北控綠產(chǎn)：第三代光伏技術(shù)的“布道者”

■ 文︱張廣明

　　作為三家受表彰電站之一，北控綠產(chǎn)20MWp光伏電站獲得了由格爾木市政府頒發(fā)的“2011年度項目建設(shè)以及投資工作先進(jìn)單位”殊榮

　　作為首批“吃螃蟹”者，北京北控綠色科技產(chǎn)業(yè)有限公司（以下簡稱“北控綠產(chǎn)”）位于格爾木的20MWp光伏電站引起了光伏同行的極大興趣，前往參觀者絡(luò)繹不絕。
　　與其他清一色應(yīng)用硅晶電池板的光伏電站不同，北控綠產(chǎn)的20MWp光伏電站項目采用了硅晶與聚光光伏技術(shù)相結(jié)合的方式，后者的裝機(jī)容量為1MWp，該項目由北控綠產(chǎn)（青海）新能源有限公司負(fù)責(zé)建設(shè)以及后期運(yùn)營。
　　在全程參與了該項目的北控綠產(chǎn)市場總監(jiān)、北控綠產(chǎn)（青海）新能源有限公司董事總經(jīng)理俞容文博士看來，盡管當(dāng)前中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速，但其主要是依靠廉價的勞動力等因素所帶來的低成本優(yōu)勢，在決定行業(yè)持續(xù)發(fā)展的核心技術(shù)方面幾乎仍然是一個空白。
　　正是基于這一認(rèn)識，作為光伏行業(yè)的一名“新軍”，北控綠產(chǎn)選擇了極具發(fā)展?jié)摿Φ牡谌�代光伏技術(shù)作為突破口。
　　“此次格爾木的1 MWp聚光光伏電站，更多的是對前期北控在聚光光伏技術(shù)研發(fā)成果方面的一個初步檢驗，看其在技術(shù)穩(wěn)定性以及投資回報方面的可行性。這也體現(xiàn)了我們發(fā)展聚光光伏技術(shù)的一個原則，即在理性、科學(xué)的態(tài)度下堅持技術(shù)創(chuàng)新，而不是盲目的為了技術(shù)創(chuàng)新而創(chuàng)新�！庇崛菸谋硎�。
　　據(jù)悉，北控綠產(chǎn)在聚光光伏方面的技術(shù)突破已經(jīng)得到了國家層面的重視。作為今年唯一一個涉及高倍聚光光伏領(lǐng)域的課題，由北控綠產(chǎn)申報的“高倍聚光太陽能成套制造工藝技術(shù)研發(fā)及示范”項目成功入圍國家“863計劃”。而日前科技部公布的《太陽能發(fā)電科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》中，高倍聚光內(nèi)容也赫然在目，表明北控綠產(chǎn)的聚光光伏技術(shù)路線已得到國家科技部的認(rèn)可并列入了未來光伏產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向之一。

　　　　高轉(zhuǎn)換率優(yōu)勢
　　作為格爾木較早規(guī)劃的光伏產(chǎn)業(yè)園之一，位于109國道的東出口產(chǎn)業(yè)園區(qū)共建有13家光伏電站，北控綠產(chǎn)的20MWp光伏電站就坐落于此。
　　與其他電站全部應(yīng)用硅晶組件不同，北控綠產(chǎn)在其20MWp的電站中特地選擇了1MWp應(yīng)用高倍聚光光伏技術(shù)，并已經(jīng)于2011年12月24日完成并網(wǎng)。
　　資料顯示，作為北京控股（HK•00392）旗下專門從事聚光光伏發(fā)電技術(shù)的公司，北控綠產(chǎn)成立于2010年，定位于通過對聚光光伏技術(shù)的研發(fā)，打通包括裝備、下游電站、技術(shù)開發(fā)等在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈。
　　此前，北控綠產(chǎn)已經(jīng)在青海玉樹、北京房山區(qū)等地小規(guī)模建設(shè)應(yīng)用聚光光伏技術(shù)的電站。此次青海格爾木1MWp電站是其較大規(guī)模應(yīng)用該技術(shù)的開始，該項目的聚光倍數(shù)達(dá)到了750倍，應(yīng)用的是III-V 族高效率太陽能芯片、菲涅爾透鏡的CPV模組以及與之相對應(yīng)的高精度雙軸追蹤器。
　　對此，俞容文表示，由于技術(shù)上還不完全成熟，即便在全世界范圍內(nèi)，1兆瓦的高倍聚光電站也已經(jīng)是規(guī)模較大的了。
　　“雖然有些企業(yè)號稱建設(shè)規(guī)模達(dá)到幾百兆瓦甚至幾個GW，但實際上大部分都沒有真正建設(shè)。北控此次選擇與傳統(tǒng)晶硅電站混合建設(shè)模式，主要是結(jié)合了在當(dāng)前市場環(huán)境下基于現(xiàn)有技術(shù)成熟度以及電站投資回報的雙重考慮�！庇崛菸姆Q。
　　據(jù)了解，作為第三代光伏技術(shù)，聚光光伏（CPV）是指將匯聚后的太陽光通過高轉(zhuǎn)化效率的光伏電池直接轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)，有別于傳統(tǒng)硅晶型以及薄膜型電池，其最顯著的優(yōu)點(diǎn)在于其較高的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　據(jù)一直致力于聚光光伏技術(shù)研究的俞容文介紹，非聚光條件下，在接收器環(huán)節(jié)，聚光光伏的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到30%。如果在聚焦太陽光500倍左右時，其光電轉(zhuǎn)換效率可以再提高6%~7%，理論極限可以達(dá)到60%以上。
　　“從最終整個系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率來看，聚光光伏也具有非常明顯的優(yōu)勢。以當(dāng)前光學(xué)系統(tǒng)80%轉(zhuǎn)換效率計算，光電模組的效率為32%，在配上跟蹤系統(tǒng)之后，整個組件系統(tǒng)的效率將達(dá)到25%，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于晶硅組件約14%的轉(zhuǎn)換效率�！庇崛菸姆Q，從北控格爾木現(xiàn)有的1 MWp電站近三個多月的運(yùn)行效果來看，整個系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了上述水平，目前該電站運(yùn)行狀況良好。
　　正是基于較高的轉(zhuǎn)換效率，與晶硅電站相比，高倍聚光光伏電站在降低系統(tǒng)成本、提高電站投資收益等方面具有較大的優(yōu)勢。

　　　　關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)獲突破
　　盡管聚光光伏技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，但由于包括電池芯片等在內(nèi)的許多關(guān)鍵技術(shù)仍然還處在基礎(chǔ)研究階段，聚光光伏技術(shù)當(dāng)前大規(guī)模的應(yīng)用并未展開。
　　據(jù)了解，當(dāng)前聚光光伏技術(shù)主要采用的是多結(jié)的III-V族化合物電池，這一電池具有寬光譜吸收的特點(diǎn)，可以大大提高光電轉(zhuǎn)換效率。同時，多結(jié)電池溫度系數(shù)小，適合在高溫下工作，可以采用高倍聚光技術(shù)，減小電池面積。正是基于眾多優(yōu)點(diǎn)，多結(jié)的III-V 族電池理論轉(zhuǎn)換率可超過60%，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)要高于晶體硅太陽能電池最高26%的理論轉(zhuǎn)換效率。
　　不過，由于聚光之后電流增大，對電池表面載流能力的要求也提高，這對砷化鎵材料的要求也相應(yīng)提高，使得三結(jié)砷化鎵電池外延技術(shù)成為了突破的難點(diǎn)。
　　對此，俞容文認(rèn)為，對于中國專門從事光伏制造的企業(yè)而言，聚光光伏技術(shù)中的太陽能砷化鎵芯片的生長、光學(xué)系統(tǒng)、跟蹤系統(tǒng)等確實都存在著較高的技術(shù)門檻，但這些技術(shù)難題不是不可以克服。
　　“聚光光伏技術(shù)說簡單也簡單，說有門檻也確實存在著較高的門檻，但大部分難題還是可以解決的。以多結(jié)太陽能電池Ⅲ-Ⅴ族材料的生長為例，其芯片技術(shù)與LED的芯片外延技術(shù)存在著相同之處。
　　至于跟蹤系統(tǒng)方面，成百上千個跟蹤器放在那，高精度和一致性地跟蹤太陽，以現(xiàn)有的自動化控制技術(shù)，這也不算是什么難題。”俞容文稱。
　　對于光學(xué)系統(tǒng)問題，俞容文認(rèn)為，最重要的是要保證其光學(xué)材料的長期性能穩(wěn)定性，還有，可以使得光線走偏以后通過折射或是反射的方式回到芯片上，使其具有一定的角度容差度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高倍聚光的系統(tǒng)集成是個需要引起重視的課題。

　　　　看好國內(nèi)配套優(yōu)勢
　　即便是對于北控綠產(chǎn)這樣已經(jīng)在關(guān)鍵環(huán)節(jié)有所突破的企業(yè)而言，要想大規(guī)模發(fā)展CPV，也仍然面臨很大的難題。
　　據(jù)了解，由于聚光光伏市場還處于起步階段，受規(guī)模較小以及生產(chǎn)工藝不統(tǒng)一等問題，為之配套的材料廠商對投入資金進(jìn)行研發(fā)的積極性并不高，這成為了制約其成本下降的瓶頸之一。
　　有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，要解決聚光光伏目前存在的問題，必須在跟蹤系統(tǒng)、玻璃透鏡、封裝材料等各環(huán)節(jié)均要有所突破，這需要從事不同領(lǐng)域的廠商共同努力，而不僅僅是解決太陽能電池的問題。
　　“聚光光伏涉及的產(chǎn)業(yè)鏈條比較長，每個環(huán)節(jié)都需要技術(shù)比較專注的企業(yè)，因此如何有效的對現(xiàn)有供應(yīng)鏈進(jìn)行整合是一個難題�！钡�俞容文表示，反過來講，這恰恰又是中國企業(yè)的機(jī)會所在。
　　在他看來，如果能夠在最關(guān)鍵的芯片方面真正有所突破，接下來就是一個組裝以及系統(tǒng)集成的過程，而這恰恰是中國企業(yè)的強(qiáng)項�！白鳛橹圃鞓I(yè)大國，中國在系統(tǒng)集成方面要強(qiáng)過許多西方國家。就以北控格爾木這1 MWp電站為例，如果通過更長一段時間的運(yùn)行，證明其技術(shù)性能確實比較穩(wěn)定了。那么這種技術(shù)優(yōu)勢再加上中國所具有的制造業(yè)優(yōu)勢，對于推動高倍聚光光伏技術(shù)在國內(nèi)的規(guī)模化應(yīng)用絕對是一個有利的支持。”
　　而以高倍聚光光伏電站特性來看，只有盡快實現(xiàn)規(guī)模化，才能發(fā)揮其技術(shù)上的優(yōu)勢。由于高倍聚光光伏電站在維護(hù)管理方面相對復(fù)雜，只有達(dá)到一定的規(guī)模后，才有助于降低這方面的成本。
　　盡管對高倍聚光光伏技術(shù)的前景十分看好，但俞容文仍堅持認(rèn)為應(yīng)理性發(fā)展，不要盲目求大。“任何投資都要考慮回報，都要對股東負(fù)責(zé)，只有在堅持理性發(fā)展的前提下，技術(shù)創(chuàng)新才具有可持續(xù)性�！�
　　這種理性的堅持，讓北控綠產(chǎn)在電站建設(shè)方面也少走了不少彎路�！罢f實話，對于去年青海的光伏電站建設(shè)而言，大家都沒有太多經(jīng)驗。在這種情況下，最好的辦法就是嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)有的規(guī)范，這是確保電站后期運(yùn)行效果最有效的辦法�！庇崛菸恼f。
　　北控綠產(chǎn)在光伏電站建設(shè)方面的經(jīng)驗也得到了官方認(rèn)可。作為三家受表彰電站之一，北控綠產(chǎn)在格爾木的20 MWp光伏電站獲得了由格爾木市政府頒發(fā)的“2011年度項目建設(shè)以及投資工作先進(jìn)單位”的殊榮。從該電站目前的運(yùn)行效果來看，日均發(fā)電達(dá)到了10多萬千瓦時，位居相鄰?fù)�行前列�?br />