太阳能发电研究报告1

能源和环境都是世界焦点问题,常规能源短缺,生态环境恶化,全球变暖等 问题,使全球各国都加大了对可再生能源的开发。可再生能源具有资源分布广、 开发潜力大、环境影响小、可永续利用的特点。目前太阳能光伏、风能、生物质 发电等均在我国进行了部署应用。在可再生能源利用技术中,太阳能由于具有储 量大、分布广等优点近年来得到了广泛应用。太阳能热发电是国家“十二五”及 今后重要的可再生能源利用方式。截止20xx年底,全球已运行电站装机容量达到 2 GW,在建项目超过2.5 GW。我国第一座利用纯太阳能的汽轮机发电的电站— —“中国科学院电工研究所八达岭太阳能热发电实验电站”也于20xx年8月发电, 取得了历史性的突破!随着产业链的不断完善、技术水平的逐步提升,太阳能热 发电成本有望加速进入规模化发展的新阶段。

1、太阳能热发电技术概述

太阳能热发电是将太阳能转化为热能,通过热功转化过程发电的技术。采用 这种光电转换技术的电站称为太阳能热发电站。根据收集太阳辐射方式的不同, 太阳能热发电技术可分为塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电、碟式-斯特林 太阳能热发电和线性菲涅耳式太阳能热发电四种类型。

我国在 2006 年科技部颁布实施的《国家中长期科学和技术发展规划纲要

(2006-2020)》 2007 年国家发改委颁布的、《可再生能源中长期发展规划》 2011、 年国家能源局颁布的《国家能源科技“十二五”规划》中均把太阳能热发电明确列 为重点和优先发展方向。从“十五”开始,我国 863 计划,973 计划,攻关计划, 支撑计划,中小企业创新基金,国家自然科学基金,国家能源能力建设资金及各 省市科技计划等都对太阳能热发电给予了支持,且投入逐步加大。

太阳能热发电的特点主要包括:

1)发电功率相对平稳可控。太阳能资源具有间歇性和不稳定性的特点,太 阳能热发电站可以配置技术上相对成熟的大容量储热装置,以确保发电功率的稳 定。

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2)运行方式灵活。太阳能热发电系统可以与燃煤、燃油、天然气及生物质 发电系统等进行联合热力循环运行。

3)可进行热电并供。发电余热可以供暖等。

太阳能热发电技术具有优异的环境特性:

在环境方面,具有非常好的环境效益。图 1 是德国政府对各种不同发电方式

图 1 不同发电方式生命周期内 CO2 排放的比较

(资料来源:德国环境自然资源和核能部,德国环境合作及发展部报告,2004 年)

排放 CO2 的比较,可以看出,在生命周期评价中,太阳能热发电的 CO2 减排是 几种发电方式中最优的。

太阳能热发电的基本过程涉及聚光、传热和热功转换等方面。热力学、传热 学、光学、材料学等多个学科以及这些学科的交叉是太阳能热发电技术的理论基 础。只有掌握了这些关键科学技术,才能使系统效率大幅提高,发电成本进一步 降低,进而才有可能推动其大规模商业化发展,实现太阳能的有效利用,以满足 国家发展的重大需求

国际能源署(IEA)在 2010 年 5 月发布的《太阳能热发电技术路线图》 (Technology Roadmaps Concentrating Solar Power)中提到,在适度的政策支持下, 预计到 2050 年,全球太阳能热发电累计装机容量将达到 1089GW,平均容量因 子为 50%(4380h/a),年发电量 4770TW·h,占全球电力生产的 11.3%(9.6%来 自于纯太阳能),其中,中国太阳能热发电电力生产将占全球的 4%,年发电量约

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190TW·h。在太阳能资源非常好的地区,太阳能热发电有望成为具有竞争力的大 容量电源,到 2020 年承担调峰和中间电力负荷,2025~2030 年以后承担基础负 荷电力。

以年可发电量来讲,我国潜在的太阳能热发电装机潜力约为 16000GW,发 电潜力约为 42000TWh/年。这意味着,即便在未来,所有的化石能源枯竭之后, 中国仍然有着远大于自给自足能力的丰富的稳定的太阳能热发电资源。另外,发 展太阳能热发电也是我国经济发展的有效支点。调整产业结构是我国经济发展的 战略决策,战略型新兴产业发展将进一步加快,太阳能热发电产业由于产业链长, 在发展过程中可拉动钢材、铝材、玻璃、水泥、矿料、电料、耐火、保温、机电、 机械、电子等十几个行业产业的发展,成为经济发展的新方向、新支点、新动力。 总之,加快推进我国太阳能热发电技术的应运和太阳能的热能利用,无论对国家 当前的经济社会发展、产业结构调整、优化和改善环境,还是对国家的能源安全、 国防安全等长远利益都具有重大的现实意义和深远的历史意义。

本报告的宗旨是促进国内太阳能热发电产业发展,研究以形成合理电价为核 心的一揽子政策,重点研究国际太阳能热发电技术进展、产业现状、政策经验和 发展趋势,分析我国太阳能热发电技术现状、产业基础及发展中面临的突出技术 和政策问题,提出促进我国太阳能热发电产业发展的具体政策建议和措施。本研 究项目针对以上内容形成五个专题报告。

2、研究报告编写组织过程

我们认为,太阳能热发电的电价应该是一个动态的发展过程。太阳能热发电 电价的发展也不是孤立的,电价的制定机制应该有相应的技术支撑和质量体系作 保障才能避免今后的恶性竞争。在 2012 年 8 月 23 日举行的联盟成员大会上,联 盟成员针对目前我国技术和市场的现状进行了广泛的讨论,对以上观点形成共 识,认为联盟非常有必要对太阳能热发电的国家战略进行系统的深入的研究,为 国家制定政策献言献策,提供依据。会上决议联盟秘书处会后即组织有关成员单 位对太阳能热发电的政策开展研究,编写以电价政策为核心的研究报告,为国家

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相关政策的制定提供参考,以保障国家能源战略规划的完成和太阳能热发电技术 和市场的有序发展。

2012 年 9 月 1 日,联盟秘书处在会后立即开始了组织工作。委托中国科学 院电工研究所写出报告纲要和大纲草稿,并由联盟理事会向国家能源局汇报此 事。此举得到了国家能源局的大力支持,2012 年 9 月 18 日,联盟收到国家能源 局《关于委托开展太阳能热发电产业政策研究的函》(见附件 1)。要求联盟会同 国家可再生能源中心等有关单位开展太阳能热发电政策研究。联盟理事会在经过 两个月的总体构思并与国家能源局进行了沟通。根据写作内容需要,联盟特邀请 联盟内相关单位组成编写组。另外还邀请中国电力科学研究院、国家开发银行等 参加编写组。为使得报告数据和结论更加准确,本报告还邀请在太阳能热发电有

丰富经验的境外企业和国际机构,如欧洲太阳能热发电协会(ESTELA) ABENGOA、 SOLAR S.A.(阿本戈太阳能公司,西班牙)、ASAHI GLASS CO.LTD(旭硝子玻璃公 司,日本)和德国 FLAGBEG CO. LTD 等参加编写组。William J.Clinton Foundation (克林顿基金会)给予本研究巨大支持,受联盟邀请(附件 2)基金会的四位具 有丰富投资银行经验的专家全时投入本报告的编写。国际著名研究基地西班牙 PSA 创始人,现任 ESTELA 主席的 Luis Crespo 博士亲自为本报告撰写国际态势部 分。报告还邀请了在美工作的对 2012 年光伏“双反”过程熟悉的知识产权律师 参加了报告有关内容的撰写。

2012 年 11 月 13 日召开了项目启动会(附件 3),正式开始报告编写过程。 启动会纪要见附件 4。

在报告编制过程中又两次与国家能源局有关部门会议沟通,对报告的目录, 格式和内容进行了修正。

3、本报告基本观点

“十一五”以来,我国太阳能热发电科学技术研究和装备产品等已得到快速

发展。必须从全球的视角分析中国目前热发电所面临的挑战和壁垒,探索建立以 技术为基础、以质量为保障、以政策为导向、以法律为约束的太阳能热发电市场 及产业链发展模式;

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在 2017 年实现用户侧平价上网;

在一系列的扶植政策支持下,太阳能热发电电价可达到目前光伏电价的水平; 固定电价政策有利于太阳能热发电的产业发展;

示范项目的建设是必须的,这对掌握技术和准确了解电价都是必要的; 我国应在建设示范电站的之前建立产品质量保障体系,逐步放开市场; 本研究报告主要研究内容:研究电价政策以及相应的配套支持措施和实施步 骤,同时特别分析中国为什么需要太阳能热发电,如何发展中国太阳能热发电, 中国商业化太阳能热发电的电价机制。在实施步骤研究中,提出了包括太阳能热 发电产业基地规划、太阳能热发电基地(Solar Park)的规划,也探讨太阳能热 发电独立供能区的可能性。

图 1 项目启动会现场

报告的重要产出:主要包括太阳能热发电电价政策、产业支撑服务体系、实 施步骤及国家战略规划。形成如下五个专题报告,研究报告情景分析时间节点为 2015、2020 和 2030 年。

专题报告一:国内外太阳能热发电技术、市场、政策发展情况报告

专题报告二:我国太阳能热发电技术和政策瓶颈分析

专题报告三:中国太阳能热发电产业激励政策分析

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第二篇:聚光光伏太阳能发电系统市场与技术调研究报告

聚光光伏太阳能发电系统市场与技术

调研究报告

北京万桥兴业机械有限公司

前言

目前及相当长的时期我国能源供需矛盾十分突出,为此,除了合理开发和利用石化能源和水力、核能外,将加速开发利用可再生能源(风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等)。如今我国已出台“中华人民共和国可再生能源法”。在法律上把可再生能源的开发和利用提高到我国能源发展的战略高度,这将大大地推动包括太阳能光伏发电在内的可再生能源的发展。

近几年,我国太阳能光伏组件产量几乎是以每年翻番的速度增长,但太阳能光伏技术开发和利用的水平不仅远低于发达国家,也落后于印度、巴西等发展中国家。目前阻碍我国太阳能光伏发电系统大规模推广应用的瓶颈是系统价格和发电成本太高。

聚光光伏技术研发在国外已经有三十多年历史,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,最根本的原因还是成本太高。 尽管聚光光伏有很多优点,如占地面积小、发电效率高、节省材料、减少污染,等等;但聚光光伏的最大缺点就是成本太高,其成本大大高于多晶硅。太阳能行业还属于政府补贴的一个高成本行业,但政府补贴毕竟是有限的、不可延续的。如果成本始终大大高于多晶硅的话,聚光光伏产业的发展肯定要受制约。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。

关键字:聚光光伏、成本、市场??

1 聚光光伏太阳能发电系统的原理及应用

1.1聚光光伏(CPV)的原理

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,CPV是聚光太阳能发电技术中最典型的代表。使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换,分别是第一、第二代太阳能利用技术,均已得到了广泛应用。利用光学元件将太阳光汇聚后再进行利用发电的聚光太阳能技术,被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术。

1.2 聚光光伏(CPV)的应用

任何资源区聚光光伏太阳能发电系统(CPV)都有效率优势,但目前在资源区才有成本竞争优势,适合我国大西北地区。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,而不太适合在城市里做民用。中国的国情与西方国家不一样,美国、欧洲有很多地方都是独立的别墅,别墅的屋顶是属于自己家的,可以自己安装太阳能板。但在中国就不一样了,大多数老百姓住的都是楼房,给每家每户安装是不现实的。另外,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都很差,对聚光光伏的应用效率会有一些制约。

在综合考虑性能和成本的前提下,根据需要采取不同的聚光器、太阳电池、跟踪形式进行工程化设计,组成聚光光伏系统。其中散热是必须优先考虑的因素,因为太阳光汇聚后会在太阳电池表面形成非常高的温度。如果不能及时散热,太阳电池光电转换效率会受到很大影响,甚至会烧毁太阳电池。系统的可靠性、维修性也是需要考虑的因素,如果设计不当,后期的运行成本甚至可能超过前期的系统购置成本。

2 聚光光伏太阳能发电系统的构成

聚光光伏发电系统,是利用光学系统,将太阳能汇聚到太阳能电池芯片上,然后再利用光伏效应把光能转化为电能的发电技术。它主要由聚光组件、太阳跟踪器、系统支架等部件构成。聚光系统包括聚光器、二次聚光器、反射镜等,聚光光伏应用中主要考虑的是聚光的倍数以及聚光后光斑的辐射强度分布以及光谱情况等。聚光器依据光学原理可以分为折射聚光器、反射聚光器、复合聚光器、热光伏聚光器等。

2.1 聚光组件

2.1.1 折射聚光器

折射聚光器分为菲涅尔透镜和普通透镜两种。其中菲涅尔透镜是平面化的聚光镜,菲涅尔透镜具有质量轻、成本低、应用结构简单的优点。折射聚光器存在的问题是太阳光在经过每一个折射时会有约4%的损失,透镜的透光效率也受透镜材料、加工工艺以及太阳照射时间的影响,同时存在不同程度的色散现象。在实际应用中,在透镜的复杂程度和聚焦后光斑的质量之间,经常不得不进行折中处理。

2.1.2 反射聚光器

反射聚光器主要有抛光镜、平板、抛物槽、组合抛物面(cpc)等几种类型。反射的材料主要是镀银玻璃和渡铝面,也有使用高分子材料的高反射率薄膜制作反射面。反光镜的优点是不存在色散现象,光斑辐照分布均匀,反射效率可以接近100%。缺点是常规反射器由于需要在反射面上固定太阳电池,太阳电池的安装要比折射聚光器复杂,而且固定装置会在反射面上、进而在太阳电池表面产生阴影。另外,如果反射面受到污染,反射率会急剧哀降。在实际应用中,由于对日跟踪系统的精度以及风向的影响,实际太阳入射方向常常会稍微偏离聚光器轴向方向,太阳电池表面光斑的光强分布会迅速哀降。以某400倍菲涅尔透镜为例,如果入射角偏离0.5度,光学效率将会哀降为64%,如果入射角偏离1度,光学效率将降为0。

2.1.3 复合式聚光器

为综合折射式和反射式聚光器的优点,也有的研究发展综合利用了折射、反射、全反射等聚光方式的复合式聚光器。

2.1.4热光伏聚光器

热光伏聚光器是通过将太阳光聚到辐射器上,激发辐射器发出波段比较单一的辐射到太阳电池上,理论上可以达到很高的效率,但是目前还没有在实际中得到应用。

2.2 太阳电池

聚光光伏所使用的太阳电池是聚光光伏技术的核心和基础,早期主要使用晶体硅太阳电池。

目前国际上普遍趋向于使用三结砷化镓太阳电池

2.3 跟踪系统

一般情况下,对于聚光率超过10的聚光系统,为保证聚光效果,均须采用跟踪系统。跟踪系统分为单轴跟踪和双轴跟踪两种。双轴跟踪系统又根据转动轴

的组合方式分为极轴式,基座式,水平驱轴式,转盘式等几种。

极轴式控制相对简单,但精度稍低,极轴式和基座式结构相对简单,安装比较容易,但是受风的影响比较大,而且单系统容量受到结构强度和结构成本影响有所限制,水平驱轴式受风力影响较小,占用空间相对较少,用于屋顶应用比较多,但安装相对复杂。转盘式结构高度和受风力影响最小,能够有效的降低结构成本,单系统容量也可以做的较大。但是转盘安装时各种形式中最复杂的,需要做大量的调整工作以保证每个太阳阵列保持一致。

另外有一种比较特殊的跟踪系统方式是中央塔式,其特点是太阳电池大面积相邻排列布置在中央发电塔顶部,通过控制四周分散布置的平面镜反射阳光汇聚到发电塔顶部电池阵列实现聚光发电。

跟踪控制方式主要分为时间控制、太阳跟踪定位控制以及综合控制几种方式。时间控制是根据太阳-地球运行的基本原理,根据系统所在的位置计算出各个时间点太阳相对位置,进而控制太阳阵列对准该位置。位置测算及及时可以采用GPS系统或其他控制空间定位系统,也可以采用授时信号计时。该种跟踪方式成本较低,但是对运动部件精度要求较高。太阳跟踪定位控制是利用传感器测出太阳在天空中所在位置,控制太阳阵列对准太阳所在的位置,可以实现实时控制。但是在早晚和多云天气,太阳光照强度不能达到传感器触发点时,会产生丢失太阳、无法跟踪的现象。所有目前发展出将两种控制方式结合在一起的综合控制方式,可以比较好的保证对日跟踪定位。同时通过远程通讯,由一套控制系统同时控制几十甚至上百座聚光系统,可以有效降低成本,但是该种方式对单套系统的位置基准点控制精度要求较高。

3 国内外聚光光伏太阳能发电系统的发展现状

3.1 国内的发展现状

对于很多聚光光伏行业的投资商、生产商来说,投资聚光光伏示范电站的建设成本还是比较高的。由于聚光光伏电站多采用砷化镓电池,其价格非常昂贵,最早使用在太空领域,为卫星和空间站提供能源,在地面使用难以普及。从国内来看,目前尚无成熟的聚光光伏设备制造商,产品进口依赖度较高。由于聚光光伏电站结合了光学、控制、机械等多种学科技术,其研发投入相比晶硅技术要更高一些。就聚光光伏这个行业来讲,因为每个公司处在不同的状态,它面对的问题也不一样。有些公司不愿意从基础做起,而是从国外把技术和设备直接搬过来,更多地倾向于‘拿来主义’。所以,中国聚光光伏市场,利用‘拿来主义’的公

司与经过多次研究、自主研发的公司,所碰到的问题肯定是不一样的。重要的是,国内真正由自己来开发系统集成的公司非常少。

目前国内仅有的一家涉足聚光光伏产品生产的上市公司三安光电的产品组件全部为进口,仅在国内实现拼装。高昂的成本使三安光电的聚光项目并不是以盈利为目的,业内人士认为,三安光电之所以愿意去做这个高成本的项目,主要是为了抢占市场先机,提高知名度,是以广告效益为目的。不过,基于聚光光伏的发展前景,国内也有默默无闻的企业在潜心研究这一新技术。新曜光电就是其中一家,公司是以第三代高聚光型(HCPV)太阳能发电模组和发电系统的开发、设计和产业化为主要业务方向的高科技公司。新曜光电自主研发的发电模块、光学系统以及跟踪系统等,已经处于全世界领先地位。目前,这些设备的倍率、发电效率和系统控制功能都比国外先进技术要领先。

现在在国内,我们也看到有一些特别大的公司在做电池片,随着行业的整体发展,未来,国内整个太阳能产业“两头在外”的瓶颈不会改变,聚光光伏应该会比晶硅好得多。另外,聚光光伏产业的产能扩充会相对简单一些,薄膜的产能扩充是非常困难的,要靠设备;晶硅的产能扩充也不是特别难,但可能时间会长一些。而聚光的产能扩充速度会更快,因为聚光对设备的需求不高,没有什么特别专用的设备,都是一些通用的电器设备,会相对简单。所以,聚光光伏将来的供应链应该不是问题。

聚光光伏太阳能发电系统市场与技术调研究报告

3.2 国外的发展现状

由于聚光光伏的效率及成本优势,聚光光伏产业也受到风险投资的青睐,在过去5年间,很多资金和众多厂商投入到这个产业,提出了很多聚光光伏解决方案。

比较有代表性的有:

美国Amonix公司在聚光光伏兴业已经有将近20年的发展历史,早期使用硅太阳电池,技术发展已经相对成熟。在西班牙,美国Guascor Foton公司于20xx年安装了6MW至20xx年已经累计安装了近15MW Amonix公司基于硅太阳电池的高倍聚光系统。目前Amonix公司正在为美国Spectrolab多结太阳电池技术重新设计其聚光发电系统。

美国Emcore公司,使用自己具有独立知识产权的太阳电池技术,据报道其已同澳大利亚Green and Gold 公司签订了总规模105MW,价值2400万美元的合同。在国内已经分别在廊坊和厦门安装了总共三套单台25MW、采用菲涅尔透镜,

聚光500倍的聚光光伏系统,远期预计系统成本将降到3美元/瓦以下。美国Emcore公司原来只有每年80MW的聚光光伏产能,20xx年已经增加到每年150MW的生产规模。在河北廊坊设立聚光电池模块封装厂。

西班牙的Isofoton采用自行设计的两级透镜实现聚光1000倍,已经可以提供产能为10MW的自动生产线交钥匙工程。

德国Concentrix Solar 采用德国Fraunhofer Institute For Solar Energy Systems 与俄罗斯圣彼德堡loffe研究所共同合作开发的菲涅尔透镜全玻璃聚光器模块。其预计年产达到200MW时成本可降至1024欧元/瓦。

20xx年5月,以色列ZenithSolar公司在以色列阿什杜德东部沿海平原上的一个公共农业定居所点,利用该公司与以色列本-古里安大学合作研发的由两个面积为9平方米的太阳能发射镜和两个100平方厘米的砷化镓太阳电池组成的新型聚光发电系统,建成首个具有太阳能发电和热水回收双重功能的太阳能光伏电厂。该电厂有16台该发电装置组成,全年可发电150MWH,产生热能300MWh,总能源转换效率达到70%以上,能够满足该社区一半的能源需求。

在国际上,专业制作砷化镓电池的公司主要是美国的Emcore, SpectroLab(波音的子公司)和德国的Azur Space。目前美国、西班牙、意大利等国家已经看出了这个趋势,聚光光伏已经被作为光伏电站的主流技术。

3.3 聚光光伏产业的机遇和挑战

聚光光伏作为未来光伏重要发展方向之一,已经得到广泛公认,聚光光伏技术的发展受到前所未有的重视,聚光光伏产业面临着巨大的发展机遇,但是目前聚光光伏的发展也面临着巨大的调战。

首先 聚光光伏技术的复杂程度远远超过现有各种光伏发电形式,以往已经出现过聚光光伏系统可靠性无法满足要求,维护费过高而不得不拆除的实例(Carrisa Plains电站)。因此,必须有充分的聚光光伏系统实际稳定运行经验来证明聚光光伏技术的可行性,同时很多设计缺陷也必须通过实际运行来发现。这需要一个相当长期的过程,但是对聚光光伏的发展至关重要。

其次,聚光光伏系统的设计必须充分考虑太阳电池的光电转换效率、太阳电池散热、性能衰减、跟踪系统的误差、热变形、风压变形及抗风能力、雨雪、风沙灰尘等各方面原因对系统性能的影响,而在充分考虑这些因素的同时,必须把系统成本控制在一个可以接受的范围。同时,由于系统的可靠性及可维修性所产生的后期运行成本及维修成本也必须计算在系统的综合成本之内。如何体现聚光

光伏的效率和成本优势需要非常深入的工程化优化设计。

第三,目前聚光光伏业内大部分厂家为从相关领域延伸进入或拥有相关成功研发经验后新办的新兴企业,目前基本生生产规模较小。大规模生产时是否能够成功将原始设计批量复制,保证批产产品性能与研发样机一致,同时有效控制生产成本,涉及到生产线的设计及生产控制,直接决定着企业的生存和发展。

第四,聚光光伏的产品测试和考核,由于聚光系统的复杂性及聚光应用的特殊性,目前仍然缺乏公认的、完备的检测方法和标准。这将在一定程度上影响聚光光伏产业的发展。

4 国内外聚光光伏太阳能发电系统生产厂商

聚光光伏太阳能发电系统市场与技术调研究报告

聚光光伏太阳能发电系统市场与技术调研究报告

4.2 国内厂商

目前,上海聚恒太阳能有限公司(以下简称“上海聚恒”)所研发的产品,可以让透镜的面积达到电池面积的576倍。换句话说,1000平方厘米的晶硅面积,才能与类似1平方厘米的太阳能聚光电池所发出的电能相媲美。如此看来,聚光光伏技术如果得到推广,其效率将大大超过晶体硅。

20xx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。专家认为,高倍聚光太阳能发电技术如果得以大规模应用,能在一定程度上缓解我国能源供应紧张问题。

汉龙集团、钟顺科技

昊阳新能源Haosolar

台湾华旭环能Arima Eco

深圳市巨日光能电力

上海聚恒

安徽应天新能源

上市公司:

万家乐

三安光电

哈高科

乾照光电

新华光

水晶光电

利达光电

保利协鑫

东山精密

三花股份 5 结论与意见

有别与传统硅晶型以及薄膜型,聚光型太阳光电(HCPV)的技术最显着的优点在于它的高光电转换效率。这种太阳电池芯片在聚焦太阳光500倍左右时它的光电转换效能介于36-40%之间,光电模组的效能在22-28%之间。整个系统的效能在18-20%之间。以年度发电量而言,在相同的条件下,系统(结合双轴追日技术)约是传统硅晶型的1.2-1.4倍左右 ,此点是HCPV技术的竞争优势。HCPV技术最适合应用于大型电厂,特别是在阳光日照充足、干燥、低湿度的地区 。

目前HCPV 的核心技术-三结化合物电池和高倍聚光技术的开发和制造已经突破了国外企业的封锁,目前在国内实现大规模量产的企业有国内上市企业三安光电旗下的日芯光伏,他们已经能够实现1000倍聚光和40%以上的光电转换效率。

日芯光伏科技有限公司参与了我国《聚光型光伏模块和模组设计鉴定和定型》认证技术规范制定工作,为通过本次认证,日芯光伏科技有限公司经过了申请、送样、型式试验、工厂检查、合格评定、发证等认证环节,也为我国今后聚光光伏组件的质量认证工作积累了宝贵经验。

系统效率比较 能量转化效率

薄膜型太阳能 7%~9%

晶硅型太阳能 14%~17%

第一代核能电厂 30%

火力发电 36.8%

聚光光伏(CPV) 27%~30%

聚光光热 (CSP) 13%~19%

聚光光伏一旦有了规模效应,成本会低于多晶硅。加上聚光光伏发电量比多晶硅多一倍,未来,其对太阳能产业将产生颠覆性影响。由于成本高昂以及缺乏有竞争力的装机成本和上网电价,作为清洁能源的太阳能光伏产业一直没有取得突飞猛进的发展,业界之前将目光集中在改进多晶硅和太阳能电池的生产工艺上,但效果非常有限。从技术上解决光伏发电的成本问题,已经成为制约行业发展的根本性问题。

目前在国内做研发的公司挺多的,但是真正做到兆瓦级的公司,只有三安光电没一家。机遇是机遇,但要考虑到自身的情况。

1) 高成本的投入,要形成规模

2) 跟踪系统的精度

3) 太阳能电池安装,散热问题

4) 聚光系统的复杂性及聚光应用的特殊性,目前仍然缺乏公认的、完备的检测方法和标准。

5) 没有实际运行经验,需要在运行中摸索改进,维护成本大,国内外研究机构和公司都有一定的基础

6) 政府补助的不确定性,

6 参考资料

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