虽然中控德令哈10MW熔盐塔电站于2016年8月20日并网发电,但因该项目是基于此前的10MW水工质项目的改造工程,故这一新增装机量不列入2016年的新增装机统计。
这些结果展示了获得高效无电滞平面异质结钙钛矿电池是完全可行的,为制备高效无电滞钙钛矿太阳能电池提供了新的方向和思路,有力推进了钙钛矿太阳能电池的进一步发展。博士生蒋琦是该文章的第一作者,游经碧与张兴旺是该论文的通讯作者。
近年来,人们发现有机/无机杂化的钙钛矿材料具有几微米甚至长达上百微米载流子扩散长度,远高于传统的有机半导体几十纳米的扩散长度。钙钛矿太阳能电池是近几年兴起的一类具有巨大应用前景的太阳能电池,它具有光电转换效率高、成本低以及制备工艺简单等突出优点。目前高效的钙钛矿电池均采用低温致密TiO2与高温多孔TiO2相结合的介孔结构作为电子传输层,但介孔层制备温度较高、工艺过程较为复杂,不利于大规模生产。他们研制出了基于SnO2电子传输层的平面异质结钙钛矿电池(图1a),实验证实了SnO2可显著提高电子从钙钛矿吸收层到电子传输层的转移速率(图1b),所制备的电池基本无电滞现象(图1c)。相关结果发表在最近出版的《自然-能源》期刊上(Q.Jiangetal.,NatureEnergy,1,16117(2016))。
但人们广泛研究的基于TiO2致密层的钙钛矿电池存在严重电滞现象,在反向测量(从开路电压扫到短路电流)条件下能获得较高效率,但正向测量(从短路电流扫到开路电压)时效率较低,使得人们不能正确评判这类电池光电转换效率。但富勒烯存在价格昂贵、在空气中不稳定等缺点该项目此前已列入2015年的新增装机,不再列入2016年新增装机统计。
上述项目都是REIPPPP计划第三轮中标项目,三个项目预计将在2017~2018年间投运并网。该项目由3500台定日镜、5个集热塔等相关设施组成,共5个模块,单塔装机为1.2MWth,塔高27米。加上于2015年3月2日并网投运的装机100MW的KaXuSolarOne槽式光热电站和于2015年12月正式投运的装机50MW的Bokpoort槽式光热电站,截至2016年底,南非光热发电建成总装机增至200.56MWe。截至2016年底,南非在建的光热发电项目总计为3个,分别是由Abengoa开发的XinaSolarOne项目、由Engie开发的Kathu项目和由Emvelo开发的Ilanga1电站,总装机规模300MW。
但伴随摩洛哥、南非以及中国等新兴市场的快速发展,预计未来两年全球光热发电建成装机规模将迎来大幅增长。同属于第三阶段B轮中标项目的RedStone电站则因PPA协议签订延期未能按计划开建。
其中进展较为领先的当属XinaSolarOne,该电站预计将于2017年第二季度实现并网。包括12月26日并网发电的首航节能敦煌10MW熔盐塔式电站,以及10月12日并网投运的甘肃阿克塞800米熔盐槽式示范回路,装机200kW。中国在建的项目包括中科院863项目槽式光热发电技术研究与示范项目等小型试验项目,华强兆阳张家口15MWe改良菲涅尔光热示范项目、兰州大成敦煌10MW菲涅尔熔盐电站等试验性示范项目,以及中广核德令哈50MW槽式电站、首航节能敦煌100MW塔式电站、中控太阳能德令哈50MW电站等商业化示范项目。2016年,Vastsolar在澳大利亚Jemalong建成投运1.1MWe的模块化塔式光热示范电站。
该项目采用的核心技术是STEM,即SolarThermoElectricMagaldi的简写,这是一种基于空气/沙子流化床的太阳能蒸汽发生技术,该项目是首个在MW级规模。这是全球首个基于光热技术的综合能源系统(IES)项目,整合太阳能热能生产、电能生产以及海水淡化于一体,使这个沙漠农场能够采用清洁能源来供应能量。虽然中控德令哈10MW熔盐塔电站于2016年8月20日并网发电,但因该项目是基于此前的10MW水工质项目的改造工程,故这一新增装机量不列入2016年的新增装机统计。据CSPPLAZA研究中心统计,2016年,全球光热发电建成装机容量增长放缓,在2015年4940MW的基础上只增加了76.86MW,总的在运行装机容量达到约5017MW,增幅仅1.56%。
2016年3月29日,位于美国内华达州的全球首个地热和光伏光热两种太阳能发电系统联合运行的混合电站Stillwater混合电站正式并网投运,其中配置的槽式光热系统装机为2MWe。这使得中国光热发电的总建成装机达到28.3MW。
2016年9月,意大利Enerray公司在摩洛哥距马拉喀什70公里的绿色能源园本戈尔地区建成了一个1MW的菲涅尔光热ORC电站,该电站是IRESEN(太阳能和新能源研究所)的一个项目,采光面积11400m。NOOR1电站于2015年下半年已投运,此前定于2015年12月27日举行投运仪式,但临时被摩洛哥政府官方叫停而终止,而推迟至今年正式宣布投运。
中国市场2016年迎来示范项目电价等相关政策的正式落地,预计2018年中国将迎来建成装机的大规模增长。图:各国总CSP建成装机图(制图:CSPPLAZA)澳大利亚:新增装机约13MWe澳大利亚市场2016年新增两个光热项目,装机约13MWe。意大利:新增装机约0.66MWe意大利市场2016年新增装机2MWth,2016年7月,全球首个以沙子作为工质的塔式光热电站日前在意大利西西里岛正式亮相,该电站装机2MWth,配备786台定日镜,采用塔式二次反射聚光集热技术,电站占地面积2.25公顷,位于西西里岛西北部,日产蒸汽量为20.5吨,每年可减少约890吨的二氧化碳排放量。SolarReserve于2月22日宣布110MW的新月沙丘塔式熔盐电站正式并网投运,并实现110MW的满功率输出,事实上,该电站自2015年11月份即进入并网试运行阶段,但官方此前一直未予正式宣布,该项目此前已列入2015年的新增装机,不再列入2016年新增装机统计同时,南非REIPPPP计划第三阶段B轮招标的中标项目装机100MW的Kathu槽式光热电站已于2016年10月份正式动工建设,该项目配置4.5小时储热系统,建于南非北开普省,计划工期为28个月,西班牙Sener和Acciona组成的联合体为该项目的EPC总承包商。摩洛哥:新增装机1MW摩洛哥市场新增装机1MW。
但伴随摩洛哥、南非以及中国等新兴市场的快速发展,预计未来两年全球光热发电建成装机规模将迎来大幅增长。图:各国2016年新增CSP建成装机(制图:CSPPLAZA)美国:新增装机2MW美国市场新增装机2MWe。
该项目此前已列入2015年的新增装机,不再列入2016年新增装机统计。图:2012~2016年全球总CSP建成装机(制图:CSPPLAZA)中国:新增装机10.2MW中国市场2016年表现抢眼,总的新增装机量为10.2MW。
同属于第三阶段B轮中标项目的RedStone电站则因PPA协议签订延期未能按计划开建。这使得中国光热发电的总建成装机达到28.3MW。
意大利:新增装机约0.66MWe意大利市场2016年新增装机2MWth,2016年7月,全球首个以沙子作为工质的塔式光热电站日前在意大利西西里岛正式亮相,该电站装机2MWth,配备786台定日镜,采用塔式二次反射聚光集热技术,电站占地面积2.25公顷,位于西西里岛西北部,日产蒸汽量为20.5吨,每年可减少约890吨的二氧化碳排放量。2016年3月29日,位于美国内华达州的全球首个地热和光伏光热两种太阳能发电系统联合运行的混合电站Stillwater混合电站正式并网投运,其中配置的槽式光热系统装机为2MWe。包括12月26日并网发电的首航节能敦煌10MW熔盐塔式电站,以及10月12日并网投运的甘肃阿克塞800米熔盐槽式示范回路,装机200kW。该项目由3500台定日镜、5个集热塔等相关设施组成,共5个模块,单塔装机为1.2MWth,塔高27米。
NOOR1电站于2015年下半年已投运,此前定于2015年12月27日举行投运仪式,但临时被摩洛哥政府官方叫停而终止,而推迟至今年正式宣布投运。加上于2015年3月2日并网投运的装机100MW的KaXuSolarOne槽式光热电站和于2015年12月正式投运的装机50MW的Bokpoort槽式光热电站,截至2016年底,南非光热发电建成总装机增至200.56MWe。
中国在建的项目包括中科院863项目槽式光热发电技术研究与示范项目等小型试验项目,华强兆阳张家口15MWe改良菲涅尔光热示范项目、兰州大成敦煌10MW菲涅尔熔盐电站等试验性示范项目,以及中广核德令哈50MW槽式电站、首航节能敦煌100MW塔式电站、中控太阳能德令哈50MW电站等商业化示范项目。该项目采用的核心技术是STEM,即SolarThermoElectricMagaldi的简写,这是一种基于空气/沙子流化床的太阳能蒸汽发生技术,该项目是首个在MW级规模。
虽然中控德令哈10MW熔盐塔电站于2016年8月20日并网发电,但因该项目是基于此前的10MW水工质项目的改造工程,故这一新增装机量不列入2016年的新增装机统计。按热电转化效率33%粗略折算该项目的电功率为11.9MWe。
上述项目都是REIPPPP计划第三轮中标项目,三个项目预计将在2017~2018年间投运并网。南非:新增装机50MW新增装机容量最大的为南非,其于2016年2月5日宣布投运KhiSolarOne塔式光热电站,实现50MW新增装机。中国市场2016年迎来示范项目电价等相关政策的正式落地,预计2018年中国将迎来建成装机的大规模增长。图:各国总CSP建成装机图(制图:CSPPLAZA)澳大利亚:新增装机约13MWe澳大利亚市场2016年新增两个光热项目,装机约13MWe。
2016年9月,意大利Enerray公司在摩洛哥距马拉喀什70公里的绿色能源园本戈尔地区建成了一个1MW的菲涅尔光热ORC电站,该电站是IRESEN(太阳能和新能源研究所)的一个项目,采光面积11400m。据CSPPLAZA研究中心统计,2016年,全球光热发电建成装机容量增长放缓,在2015年4940MW的基础上只增加了76.86MW,总的在运行装机容量达到约5017MW,增幅仅1.56%。
SolarReserve于2月22日宣布110MW的新月沙丘塔式熔盐电站正式并网投运,并实现110MW的满功率输出,事实上,该电站自2015年11月份即进入并网试运行阶段,但官方此前一直未予正式宣布,该项目此前已列入2015年的新增装机,不再列入2016年新增装机统计。2016年10月6日,丹麦AalborgCSP为SunFarms建设的Sun农场项目在南澳大利亚奥古斯塔港正式投入运营,项目装机36MWth,由eSolar供应塔式光热系统,镜场采光面积51505m2。
其中进展较为领先的当属XinaSolarOne,该电站预计将于2017年第二季度实现并网。这是全球首个基于光热技术的综合能源系统(IES)项目,整合太阳能热能生产、电能生产以及海水淡化于一体,使这个沙漠农场能够采用清洁能源来供应能量。