. Тройной органический солнечный элемент, разработанный Университетом Китайской академии наук, достиг эффективности 19,22% (сертифицированная эффективность 18,8%). С точки зрения стабильности научно-исследовательский прогресс моей страны находится на передовом международном уровне. В Нанькайском университете впервые достигнута эффективность фотоэлектрического преобразования более 18% и стабильность более 5000 ч. По гибкости, большой площади и прозрачности моя страна достигла международных стандартов. Полупрозрачное устройство, разработанное Южно-Китайским технологическим университетом, достигло эффективности преобразования 10,01% и среднего коэффициента пропускания 30,53%, а коэффициент использования света составил 3,05%; Эффективность гибкого органического солнечного элемента толщиной 1 см, разработанного в Чжэцзянском университете, достигла 15,56%, и снижения эффективности не наблюдалось после 100 000 изгибов с радиусом изгиба 4 мм; В университете Сучжоу имеется органический солнечный элемент большой площади — 36 см2.Солнечные батареиВ модуле достигнута эффективность 13,47%.
Что касается батарей на квантовых точках, научные исследования моей страны по различным типам солнечных элементов на квантовых точках достигли международных стандартов. Южно-Китайский сельскохозяйственный университет выдал сертификат 15.2% для солнечных элементов, сенсибилизированных квантовыми точками на основе сульфида свинца. Компания Beijing Aerospace достигла эффективности преобразования 16,53% для солнечных элементов на основе квантовых точек хризена кальция. С точки зрения стабильности моя страна также достигла международных стандартов. Тайваньский университет науки и технологий подготовил сенсибилизированный квантовыми точками солнечный элемент с эффективностью 8,96%, который может сохранять исходную эффективность 90% после 150 часов непрерывной работы. Солнечные элементы на основе квантовых точек на основе сульфида свинца достигли эффективности фотоэлектрического преобразования 10,5% и сохранили начальную эффективность 89% после нахождения на воздухе в течение 4000 часов без упаковки.
Что касается тандемных солнечных элементов, моя страна является мировым лидером по тандему кальций-хризен/кальций-хризен. Сертифицированная эффективность полностью кальциево-хризенового тандемного солнечного элемента, изготовленного Нанкинским университетом в моей стране, достигла 29,0% (сертификация JET); Наивысшая сертифицированная эффективность тандемных солнечных элементов руда/кремний составляет 32,5%, полученная Helmholtz Zentrum Berlin (HZB) в Германии. Тандемный элемент 2T кальций-хризен/кристаллический кремний, разработанный компанией Beijing Yaoneng Technology Co., Ltd. в моей стране, достиг прорыва в эффективности, достигнув 32,44%; Эффективность преобразования неорганического кальций-хризена/органического тандемного солнечного элемента, изготовленного в Университете Сучжоу, составляет 23,17% (площадь апертуры 0,062 см2) и 21,69% (площадь апертуры 1,004 см2), что также находится на передовом международном уровне.
5. Интеграция и технология применения фотоэлектрических систем
В 2022 году мировая фотоэлектрическая отрасль достигла знаменательного момента: совокупная установленная мощность превысила 1 млрд киловатт, что на 24,31 трлн киловатт больше, чем в предыдущем году. В десятку крупнейших рынков фотоэлектрической энергетики в 2022 году войдут Китай, США, Япония, Индия, Германия, Австралия, Южная Корея, Италия, Испания и Бразилия, а их общая установленная мощность составит около 80% от мировой. Новая установленная мощность моей страны составила 87,4 млн киловатт, что на 28,11 млн киловатт больше, чем в предыдущем году. Общая установленная мощность фотоэлектрической энергии составила 390 миллионов киловатт, что сделало ее третьим по величине источником энергии в моей стране. Технологии интеграции и применения фотоэлектрических систем фокусируются на крупномасштабных, высокопропорциональных и диверсифицированных тенденциях развития, а также на дальнейшем развитии технологий централизованных и распределенных фотоэлектрических систем. Технологии применения ?Фотоэлектричество +?, такие как фотоэлектрическое производство водорода, постоянно совершенствуются, поддерживая ряд новых форм интеграции фотоэлектрических систем. Что касается централизованных фотоэлектрических электростанций, то в мире предложено множество крупномасштабных решений по интеграции фотоэлектрических систем с интерфейсами MMC, а также предложена новая модель вертикальной компоновки фотоэлектрических решеток, которая может увеличить выработку электроэнергии до 15%. в моей стране разработана технология онлайн-диагностики на основе кривой IV инвертора строки AI. Его фактическое применение может увеличить выработку электроэнергии электростанциями более чем на 3%, реализовать эксплуатацию новых источников напряжения энергии без поддержки накопителей энергии в Китае и проверить ?технологию самосинхронного управления источником напряжения? новых энергетических блоков без накопителей энергии.
Что касается распределенных фотоэлектрических систем, международное сообщество разработало модель потребления ?общественной фотоэлектрической энергии?, разработало фотоэлектрическую интеграцию, учитывающую классификацию нагрузки, и разработало вертикальные фотоэлектрические продукты, подходящие для установки на крышах. В моей стране разработано ?решение по использованию фотоэлектрических панелей на балконах многоэтажных жилых домов? и оптимизированное проектное решение для бытовых электростанций, а время проектирования одной электростанции можно сократить до 10 минут.
Что касается фотоэлектрических композитных систем, то мировой рынок сельскохозяйственных фотоэлектрических дополнительных фотоэлектрических электростанций вырос на 12,3%, а новая установленная мощность плавучих фотоэлектрических установок на поверхности воды превысила 50%. Разнообразные сценарии применения ?фотоэлектрических +? бурно развиваются по всему миру. Китай, США, Европа, Великобритания и Япония разработали или обновили дорожную карту развития космической солнечной энергетики. моя страна построила первую в мире глубоководную фотоэлектрическую систему, объединяющую в себе энергию ветра и солнца. Было продемонстрировано и внедрено более 30 проектов ?фотоэлектричество + транспорт?, ?фотоэлектричество + связь?, фотоэлектрическое хранение, прямые и гибкие проекты. Разработаны двухвольтный сельский фотоэлектрический накопитель, прямая и гибкая интегрированная архитектура и система управления энергопотреблением. Наземная система проверки использования солнечной энергии космического базирования достигла мощности передачи микроволн 2081 Вт, дальности передачи 55 метров и эффективности 15,5%.
Что касается фотоэлектрических систем хранения водорода, международное сообщество предложило новую трехпортовую топологию преобразования постоянного тока в постоянный ток и новую интегрированную топологию, подходящую для автономных фотоэлектрических систем хранения и подключенных к сети фотоэлектрических систем хранения и зарядки. Как в Китае, так и за рубежом разработан полный спектр фотоэлектрических накопителей для больших, средних и малых систем. Технические показатели некоторых бытовых фотоэлектрических накопителей энергии в моей стране достигли передового международного уровня. Общая установленная мощность электролизеров зеленого водорода достигла 1,4 млн киловатт, увеличившись в 1,72 раза по сравнению с предыдущим годом. В стадии разработки находится щелочной электролизер мощностью 19,5 МВт с производительностью одного резервуара 4460 стандартных кубических метров в час: моя страна добавила 8 новых проектов по производству водорода с использованием фотоэлектрических и ветровых электростанций и строит вспомогательные фотоэлектрические мощности общей мощностью около 14 миллионов киловатт.
6. Фотоэлектрические преобразователи энергии и балансировочные компоненты
Что касается развития инверторных технологий, исследования в области инверторных технологий, подключенных к сети, постепенно привлекают внимание в ответ на проблемы со стабильностью системы, вызванные высокой скоростью проникновения фотоэлектрической энергии, подключенной к сети, и требованиями активной поддержки электросети. Для экспериментальной проверки и демонстрационных приложений использовались технология инвертора, формирующего сетку с адаптивным импедансом, и стратегия управления двухрежимным адаптивным инвертором. Для решения проблемы координированного управления многоинверторными электростанциями были предложены иерархическая технология управления режимами на основе многоинверторных фотоэлектрических электростанций и распределенная технология совместного управления устойчивостью на основе теории пассивности, которые могут эффективно улучшить адаптивность системы к сложным изменениям в электросети. В ответ на потребность в высокоэффективных и недорогих крупных фотоэлектрических электростанциях были проведены исследования по модульной технологии и оборудованию для фотоэлектрических установок среднего напряжения. Два прототипа контейнерного типа мощностью 6 МВт завершили эмпирическое исследование работы при подключении к сети 35 кВ. Каскадный фотоэлектрический инвертор среднего напряжения имеет 300 точек максимальной мощности. Что касается разработки инверторной продукции, то уровень мощности отдельной машины, плотность мощности и функции централизованных инверторов, стринговых инверторов и инверторов для фотоэлектрических накопителей практически не изменились. Технология микроинвертора позволила разработать и внедрить бытовую систему хранения энергии переменного тока, которая объединяет аккумуляторные батареи и двунаправленный преобразователь на основе технологии микроинвертора.
7. Технология эксплуатации и обслуживания фотоэлектрических систем
Интеллектуальная эксплуатация и обслуживание стали неизбежной тенденцией в технологии эксплуатации и обслуживания фотоэлектрических систем, которая может значительно повысить эффективность выработки электроэнергии, а также эксплуатации и обслуживания. Интеллектуальные технологии эксплуатации и обслуживания можно разделить на два аспекта: цифровая эксплуатация и обслуживание и интеллектуальное оборудование. Цифровая эксплуатация и техническое обслуживание включают диагностику состояния, обнаружение скрытых трещин, сканирование горячих точек, обнаружение последовательно-параллельного несоответствия и т. д. Интеллектуальное оборудование включает интеллектуальное удаление пыли, интеллектуальную прополку, интеллектуальное удаление снега, интеллектуальный отпугиватель птиц, технологию осмотра и восприятия с помощью дронов и т. д.
Диагностика состояния здоровья в основном основана на интеллектуальных алгоритмах и основана на итеративно оптимизированном алгоритме анализа шаблонов последовательностей. Он достаточно продвинут и может наглядно отображать состояние работы и технического обслуживания электростанции.
Выявление неисправностей в основном осуществляется с помощью дронов, оснащенных камерами высокой четкости для автоматизации выявления неисправностей и повышения эффективности обнаружения, а также с помощью технологии искусственного интеллекта на основе машинного зрения и технологии обнаружения последовательно-параллельного несоответствия на основе анализа больших данных, что позволяет достичь точности выявления неисправностей более 95%.
Основным достижением технологии прогнозирования оптической мощности является достижение высокоточного численного прогнозирования погоды на основе исторических данных о погоде и данных о выработке электроэнергии посредством сочетания интеллектуальных алгоритмов, таких как нейронные сети, машинное обучение и глубокое обучение.
С точки зрения интеллектуальной уборки основными роботами-уборщиками являются роботы сухого подвешивания и гусеничного типа. Сухой тип подвешивания характеризуется перемещением вдоль рамы компонента и установкой моста между соседними кронштейнами, чтобы помочь роботу пересекать ряды. Особенностью гусеничного типа является то, что на гусеничном мобильном шасси установлено очистное устройство, которое очищает поверхность с помощью высокоскоростной вращающейся щетки. Он может обеспечивать высокоточное позиционирование, автономное планирование оптимального пути и полностью автоматическую уборку.
Технологии инспекции и обнаружения с помощью дронов достигли определенного прогресса в областях интеллектуальной и точной идентификации неисправностей, интеллектуальной и точной локализации неисправностей и интеллектуальных алгоритмов. Точность определения неисправностей достигла более 97%, а точность обнаружения пропущенных неисправностей составила менее 2%.
8. Национальные и международные стандарты генерации фотоэлектрической энергии и технологии эмпирических испытаний
Что касается стандартов генерации фотоэлектрической энергии, то к концу 2022 года национальные стандарты моей страныСолнечная фотоэлектрическаяТехнический комитет по стандартизации энергетических систем (SAC/TC90) выпустил 32 национальных и отраслевых стандарта, связанных с фотоэлектрической сферой; Совет по электроэнергетике Китая опубликовал 94 национальных и отраслевых стандарта, связанных с фотоэлектрической сферой, и выпустит 3 соответствующих отраслевых стандарта в этой области в 2022 году. Международная организация по стандартизации (ISO) опубликовала семь стандартов, связанных с фотоэлектрической сферой, и опубликует три стандарта, связанных с фотоэлектрической сферой, в 2022 году; Рабочая группа TC82 Международной электротехнической комиссии (ЕК) опубликовала 194 стандарта в области фотоэлектричества и опубликует 29 стандартов в области фотоэлектричества в 2022 году.
Что касается технологии эмпирических испытаний фотоэлектрической генерации, то для повышения точности оценки фотоэлектрических компонентов и эксплуатационных характеристик системы как в стране, так и за рубежом были проведены исследования эмпирической технологии наружной фотоэлектрической генерации и строительство наружных эмпирических полей. В Китае, опираясь на ключевые национальные программы НИОКР и национальные программы поддержки науки и технологий, Институт электротехники Китайской академии наук, China Electric Power Research Institute Co., Ltd. и другие подразделения построили платформы для эмпирических испытаний фотоэлектрических систем в типичных климатических зонах по всей стране; В то же время различные группы производителей электроэнергии также полагались на свои инвестиции в фотоэлектрические электростанции для осуществления строительства фотоэлектрических наружных эмпирических платформ. Среди них Государственная энергетическая инвестиционная корпорация построила интегрированную экспериментальную фотоэлектрическую и накопительную платформу в Дацине, провинция Хэйлунцзян, и опубликовала отчет о своей работе за первые три квартала в декабре 2022 года.
Russian 
Chinese 
Japanese 
Spanish 
Dutch 
English