第三代聚光太陽能(CPV)發(fā)電方式,,正逐漸成為太陽能領(lǐng)域的焦點(diǎn)。
光伏發(fā)電經(jīng)歷了第一代晶硅電池和第二代薄膜電池,,目前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正逐漸轉(zhuǎn)向高效的CPV系統(tǒng)發(fā)電,。與前兩代電池相比,,CPV采用多結(jié)的III-V族化合物電池,具有大光譜吸收,、高轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點(diǎn),;而且所需的電池面積不大,以相對廉價(jià)的聚光器件替代昂貴的半導(dǎo)體材料,,在大規(guī)模應(yīng)用于發(fā)電時(shí)可有效降低成本,、降低生產(chǎn)能耗,。
CPV系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)換率優(yōu)勢和耐高溫性能。硅電池的理論轉(zhuǎn)換效率大概為23%,,單結(jié)的砷化鎵電池理論轉(zhuǎn)換效率可達(dá)27%,,多結(jié)的III-V族電池對光譜進(jìn)行了更全面的吸收,其理論轉(zhuǎn)換率可超過50%,。即使考慮到聚光和追蹤所產(chǎn)生的誤差損失,,目前的CPV系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率可達(dá)25%,高于目前市售晶硅電池17%左右的轉(zhuǎn)換效率,。此外,,GaAs系電池的高溫衰減性能強(qiáng)于硅系電池,更適合應(yīng)用于日照強(qiáng)烈的荒漠地區(qū),。CPV系統(tǒng)的生產(chǎn)過程更加節(jié)能環(huán)保,。聚光倍數(shù)越大,所需的光伏電池面積越小,,對于高達(dá)幾百倍的HCPV系統(tǒng)來說,,硬幣大小的轉(zhuǎn)換電池就可轉(zhuǎn)換碗口面積的光能。在節(jié)省半導(dǎo)體材料用量的同時(shí),,降低了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和能耗,,使得CPV具有更短的能量回收期。
CPV發(fā)電漸具成本優(yōu)勢,,更具成本下降潛力,。隨著CPV技術(shù)的更加成熟以及生產(chǎn)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大,普遍預(yù)計(jì)2010年內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)較低的平準(zhǔn)化電力成本(LCOE),,低于晶硅和薄膜電池,。未來,若對光伏發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)節(jié)征收碳排放稅,,CPV的投資回收期僅會(huì)延長1~2個(gè)月,,晶硅和薄膜電池均會(huì)延長1年以上,屆時(shí)CPV的相對成本優(yōu)勢將更加明顯,。
CPV將長期與晶硅、薄膜電池共存,。CPV由于系統(tǒng)的復(fù)雜性,,較適用于大型的光伏發(fā)電電站,可采用統(tǒng)一的追日控制方式和冷卻系統(tǒng),。而晶硅和薄膜電池更適用于較小型的家用和商用發(fā)電系統(tǒng),,長期來看,CPV并不會(huì)完全取代晶硅和薄膜電池的市場,,正如薄膜電池不會(huì)完全取代晶硅電池一樣,。
市場規(guī)模具備高速增長潛力,。目前全球的CPV裝機(jī)不到200MW,預(yù)計(jì)今后幾年內(nèi),,隨著技術(shù)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢的體現(xiàn),,市場規(guī)模將有爆發(fā)式的增長,未來10年年均增速預(yù)計(jì)在40%以上,。到2020年行業(yè)總產(chǎn)值可達(dá)500億元左右,。我國目前僅有少量示范電站,未來隨著光伏裝機(jī)容量的提升,,CPV的市場也將逐漸打開,。
CSP也將逐漸步入規(guī)模化應(yīng)用,。CSP系統(tǒng)主要是對太陽能聚光產(chǎn)生的熱量進(jìn)行利用,,CSP雖然不需使用光伏電池,但依然需要大量的光學(xué)聚光器,。預(yù)計(jì)2015年新增裝機(jī)將達(dá)到5.5GW,。
相關(guān)國內(nèi)上市公司:目前國內(nèi)尚無成熟的CPV設(shè)備制造商,產(chǎn)品進(jìn)口依賴度較高,。A股上市公司中,,萬家樂、三安光電,、哈高科均具有CPV制造業(yè)務(wù),,新華光、水晶光電,、利達(dá)光電則具有光學(xué)聚光器的生產(chǎn)能力,,未來有望從CPV和CSP市場的高速擴(kuò)張中獲益。