正文

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，均已得到了廣泛應用。利用光學元件將太陽光匯聚后再進行利用發(fā)電的聚光太陽能技術，被認為是太陽能發(fā)電未來發(fā)展趨勢的第三代技術。第三代CPV（聚光太陽能）發(fā)電方式正逐漸成為太陽能領域的焦點。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。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，從而大幅減少太陽能電池的用量。

優(yōu)勢與短板

對CPV的發(fā)展前景持謹慎樂觀的態(tài)度，主要基于如下三點原因：

第一，極高的規(guī)?；瘽摿Γ篶pv技術因其光電轉(zhuǎn)化效率高等特點，是在可預見的未來時間里能用

聚光光伏

第二，成本下降空間巨大：與晶硅和薄膜太陽能發(fā)電技術相比，CPV目前3~4美元/Wp的建設成本并無優(yōu)勢，但作為一項新興技術，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。

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

未來重要潔凈電源

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。

占地面積?。涸谕劝l(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。

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

聚光光伏

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

在目前CPV系統(tǒng)產(chǎn)量仍十分有限的情況下，許多系統(tǒng)及部件制造商在生產(chǎn)過程中仍然使用著大量的人工操作，尤其是在組件裝配等環(huán)節(jié)，未來一旦量起來了，大規(guī)模自動化生產(chǎn)將是必然的趨勢。

然而，這一工程化CPV系統(tǒng)萌芽的特殊時期，或許會是國內(nèi)企業(yè)發(fā)揮“中國制造”成本優(yōu)勢的大好機會，一些具有相關技術能力的國內(nèi)企業(yè)若能借此機會在這一新興市場上確立先發(fā)優(yōu)勢，未來的成長空間巨大。

投資機會分析

涉及CPV系統(tǒng)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商，為其提供全面的CPV發(fā)電系統(tǒng)精密鈑金組件及系統(tǒng)組裝“一站式”精密制造服務。

萬家樂（000533）：公司控股25%的新曜光電是一家以第三代高聚光型（HCPV）太陽能發(fā)電模組和發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)、設計和產(chǎn)業(yè)化為主要業(yè)務方向的高科技公司。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(nèi)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(shù)將達到100臺以上。已實現(xiàn)年產(chǎn)外延片65萬片，芯片200億粒的生產(chǎn)規(guī)模。目前三安能提供單機規(guī)格為25kW的聚光光伏發(fā)電機組。

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

水晶光電（002273）：公司是國內(nèi)唯一一家規(guī)?；a(chǎn)光學低通濾波器的企業(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為索尼，目前已經(jīng)進入佳能、奧林巴斯等廠商的供應鏈。公司在鍍膜上擁有核心技術，反射鏡鍍膜產(chǎn)品可能成為公司新的業(yè)務方向。

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

全球市場展望

據(jù)IMSResearch最新發(fā)布的報告透露，2012年聚光光伏市場規(guī)模將實現(xiàn)翻番，達到近90MW，銷售額達3.25億美元。此外，IMSResearch預計到2016年這一新興技術的裝機量將快速發(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》報告指出，到2012年聚光光伏市場裝機量將達到近90MW，同時營收將增長逾60%至3.25億美元。這家研究公司預測，盡管受到來自傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)強有力的競爭，但聚光光伏系統(tǒng)在目標市場仍然充滿吸引力。IMSResearch分析師以及這份報告的作者之一JemmaDavies認為：“聚光光伏系統(tǒng)供應商正被迫不斷削減成本，從而使CPV系統(tǒng)成本能與快速下跌的光伏系統(tǒng)成本相競爭。相對來說，聚光光伏仍是新興技術，面臨著其可融資性的問題。盡管如此，聚光光伏系統(tǒng)供應商仍在美國市場取得了很大的進展，預計2012年市場占有率將達到13%，到2016年將進一步增至27%?！?/p>

雖然長遠來看，聚光光伏市場仍將是一個細分市場，但這份報告發(fā)現(xiàn)，聚光光伏的發(fā)展前景仍然十分樂觀。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(qū)(通常是DNI高于6kWh/平米/日的地區(qū))總裝機量的18%。2012年，高倍聚光光伏系統(tǒng)(HCPV)是市場主流。然而，據(jù)預測今后五年低倍聚光光伏系統(tǒng)(LCPV)裝機量將快速增長，到2016年將占據(jù)聚光光伏市場20%的市場份額。這份報告的另一位作者SamWilkinson補充道：“目前低倍聚光光伏系統(tǒng)供應商尚未大舉進入市場。然而，隨著SunPower等知名企業(yè)進駐，2013年裝機量將大幅增長，最終這些產(chǎn)品將占據(jù)一定的市場份額?！?/p>

據(jù)該報告透露，最具吸引力的聚光光伏市場將是美國、中美洲、中東及非洲市場(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(qū)，聚光光伏系統(tǒng)將呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢。預計至2016年，聚光光伏系統(tǒng)將占據(jù)這些地區(qū)光伏裝機市場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(tǒng)廠商的資料。截至2011年底為止，由于市場體量尚小，僅前五家廠商就把持了聚光光伏總裝機量的90%。Amonix曾是聚光光伏市場最大的供應商，然而隨著今年初該公司停業(yè)及新廠商的進入，市場競爭格局將發(fā)生重大改變。據(jù)該報告透露，Soitec和SolFocus等廠商將在2012年的聚光光伏市場獲得更大的市場份額。

發(fā)電系統(tǒng)

CPV太陽能發(fā)電系統(tǒng)原理比較簡單，為什么到現(xiàn)在全世界也沒有幾家公司做出特別穩(wěn)定且便宜的發(fā)電系統(tǒng)呢！在CPV領域原則上講聚光倍數(shù)越高造價就越便宜但是使用聚光的方式就會出現(xiàn)以下問題。

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(xiàn)在砷化鎵價格昂貴，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溫度能到75度以上，普通的硅電池板在兩倍太陽光強下時間一長就會起泡，在5倍太陽光強下10分鐘就會就會起泡，在10倍太陽光強下5分鐘就會起泡，起泡后太陽能電池片就會被氧化，在很短的時間內(nèi)就會大幅降低效率，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(tǒng)就完全不可用。

如果太陽能電池板使用鋁或者銅制的散熱片進行自然散熱，需要大量的散熱片，造價特別貴，貴到比硅光片還要貴；如果使用強制風冷，就要使用大量的電能，得不償失，并且風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，這樣就會成幾倍增加造價，如果在夏天的中午風扇壞了，整個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，造價也不便宜，水冷由于管路多，連接點多，還需要水泵，故障點必然多，可靠性還不如風冷，當然水冷的效率要高于風冷，但是在故障率決定一票否決制的太陽能系統(tǒng)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(shù)不一樣在室外2-4年反射面就會脫落，在沙漠高溫差地方可能幾個月就完全不能使用了，并且反光率會慢慢下降。

另外國內(nèi)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，遠遠不能達到太陽能系統(tǒng)要求的25年；鋁板有貼保護膜的，但是保護膜造價高，也不防冰雹，不能解決所有問題。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才能工作，因為地球陽每時每刻都在轉(zhuǎn)動，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；跟蹤器是CPV系統(tǒng)的主要系統(tǒng)之一，沒有跟蹤器系統(tǒng)就不能運行，跟蹤器除了保證系統(tǒng)能運行外還能比不帶跟蹤的系統(tǒng)平均多30-40%的電。但是跟蹤器是機械結(jié)構(gòu)，長年累月的運行會出故障，并且會有磨損，跟蹤器如果出現(xiàn)故障系統(tǒng)就不能運行(發(fā)不出電)，如果有磨損了跟蹤精度就會降低，由于CPV系統(tǒng)對跟蹤精度是有要求的，如果精度降低真?zhèn)€發(fā)電系統(tǒng)就不能正常運行。

為了解決CPV解決系統(tǒng)的問題，掌握CPV系統(tǒng)的核心技術，北京安信高科的陳平堅總經(jīng)理帶領他的研發(fā)團隊從2008年3月份開始，經(jīng)過2年多的攻關在投入了上百萬的資金，在經(jīng)過了數(shù)不清的失敗后終于悉數(shù)圓滿解決了單晶硅10倍聚光的核心技術，已獲取或者正在申請的專利達到8個之多。

1、讓單晶硅承受較高倍聚光

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

2、散熱

進過幾十次的設計，上10次的試制與修改，終于設計了一套獨特的廉價的散熱器，散熱器不需要任何動力，沒有任何運動部件，非常穩(wěn)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(guī)定范圍內(nèi)。無動力、無運動部件就意味著免維護，高穩(wěn)定，不會因為時間長而改變性能。是同類產(chǎn)品散熱/價格比最低的散熱器。

3、反光板

反光板設計制作還比較順利，進過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%，使用壽命不會少于25年，反光率也不會逐年減低，能經(jīng)受冰雹，并且能擦洗，價格每平米大約200元；另外我們設計了一套獨特的加工方法，特別簡單的就能加工。完全解決了其他反光板的所有問題。

4、跟蹤器

經(jīng)過10幾次的改進，設計了全動型跟蹤器，即整體在一個大盤上，東西轉(zhuǎn)向整體進行轉(zhuǎn)動，南北通過聯(lián)軸器也進行統(tǒng)一俯仰，大大的提供了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也大大的降低了造價，降低了風阻，另外設計了一套特別的軸套，不怕水不怕沙，使用壽命為10萬次(我們整個系統(tǒng)的全壽命為1.8萬次)，另外智能的控制系統(tǒng)能在有云遮擋的情況下也能使聚光器始終對準太陽，只要太陽一出來系統(tǒng)就立刻能發(fā)電，完全解決了現(xiàn)有跟蹤器的缺點。