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汉能徐晓华: MiaSolé量产转化率有望4年内提高到20.7%

发布时间:2016-11-29来源:[ 打印 ]作者:字号:

11月底,“点亮全球”国际论坛暨第十一届新能源科技年会在深圳隆重举行,旨在讨论如何解决全球无电人口和能源短缺的挑战。在本届新能源科技年会上,汉能柔性工业应用事业部中国区总裁徐晓华表示,汉能美国子公司MiaSolé的柔性薄膜组件的量产转化率有望4年内实现20.7%的有效面积转化率和19.5%的全面积转化率。

原国家发改委能源局研究员王斯成、中山大学太阳能系统研究所所长沈辉教授、“点亮全球”项目组成员Kristen Radecsky和Elisa Lai、汉能控股集团副总裁王俊娟、汉能柔性工业应用事业部中国区总裁徐晓华等政界、业界、学界专家聚齐一堂,分享了在太阳能技术方面的经验和成绩。

汉能控股集团副总裁王俊娟(前排左三)、原国家发改委能源局研究员王斯成(前排左四)、中山大学太阳能系统研究所所长沈辉(前排左五)等与会专家合影

在论坛演讲环节,王斯成介绍了中国在解决无电人口用电问题和扶贫方面的经验和努力,从最初的农村电力建设、送电到乡计划、“光明工程”和无电地区电力建设、三年行动计划后,到2015年底,中国政府已经宣布,中国已经没有无电人口了。

第二位发言的Kristen Radecsky和Elisa Lai向与会人员介绍了“点亮全球”项目以及进入该项目的离网照明产品的技术标准。

作为全球领先的薄膜太阳能企业,汉能也受邀分享薄膜太阳能技术的发展和进步。为此,徐晓华做了题为《柔性薄膜光伏技术的进步与市场前景》的演讲。他提到,刚颁布的《电力发展“十三五”规划》制定了60GW的分布式光伏目标,这意味着分布式光伏此后每年得增长10GW多,分布式的春天已经来临。汉能MiaSolé组件的轻、柔、薄特性,非常适合分布式光伏。

同时,徐晓华也详细讲述了MiaSolé的生产工艺:“不锈钢进去后,60分钟,芯片出来。最重要的是,整个工艺都没有任何废水、废气的排放,能耗也非常低。汉能MiaSolé每生产一兆瓦的芯片,耗电远远低于2015年光伏制造标准,耗水只是制造标准的7%。能源回报期特别短。”

不仅如此,徐晓华也分享了汉能MiaSolé的故事。在得到中国企业援手后,一家顶级光伏技术企业渡过了光伏低潮期,并稳步发展。“MiaSolé成立于2004年,是被美国风投集体看好的一家公司。在被汉能收购前,美国18家顶级风投一共投了6亿多美金给MiaSolé。2013年被汉能收购。收购后,汉能也投了4亿多美金的研发费用,MiaSolé才做到现在的水平。”经过几年的发展,现在的MiaSolé已经取得了骄人的成绩。“目前,汉能美国量产的柔性组件,有效面积的转化率已经超过了18%,全面积转化率也达到了16.5%-17%。同时,汉能的河源基地已经国产了MiaSolé的薄膜太阳能组件,并对外出口。根据我们现有的技术路线,我们应该可以在2020年左右,实现量产有效面积的转化率的20.7%和全面积转化率19.5%左右。”

汉能柔性工业应用事业部中国区总裁徐晓华讲解了柔性薄膜光伏技术的进步与市场前景

实际上,在取得的这些成绩的背后,MiaSolé也遇到过很多挑战。“我们在原材料国产化中,光克服不锈钢衬底的挑战,就用了半年多的时间。我们在人力上也遇到过很大的挑战,一共派了150个人到美国学习,最长呆了1年的时间,才把这个技术消化吸收回来。”一分耕耘一分收获,这些努力也有了回报。因为国内量产,2016年MiaSolé在国内的每瓦售价比去年降低了一半。“到2018年,我们目标是向市场提供和其它光伏产品一样价格的产品。”

徐晓华表示,如今分布式光伏的春天已经来临,而这得益于量产和成本下降,MiaSolé将会在两年内给市场提供非常有竞争力的产品。“在应用前景上,中国整体的分布式光伏的容量大于300GW,包括轻钢屋顶、工商业屋顶、住宅屋顶等。其中,中国最大的分布式光伏市场在企业轻钢屋顶,因为中国有80%的工业厂房及仓库屋顶为轻钢屋顶,其中,承重量小于15公斤/平米的屋顶占86%,无法采用传统的晶硅组件或玻璃基组件安装光伏发电系统。” 

徐晓华的演讲激发了现场观众的极大兴趣和热情,掌声一浪高过一浪。会议结束后,清华大学深圳研究院的教授徐政告诉徐晓华,其带领的团队正在做一个与太阳能相关的项目,希望能够将会议现场的75W 的MiaSolé薄膜太阳能组件拿回去进行测试和研究。 

在本届新能源科技年会上,主办方深圳市新能源行业协会和深圳市太阳能学会还设立了“2016年度社团奉献奖”,以表彰为深圳内外新能源领域对协会和学会发展过程中做出杰出贡献的个人。汉能控股副总裁王俊娟、中建材集团蒋光梅、英利集团深圳总经理惠红林等63人获得该项殊荣。

附:汉能柔性工业应用事业部中国区总裁徐晓华演讲全文:

徐晓华:柔性薄膜光伏技术的进步与市场前景

大家好,我是徐晓华,来自汉能。

今天的演讲,我就聚焦于柔性薄膜太阳能技术。众所周知,薄膜太阳能技术是小众技术,汉能是业界主要从业者之一。而汉能MiaSolé生产的柔性薄膜太阳能技术又是小众中的小众。但是我相信,这个技术有比较好的前景。今天我向各位朋友汇报下我们取得的成绩和我们的思考。

今年11月7日,国家发改委和能源局发布了《电力发展“十三五”规划》。规划指出,“十三五”期间,分布式光伏要达到60GW。根据统计,今年上半年,全国的分布式光伏才达到1GW左右。这也意味着,此后每年分布式光伏都需要增长10 GW多,分布式光伏将会是以后光伏发展的主要方向。

什么是最适合分布式光伏的光伏组件呢?当然是轻、柔、薄和可弯曲的柔性薄膜太阳能组件了。MiaSolé的柔性薄膜组件的重量才2kg/m2。安装也非常简便,只要把组件背面的膜撕掉,一压就可以了。基本上2个人1小时就能够安装10kW。

MiaSolé成立于2004年,是美国风投集体看好的一家公司。被汉能收购以前,美国有18家顶级风投一共投了6亿多美金给MiaSolé。2013年,MiaSolé被汉能收购。此后,汉能也投了4亿多美金的研发费用,MiaSolé才做到现在的水平。MiaSolé在海外有220个研发人员,MiaSolé成立之初的42个核心骨干现在也绝大部分还在职。通过这几年消化吸收,MiaSolé在国内也培养了200多个技术人才。MiaSolé有173个专利,全部是发明专利,覆盖了包括中美在内的多个国家。

目前,无论是从CIGS(铜铟镓硒)的工艺和设备,还是原材料和产品,MiaSolé都是业界领先水平。MiaSolé至今还保持着大尺寸的CIGS量产的世界纪录。目前,MiaSolé美国量产的柔性薄膜组件,有效面积的转化率已经超过了18%,全面积转化效率也是16.5%-17%。同时,汉能的河源基地已经量产了MiaSolé的薄膜太阳能组件,并对外出口。

根据我们现有的技术路线,我们应该能够在2020年左右,实现量产有效面积的转化率的20.7%和全面积转化率19.5%左右。

跟一般光伏产品不一样, MiaSolé组件是在一台设备里完成了所有工艺。通过全自动卷绕溅射式模机,单次可连续生长8千米长、1米宽的不锈钢衬底,然后切成一块一块,再封装成组件。一台设备单次生长产能超过1.2MW。另外,铜、铟和镓三种元素性能差别太大,很难做出高质量的三元靶材。全球只有两家公司具备生产高质量的三元靶材的能力,汉能是其中一家。此外,MiaSolé的生产工艺的设定时间是60分钟,不锈钢进去,60分钟后,芯片就出来了。最重要的是,整个工艺都没有任何废水、废气的排放,能耗也非常低。汉能MiaSolé生产每一兆瓦的芯片,耗电远远低于2015年光伏制造标准;耗水只是制造标准的7%,能源回报期特别短。

汉能MiaSolé的组件非常坚固,同时又很柔软、很轻,大概1瓦也就3克左右。芯片大概是4厘米×31厘米左右,并且可以定制化和裁切。也得益于这个特点,很多民用产品厂商找汉能MiaSolé,希望共同开发民用产品。

做完芯片后, MiaSolé需要把芯片附在前板和背板的中间,做成组件。如果要把芯片放在玻璃里,很容易实现组件整体寿命25年。但如果要把芯片封装在聚合物里,同时要保证组件寿命长达25年,就非常有挑战。MiaSolé的CIGS组件的阻水膜,阻水力可以达到10-4—10-5,是常规的聚合物材料的3个量级以上。这是保证组件的可靠性的关键一步。

MiaSolé的组件很轻、很薄、很柔,厚度大概是1个毫米左右,重量在2kg/m2。安装很简单。像混凝土屋顶或防水屋顶,可以直接粘贴;在不适合直接粘贴的轻钢屋顶上,也可以用很轻的薄板贴上去,重量也能够保持得很低。同时,汉能MiaSolé组件每2个芯片都有一个旁路二极管,这使得阴影遮盖带来的效率损失会很低。

目前,MiaSolé的出货组件参数非常多元化,我们有不同长度和宽度的组件,包括1.7米、2.6米等。汉能的河源基地将会在第四季度在国内提供5.9米的组件,该组件也被誉为世界最高单体功率“巨无霸”,组件功率达到1194W,长5.9米,宽1.3米,有效面积转化率达到16.6%,全面积转化率达到了15.5%。

国产化并不容易,我们量产过程中也克服过不少的挑战,取得了不少的进步。

在技术层面,国产化的主要挑战在于良率、产品稳定性、成本、转化效率和发电效率等。对薄膜组件来说,特别是CIGS来说,要达到比较好的良品率和比较稳定的生产,比较难,我们也经过了很多摸索。目前,河源基地生产的MiaSolé的薄膜太阳能组件的良率已经超过了98%。

在政策和市场层面,国产化的挑战主要包括:政策、标准、示范项目、市场接受度、市场定位、细分市场等。新产品进入市场会有很多挑战。举例来说,国内并没有适合柔性薄膜组件的标准,我们目前采用的仍是美国的IEC6146&61730的标准。我们也希望能够跟深圳计量院,沈辉老师等业界人士合作,有针对性地开发出柔性薄膜组件的中国标准。

最后的挑战来自于设备供应、原材料供应和人力资源。举例来说,生产所使用的不锈钢衬底,要求特别高,以前只有法国的一家供应商具备生产能力。目前,国产化中,我们的供应商是宝钢旗下的一家公司。50微米的不锈钢,要做得非常平整,符合要求很难。我们在原材料国产化中,光克服这个,就用了半年多的时间。在人力上,柔性薄膜技术需要高技术能力的员工。我们一共派了150个人到美国去,最长呆了1年的时间,才把这个技术消化吸收回来。

所以这个技术国产化非常难,好在我们最终还是克服了。

薄膜组件的成本比晶硅贵,也导致薄膜的售价也高一些。但是我们已经看到了国产化带来的变化。得益于国内量产,2016年MiaSolé国内的每瓦售价比去年降低了一半。到2018年,我们目标是向市场提供和其它光伏产品一样价格的产品。我们还有很长的路要走,包括把靶材生产、封装材料等也移到国内。

在应用前景上,中国整体的分布式光伏的容量大于300GW,包括轻钢屋顶、工商业屋顶、住宅屋顶等。其中,企业轻钢屋顶是中国最大的分布式光伏市场。因为中国80%的工业厂房及仓库屋顶为轻钢屋顶,其中承重量小于15公斤/平米的屋顶占86%,无法采用传统的晶硅组件或玻璃基组件安装光伏发电系统。

柔性薄膜组件也比较适合民用的移动能源产品。我们过去在国内做得不多,主要是在国外,包括交通工具、灯柱、餐车等。我们现在看好的市场是交通工具的市场。在美国市场,这个市场容量有30亿美金。另外,新能源汽车、无人机、可穿戴产品,我们都有应用。

总结下,经过我们这些年的工作,我们的柔性薄膜组件大规模量产的条件已经成熟。得益于量产和成本下降,我们两年内能够向市场提供非常有价格竞争力的产品,分布式发电的春天已经到来,我们也已经做好准备。民用移动能源市场也在启动,我们也判断这个市场有很好的空间。


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