太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽電池（片）。目前太陽能電池有兩種實現(xiàn)方式，一是晶硅太陽能電池，這種電池轉(zhuǎn)換效率高，成本高，價格也相對較高。二是薄膜太陽能電池，這種方式的轉(zhuǎn)換效率相對較低，但成本低、價格低，薄膜太陽能電池弱光性好，在早晚光線弱的情況下，發(fā)電效果優(yōu)于晶硅電池，與建筑外墻相結(jié)合，未來的發(fā)展不可限量。
中國較好的太陽能電池板廠家有天威英利新能源有限公司、無錫尚德太陽能電力公司等。目前，多晶硅是生產(chǎn)太陽能電池的主要原料，其鑄錠爐在中國的市場容量高達(dá)每年200~300臺。作為一套智能化的大型控制設(shè)備，多晶硅鑄錠爐對于精度、可靠性和自動化程度均有極高要求。該設(shè)備應(yīng)用的傳統(tǒng)運動控制產(chǎn)品是液壓油缸和絲杠導(dǎo)軌，但其安裝和日常維護(hù)比較復(fù)雜，可靠性有限且不利于清潔。
各類國產(chǎn)設(shè)備與國際差距不一
PECVD產(chǎn)能及工藝水平已接近世界先進(jìn)水平，得到越來越多國內(nèi)用戶的使用，但設(shè)備自動化程度(自動裝卸片)與國外尚有差距。
全自動絲網(wǎng)印刷機在核心技術(shù)上無法取得突破，整體水平和國外差距較大，國內(nèi)生產(chǎn)線幾乎全部采用了價格高昂的進(jìn)口設(shè)備。
材料生長設(shè)備中的單晶爐在技術(shù)性能上雖然與國際先進(jìn)水平有差距，但并不大，且具備性價比優(yōu)勢，借助硅材料短缺的契機，該設(shè)備已形成批量生產(chǎn)，占據(jù)國內(nèi)市場并少量出口。
研發(fā)大尺寸薄硅片自動化設(shè)備
光伏電池制造設(shè)備的發(fā)展目的是為了提高電池的最終產(chǎn)品質(zhì)量、光電轉(zhuǎn)換效率及整線生產(chǎn)效率，同時降低生產(chǎn)成本，因此，未來設(shè)備的技術(shù)發(fā)展將圍繞著以下幾方面進(jìn)行：
首先，進(jìn)一步發(fā)展適合大尺寸(如目前主流多晶硅是156mm×156mm方硅片及未來210mm×210mm方硅片等)、薄硅片的工藝技術(shù)設(shè)備(目前主流硅片厚度為210μm-240μm)，以節(jié)約硅材料降低成本。
其次，提高單機自動化水平，增加批次裝片量，以提高單機生產(chǎn)效率。以目前主流的多晶硅156mm×156mm方硅片生產(chǎn)工藝為例，要開發(fā)單機生產(chǎn)能力在50MW的生產(chǎn)設(shè)備，同時要實現(xiàn)機械手自動傳送、在線檢測等功能，提高整線生產(chǎn)效率，減少人工干預(yù)，降低碎片率。
第三，提高設(shè)備的運行穩(wěn)定性。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)設(shè)備的MTBF(平均無故障間隔時間)普遍在500小時左右，而MTTR(平均故障修復(fù)時間)約為10小時，遠(yuǎn)低于國外MTBF的3500小時左右和MTTR的8小時左右。雖然國內(nèi)具有維修反應(yīng)速度快，維修方便等特點，但故障多、不易維修仍然是國內(nèi)設(shè)備的通病，因此，國內(nèi)在設(shè)備生產(chǎn)制造中引入可靠性設(shè)計、分析、制造等技術(shù)內(nèi)容，是非常重要的。
逆變器技術(shù)是太陽能發(fā)電技術(shù)的主要組成部分。在太陽能發(fā)電設(shè)備中，對逆變器的主要要求有以下三點。
?。?）可靠，能滿足使用條件要求：大多數(shù)獨立型太陽能發(fā)電設(shè)備用于邊遠(yuǎn)地區(qū)和海島，要求逆變器能承受惡劣的使用條件，能保證在少維護(hù)條件下長期工作。大多數(shù)并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備用于家庭，要求逆變器的電磁干擾少，不影響人的生活環(huán)境，也不妨礙其他家用電器工作。
?。?）效率高：由于現(xiàn)在常用的太陽電池矩陣的光電轉(zhuǎn)換效率小于15%，如果逆變器效率低，將太陽電池好不容易轉(zhuǎn)換來的電能損耗掉，十分可惜。這樣勢必要增加矩陣中太陽電池組件的數(shù)量，增大矩陣所占的面積，從而大大增加太陽能發(fā)電設(shè)備的投資和土建費用。所以，要求逆變器效率要大于90%。
?。?）波形畸變小，功率因數(shù)高：并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備要并網(wǎng)，逆變器輸出波形必須與外電網(wǎng)一致，波形畸變小于5%，高次諧波含量小于3%，功率因數(shù)接近于1。獨立型太陽能發(fā)電設(shè)備中的逆變器波形畸變可以大一些，小于10%。
太陽能發(fā)電用逆變器分為以下幾種形式。
?。?）工頻變壓器絕緣方式用于獨立型太陽能發(fā)電設(shè)備，可靠性高，維護(hù)量少，開關(guān)頻率低，電磁干擾小。
?。?）高頻變壓器絕緣方式用于并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備，體積小，重量輕，成本低。要經(jīng)兩級變換，效率問題比較突出，采取措施后，仍可達(dá)到90%以上，高頻電磁干擾嚴(yán)重，要采用濾波和屏蔽措施。
?。?）無變壓器非絕緣方式本來希望進(jìn)一步降低成本，從兩級變換變?yōu)閱渭壸儞Q，提高效率，使它成為并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備中更理想的逆變器，但是使用中出現(xiàn)一系列問題。無變壓器非絕緣方式逆變器不能使輸入的太陽電池與輸出電網(wǎng)絕緣隔離，輸入的太陽電池矩陣正、負(fù)極都不能直接接地。太陽電池矩陣面積大，對地有很大的等效電容存在，將在工作中產(chǎn)生等效電容充放電電流。其中低頻部分，有可能使供電電路的漏電保護(hù)開關(guān)誤動作。其中高頻部分，將通過配電線對其他用電設(shè)備造成電磁干擾，而影響其他用電設(shè)備工作。這樣，必須加濾波和保護(hù)，達(dá)不到降低成本的預(yù)期效果。
?。?）正激變壓器絕緣方式是在無變壓器非絕緣方式使用效果不佳之后開發(fā)出來的，既保留了無變壓器非絕緣方式單級變換的主要優(yōu)點，又消除無絕緣隔離的主要缺點，是到目前為止并網(wǎng)型太陽能發(fā)電設(shè)備比較理想的逆變器。
近年來，幾乎世界上所有的巨型企業(yè)都宣布加入太陽能光伏行業(yè)或擴大在光伏行業(yè)的投資，從美國的Intel、IBM、HP、GE到歐洲的博世、BP以及韓國的三星、現(xiàn)代、LG、臺灣的聯(lián)電。
（轉(zhuǎn)載）
