正文

使用晶硅電池和薄膜電池進(jìn)行光電轉換，分別是第一、第二代太陽(yáng)能利用技術(shù)，均已得到了廣泛應用。利用光學(xué)元件將太陽(yáng)光匯聚后再進(jìn)行利用發(fā)電的聚光太陽(yáng)能技術(shù)，被認為是太陽(yáng)能發(fā)電未來(lái)發(fā)展趨勢的第三代技術(shù)。第三代CPV（聚光太陽(yáng)能）發(fā)電方式正逐漸成為太陽(yáng)能領(lǐng)域的焦點(diǎn)。與前兩代電池相比，CPV采用多結的III—V族化合物電池，具有大光譜吸收、高轉換效率等優(yōu)點(diǎn)。HCPV就是高聚光太陽(yáng)能，高聚光太陽(yáng)能（HCPV）與聚光（CPV）太陽(yáng)能技術(shù)是通過(guò)聚光的方式把一定面積上的太陽(yáng)光通過(guò)聚光系統會(huì )聚在一個(gè)狹小的區域（焦斑），太陽(yáng)能電池僅需焦斑面積的大小即可，從而大幅減少太陽(yáng)能電池的用量。

優(yōu)勢與短板

對CPV的發(fā)展前景持謹慎樂(lè )觀(guān)的態(tài)度，主要基于如下三點(diǎn)原因：

第一，極高的規?；瘽摿Γ篶pv技術(shù)因其光電轉化效率高等特點(diǎn)，是在可預見(jiàn)的未來(lái)時(shí)間里能用

聚光光伏

第二，成本下降空間巨大：與晶硅和薄膜太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)相比，CPV目前3~4美元/Wp的建設成本并無(wú)優(yōu)勢，但作為一項新興技術(shù)，隨著(zhù)生產(chǎn)規模的擴大、電池效率的提高、聚光模塊的改進(jìn)等，成本有巨大的下降空間。

第三，技術(shù)和規?；M(jìn)度存在不確定性：作為一項正在由實(shí)驗室走向工程化的新技術(shù)，CPV的技術(shù)路線(xiàn)尚未定型，產(chǎn)業(yè)鏈也未形成。對于相關(guān)企業(yè)，我們需要關(guān)注其技術(shù)或成本取得優(yōu)勢地位。

未來(lái)重要潔凈電源

與晶硅和薄膜型平板式太陽(yáng)能發(fā)電系統相比，CPV因其高轉換效率和小得多的半導體材料用量，是最具有發(fā)展成為大型支撐電源潛力的太陽(yáng)能發(fā)電方式。通過(guò)簡(jiǎn)單復制的規?；渴?，單一CPV電廠(chǎng)可以輕易達到MW級規模，未來(lái)這一數字甚至有望達到100MW。

占地面積?。涸谕劝l(fā)電量的情況下，CPV電廠(chǎng)的土地占用面積比平板式太陽(yáng)能要小得多。CPV系統由支柱承載其主要結構體，占地面積極小，且由于系統在地面產(chǎn)生的陰影面積是移動(dòng)的，所以對電廠(chǎng)所在地的生態(tài)影響也較小，面板下方的土地仍然可以用于畜牧等用途。

耗水量極低：通常具有高太陽(yáng)輻射的地區都比較缺水，CPV系統的整個(gè)發(fā)電過(guò)程中完全不需要水，僅需少量水

聚光光伏

按照目前的認識，CPV的技術(shù)特性要求其安裝地的全年太陽(yáng)輻射強度達到1800kWh/m&sup以上，全球滿(mǎn)足這一條件的地區主要包括：美國西南部、歐洲南部、非洲北部南部、中東地區以及澳大利亞，我國西北部也有一些地區具有建設CPV系統的較好自然條件。

在目前CPV系統產(chǎn)量仍十分有限的情況下，許多系統及部件制造商在生產(chǎn)過(guò)程中仍然使用著(zhù)大量的人工操作，尤其是在組件裝配等環(huán)節，未來(lái)一旦量起來(lái)了，大規模自動(dòng)化生產(chǎn)將是必然的趨勢。

然而，這一工程化CPV系統萌芽的特殊時(shí)期，或許會(huì )是國內企業(yè)發(fā)揮“中國制造”成本優(yōu)勢的大好機會(huì )，一些具有相關(guān)技術(shù)能力的國內企業(yè)若能借此機會(huì )在這一新興市場(chǎng)上確立先發(fā)優(yōu)勢，未來(lái)的成長(cháng)空間巨大。

投資機會(huì )分析

涉及CPV系統及部件制造的A股公司有多家。

東山精密（002384）：精密鈑金件是公司的主導產(chǎn)品。公司已經(jīng)通過(guò)SolFocus全面的供應商體系認證，作為其全球唯一的精密制造服務(wù)商，為其提供全面的CPV發(fā)電系統精密鈑金組件及系統組裝“一站式”精密制造服務(wù)。

萬(wàn)家樂(lè )（000533）：公司控股25%的新曜光電是一家以第三代高聚光型（HCPV）太陽(yáng)能發(fā)電模組和發(fā)電系統的開(kāi)發(fā)、設計和產(chǎn)業(yè)化為主要業(yè)務(wù)方向的高科技公司。目前，新曜光電已完成10mm電池模塊的工藝改進(jìn)和優(yōu)化，封裝測試和模塊批量生產(chǎn)工藝也基本完成，是國內唯一有高倍率核心模塊研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力的單位。

三安光電（600703）：天津三安三期擴產(chǎn)完畢后，MOCVD總數將達到100臺以上。已實(shí)現年產(chǎn)外延片65萬(wàn)片，芯片200億粒的生產(chǎn)規模。目前三安能提供單機規格為25kW的聚光光伏發(fā)電機組。

新華光（600184）：鑭系光學(xué)玻璃獲湖北省新產(chǎn)品獎，光學(xué)材料市場(chǎng)占有率30%以上，是EPSON、3M、ZEISS、鳳凰光學(xué)等公司的光學(xué)材料主要供應商。公司控股子公司天達光伏主要產(chǎn)品為晶硅太陽(yáng)能電池，在云南昆明石林太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)電站20兆瓦實(shí)驗示范項目中負責提供7.1MW太陽(yáng)能組件。

水晶光電（002273）：公司是國內唯一一家規?；a(chǎn)光學(xué)低通濾波器的企業(yè)，全球排名第四；紅外截止濾光片及組立件年產(chǎn)能1.5億片，全球排名第三。公司之前的主要客戶(hù)為索尼，目前已經(jīng)進(jìn)入佳能、奧林巴斯等廠(chǎng)商的供應鏈。公司在鍍膜上擁有核心技術(shù)，反射鏡鍍膜產(chǎn)品可能成為公司新的業(yè)務(wù)方向。

利達光電（002189）：我國裝備水平最高、規?；a(chǎn)能力最大的光學(xué)鍍膜產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)之一。其關(guān)聯(lián)公司河南中光學(xué)集團自主開(kāi)發(fā)的模組與陣列經(jīng)過(guò)驗證，研發(fā)出的KW級新一代高倍聚光光伏發(fā)電系統，具備了由工程化研究向示范站建設的基礎條件。

全球市場(chǎng)展望

據IMSResearch最新發(fā)布的報告透露，2012年聚光光伏市場(chǎng)規模將實(shí)現翻番，達到近90MW，銷(xiāo)售額達3.25億美元。此外，IMSResearch預計到2016年這一新興技術(shù)的裝機量將快速發(fā)展，總裝機量將達到近1.2GW。

IMSResearch日前發(fā)布的《2012年全球聚光光伏市場(chǎng)》報告指出，到2012年聚光光伏市場(chǎng)裝機量將達到近90MW，同時(shí)營(yíng)收將增長(cháng)逾60%至3.25億美元。這家研究公司預測，盡管受到來(lái)自傳統光伏系統強有力的競爭，但聚光光伏系統在目標市場(chǎng)仍然充滿(mǎn)吸引力。IMSResearch分析師以及這份報告的作者之一JemmaDavies認為：“聚光光伏系統供應商正被迫不斷削減成本，從而使CPV系統成本能與快速下跌的光伏系統成本相競爭。相對來(lái)說(shuō)，聚光光伏仍是新興技術(shù)，面臨著(zhù)其可融資性的問(wèn)題。盡管如此，聚光光伏系統供應商仍在美國市場(chǎng)取得了很大的進(jìn)展，預計2012年市場(chǎng)占有率將達到13%，到2016年將進(jìn)一步增至27%?！?/p>

雖然長(cháng)遠來(lái)看，聚光光伏市場(chǎng)仍將是一個(gè)細分市場(chǎng)，但這份報告發(fā)現，聚光光伏的發(fā)展前景仍然十分樂(lè )觀(guān)。到2016年，聚光光伏將有望達到適宜其發(fā)展的高直接正常輻射(DNI,DirectNormalIrradiation)地區(通常是DNI高于6kWh/平米/日的地區)總裝機量的18%。2012年，高倍聚光光伏系統(HCPV)是市場(chǎng)主流。然而，據預測今后五年低倍聚光光伏系統(LCPV)裝機量將快速增長(cháng)，到2016年將占據聚光光伏市場(chǎng)20%的市場(chǎng)份額。這份報告的另一位作者SamWilkinson補充道：“目前低倍聚光光伏系統供應商尚未大舉進(jìn)入市場(chǎng)。然而，隨著(zhù)SunPower等知名企業(yè)進(jìn)駐，2013年裝機量將大幅增長(cháng)，最終這些產(chǎn)品將占據一定的市場(chǎng)份額?！?/p>

據該報告透露，最具吸引力的聚光光伏市場(chǎng)將是美國、中美洲、中東及非洲市場(chǎng)(尤其是南非)。尤其在光照充足的美國西南部、智利、沙特阿拉伯、摩洛哥等地區，聚光光伏系統將呈現高速發(fā)展態(tài)勢。預計至2016年，聚光光伏系統將占據這些地區光伏裝機市場(chǎng)27%的份額。

IMSResearch在這份2012年報告中提供了30多家聚光光伏系統廠(chǎng)商的資料。截至2011年底為止，由于市場(chǎng)體量尚小，僅前五家廠(chǎng)商就把持了聚光光伏總裝機量的90%。Amonix曾是聚光光伏市場(chǎng)最大的供應商，然而隨著(zhù)今年初該公司停業(yè)及新廠(chǎng)商的進(jìn)入，市場(chǎng)競爭格局將發(fā)生重大改變。據該報告透露，Soitec和SolFocus等廠(chǎng)商將在2012年的聚光光伏市場(chǎng)獲得更大的市場(chǎng)份額。

發(fā)電系統

CPV太陽(yáng)能發(fā)電系統原理比較簡(jiǎn)單，為什么到現在全世界也沒(méi)有幾家公司做出特別穩定且便宜的發(fā)電系統呢！在CPV領(lǐng)域原則上講聚光倍數越高造價(jià)就越便宜但是使用聚光的方式就會(huì )出現以下問(wèn)題。

1、讓

承受較高倍聚光

雖然砷化鎵可以承受1000倍的光強，但是現在砷化鎵價(jià)格昂貴，并且砷化鎵中的砷是劇毒物質(zhì)，不可能大幅度的降低制造成本，另外在以環(huán)保為主題的國際環(huán)境下也不可能大量使用，最后只能是單晶硅；但是單晶硅一般只能承受3到5倍的光強，在CPV領(lǐng)域3到5倍的聚光幾乎不怎么能降低成本，要想大幅度降低成本必須達到10左右。為了達到10倍的聚光必須用特制的單晶硅。

2、散熱

普通的硅光電池板在夏日中午時(shí)溫度能到75度以上，普通的硅電池板在兩倍太陽(yáng)光強下時(shí)間一長(cháng)就會(huì )起泡，在5倍太陽(yáng)光強下10分鐘就會(huì )就會(huì )起泡，在10倍太陽(yáng)光強下5分鐘就會(huì )起泡，起泡后太陽(yáng)能電池片就會(huì )被氧化，在很短的時(shí)間內就會(huì )大幅降低效率，另外起泡后由于受熱不均勻，常常有電池片炸裂的，這樣系統就完全不可用。

如果太陽(yáng)能電池板使用鋁或者銅制的散熱片進(jìn)行自然散熱，需要大量的散熱片，造價(jià)特別貴，貴到比硅光片還要貴；如果使用強制風(fēng)冷，就要使用大量的電能，得不償失，并且風(fēng)扇的壽命與可靠性不高，要想達到高可靠性必須有錯誤檢查與冗余設置，這樣就會(huì )成幾倍增加造價(jià)，如果在夏天的中午風(fēng)扇壞了，整個(gè)硅光電池板有可能被徹底燒壞。如果使用水冷除了要使用電力外，造價(jià)也不便宜，水冷由于管路多，連接點(diǎn)多，還需要水泵，故障點(diǎn)必然多，可靠性還不如風(fēng)冷，當然水冷的效率要高于風(fēng)冷，但是在故障率決定一票否決制的太陽(yáng)能系統中不可用。

3、

：

普通的鏡子，塑料反光板由于反射層與骨架層(比如玻璃)熱脹冷縮系數不一樣在室外2-4年反射面就會(huì )脫落，在沙漠高溫差地方可能幾個(gè)月就完全不能使用了，并且反光率會(huì )慢慢下降。

另外國內外也有用高反射率的薄鋁板，但是這種鋁板不能經(jīng)受冰雹，并且不能擦洗，如果擦洗會(huì )產(chǎn)生永久性損傷，這種鋁板使用期限為8年左右，并且反光率逐年降低，8年就基本只有40%的反光率了，遠遠不能達到太陽(yáng)能系統要求的25年；鋁板有貼保護膜的，但是保護膜造價(jià)高，也不防冰雹，不能解決所有問(wèn)題。另外為了降低成本鋁板一般都為0.3毫米左右，這樣加工特別困難，加工成本特別高。

4、跟蹤器：

光伏電池只有在聚光器的焦點(diǎn)才能工作，因為地球陽(yáng)每時(shí)每刻都在轉動(dòng)，所以必須使用跟蹤器才能保證光伏電池處于聚光器的焦點(diǎn)；跟蹤器是CPV系統的主要系統之一，沒(méi)有跟蹤器系統就不能運行，跟蹤器除了保證系統能運行外還能比不帶跟蹤的系統平均多30-40%的電。但是跟蹤器是機械結構，長(cháng)年累月的運行會(huì )出故障，并且會(huì )有磨損，跟蹤器如果出現故障系統就不能運行(發(fā)不出電)，如果有磨損了跟蹤精度就會(huì )降低，由于CPV系統對跟蹤精度是有要求的，如果精度降低真個(gè)發(fā)電系統就不能正常運行。

為了解決CPV解決系統的問(wèn)題，掌握CPV系統的核心技術(shù)，北京安信高科的陳平堅總經(jīng)理帶領(lǐng)他的研發(fā)團隊從2008年3月份開(kāi)始，經(jīng)過(guò)2年多的攻關(guān)在投入了上百萬(wàn)的資金，在經(jīng)過(guò)了數不清的失敗后終于悉數圓滿(mǎn)解決了單晶硅10倍聚光的核心技術(shù)，已獲取或者正在申請的專(zhuān)利達到8個(gè)之多。

1、讓單晶硅承受較高倍聚光

我們經(jīng)過(guò)多次改良，終于制造出了能承受15倍光強的單晶硅光伏電池片，并且比同類(lèi)電池片的功率要增加15%，遠遠超過(guò)了世界上的同類(lèi)產(chǎn)品。

2、散熱

進(jìn)過(guò)幾十次的設計，上10次的試制與修改，終于設計了一套獨特的廉價(jià)的散熱器，散熱器不需要任何動(dòng)力，沒(méi)有任何運動(dòng)部件，非常穩定；在外界溫度45度，13倍聚光的情況下能能保證光伏電池的溫度在規定范圍內。無(wú)動(dòng)力、無(wú)運動(dòng)部件就意味著(zhù)免維護，高穩定，不會(huì )因為時(shí)間長(cháng)而改變性能。是同類(lèi)產(chǎn)品散熱/價(jià)格比最低的散熱器。

3、反光板

反光板設計制作還比較順利，進(jìn)過(guò)半年多的思考一次制作就成功，這種反光板的放光率大概在77%，使用壽命不會(huì )少于25年，反光率也不會(huì )逐年減低，能經(jīng)受冰雹，并且能擦洗，價(jià)格每平米大約200元；另外我們設計了一套獨特的加工方法，特別簡(jiǎn)單的就能加工。完全解決了其他反光板的所有問(wèn)題。

4、跟蹤器

經(jīng)過(guò)10幾次的改進(jìn)，設計了全動(dòng)型跟蹤器，即整體在一個(gè)大盤(pán)上，東西轉向整體進(jìn)行轉動(dòng)，南北通過(guò)聯(lián)軸器也進(jìn)行統一俯仰，大大的提供了系統的穩定性，也大大的降低了造價(jià)，降低了風(fēng)阻，另外設計了一套特別的軸套，不怕水不怕沙，使用壽命為10萬(wàn)次(我們整個(gè)系統的全壽命為1.8萬(wàn)次)，另外智能的控制系統能在有云遮擋的情況下也能使聚光器始終對準太陽(yáng)，只要太陽(yáng)一出來(lái)系統就立刻能發(fā)電，完全解決了現有跟蹤器的缺點(diǎn)。