使用晶硅電池和薄膜電池進行光電轉(zhuǎn)換,分別是第一、第二代太陽能利用技術(shù),均已得到了廣泛應用。利用光學組件將太陽光匯聚后,再進行利用發(fā)電的聚光太陽能技術(shù),即高效的CPV系統(tǒng)發(fā)電,被認為是太陽能發(fā)電未來發(fā)展趨勢的第三代技術(shù)。與前兩代電池相比,CPV采用多結(jié)的III—V族化合物電池,具有大光譜吸收、高轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點。 聚光型太陽能(Concentrator Photovoltaic, CPV)是指將匯聚后的太陽光通過高轉(zhuǎn)化效率的太陽能電池直接轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù),CPV是聚光太陽能發(fā)電技術(shù)中最典型的代表。與晶硅和薄膜型平板式太陽能發(fā)電系統(tǒng)相比,CPV因其高轉(zhuǎn)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能發(fā)電方式。通過簡單復制的規(guī)?;渴穑瑔我籆PV電廠可以輕易達到MW級規(guī)模,未來這一數(shù)字甚至有望達到100MW。 HCPV就是高聚光太陽能,高聚光太陽能(HCPV)與聚光(CPV)太陽能技術(shù)是通過聚光的方式把一定面積上的太陽光通過聚光系統(tǒng)會聚在一個狹小的區(qū)域(焦斑),太陽能電池僅需焦斑面積的大小即可,從而大幅減太陽能電池的用量。 一、CPV系統(tǒng)優(yōu)勢 1、CPV系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)換率優(yōu)勢和耐高溫性能。硅電池的理論轉(zhuǎn)換效率大概為23%,單結(jié)的砷化鎵電池理論轉(zhuǎn)換效率可達27%,CPV采用的多結(jié)的III—V族電池對光譜進行了更全面的吸收,其理論轉(zhuǎn)換率可超過50%。即使考慮到聚光和追蹤所產(chǎn)生的誤差損失,目前的CPV系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率可達25%,高于目前市售晶硅電池17%左右的轉(zhuǎn)換效率。同時,砷化鎵系電池的高溫衰減性能強于硅系電池,更適合應用于日照強烈的荒漠地區(qū)。 同時,CPV系統(tǒng)的生產(chǎn)過程更加節(jié)能環(huán)保。聚光倍數(shù)越大,所需的光伏電池面積越小,對高達幾百倍的HCPV系統(tǒng)來說,硬幣大小的轉(zhuǎn)換電池就可轉(zhuǎn)換碗口面積的光能。在節(jié)省半導體材料用量的同時,降低了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和能耗,使CPV具有更短的能量回收期。 2、成本下降空間巨大。CPV技術(shù)極大地減少了光電材料的使用量,而光電材料是太陽能電池中成本最高的部分。與晶硅和薄膜太陽能發(fā)電技術(shù)相比,CPV目前3-4美元/Wp的建設(shè)成本并無優(yōu)勢,但作為一項新興技術(shù),隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大、電池效率的提高、聚光模塊的改進等,成本有巨大的下降空間。隨著CPV技術(shù)的更加成熟以及生產(chǎn)規(guī)模的進一步擴大,普遍預計今年內(nèi)即可實現(xiàn)較低的平準化電力成本,低于晶硅和薄膜電池。在未來,若對光伏發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)節(jié)征收碳排放稅,CPV的投資回收期僅會延長1~2個月,晶硅和薄膜電池均會延長1年以上,屆時CPV的相對成本優(yōu)勢將更加明顯。而第三代高聚光型(HCPV)太陽能發(fā)電模組和發(fā)電系統(tǒng)的是近年來國際太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的新熱點,同晶硅技術(shù)和薄膜技術(shù)相比,HCPV在100KW以上發(fā)電系統(tǒng)中具有明顯的優(yōu)勢,如果綜合考慮年發(fā)電成本和碳痕跡等因素,則HCPV擁有絕對優(yōu)勢。目前第三代HCPV(高聚光)已將聚光倍數(shù)提高至500倍。 3、CPV技術(shù)優(yōu)勢明顯。首先是具有極高的規(guī)?;瘽摿?,因其光電轉(zhuǎn)化效率高等特點,是在可預見的未來時間里能用于建造大型支撐電源的最理想的太陽能發(fā)電技術(shù)。 4、占地面積小。在同等發(fā)電量的情況下,CPV電廠的土地占用面積比平板式太陽能要小得多。CPV系統(tǒng)由支柱承載其主要結(jié)構(gòu)體,占地面積極小,且由于系統(tǒng)在地面產(chǎn)生的陰影面積是移動的,所以對電廠所在地的生態(tài)影響也較小,面板下方的土地仍然可以用于畜牧等用途。 5、耗水量極低。通常具有高太陽輻射的地區(qū)都比較缺水,CPV系統(tǒng)的整個發(fā)電過程中完全不需要水,僅需少量水用于清潔太陽能組件的玻璃外殼。與聚光光熱(CST)、核電、IGCC等清潔發(fā)電技術(shù)相比,CPV有著明顯的節(jié)水優(yōu)勢。 6、CPV技術(shù)還有另一個特別吸引人的地方:該技術(shù)所使用的97%的材料(大部分為玻璃和鋁)都可循環(huán)利用。由于成本降低,使用CPV技術(shù)的發(fā)電廠能夠在6個月之內(nèi)收回成本。更為奇妙的是,CPV技術(shù)允許接收太陽能的玻璃陣列不規(guī)則排列,從而可以最大程度地開發(fā)可利用土地,將太陽能利用最大化。而且因為該系統(tǒng)能夠在白天跟蹤太陽移動軌跡,人們甚至可以在玻璃陣列下面種植莊稼。
二、A股主要上市公司 目前全球的CPV裝機不到200MW,預計今后幾年內(nèi),隨著技術(shù)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢的體現(xiàn),市場規(guī)模將有爆發(fā)式的增長,未來10年年均增速預計在40%以上。我國目前僅有少量示范電站,未來隨著光伏裝機容量的提升,CPV的市場也將逐漸打開。在目前,國內(nèi)尚無成熟的CPV設(shè)備制造商,產(chǎn)品進口依賴度較高。在A股上市公司中未來有望從CPV市場的高速擴張中獲益的主要上市公司有: 1、乾照光電(300102): 公司是目前國內(nèi)四元系紅、黃光LED芯片產(chǎn)銷量最大的企業(yè),國內(nèi)最大的能夠批量生產(chǎn)三結(jié)砷化鎵太陽能電池外延片的企業(yè)。公司專注于高亮度四元系紅、黃光LED外延片、芯片及三結(jié)砷化鎵太陽電池外延片的研發(fā)生產(chǎn),掌握了四元系紅、黃光LED外延片、芯片生產(chǎn)的核心技術(shù)。產(chǎn)品不僅有高品質(zhì)的超高亮度紅、橙、黃LED外延片、芯片,同時還著力研發(fā)生產(chǎn)世界最尖端的高性能砷化鎵太陽能電池,填補了該領(lǐng)域的國內(nèi)空白,是國內(nèi)僅有的幾家初步具備LED外延片和芯片工業(yè)化生產(chǎn)能力的企業(yè)。在三結(jié)砷化鎵太陽能電池外延片的領(lǐng)域,公司也擁有完全自主研發(fā)的MOCVD技術(shù)。 2、向日葵(300111): 公司是一家專注于光伏能源產(chǎn)品研發(fā)制造的國家級高新技術(shù)企業(yè),主要致力于研發(fā)、生產(chǎn)、銷售大規(guī)格高效晶體硅太陽能電池。公司熟練掌握了光伏電池片生產(chǎn)的全部關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)能力較強。公司的成長性明顯,2008年公司獲得了“紹興市成長型工業(yè)企業(yè)20強”等榮譽。根據(jù)中國可再生能源學會光電專業(yè)委員會排名,2008年公司晶體硅電池產(chǎn)量已進入國內(nèi)前10名,是國內(nèi)光伏行業(yè)中成長性最明顯的企業(yè)之一。 公司2005年3月成立以來始終專注于高效晶體硅太陽能電池及組件的研發(fā)和生產(chǎn),近年來產(chǎn)銷量和營業(yè)收入規(guī)模均呈現(xiàn)較高速增長,2009年電池及組件產(chǎn)量達到106MW,位居國內(nèi)企業(yè)第九。隨著全球光伏市場的快速增長,公司產(chǎn)能增長較快,已分別于2006年5月、2008年5月、2009年6月建成投產(chǎn)25MW生產(chǎn)線、50MW生產(chǎn)線、100MW生產(chǎn)線。公司已建成年產(chǎn)175MW的光伏電池生產(chǎn)線。 3、東方日升(300118): 公司是主要從事太陽能電池片、太陽能電池組件以及太陽能燈具等太陽能光伏產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè),是我國重要的太陽能光伏應用產(chǎn)品專業(yè)供應商。發(fā)公司是國內(nèi)較早從事太陽能應用產(chǎn)品開發(fā)的生產(chǎn)企業(yè)之一。 募集資金擬投向年產(chǎn)75MW晶體硅光伏產(chǎn)品項目和光伏工程技術(shù)研發(fā)中心項目。東方日升的主營業(yè)務(wù)是從事太陽能電池片、太陽能電池組件以及太陽能燈具等太陽能光伏產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)和銷售,主要產(chǎn)品為太陽能電池片、太陽能電池組件和太陽能燈具。 4、萬家樂(000533): 作為國內(nèi)著名的家電企業(yè),公司十分看好太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,重拳打造太陽熱水器產(chǎn)業(yè)。相比傳統(tǒng)的熱水器,太陽能熱水器完全采用太陽的光熱來燒水。其中,萬家樂目前持股25%的新曜光電是母公司下屬專營HCPV太陽能發(fā)電模組和發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計和產(chǎn)業(yè)化為主的高科技公司。未來有望整體注入上市公司,實現(xiàn)萬家樂從傳統(tǒng)家電和電氣設(shè)備生產(chǎn)到新能源和環(huán)保設(shè)備的轉(zhuǎn)型。 5、三安光電(600703): 是國內(nèi)規(guī)模最大的全色系超高亮度LED芯片生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)品正向需求旺盛的電視背光、路燈照明,汽車產(chǎn)品領(lǐng)域滲透。三安光電主營LED芯片生產(chǎn),與CPV聚光太陽能技術(shù)方面相通,具有業(yè)務(wù)拓展的優(yōu)勢。其CPV聚光太陽能系統(tǒng)采用雙軸跟蹤、500倍聚光方式,模塊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率約25%~26%,今年第一季度可完成青海省格爾木市3MW示范電站項目,今年業(yè)績目標為20MW~50MW。 6、哈高科(600095): 資料顯示,哈高科(600095)與普尼太陽能公司簽訂了投資協(xié)議,雙方合資成立普尼太陽能 (中國)有限公司,其中哈高科出資600萬美元,占合資公司40%股權(quán),該部分資金主要用于建設(shè)3兆瓦太陽能薄膜電池組件中試生產(chǎn)線。公開資料顯示,普尼太陽能有限公司是一家世界領(lǐng)先的集太陽能產(chǎn)品生產(chǎn),研發(fā),及服務(wù)三位一體的跨國公司,于2007年在美國硅谷成立。公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效薄膜太陽能技術(shù),其光電轉(zhuǎn)換效率和成本等核心參數(shù)均居世界領(lǐng)先水平。包括紐約時報在內(nèi)的多家媒體對普尼作過報道。美國能源部曾撰文指出普尼的技術(shù)是"革命性的"。 7、新華光(600184): 公司還將收購西光集團、紅塔創(chuàng)投等持有的天達光伏股權(quán)。天達光伏目前擁有60MW的光伏產(chǎn)能,未來天達光伏將在秀洲工業(yè)園區(qū)建設(shè)太陽能電池生產(chǎn)及研發(fā)基地,還參與裝機規(guī)模為100MWp的昆明石林并網(wǎng)光伏實驗示范電站項目。新華光是全球重要的光學玻璃生產(chǎn)制造中心,具有年產(chǎn)6800噸光學玻璃產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。該公司產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率約為30%,穩(wěn)居國內(nèi)同行業(yè)第二位,未來來有望從CPV市場規(guī)模的擴張中受益。 8、水晶光電(002273): 公司的傳統(tǒng)產(chǎn)品為光學低通濾波器(OLPF)和紅外截止濾光片(IRCF),分別為高端和低端光學模組配套,下游主要為數(shù)碼相機、拍照手機等消費電子產(chǎn)品。晶圓級鏡頭模組生產(chǎn)工藝的唯一配套商。公司通過配套手機鏡頭模組廠商的晶圓級加工技術(shù),使模組廠商的成本降低了近,因而在3G手機的前置攝像頭(Sub Camera)市場中占據(jù)了絕對的優(yōu)勢。公司具備三代聚光太陽能CPV相關(guān)設(shè)備制造能力。 9、利達光電(002189): 公司的主營業(yè)務(wù)是透鏡、棱鏡等光學元件。第三代CPV發(fā)電方式正逐漸成為太陽能領(lǐng)域的焦點。與前兩代電池相比,CPV采用多結(jié)的III-V族化合物電池,具有大光譜吸收、高轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點;而且所需的電池面積不大,以相對廉價的聚光器件替代昂貴的半導體材料,在大規(guī)模應用于發(fā)電時可有效降低成本、降低生產(chǎn)能耗。而利達光電恰具有此類概念。公司具有光學聚光器的生產(chǎn)能力,未來有望從CPV和CSP市場的高速擴張中獲益。
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