第三代聚光太陽能發電方式(CPV)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。
CPV系統優勢多
CPV系統具有轉換率優勢和耐高溫性能。據介紹,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%,CPV采用的多結的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%,遠高于目前晶硅電池17%左右的轉換效率。同時砷化鎵系電池的高溫衰減性能也強于硅系電池,更適合應用于日照強烈的荒漠地區。
同時,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CPV具有更短的能量回收期。
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,今年內即可實現較低的平準化電力成本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;晶硅和薄膜電池均則會延長1年以上,屆時CPV的相對成本優勢將更加明顯。
市場高速擴張
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。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。
目前,國內尚無成熟的CPV設備制造商,產品進口依賴度較高。在A股上市公司中,萬家樂、三安光電、哈高科等多家上市公司,未來有望從CPV市場的高速擴張中獲益。
其中,萬家樂目前持股25%的新曜光電,是母公司下屬專營HCPV太陽能發電模組和發電系統的開發,設計和產業化為主的高科技公司。
三安光電也是主營LED芯片生產,與CPV技術方面相通,具有業務拓展的優勢。其CPV系統采用雙軸跟蹤、500倍聚光方式模塊,系統轉換效率約25%-26%。今年第一季度可完成青海省格爾木市3MW示范電站項目。今年業績目標為20MW-50MW。
新華光主營收入來源于子公司天達光伏產品為晶硅太陽能電池,同時公司也是我國第二大光學玻璃生產企業。未來有望從CPV市場規模的擴張中受益。
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聚光型太陽能光電系統(CPV)主要原理,是使用透鏡及曲面鏡組成的陣列, 將陽光高倍率聚焦在太陽能電池上,同時使用陽光追蹤器,來追蹤日射角度,讓陽光能夠隨時聚焦在太陽能電池上,以較少的材料,產生更高的電力。據了解,一平方公分的太陽能電池,可以聚焦達500平方公分的陽光,大大地降低昂貴的面板使用,因此只需傳統太陽能光電系統0.1%的太陽能電池材料。
