聚光降低光伏成本 商業化任重道遠
http://www.0374v.cn
發電成本過一直是推廣光伏發電大的障礙，人們試圖從原材料、生產工藝乃至運營規模等多方面入手解決成本問題。研究人員發現，除了上述因素之外，其實還可以通過減少太陽能電池片的需求量來降低電池成本在光伏系統總成本中所占比重，在這條思路的引導下，聚光光伏技術開始浮出水面。
聚光技術助成本降低
·多結III-V族化合物電池是主流
·聚光技術使半導體材料需求量大幅下降
所謂聚光光伏(CPV)技術，簡單地講，就是通過透鏡將接收到的太陽能放大成百上千倍，然后將放大的能量聚焦于效率、面積小的光伏電池上，其基本原理就跟用放大鏡點著火柴的原理一樣。但是，由于聚光之后將在電池表面積聚很多熱量，對于聚光電池尤其是倍聚光電池而言，散熱效果較差的傳統晶體硅太陽能電池并不適用。
“聚光光伏技術采用多結的III-V族化合物電池�！碧旖蛩{天太陽科技有限公司總經理孫彥錚在接受《中國電子報》記者采訪時表示，“與晶硅和薄膜電池技術相比，多結電池具有很多優點。首先，多結電池具有寬光譜吸收的特點，從而大大提轉換效率；其次，多結電池溫度系數小，適合在溫下工作，因而可以采用倍聚光技術，減小電池面積；此外，以相對廉價的聚光器件替代昂貴的半導體材料，在大規模應用于發電時可有效降低成本、降低生產能耗。”記者了解到，晶體硅太陽能電池的理論轉換效率大概為26%，多結的III-V 族電池理論轉換率可過60%，充分體現了其寬光譜吸收器件的優勢。
“對多結電池而言，在聚光之后其轉換效率可以從30%增加到38%以上�！比补怆姽煞萦邢薰咎柲苁聵I部技術總監俞容文告訴記者，“聚光倍數的增加也將使太陽能電池芯片的材料得到節省，從而使成本得到降低。如果多結電池聚光倍數為1000倍，則所需的芯片面積僅為受光面積的1/1000。經測算，1兆瓦的多結聚光太陽能電站，其所用的多結半導體材料僅為67克�！�
將與傳統光伏技術共存
·全球聚光光伏市場具有速增長潛力
·中國聚光光伏應用已開始起步
盡管聚光光伏技術的研發歷史已經有30多年，但聚光光伏電站的商業化運營目前在全球范圍內仍處于起步階段；在我國，已有多家企業開始嘗試在該領域實現突破。記者了解到，四川漢龍集團旗下的成都鐘順科技公司已在重慶和西昌建設了聚光光伏電站；由廈門三安光電在青海格爾木獨立設計、安裝的規模為1兆瓦的示范電站，目前整體設備安裝也已經結束。
在電池的研發和產業化方面，我國航天系統、電子科技系統的多個研究所也在致力于聚光太陽能電池芯片的研發和生產。誘人的產業前景也促使地方政府加大了對企業的扶持，今年6月，四川省成都雙流縣人民政府與四川漢龍集團、鐘順太陽能開發有限公司簽約，將建設全球首個太陽能聚光光伏產業園，該項目計劃在兩年內建成200萬千瓦的生產規模。
聚光光伏市場具有速增長潛力。據孫彥錚介紹，目前全球的聚光光伏系統裝機容量不到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�！拔磥�10年，全球聚光光伏年均增速預計在40%以上，到2020年行業總產值可達500億元左右。我國目前僅有少量示范電站，隨著光伏裝機容量的提升，聚光光伏的市場也將逐漸打開�！睂O彥錚說。
不過，從長期來看，聚光光伏系統不會也不可能完全取代晶體硅和薄膜電池的市場。孫彥錚表示，聚光光伏系統適合于大規模的光伏電站，而晶體硅和薄膜電池除了適合于大型光伏電站外，還適用于較小型的家用、商用和建筑一體化等發電系統。
系統工程需突破難關
·太陽跟蹤系統精確度要求更
·環境影響不容忽視
不過，聚光光伏系統技術門檻較，其太陽能電池生產技術復雜、系統集成技術復雜，其核心技術三結砷化鎵電池外延技術只有少數的幾個廠家掌握，因此真正實現商業化還有很長的路要走。
在成本方面，聚光光伏的太陽跟蹤系統、維護保障系統等方面的成本也不容忽視。上海太陽能工程技術研究中心主任李紅波在接受《中國電子報》記者采訪時表示，盡管普通的晶體硅光伏系統也需要跟蹤系統，但倍聚光光伏的太陽跟蹤系統對精確度的要求非常，一方面是為了保證太陽能能準確地聚焦到太陽能電池芯片，另一方面也是避免對芯片周邊的組件材料造成損害；而太陽跟蹤系統精確度的提升也會使得成本大幅增加。另外，周邊環境對聚光光伏系統的影響也很大，例如，在刮風的時候，小幅的傾斜對晶體硅電池幾乎沒有影響，但很可能會對聚光光伏系統的聚光效果產生致命的影響。
據李紅波介紹，上海太陽能工程技術研究中心已經完成了一個1千瓦的聚光光伏示范工程，該項目已經運行兩年，目前正在建設一個50千瓦的示范工程�！皯撜f，在示范工程運行過程中，我們已經解決了很多難題，但又陸續出現了很多新的問題，需要我們去解決�！崩罴t波表示。
上一條：特壓為西部大開發架起“金色橋梁”
下一條：多晶硅短缺有效緩解 工藝技術仍需改進