聚光光伏太阳能发电系统场与技术调研究报告报告.docx

1、聚光光伏太阳能发电系统场与技术调研究报告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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、“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。 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

8、池，技术发展已经相对成熟。在西班牙，美国Guascor Foton公司于2007年安装了6MW至2008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

9、年80MW的聚光光伏产能，2008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。2009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

10、与以色列本-古里安大学合作研发的由两个面积为9平方M的太阳能发射镜和两个100平方厘M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