第三代聚光太阳能发电方式(CPV)正逐渐成为太阳能领域的焦点。光伏发电经历了第一代晶硅电池和第二代薄膜电池目前产业化进程,正逐渐转向高效的CPV系统发电。与前两代电池相比,CPV采用多结的III—V族化合物电池,具有大光谱吸收、高转换效率等优点。
CPV系统优势多
CPV系统具有转换率优势和耐高温性能。据介绍,硅电池的理论转换效率大概为23%,单结的砷化镓电池理论转换效率可达27%,CPV采用的多结的III—V族电池对光谱进行了更全面的吸收,其理论转换率可超过50%。即使考虑到聚光和追踪所产生的误差损失,目前的CPV系统转换效率可达25%,远高于目前晶硅电池17%左右的转换效率。同时砷化镓系电池的高温衰减性能也强于硅系电池,更适合应用于日照强烈的荒漠地区。
同时,CPV系统的生产过程更加节能环保。聚光倍数越大所需的光伏电池面积越小。对高达几百倍的HCPV系统来说,硬币大小的转换电池就可转换碗口面积的光能。在节省半导体材料用量的同时,降低了太阳能发电系统的生产成本和能耗,使CPV具有更短的能量回收期。
随着CPV技术的更加成熟以及生产规模的进一步扩大,普遍预计,今年内即可实现较低的平准化电力成本低于晶硅和薄膜电池。未来,若对光伏发电设备的生产环节征收碳排放税,CPV的投资回收期仅会延长1-2个月;晶硅和薄膜电池均则会延长1年以上,届时CPV的相对成本优势将更加明显。
市场高速扩张
目前,全球的CPV装机不到200MW。预计今后几年内,随着技术优势和成本优势的体现,市场规模将有爆发式的增长。未来10年,年均增速预计在40%以上。我国目前仅有少量示范电站,未来随着光伏装机容量的提升,CPV的市场也将逐渐打开。
目前,国内尚无成熟的CPV设备制造商,产品进口依赖度较高。在A股上市公司中,万家乐、三安光电、哈高科等多家上市公司,未来有望从CPV市场的高速扩张中获益。
其中,万家乐目前持股25%的新曜光电,是母公司下属专营HCPV太阳能发电模组和发电系统的开发,设计和产业化为主的高科技公司。
三安光电也是主营LED芯片生产,与CPV技术方面相通,具有业务拓展的优势。其CPV系统采用双轴跟踪、500倍聚光方式模块,系统转换效率约25%-26%。今年第一季度可完成青海省格尔木市3MW示范电站项目。今年业绩目标为20MW-50MW。
新华光主营收入来源于子公司天达光伏产品为晶硅太阳能电池,同时公司也是我国第二大光学玻璃生产企业。未来有望从CPV市场规模的扩张中受益。
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聚光型太阳能光电系统(CPV)主要原理,是使用透镜及曲面镜组成的阵列, 将阳光高倍率聚焦在太阳能电池上,同时使用阳光追踪器,来追踪日射角度,让阳光能够随时聚焦在太阳能电池上,以较少的材料,产生更高的电力。据了解,一平方公分的太阳能电池,可以聚焦达500平方公分的阳光,大大地降低昂贵的面板使用,因此只需传统太阳能光电系统0.1%的太阳能电池材料。
