引言
聚光光伏技術(shù)被看作是未來(lái)取代部分晶硅市場(chǎng)的第三代光伏技術(shù)，它具備晶硅電池?zé)o法比擬的優(yōu)勢(shì)，近幾年取得較大的發(fā)展，目前全球已經(jīng)開展了很多研究項(xiàng)目，并建成了許多示范工程。相比晶硅以及薄膜電池產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，聚光光伏是一個(gè)具有極大誘惑力的市場(chǎng)。目前，投身于此行業(yè)的國(guó)內(nèi)外公司已經(jīng)越來(lái)越多，這必然會(huì)帶來(lái)聚光光伏發(fā)電成本的大幅下降，隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，市場(chǎng)也會(huì)不斷變大。
眼下，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)因全球宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和各國(guó)產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整而步入產(chǎn)業(yè)寒冬，正面臨著行業(yè)的重新洗牌。
同時(shí)，由于成本高昂以及缺乏有競(jìng)爭(zhēng)力的裝機(jī)成本和上網(wǎng)電價(jià)，作為清潔能源的光伏產(chǎn)業(yè)一直沒有取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，業(yè)界曾將目光集中在改進(jìn)多晶硅和太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)工藝上，但效果非常有限。從技術(shù)上解決光伏發(fā)電的成本問(wèn)題，已經(jīng)成為制約行業(yè)發(fā)展的根本性問(wèn)題。
然而，作為太陽(yáng)能晶硅光伏電池、薄膜光伏電池之后的第三代光伏技術(shù)——聚光光伏正在展露芳姿，并以非同尋常的高效光電轉(zhuǎn)換率迅速吸引了人們的目光。
聚光光伏作為新一代太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，能否憑借后發(fā)技術(shù)優(yōu)勢(shì)提振已經(jīng)陷入困境的光伏產(chǎn)業(yè)呢?
當(dāng)光伏發(fā)電遇到聚光鏡
我省臨邑宇影光學(xué)儀器有限公司投資建設(shè)了一個(gè)小型聚光光伏實(shí)驗(yàn)發(fā)電站，目前已經(jīng)建成發(fā)電。
12月3日，宇影公司總經(jīng)理李正坤對(duì)記者說(shuō)，“我們這座聚光光伏發(fā)電站由768塊菲涅爾透鏡和電池片組成，采用光感和太陽(yáng)能角度計(jì)算的智能化控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光的自動(dòng)追蹤，光電轉(zhuǎn)換率可達(dá)28%。在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，系統(tǒng)峰值功率可達(dá)10.8千瓦，年可發(fā)電1.9萬(wàn)度?！?/FONT>
“聚光光伏說(shuō)起來(lái)也很簡(jiǎn)單，就像用放大鏡聚焦陽(yáng)光點(diǎn)著火柴一樣的道理”，李正坤介紹說(shuō)，“這一系統(tǒng)采用透鏡聚光的方式把陽(yáng)光匯聚在一個(gè)微小的區(qū)域(焦斑)，這樣太陽(yáng)能電池僅需焦斑面積的大小即可，大幅減少了太陽(yáng)能電池的用量；系統(tǒng)通過(guò)采用光電轉(zhuǎn)換效率更高的砷化鎵電池，使整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)28%，并且正隨著規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化水平的進(jìn)步而提高?！?/FONT>
同時(shí)，為充分利用太陽(yáng)能資源，聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)還配備了陽(yáng)光追蹤系統(tǒng)，相比于平板硅光伏發(fā)電，在同樣的光接收面積條件下，聚光型光伏發(fā)電可增加50%的產(chǎn)能，而對(duì)于同樣的輸出功率，可節(jié)省30%的系統(tǒng)材料以及占地面積。
宇影公司是我省較早涉足太陽(yáng)聚光領(lǐng)域的企業(yè)，其自主研發(fā)的菲涅爾透鏡產(chǎn)品，能將太陽(yáng)光聚焦到入光面1/10至1/1000甚至更小的接收面(高性能電池片)上，比傳統(tǒng)平板光伏發(fā)電效率提高30%以上，可滿足太陽(yáng)能聚光發(fā)電和聚熱系統(tǒng)中高能量高溫需求。
目前，宇影公司在建的“第三代聚光光伏發(fā)電菲涅爾聚光鏡擴(kuò)建項(xiàng)目”總投資1.2億多元，已經(jīng)獲得省新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)扶持資金500萬(wàn)元，并已入選國(guó)家“863”計(jì)劃，或?qū)⒊蔀榫酃夤夥a(chǎn)業(yè)發(fā)展的代表之一。
突破光電轉(zhuǎn)換瓶頸
聚光光伏技術(shù)被看作是未來(lái)取代部分晶硅市場(chǎng)的第三代光伏技術(shù)，它具備晶硅電池?zé)o法比擬的優(yōu)勢(shì)，近幾年取得較大的發(fā)展，目前全球已經(jīng)開展了很多研究項(xiàng)目，并建成了許多示范工程。
目前，聚光光伏發(fā)電光轉(zhuǎn)化效率最高可達(dá)30%左右，高于晶硅電池片約1倍；其使用壽命約70年，遠(yuǎn)高于晶硅電池片的30年，而且，具有生產(chǎn)制造過(guò)程污染少等特點(diǎn)，因此會(huì)帶來(lái)一定的市場(chǎng)需求。
業(yè)內(nèi)專家表示，一般聚光光伏發(fā)電的理論轉(zhuǎn)換效率約為70%，即使除去實(shí)際應(yīng)用中的損耗，未來(lái)一兩年聚光轉(zhuǎn)換效率還會(huì)有很大的突破。如果能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造，其發(fā)電成本可以大幅下降，甚至達(dá)到煤電發(fā)電成本。
但截至目前，全世界用于聚光光伏的投資僅約10億美元，在太陽(yáng)能發(fā)電市場(chǎng)僅占很小的部分，大約為0.1%，而且投資項(xiàng)目規(guī)模小、范圍窄。
這主要是因?yàn)?，與傳統(tǒng)光伏發(fā)電比較，這是新技術(shù)，并且成本高。盡管原理簡(jiǎn)單，實(shí)際上卻涉及力、熱、光、電、機(jī)械、電子、自動(dòng)化控制等綜合性技術(shù)，需要解決太陽(yáng)跟蹤、光效、散熱等一系列問(wèn)題。
特別是，聚光光伏發(fā)電中的砷化鎵聚光電池(也叫“多結(jié)三五族”太陽(yáng)能電池)，雖然有比晶硅電池和薄膜電池更高的轉(zhuǎn)換效率和吸收光譜范圍廣、衰減慢、耐溫性好、有效發(fā)電時(shí)間長(zhǎng)等顯著優(yōu)勢(shì)，但這一材料原本是航天材料，在光伏電站中商業(yè)化運(yùn)用是最近兩、三年的事情，由于下游設(shè)備制造商的產(chǎn)能都不大，沒有規(guī)?；\(yùn)用，成本自然居高不下。
除此之外，聚光光伏還要求太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、電子系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)等能夠協(xié)同一致，因而技術(shù)難度較傳統(tǒng)的多晶硅、薄膜電池系統(tǒng)也高出不少。
聚光光伏或?qū)㈩嵏蔡?yáng)能產(chǎn)業(yè)
今年1月，由青島哈工太陽(yáng)能股份有限公司建設(shè)的200千瓦高倍聚光太陽(yáng)能示范電站并網(wǎng)發(fā)電，這是國(guó)內(nèi)第一個(gè)按照商業(yè)化運(yùn)營(yíng)建設(shè)，且并網(wǎng)發(fā)電、投入運(yùn)營(yíng)的高倍聚光太陽(yáng)能電站，也是目前國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)換率最高的并網(wǎng)太陽(yáng)能發(fā)電站。目前，其平均發(fā)電成本0.62元/千瓦時(shí)，基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。青島哈工太陽(yáng)能研究院院長(zhǎng)楊書華介紹，從理論上講，放大倍數(shù)越高，芯片的材料就越節(jié)省。一塊用在聚光光伏發(fā)電上的電池，其造價(jià)是晶硅電池的100倍。不過(guò)，如果透鏡與電池之間的倍數(shù)能超過(guò)300倍的話，那么，聚光電池的成本也就與晶硅電池的成本持平了。所以，各企業(yè)都在研究放大倍數(shù)更高的聚光光伏產(chǎn)品，這樣可以節(jié)省更多的材料。
目前，該企業(yè)已經(jīng)啟動(dòng)了國(guó)內(nèi)最大的高倍聚光太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化基地——500兆瓦高倍聚光光伏電池、組件及配套產(chǎn)品生產(chǎn)線建設(shè)。據(jù)介紹，經(jīng)過(guò)研究改造，新的高倍聚光光伏組件的聚光倍數(shù)將高達(dá)1180倍(目前示范電站光伏組件的聚光倍數(shù)只有576倍)，發(fā)電效率將提高30%；發(fā)電成本也將降至0.41元/千瓦時(shí)。相比晶硅以及薄膜電池產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，聚光光伏是一個(gè)具有極大誘惑力的市場(chǎng)。目前，投身于此行業(yè)的國(guó)內(nèi)外公司已經(jīng)越來(lái)越多，其中包括波音、夏普、三星以及國(guó)內(nèi)的三安光電、漢龍集團(tuán)、上海聚恒等。這必然會(huì)帶來(lái)聚光光伏發(fā)電成本的大幅下降，隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，市場(chǎng)也會(huì)不斷變大。
（轉(zhuǎn)載）
