如果光伏发电光电转换效率达到40%，光伏发电度电成本将是多少？

奋斗的小鸟

以建设100兆瓦、建设地点塔克拉玛干沙漠为建设背景。当然作为外行只能给出模糊背景。欢迎懂行的大拿补充。
本人有个猜测，如果光伏发电真的达到这个转换率，即便可控核聚变成功发电成本也不会低多少。

原文地址：https://www.zhihu.com/question/662634501

大力水手

砷化镓电池与硅光电池的比较
1、光电转化率：
砷化镓的禁带较硅为宽，使得它的光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力较硅好。单结的砷化镓电池理论效率达到30%，而多结的砷化镓电池理论效率更超过50%。
2、耐温性
常规上，砷化镓电池的耐温性要好于硅光电池，有实验数据表明，砷化镓电池在250℃的条件下仍可以正常工作，但是硅光电池在200℃就已经无法正常运行。
3、机械强度和比重
砷化镓较硅质在物理性质上要更脆，这一点使得其加工时比容易碎裂，所以，常把其制成薄膜，并使用衬底（常为Ge[锗]），来对抗其在这一方面的不利，但是也增加了技术的复杂度。
砷化镓太阳能电池现在广泛应用在卫星，空间站上。限制他推广的最主要因素就是价格太贵。

清风寡欲

单晶硅的理论极限也就28%，突破这个得换材料了
度电成本＝发电量/成本
发电量＝功率×时间
1.你问的问题里，根本没时间，就目前的光伏技术按30年算，度电成本已经分分钱了。
2.光伏的最大问题是不按需求发电，正缺用电时阴天得火电补足。不需要用电时是大晴天，你发的多，但不需要，只能弃。弃风弃光多发电不稳定，垃圾电的名声就这么来的。
3.解决的办法是配储能，但能储能存下来的话还要国家电网干嘛？本来就是发易储难留不住，要不削峰填谷的搞电力调度干嘛呢？
4.目前储能方式多种多样，电池存储，抽水蓄能，盐熔加热，重力势能。形式五花八门，共同特点：存不住多少。

感恩由您

我这边搜了很多资料，发现目前关于光伏发电的成本没有系统性统计。倒是发现史珺博士在2011年11月28日，公布了其所研究的光伏发电成本的数学计算模型，不一定百分百准确。
因为发电成本受到多种因素的影响：包括光电转化效率、材料选择、制造工艺、运输和安装方式、维护成本、系统损耗、光照条件以及技术进步等，但可以拿来参考下。
Cp代表单位装机容量的装机成本，Tcost代表光伏发电的成本电价，公式为：
Tcost=Cp(1/Per+Rop+Rloan*Rintr-isub)/Hfp

• Per：投资回收期
  
• Rop：运营费用比率(每年的运营费用占电站总投入的比例)
  
• Rloan：贷款占投资额的比例
  
• Rintr：贷款利息
  
• isub：其它补贴收入系数(电站每年的电价外补贴占电站总投资的比例）
  
• Hfp：年等效满负荷发电小时数
  

根据上面这个公式，我们就可以计算下，如果想要光伏发电成本达到我们想要的价格，需要具备哪些条件。
首先，在光电转换效率为20%的前提下，我们假定一系列数据，如：投资回收期Per为20年，运营费率Rop为2%，贷款比例Rloan为70%，贷款利息Rintr按照7%计算，而补贴收入按照投资的1.2%计算，即isub=1.2%，同时假定Hfp=4380小时（塔克拉玛干沙漠日照长达12小时，每年约为4380小时）。在这样的条件下，光伏发电就具有了价值。
那么，根据目前光伏装机成本平均是11160元/KW，设光伏发电成本为未知数x，我们可以列出这个公式：
11160=x*4380/(0.05+0.02+0.7*0.07–0.012)，可以得出x=0.27元/度。
那如果光电转换效率达到40%，也就是说，光伏发电成本可以降低到0.135元/度。这是大概的推测数值，可能不够精确，但也远远低于目前火力发电的成本，而且随着煤矿资源的逐渐稀缺，火力发电成本是逐步上升的，而光伏发电只会越来越便宜。
目前，在各项光伏发电的技术手段中，光电转换效率最高的是聚光光伏，在理论上最高可以达到86.6%，即“无穷多结-聚光光伏”的理论极限。

什么是聚光光伏（CPV）？其实就是利用聚光系统，将汇聚后的太阳光通过高转化率的光伏电池，直接转换为电能的技术。聚光系统包括聚光器、二次聚光器、反射镜等。聚光光伏应用中，主要考虑的是聚光的倍数，以及聚光后光斑的辐射强度分布、光谱情况等。

但这么高的光电转换效率在实际应用中，其实非常难以实现。因为受到对日跟踪系统的精度以及风向的影响，实际太阳入射方向常常会稍微偏离聚光器轴向方向，太阳电池表面光斑的光强分布会迅速衰降。
以某400 倍菲涅尔透镜为例，如果入射角偏离0.5°，光学效率将衰降为64%，如果入射角偏离1°，光学效率将降为0。

所以，它的发挥不是很稳定。而且聚光光伏成本偏高，在我国应用的就不是很多，因此技术也没有欧美成熟。

有研究人员在《太阳能分频利用电热联产初步研究》报告中，通过实验发现，如果对30倍聚光分频的光伏/光热系统，单位面积硅光电池发电功率提高约16倍，投资成本仅0.33倍，每千瓦时的发电上网成本可从3.52元降到0.84元，考虑税收后的上网成本将从5.1元降到1.18元。

作为光伏大国，我们有很多的光伏技术手段可以使用，成本更低性价比更高。所以现阶段咱们还是以单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池为主；但如果想要实现较高的光电转换效率，其实聚光光伏是最好的选择。
光伏发电的最终目的就是走向千家万户，所以，最近也有越来越多家庭开始自己光伏发电，自发自用，然后把多余的电反向卖给电网，赚点外快。
通过结合智能化技术，光伏可以大大提高C端的户用发电体验，让收益和电费支出实现可视化、更透明。我这边推荐下涂鸦智能的户用光伏储能方案，如果有想入局转型智能化光伏的品牌，欢迎联系我：
涂鸦智能户用光伏储能解决方案，覆盖微型逆变器、组串逆变器、储能逆变器、储能电池、光储一体机等硬件设备。该方案由数据通信棒、涂鸦 App 和 EMS 管理后台三大部分组成，可帮助设备厂商快速实现光储设备的智能上云，抢占能源市场先机。同时，也为家庭用户提供了光、储、用一体化的能源数据链路监控，助力实现节省电费和减少碳排放的目标。
针对大多数光伏厂商在一次性硬件销售后，会有长达 10 年时间无法复购的经营瓶颈，涂鸦通过手机端 App，可打造个性化节能策略、虚拟电厂等收费功能，为光伏厂商创造长期额外的增值服务收益，构筑可持续发展的商业模式。
1、即插即用的数据通信棒

该方案中，最为关键的部分即是数据通信棒。例如，Wi-Fi 数据通信棒所搭载的 Wi-Fi & Bluetooth LE 双模模组，硬件接口能够适配大部分光伏逆变器、储能电池、光储一体机设备的数据通信与采集，实现“即插即用”，大幅完善了涂鸦的户用光伏储能解决方案能力。


2、全方位统计发电状况

通过手机端App，用户就能按照日/周/月的时间维度，实时查看发电收益统计、用电量统计，以及所有用电设备的能耗排名，并支持自动生成能耗曲线，让数据统计一目了然。针对电费账单，该方案可一键计算并导出，让你对户用光伏运行情况尽在掌握。


3、运行安全有保障

在发电量过多、储能电池运行过载的情况下，App会主动发出告警，并对电池及时采取断电措施，确保安全。App还将给出能源调度与错峰使用策略，有效保护发电储能的正常运转。
4、定制节能策略

部署该方案后，用户可自动设置每日、每周、每月的能耗上限，当能耗阈值达到 90% 时便会开启节能模式，自动切断待机状态的大功率负载，帮助家庭省下大量不经意流失的电。
此外，在能源管理方面，涂鸦 Cube 智慧私有云也将助力客户打造自有 IoT 能源管理平台，满足其个性化的定制需求，大幅节约用电成本。
感兴趣的朋友，欢迎点击下方链接联系我们，填写表单后，1~2个工作日就会有负责能源的商务专家来联系您：
涂鸦智能 | 全球化云开发者平台

感恩由您

这个问题严格来说没有准确答案。
我给你举两个例子，同样是1gw的装机量，新疆鄯善年发电量是21亿度，而河北承德年发电量只有14亿，地区的差异比科技影响大。
假设不考虑这些，按照现在25%的光电效率，以及今年内卷的价格，光伏发电的最低成本已经做到一毛多钱一度了，如果提升到40%，那么光伏成本最低可以到5-8分钱，但是光伏装机量增大，储能的和调峰的成本就会上升的，储能或升压并网的成本在2-3毛左右，所以光伏发电的综合成本就在3-5毛浮动，和略低火电。
按照目前可见光的波长，晶硅光伏上限就是29%，如果上上面叠层钙钛矿的10%，理论上是可以接近40%。
那么人类的能源利用能力会来一次跨越，对于宇宙航天都会有革命性的变化。

感恩由您

第一代太阳能板，单晶硅、多晶硅
是目前主要的商业太阳能板，能把15%——20%的入射光线转化成电能，其余的光能都转化成热能散发掉了。
第二代太阳能板，镝化镉薄膜，各方面比第一代有提高，尤其适应于建筑物、构筑物等场景。缺点是造价太高。
第三代，钙钛矿电池板，实际寿命太短，能否商业化，实际应用，还需要观察。
2024年6月，国内某上市光伏企业在上海光伏展，发布了34.6%的晶硅-钙钛矿叠层世界记录，在随后的德国慕尼黑光伏展上公司展示了30.1%的商业化钙钛矿光伏电池。
钙钛矿光伏电池板，目前还不能商业化，原因是，它的理论寿命刚刚突然1万小时。
钙钛矿，理论上，单层34%，二层42%，三层49%，很多很多层，可以达到68.7%。这些都是实验室数据，目前还没有实现商业化。
钙钛矿，增加层数、厚度的发电方式，在高温、沙尘等自然气候情况下，寿命、效率很难保持实验室的数据。
2024年4月10日，《科学进展》杂志，美国理海大学，采用零价原子（如钙），插入到CuxGeSe/Sus，铜掺杂锗硒/硫化硒异质结的范德华间隙，形成可以增强近红外到可见光范围吸收载流子生成的中间带态。每100个入射光子可以产生190个电子，在实验室取得了63%的阳光能量转化为电能的效果。
如此高的转化效率，主要原因是：
1，红外线，非可见光，参与了发电；
2，在厚度不变的情况下，增加了叠层。
上述两条，都是革命性、首次创新性的科技发明，应该是光伏发电未来的方向。
科技创新，永无止境，向为人类能源事业做出杰出贡献的伟大科学家致敬。
上述介绍，不代表投资买卖的建议。