聚光型太陽(yáng)能系統(CPV;Concentrated Photovoltaic)由于擁有高效率的優(yōu)勢,相較于傳統電池板和薄膜太陽(yáng)能產(chǎn)品的成本較低。早在2011年上半年位于美國San Jose的Solar Junctio就創(chuàng )造了CPV系統的轉換效率的世界紀錄,達到43.5%,且通過(guò)美國國家能源研究室(U.S. National Energy Research Laboratory)的認證。而現今業(yè)內人士也預計CPV轉換效率將有望超過(guò)50%,若通過(guò)雙軸追蹤裝置的輔助,聚光型太陽(yáng)能系統每年可比傳統未搭載追蹤裝置的PV增加30%的發(fā)電量。
從最近的報導看來(lái),預計未來(lái)三年在高輻射的太陽(yáng)能資源豐富及電網(wǎng)成本過(guò)高地區,聚光型太陽(yáng)能市場(chǎng)將呈現大幅增長(cháng),尤其在中國西部、美國西南部、印度西部、墨西哥、智利、秘魯南部、玻利維亞西南部、阿根廷西北部、地中海地區、澳大利亞、北非、中東等地區。雖然目前聚光型太陽(yáng)能裝置主要集中在西班牙、德國等歐盟地區以及美國的西南部,但由于中國、日本、澳大利亞以及印度的政府扶持政策,未來(lái)引領(lǐng)CPV市場(chǎng)快速增長(cháng)的地區將主要來(lái)自亞洲。
CPV聚光型太陽(yáng)能系統的種類(lèi)
CPV技術(shù)通過(guò)光學(xué)透鏡聚焦并集合陽(yáng)光直射到安裝在跟蹤器的多結光伏電池上,最初是由美國NASA所研發(fā)出來(lái)的,相較于高效率矽電池擁有更高的能量轉換效率。目前的聚光型太陽(yáng)能系統分為三種技術(shù)類(lèi)型:低聚光光伏(LCPV)、中聚光光伏(MCPV)、高聚光光伏(HCPV)。聚焦型太陽(yáng)能的計量單位被稱(chēng)為“Sun”,每一單位代表晴天中午直射的太陽(yáng)能,三種類(lèi)型的技術(shù)中,LCPV可以達到低于十個(gè)sun,MCPV則可達到10-100 suns,HIPV可達到10-1000 suns,因此,HCPV占據了全球CPV市場(chǎng)的最大比例,并預計將最快達成與現有電力網(wǎng)結合。
業(yè)界發(fā)展預估
EnergyTrend最新的CPV行業(yè)研究報告預計,2015年全球將有至少1GW的CPV安裝量;歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì )的2015年全球光伏前景報告中指出,2010年光伏安裝量增長(cháng)了15GW,其中CPV占據20MW,而到2010年底CPV占據了全部40GW安裝量的28MW,并預計2015年CPV安裝量至少達到每年1GW;PV Insider則認為,CPV產(chǎn)業(yè)除了計劃和運營(yíng)中的項目,目前在建的就擁有700MW。
另外,Markets發(fā)布的“聚光光伏和太陽(yáng)能光伏全球市場(chǎng)(2009-2014)”報告則表示,聚光光伏市值將從2009年的6390萬(wàn)美元上升到2014年的2.66億美元,每年增長(cháng)率可望達到33%。預計市場(chǎng)主要由歐洲和美國帶動(dòng)成長(cháng),市占率分別達到59.3%和32%。同時(shí)也有一些報告指出,預計2020年時(shí)CPV安裝將能達到12.5GW。
主要CPV制造商
美國主要聚光光伏制造商有SolFocus、Amonix、EMCORE,和Skyline Solar;歐洲則包括Concentrix、Abengoa Solar和ArimaEco。不過(guò)目前全球95%的市場(chǎng)主要由Concentrix Solar、Amonix和SolFocus三家制造商所壟斷,其他Tenaska Solar等太陽(yáng)能企業(yè)則和這些制造商合作生產(chǎn)太陽(yáng)能裝置。

Amonix CPV
Amonix、Concentrix Solar和SolFocus三大公司正在與高盛、IBM、加州博克萊分校等金融和研發(fā)合作,以克服目前CPV貸款融資缺乏的問(wèn)題。在2011年的夏季度時(shí),鉆石發(fā)電公司、Competitive Power Ventures和GE能源金融服務(wù)公司共同花費9億美元于加州建造800MW,也是全球最大CPV發(fā)電廠(chǎng),這個(gè)預計于2012年開(kāi)始運作的專(zhuān)案,也預示著(zhù)CPV的獲利潛能的到來(lái)。
2011年10月,法國Soitec公司推出為公共事業(yè)發(fā)電站設計的第五代CPV系統,其“Concentrix”技術(shù)包括為加強LCoE設計的28kW追蹤系統與為超過(guò)100㎡面積而設計的模組,將可增加30%的能源轉換效率。該公司也于2011年11月接到155MW等多項來(lái)自圣地牙哥天然氣與電力公司的購買(mǎi)協(xié)議與首筆來(lái)自中國新疆塔克拉馬干市3MW的聚光型太陽(yáng)能光伏發(fā)電站Concentrix CPV訂單。
德國工業(yè)巨頭西門(mén)子則收購了美國Semprius的16%股份,允許該HCPV組件制造商在2012年擴大產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)規模。Semprius曾創(chuàng )造了HCPV組件的能源效率新紀錄,達到33.9%。
聚光型太陽(yáng)能建構計劃
目前大部分在建CPV項目主要集中在美國、西班牙、葡萄牙、希臘以及澳大利亞。2010年西班牙擁有全球CPV市場(chǎng)約70%的安裝量,達到16MW。美國西南部的安裝量為4.5MW,占20%,希臘和澳大利亞則占了5%與3%的比率。

Concentrix Solar
·NextEra Energy的子公司NextEra Energy Resources宣布在新墨西哥建設北美最大的CPV發(fā)電廠(chǎng),5MW的太陽(yáng)能中心采用了Amonix公司60kW的元件,將為E1 Electric提供25年能源供應。
·Tenaska太陽(yáng)能投資的CSOLAR部門(mén)簽署加利福尼亞州南部150MW項目25年協(xié)議。
·歐洲最大的CPV發(fā)電站則是坐落于西班牙,7.8MW的Navarre發(fā)電站和2MW的Murcia發(fā)電站。
·Skyline Solar推出其Skyline X14系統時(shí)宣布,該系統被墨西哥DelSol Systems選中用于500kW聚光型太陽(yáng)能光伏裝置,該項目建成后將成為拉丁美洲最大的CPV項目。.

Skyline X14
CPV的未來(lái)與傳統太陽(yáng)能光伏系統相比,聚光太陽(yáng)能系統擁有高轉換效率、更小的土地使用面積,與CSP相比也無(wú)需透水冷降溫。在2011年7月的報告指出,以CPV的生命周期來(lái)看,無(wú)論占用的土地、成本與太陽(yáng)能電池用量等,CPV都較為低廉,況且空出來(lái)的土地還可以做為放牧業(yè)與農耕使用。
而43.5%的基準效率讓聚光光伏領(lǐng)先PV和CSP數年,從這個(gè)方面來(lái)看,報告對于2015年每年CPV安裝量達到1GW的預計似乎依然有些低估。但市場(chǎng)進(jìn)一步擴大,CPV產(chǎn)業(yè)必須克服其只能在高太陽(yáng)能輻射地區適用度的缺點(diǎn),以便將CPV擴張至其他地區。意大利、中國、澳大利亞、印度以及南非等都是CPV市場(chǎng)的新興國家,意大利的統一電價(jià)收購政策、中國的低成本產(chǎn)品以及西部高輻射的地區,都是對CPV業(yè)者將資金投入這兩個(gè)國家的原因。
CPV市場(chǎng)擴張速度驚人,已經(jīng)成功研發(fā)完成CPV項目的公司正在準備擴大到公用事業(yè)規模太陽(yáng)能發(fā)電站上。這也將有助CPV技術(shù)的接受度,并獲得更大的投資機會(huì ),變頻器、多晶電池等全球廣泛CPV系統組件需求也將因此得以增加。隨著(zhù)更多國家加入太陽(yáng)能電價(jià)收購、擔保貸款、補貼和資助政策制定的行列,聚光型太陽(yáng)能可能望持續增長(cháng),成為公共事業(yè)發(fā)電站的首選技術(shù)。
責任編輯: 中國能源網(wǎng)