2011年1月15日,由青島哈工太陽能股份有限公司建設的200千瓦高倍聚光太陽能示范電站并網發電,這是國內第一個按照商業化運營建設,且并網發電、投入運營的高倍聚光太陽能電站,也是目前國內轉換率最高的并網太陽能發電站。專家認為,高倍聚光太陽能發電技術如果得以大規模應用,能在一定程度上緩解我國能源供應緊張問題。
目前,上海聚恒太陽能有限公司(以下簡稱“上海聚恒”)所研發的產品,可以讓透鏡的面積達到電池面積的576倍。換句話說,1000平方厘米的晶硅面積,才能與類似1平方厘米的太陽能聚光電池所發出的電能相媲美。如此看來,聚光光伏技術如果得到推廣,其效率將大大超過晶體硅。
上海聚恒副總經理廖軍告訴記者:“從理論上講,放大倍數越高,芯片的材料就越節省。一塊用在聚光光伏發電上的電池,其造價是晶硅電池的100倍。不過,如果透鏡與電池之間的倍數能超過300倍的話,那么,聚光電池的成本也就與晶硅電池的成本打平了。所以,各企業都在研究放大倍數更高的聚光光伏產品,這樣可以節省更多的材料。”
聚光光伏發電中的砷化鎵聚光電池(也叫“多結三五族”太陽能電池),有比晶硅電池和薄膜電池更高的轉換效率。我國砷化鎵聚光電池產品的轉換效率已達到35%~39%,遠遠高于晶硅電池16%~19%和薄膜電池10%的轉換率。此外,砷化鎵聚光電池還具有吸收光譜范圍廣、衰減慢、耐溫性好、有效發電時間長等顯著優勢。
上海聚恒總經理容崗介紹:“上海聚恒在哈工大威海校區建立的示范電站項目,其電池轉換效率約為25%。”這比國內所有晶硅電池的轉換效率高得多(目前晶硅電池的最高效率大約是18%)。
廖軍也表示,“理論上,一般聚光光伏發電的轉換效率約為70%,若加上一些折損,未來一兩年聚光轉換效率突破30%的可能性是很大的。如果能大規模制造,我們的發電成本可以跟煤電一樣。我們認為,到2015年,如果國內聚光光伏市場能有幾個G瓦的規模,就意味著這個產業鏈完全成熟了,市場容量是非常大的,電池片的轉換效率到2015年可能達到45%。到那個時候,聚光光伏轉化成發電成本,可能只要六七毛錢,這就意味著,國家不需要補貼了。”
聚光太陽能在節省半導體材料用量的同時,還降低了太陽能發電系統的生產成本和能耗,具有更短的能量回收期。
容崗向記者介紹:“能量投資回收期,是指生產這套系統所消耗的能量和產生的能量之比,回收期長短是判斷一個技術是否清潔的非常關鍵的因素。如果一套系統生產出來要消耗10度電,而這套系統一年能發5度電的話,要兩年才能收回所耗費的能量。目前,我國的多晶硅能量投資回收期要在五到六年以上,國外要兩到三年,薄膜技術在一年左右也能回收,而聚光光伏大概只需半年時間。”
但就目前來看,對高倍聚光太陽能來說,一些系統的技術問題還沒有解決,國外也處于示范階段。投資者在計算投資回收期的時候,還應該考慮系統維修的成本以及維修期間不能發電造成的損失。