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聚光光伏技术蕴藏潜力

发布日期:2011-11-11 来源:电气中国 点击次数:144

  备受瞩目的光伏产业,始终以空前的速度发展着,利好的政府补贴政策和紧俏的市场需求吸引了更多企业进入光伏行业,光伏产业“全面繁荣”的大好景象似乎已经出现。

  但据研究分析机构IHS iSuppli发布报告显示,由于补贴预算下调及各国政府对于光伏安装量的限制,2012年全球光伏行业需求增速恐将下滑,而硅产业链价格在今年四季度就有进一步下跌的风险。

  欧债危机、国内价格战等问题的出现,使得行业内普遍对光伏产业前景表示担忧,而聚光光伏工业园和电站却纷纷选择在此时进入,同时壮大队伍,其快速崛起能否为我国光伏产业注入新的活力?

  聚光光伏渐热

  太阳能发电分为光热发电和光伏发电。聚光光伏(CPV)是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术,属于光伏发电。使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换,分别是第一、第二代光伏发电技术,均已得到了广泛应用。利用光学元件将太阳光汇聚后再发电的聚光光伏技术,被认为是光伏发电的第三代技术。

  聚光光伏技术的研究始于上世纪70年代的石油危机,虽然聚光光伏技术的研发已经有30多年历史,但聚光光伏电站的商业化运营目前在全球范围内仍处于起步阶段,最根本的原因是成本太高。随着技术的日趋进步,近几年取得较大的发展,目前全球已经开展了很多研究项目,并建成了许多示范工程。

  汉龙集团旗下的四川中汉太阳能“太阳能聚光光伏发电装备制造产业基地”项目于今年9月26日在双流开工建设,总投资76亿元,预计2年内建成,设计生产规模达200万千瓦,是国内首个聚光光伏产业园,也是世界上最大的聚光光伏产业园。

  这一世界最大聚光光伏产业园的建设,可看出以砷化镓材料为主的化合物半导体技术进军光伏产业的强大动力,同时与薄膜电池并行,给主宰着现今太阳能市场的晶硅电池技术带来强劲挑战,据相关机构预测,到2016年,晶硅电池技术占太阳能市场总产值的比重,将从目前的82%下滑到约74%。

  聚光光伏新项目的火热上马与传统晶硅电池市场遭受到的“寒冬”形成了很大的反差,据中国有色金属[0.11 0.00%]协会硅业分会最新统计,9月底,国内多晶硅现货主流报价为35万~39万元/吨,比2月份的68万~74万元/吨的报价低出一半;而光伏电池组件价格也在过去3个月内下降30%。

  聚光光伏的诸多优势使其备受关注,但其的生产和应用却不及晶硅电池和薄膜电池,究其原因是其应用方面存在很多特殊的地方。

  专家指出,聚光光伏目前适合在中国西北地区应用,因为那里阳光比较充足,地域辽阔,适合做大型的聚光光伏发电站,而不太适合在城市做民用。因为聚光光伏的特点是在阳光充足的地方,其效率要比多晶硅好很多,现在城市的空气洁净度很差,对聚光光伏的应用效率会有制约。

  基于这些特殊情况,聚光光伏在我国还是集中于发电示范项目。如2011年1月15日,由青岛哈工太阳能股份有限公司建设的200千瓦高倍聚光太阳能示范电站并网发电,这是国内第一个按照商业化运营建设且并网发电、投入运营的高倍聚光太阳能电站,也是目前国内转换率最高的并网太阳能发电站。临邑宇影光学仪器有限公司自主研发的德州聚光光伏发电站也成功并网发电,电转换率高达28%,年可实现清洁发电1.9万千瓦时。

  多家聚光光伏电厂的并网发电成功,使业界看到了聚光光伏实际应用的潜力。

  优势源于技术

  聚光光伏是利用光学系统,将太阳能通过聚光的方式会聚在一个狭小的区域(焦斑),再利用光伏效应把光能转化为电能的发电技术,太阳能电池仅需焦斑面积的大小即可,从而大幅减少了太阳能电池的用量,同样条件下,倍率越高,所需太阳能电池面积越小。

  有别与传统硅晶型以及薄膜型,它主要由聚光组件、太阳跟踪器、系统支架等部件构成,类似于用放大镜点着火柴,看似简单但实际上,聚光光伏却涉及力、热、光、电、机械、电子、自动化控制等综合性技术,需要解决太阳跟踪、光效、散热等一系列问题。

  聚光光伏的技术最显著的优点在于它的高光电转换效率,以年度发电量而言,在相同的条件下,结合双轴追日技术的运用,约是传统硅晶型的1.2~1.4倍,此点是聚光光伏技术的竞争优势,我国砷化镓聚光电池的转换效率已达到35%~39%,远远高于晶硅电池16%~19%和薄膜电池10%的转换率。

  聚光光伏在节省半导体材料用量的同时,还降低了太阳能发电的成本和能耗,具有更短的能量回收期。此外,聚光光伏还具有吸收光谱范围广、衰减慢、耐温性好、有效发电时间长等显著优势。

  据专家介绍,目前我国的多晶硅电池投资回收期要在5~6年,国外要2~3年,薄膜电池在1年左右能回收,而聚光光伏大概只需半年时间。

  相比晶硅电池和薄膜电池产业来说,聚光光伏已成为一个极具诱惑力的市场。目前,投身于此行业的国内外公司已经越来越多,其中就包括Boeing、Amonix、Practical Instruments、夏普以及国内广东新曜、三安光电[0.00 0.00% 股吧 研报]、昊阳新能源、安徽应天新能源、汉龙集团、上海聚恒,等等。

  关键是降低成本

  尽管聚光光伏具有占地面积小、发电效率高、节省材料、减少污染等优点,但其最大缺点就是成本太高,其成本大大高于多晶硅电池。

  太阳能行业虽然发展迅速,但还属于政府补贴的一个高成本行业,政府补贴是有限的、不可延续的,而聚光光伏的产业发展也在很大程度上会受到这方面因素的影响。

  只有把成本降到一定程度,或者有突破性的技术出来,聚光光伏的市场才能打开,以聚光光伏的行业特点看,应用规模越大,成本越低。这也在技术研发和应用方面对聚光光伏提出要求,而自主研发能力不足恰恰是制约我国聚光光伏发展的问题。

  不同于多晶硅电池和薄膜电池,聚光光伏结合了光学、控制、机械等多种学科技术,其研发投入相比前两者要更高一些。目前,我国大多数公司不愿意从基础做起,而是把国外技术和设备直接搬过来,更多地倾向于“拿来主义”,真正自主开发系统集成的公司非常少。

  但无论如何,未来随着技术的更加成熟以及生产规模的进一步扩大,聚光光伏对于我国光伏产业来说势必带来强大的动力,强有力的竞争或许能带动我国光伏产业格局的调整,使得我国光伏产业更加的健全。

 
信息来源:电气中国 | 发布日期:2011-11-04