【聚光型太陽光電 明日之星】

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【聚光型太陽光電 明日之星】

 

經濟日報╱李雯雯（工研院ITIS計畫產業分析師）

 

在2004年時只有不到1MW的安裝量，但到2006年時已有18MW的新產能計畫投入聚光型太陽光電技術的研究始於20世紀的70年代石油危機時，然而因發電成本太高，過去數十年來，聚光型太陽光電技術占整體太陽光電研發的比率仍然很小，直到近期因環保意識高漲及對再生能源的重視，加上高效率聚光電池效率一再提升，以及成本下降空間大，又再度受到關注。

 

聚光型太陽光電技術在1970年代開始發展，美國的Sandia實驗室在1970年代中期發表了第一篇對效率為12.7%、光強50倍（50 Suns）的1kWp聚光型太陽光電系統的研究。

 

約此同時，美國的Spectrolab公司（有與Sandia實驗室合作）也發展出效率為10.9%、光強25倍的10kWp聚光型太陽光電系統，相近於Sandia實驗室原型的系統，也很快的在法國、義大利、西班牙等地發展並安裝；並於1989年效率首次突破30%。

 

過去由於聚光型太陽光電系統的表現與可靠度還不夠好，因此難以普及；隨技術演進，2002年時，已出現安裝300kW的系統成本為$6／W（美國 Arizona Public Services（APS））的報告，並預期未來數年成本可再下降至$3／W、至2010年可下降至$1.5／W的預測，能與現有市電競爭的潛力，使聚光型太陽光電技術受到更多的矚目。

 

在2004年時只有不到1MW的安裝量，但到2006年時已有18MW的新產能計畫投入；有許多廠商也開始注意到此市場的潛力，包括太陽光電產業龍頭 Sharp及Isofoton也開始發展聚光型太陽光電技術。

 

目前投入多接面三五族太陽能電池及／或聚光型太陽光電系統之主要生產廠商。

 

聚光型太陽光電技術的技術難度比平盤式（Flat-Plate）太陽光電技術低，使用的半導體材料或太陽電池較少、相關配件如透鏡等並不昂貴、容易大規模安裝且更具經濟效益。

 

在種種優勢下，投資聚光型太陽光電技術付出的成本將低於其他太陽光電技術。

 

此外，聚光型太陽光電系統的最大優勢，便在於成本的降低，根據經驗法則，平盤式太陽光電系統的系統價格約為$5-6／W，聚光型太陽光電系統可以降到 $3／W（以產能10MW估算，美國Arizona Public Services（APS）推估），例如西班牙的Isofoton在2006年時的聚光型太陽光電系統安裝價格為2.5歐元／kW（折合當時幣值約為 $3.07）。

 

德國Fraunhofer的ISE（Institute for Solar Energy System）推出裝有菲涅爾（Fresnel）鏡片的聚光型太陽能發電模組FLATCON，可以有效提升電能轉換效率達23%，未來改良後甚至可達 28%。

 

德國的Concentrix Solar為ISE的衍生公司，據其估算，若使用500 Suns的三五族聚光電池（目前使用的是385 Suns）的FLATCON模組來建造產能20MW聚光型太陽光電系統，至2010年的成本可為2.38歐元／Wp（3.18$／Wp）；若產能能擴充至 200MW，成本更可下降至1.24歐元／Wp（1.66$/Wp）。

 

除了大規模量產可以促成成本下降外，使用三五族電池的聚光率（Concentration Ratio）越高，也對成本下降助益越大，甚至比電池效率的影響還來得大。

而以IES-UPM的估算方式為基礎，若產能達到1,000MW，系統價格更可以低至0.7歐元/Wp(0.9$/Wp)。

 

另外，在發電成本分析上，根據Concentrix Solar的估算，在西班牙Andalusia的Tabernas，1MW的電廠在2010年時，若是使用傳統平盤式、無追蹤器的模組，發電成本估計為 0.19歐元／kWh（$0.25／kWh）；但若使用雙軸追蹤（Two-Axis）的聚光型FLATCON模組，發電成本可以低至0.16歐元／kWh （$0.21／kWh），具備了15%以上的成本優勢；若是在陽光直射的地區例如北非或美國西南部，其成本優勢更可達到20%以上。

 

雖然聚光型太陽光電技術是所有太陽光電技術中轉換效率最佳者，但由於應用市場小，在量產經驗上卻一直不如其他太陽光電技術，在成本下降與技術方面也還有很大精進空間。

 

未來聚光型太陽光電技術能否實現大規模的併網發電，在保證可靠性的前提下儘量降低成本是非常重要的，這也是解決聚光型太陽光電技術問題的基本原則。

 

由於聚光型太陽光電系統具有的低成本潛力，未來隨世界各國政府新能源政策實施力度的加強、人們環保意識的增強，以及技術的不斷成熟，聚光型太陽光電技術可望將會在成本、性能和可靠性三者之間取得最佳平衡，在太陽光電及再生能源貢獻上扮演更重要的角色。

 

資料來源 : 經濟日報╱李雯雯（工研院ITIS計畫產業分析師）

 

 引用：http://tw.myblog.yahoo.com/jw!AP9wGuGRExx3VxObNh._l3s-/article?mid=1513