第三代CPV 發(fā)電方式正逐漸成為太陽能領域的焦點。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;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(guī)模應用于發(fā)電時可有效降低成本、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27%,多結(jié)的III-V 族電池對光譜進行了更全面的吸收,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于硅系電池,更適合應用于日照強烈的荒漠地區(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)省半導體材料用量的同時,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 技術的更加成熟以及生產(chǎn)規(guī)模的進一步擴大,普遍預計2010 年內(nèi)即可實現(xiàn)較低的平準化電力成本(LCOE),低于晶硅和薄膜電池。而未來,若對光伏發(fā)電設備的生產(chǎn)環(huán)節(jié)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(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(guī)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(nèi),隨著技術優(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 年年均增速預計在40%以上。到2020 年行業(yè)總產(chǎn)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(guī)?;瘧?。CSP 系統(tǒng)主要是對太陽能聚光產(chǎn)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。
相關國內(nèi)上市公司。目前國內(nèi)尚無成熟的CPV 設備制造商,產(chǎn)品進口依賴度較高。
責任編輯: 中國能源網(wǎng)