2011年1月15日,由青岛哈工太阳能股份有限公司建设的200千瓦高倍聚光太阳能示范电站并网发电,这是国内第一个按照商业化运营建设,且并网发电、投入运营的高倍聚光太阳能电站,也是目前国内转换率最高的并网太阳能发电站。专家认为,高倍聚光太阳能发电技术如果得以大规模应用,能在一定程度上缓解我国能源供应紧张问题。
目前,上海聚恒太阳能有限公司(以下简称“上海聚恒”)所研发的产品,可以让透镜的面积达到电池面积的576倍。换句话说,1000平方厘米的晶硅面积,才能与类似1平方厘米的太阳能聚光电池所发出的电能相媲美。如此看来,聚光光伏技术如果得到推广,其效率将大大超过晶体硅。
上海聚恒副总经理廖军告诉记者:“从理论上讲,放大倍数越高,芯片的材料就越节省。一块用在聚光光伏发电上的电池,其造价是晶硅电池的100倍。不过,如果透镜与电池之间的倍数能超过300倍的话,那么,聚光电池的成本也就与晶硅电池的成本打平了。所以,各企业都在研究放大倍数更高的聚光光伏产品,这样可以节省更多的材料。”
聚光光伏发电中的砷化镓聚光电池(也叫“多结三五族”太阳能电池),有比晶硅电池和薄膜电池更高的转换效率。我国砷化镓聚光电池产品的转换效率已达到35%~39%,远远高于晶硅电池16%~19%和薄膜电池10%的转换率。此外,砷化镓聚光电池还具有吸收光谱范围广、衰减慢、耐温性好、有效发电时间长等显著优势。
上海聚恒总经理容岗介绍:“上海聚恒在哈工大威海校区建立的示范电站项目,其电池转换效率约为25%。”这比国内所有晶硅电池的转换效率高得多(目前晶硅电池的最高效率大约是18%)。
廖军也表示,“理论上,一般聚光光伏发电的转换效率约为70%,若加上一些折损,未来一两年聚光转换效率突破30%的可能性是很大的。如果能大规模制造,我们的发电成本可以跟煤电一样。我们认为,到2015年,如果国内聚光光伏市场能有几个G瓦的规模,就意味着这个产业链完全成熟了,市场容量是非常大的,电池片的转换效率到2015年可能达到45%。到那个时候,聚光光伏转化成发电成本,可能只要六七毛钱,这就意味着,国家不需要补贴了。”
聚光太阳能在节省半导体材料用量的同时,还降低了太阳能发电系统的生产成本和能耗,具有更短的能量回收期。
容岗向记者介绍:“能量投资回收期,是指生产这套系统所消耗的能量和产生的能量之比,回收期长短是判断一个技术是否清洁的非常关键的因素。如果一套系统生产出来要消耗10度电,而这套系统一年能发5度电的话,要两年才能收回所耗费的能量。目前,我国的多晶硅能量投资回收期要在五到六年以上,国外要两到三年,薄膜技术在一年左右也能回收,而聚光光伏大概只需半年时间。”
但就目前来看,对高倍聚光太阳能来说,一些系统的技术问题还没有解决,国外也处于示范阶段。投资者在计算投资回收期的时候,还应该考虑系统维修的成本以及维修期间不能发电造成的损失。