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      聚光太陽能光芒四射

      2016-08-19

       

      第三代聚光太陽能(CPV)發電方式,正逐漸成為太陽能領域的焦點。

          光伏發電經歷了第一代晶硅電池和第二代薄膜電池,目前產業化進程正逐漸轉向高效的CPV系統發電。與前兩代電池相比,CPV采用多結的III-V族化合物電池,具有大光譜吸收、高轉換效率等優點;而且所需的電池面積不大,以相對廉價的聚光器件替代昂貴的半導體材料,在大規模應用于發電時可有效降低成本、降低生產能耗。

          CPV系統具有轉換率優勢和耐高溫性能。硅電池的理論轉換效率大概為23%,單結的砷化鎵電池理論轉換效率可達27%,多結的III-V族電池對光譜進行了更全面的吸收,其理論轉換率可超過50%。即使考慮到聚光和追蹤所產生的誤差損失,目前的CPV系統轉換效率可達25%,高于目前市售晶硅電池17%左右的轉換效率。此外,GaAs系電池的高溫衰減性能強于硅系電池,更適合應用于日照強烈的荒漠地區。CPV系統的生產過程更加節能環保。聚光倍數越大,所需的光伏電池面積越小,對于高達幾百倍的HCPV系統來說,硬幣大小的轉換電池就可轉換碗口面積的光能。在節省半導體材料用量的同時,降低了太陽能發電系統的生產成本和能耗,使得CPV具有更短的能量回收期。

          CPV發電漸具成本優勢,更具成本下降潛力。隨著CPV技術的更加成熟以及生產規模的進一步擴大,普遍預計2010年內即可實現較低的平準化電力成本(LCOE),低于晶硅和薄膜電池。未來,若對光伏發電設備的生產環節征收碳排放稅,CPV的投資回收期僅會延長1~2個月,晶硅和薄膜電池均會延長1年以上,屆時CPV的相對成本優勢將更加明顯。

          CPV將長期與晶硅、薄膜電池共存。CPV由于系統的復雜性,較適用于大型的光伏發電電站,可采用統一的追日控制方式和冷卻系統。而晶硅和薄膜電池更適用于較小型的家用和商用發電系統,長期來看,CPV并不會完全取代晶硅和薄膜電池的市場,正如薄膜電池不會完全取代晶硅電池一樣。

          市場規模具備高速增長潛力。目前全球的CPV裝機不到200MW,預計今后幾年內,隨著技術優勢和成本優勢的體現,市場規模將有爆發式的增長,未來10年年均增速預計在40%以上。到2020年行業總產值可達500億元左右。我國目前僅有少量示范電站,未來隨著光伏裝機容量的提升,CPV的市場也將逐漸打開。

          CSP也將逐漸步入規模化應用。CSP系統主要是對太陽能聚光產生的熱量進行利用,CSP雖然不需使用光伏電池,但依然需要大量的光學聚光器。預計2015年新增裝機將達到5.5GW,不斷的上升。

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