“精品展示”對我太陽能光電成本降低的巨大影響。作者：匿名2008年1月21日17:25:2

渠道：關(guān)鍵詞：——論幾倍聚光的新型光伏發(fā)電系統(tǒng)對降低我太陽能光伏成本的巨大影響

引用：

“多濃度光伏發(fā)電系統(tǒng)”是劍橋大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)家、現(xiàn)為中科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中科學(xué)院理論物理研究所特聘研究員的陳應(yīng)天教授在其先創(chuàng)的新光學(xué)聚焦跟蹤理論的應(yīng)用下做出的重要發(fā)明之一。這一新的光學(xué)聚焦與跟蹤理論引起了強(qiáng)烈的際反響(以色列著名太陽能專家、特拉維夫大學(xué)的克里布斯教授評論說“這是一個光學(xué)基礎(chǔ)領(lǐng)域多年來進(jìn)展甚微的較好次突破”)，理論上的突破將帶來適用于光學(xué)的許多技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的突破，如大型望遠(yuǎn)鏡、新雷達(dá)、激光束合成、超精密瞄準(zhǔn)與變焦相機(jī)、太陽能聚光等。太陽能方面，有太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱發(fā)電、太陽能爐(產(chǎn)生3500度高溫)、太陽灶(用于烹飪)等多項技術(shù)發(fā)明或重大改進(jìn)。今年5月以來，筆者一直在關(guān)注“幾次聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)”新技術(shù)的發(fā)展。在不到一年的時間里，這項新技術(shù)經(jīng)歷了原理論證、實驗室試驗、樣機(jī)研制、樣機(jī)改進(jìn)(提高可靠性、降低成本)和樣機(jī)演示運(yùn)行五個階段。到目前為止，中科學(xué)院理論物理研究所屋頂安裝的兩臺樣機(jī)(每臺峰值功率為150瓦)已在安徽和北京連續(xù)成功運(yùn)行四個多月，其間經(jīng)歷了極熱、多雨、大風(fēng)、低溫等季節(jié)性試驗，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。目前，安徽應(yīng)天新能源公司正在建設(shè)1萬瓦先立太陽能光伏電站，將太陽能作為公司新廠區(qū)的重要電源之一(見附圖)。

筆者欣喜地看到，這項新技術(shù)將突破中太陽能光伏發(fā)電成本高的壁壘，其應(yīng)用和推廣將使中太陽能光伏發(fā)展走在世界前列。更難能可貴的是，它是我具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)。所以作者把這篇文章看做“萬物有靈”。本文將利用詳實的數(shù)據(jù)分析這種新型光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點及其對我降低太陽能光伏發(fā)電成本的巨大影響。

1.什么是「多聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)」？

1.多倍聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要功能和特點

圖1是中科學(xué)院理論物理研究所屋頂安裝的兩臺光伏發(fā)電裝置進(jìn)行演示運(yùn)行的照片。每個發(fā)電裝置的峰值功率為150W，就像18 DIA，在陽光下閃閃發(fā)光，而“綠色”電流不斷流出，較大發(fā)電電流可達(dá)16 A.事實上，每個“DIA”都是由一個普通單晶硅光伏電池包圍的光漏斗和一個八面體反射鏡組成(見圖1中的照片)。八面體光漏斗的作用是通過平面反射的方法折疊聚集太陽光，形成四倍的太陽光強(qiáng)，均勻的照射在光漏斗底部的硅光電池上。這樣，每個峰值功率只有2.2W的光伏電池在一個太陽光強(qiáng)度的照射下的實際功率增加到4倍，即大約8.8W，18個“DIA”串聯(lián)，峰值功率只有39W的光伏電池在一個太陽光強(qiáng)度下的峰值輸出功率增加到150W(因為有一些反射和折射損耗，所以嚴(yán)格來說不是4倍)。因此，與傳統(tǒng)的平板固定光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，新的“光伏發(fā)電系統(tǒng)具有更高的效率和更好的穩(wěn)定性” #p#分頁標(biāo)題#e#

專家們發(fā)現(xiàn)，在一個太陽光強(qiáng)度下使用硅光伏電池實際上是大材小用，因為光伏電池可以承受更高的光強(qiáng)度，并且產(chǎn)生的電流成比例增加，而不影響光伏電池的壽命。工業(yè)在外曾嘗試通過聚光來提高太陽能發(fā)電的效率。比如用菲涅爾透鏡實現(xiàn)3~7次聚光。然而，由于透射聚光光強(qiáng)均勻性差，專用透鏡降低成本的速度趕不上高反射率的平面鏡，外開始嘗試通過反射實現(xiàn)聚光。比如德ZSW公司發(fā)明V型冷凝器實現(xiàn)2倍冷凝，美法爾貝爾發(fā)明四面體冷凝器實現(xiàn)2.36倍冷凝。雖然兩次聚光可以節(jié)約50%的光伏電池，但與聚光器成本增加相比，整體經(jīng)濟(jì)效益并不明顯。

雖然反射聚光具有均勻性好的特點，但如何利用反射法以較低的成本實現(xiàn)三倍以上的聚光一直是外沒有成功解決的問題，因此依靠傳統(tǒng)反射法在普通光伏電池上實現(xiàn)幾倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)沒有得到廣泛應(yīng)用。在陳應(yīng)天教授創(chuàng)立的新光學(xué)聚焦跟蹤理論的眾多應(yīng)用中，一個重要的實踐就是突破傳統(tǒng)反射法所遇到的障礙，研制出一種低成本、高聚焦比的反射聚光器。

3.李政道：這個新的“多聚焦光電系統(tǒng)”是理論和實踐的完美結(jié)合！

根據(jù)新的聚焦跟蹤理論，陳映天、賀作秀等人發(fā)明了一種由八面體反射鏡組成的聚光器，又稱“光漏斗”。光漏斗的高度和傾斜度是根據(jù)陳映天的新聚光理論設(shè)計的，較高聚光比可達(dá)7倍。但是目前演示運(yùn)行的原型只是按照4倍的聚光比來設(shè)計，這是考慮了普通光伏電池在高太陽光強(qiáng)度下的散熱問題。要實現(xiàn)7倍聚光，需要一套水冷系統(tǒng)，這不僅限制了光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境，也必然增加成本。因此，在仔細(xì)比較了各種聚光比下光伏發(fā)電系統(tǒng)的性價比后，確定利用這種光漏斗，僅依靠自然冷卻，光伏電池，實現(xiàn)4~5倍聚光，是一種比較現(xiàn)實的方案。此外，使用了新的光學(xué)跟蹤機(jī)制

論，發(fā)明者設(shè)計了一個成本低且機(jī)械簡單可靠的跟蹤裝置，日跟蹤是系統(tǒng)按照時鐘自動調(diào)節(jié)，而年跟蹤采用手動調(diào)節(jié)（平均一星期調(diào)整一次即可）。為了同傳統(tǒng)的平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能進(jìn)行比較，安徽應(yīng)天新能源公司對“平板固定式”和“數(shù)倍聚光式”兩種發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了長期的同等工作條件下的測試，并同時進(jìn)行全自動的記錄以取得可靠的數(shù)據(jù)。實測表明，采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)成功實現(xiàn)了4倍的功率輸出，而光伏電池的溫度即使在今年夏季較炎熱的季節(jié)里，也沒有超過50°C（完全在光伏電池本身的正常工作范圍內(nèi)）。

安徽應(yīng)天新能源公司推出的新的采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)，從聚光到跟蹤，盡管新理論的數(shù)學(xué)計算相當(dāng)繁復(fù)，但是復(fù)雜的理論帶來的卻是廉價、可靠、高效的聚光和跟蹤裝置，難怪李政道先生在參觀了中科院理論物理所樓頂?shù)膬膳_示范運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)后，興奮的指出“這是理論與實踐完美結(jié)合的成果”（見圖2）。#p#分頁標(biāo)題#e#

二、傳統(tǒng)的平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)與新的數(shù)倍聚光式光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性比較

任何一個新的技術(shù)發(fā)明，如果要大規(guī)模推廣應(yīng)用，其前提應(yīng)該是具有更好的性價比。那么，建立在新的聚光與跟蹤理論基礎(chǔ)上的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”，與傳統(tǒng)的平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，其經(jīng)濟(jì)性如何呢？這是不能不回答的關(guān)鍵問題。下面，我們從兩種發(fā)電技術(shù)建設(shè)光伏電站所需要的初投資、在壽命期內(nèi)所產(chǎn)生的發(fā)電量進(jìn)行和單位度電的成本這三個方面進(jìn)行對比和分析。

1、光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的初投資比較

（1）傳統(tǒng)的“平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)”的初投資

根據(jù)世界自然基金會資助的研究課題《可再生能源發(fā)電上網(wǎng)成本及電價研究及政策建議》，傳統(tǒng)的平板固定式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)每個kW的初投資為5萬元（2006年），具體成本構(gòu)成見表1。

表1平板固定式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)每個kW的初投資構(gòu)成

編號

項目

投資（萬元）

比例（）

1

前期費(fèi)用和可行性研究

0.25

5

2

太陽能電池（含支架）

3.5

70

3

并網(wǎng)逆變器

0.4

8

4

干式變壓器、配電測量及電纜等

0.3

6

5

設(shè)備運(yùn)輸

0.2

4

6

安裝調(diào)制

0.2

4

7

稅金及其他

0.15

3

8

合計

5.0

100

（2）新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”的初投資

在表1中的各項成本中，數(shù)倍聚光式光伏發(fā)電系統(tǒng)和平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)除了在第2項即“太陽能電池（含支架）”有顯著不同外，其余6項都是一樣的，而第2項的成本在系統(tǒng)初投資占有70的高比重。因此，我們重點比較第2項的成本差異。與傳統(tǒng)的平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”減少了太陽能電池的成本，增加了聚光（光漏斗）和跟蹤（電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)等）的成本。我們將根據(jù)當(dāng)前安徽應(yīng)天新能源公司的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)來考察這一成本的變化。

1）所用太陽能電池的成本

由于采用了4倍的聚光比，“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”可以在同樣發(fā)電功率下節(jié)省3/4的硅光伏電池，因此，“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”每個kW所用的太陽能光伏電池的成本為：

3.5萬×1/4＝0.875萬元（由此可見太陽能電池的費(fèi)用大大降低?。?/p>

2）實現(xiàn)聚光和跟蹤的成本

根據(jù)安徽應(yīng)天新能源公司目前已經(jīng)做好的二十多臺樣機(jī)的實際成本數(shù)據(jù)，每臺峰值功率為150W的發(fā)電裝置中，由于聚光和跟蹤所增加的成本為2400元，相當(dāng)于每個kW的聚光跟蹤成本為1.6萬元（請注意，這是沒有實現(xiàn)自動化、大規(guī)模生產(chǎn)的成本數(shù)據(jù)！）。如果實現(xiàn)了全自動化的生產(chǎn)線后，每個kW的聚光跟蹤成本可以下降到1.1萬元。#p#分頁標(biāo)題#e#

上述兩項合計，我們可以得出，“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”在表1中的第2項成本為：

0.875萬元/kW＋1.6萬元/kW＝2.475萬元/kW≈2.5萬元/kW（目前半自動化生產(chǎn)條件下）

0.875萬元/kW＋1.1萬元/kW＝1.975萬元/kW≈2.0萬元/kW（實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)條件下）

參照表1，我們可以給出實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)前后，新的采用數(shù)倍聚光式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的每kW的初投資構(gòu)成表，分別見表2和表3。

表2當(dāng)前樣機(jī)生產(chǎn)下“采用數(shù)倍聚光技術(shù)式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)”每個kW的初投資構(gòu)成

編號

項目

投資（萬元）

比例（）

1

前期費(fèi)用和可行性研究

0.25

6

2

太陽能電池（含支架）

2.5*

62

3

并網(wǎng)逆變器

0.4

10

4

干式變壓器、配電測量及電纜等

0.3

8

5

設(shè)備運(yùn)輸

0.2

5

6

安裝調(diào)制

0.2

5

7

稅金及其他

0.15

4

8

合計

4.0*

100

表3實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)后“采用數(shù)倍聚光技術(shù)式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)”每個kW的初投資構(gòu)成

編號

項目

投資（萬元）

比例（）

1

前期費(fèi)用和可行性研究

0.25

7

2

太陽能電池（含支架）

2.0*

57

3

并網(wǎng)逆變器

0.4

11

4

干式變壓器、配電測量及電纜等

0.3

9

5

設(shè)備運(yùn)輸

0.2

6

6

安裝調(diào)制

0.2

6

7

稅金及其他

0.15

4

8

合計

3.5*

100

注：請注意帶*數(shù)字與表1的不同

對比表1和表2、表3，可以發(fā)現(xiàn)：

采用新的數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電技術(shù)之后，即使在目前半自動化、小批量樣機(jī)生產(chǎn)條件下，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的單位kW的初投資也比傳統(tǒng)的平板固定式光電技術(shù)節(jié)省1萬元，相當(dāng)于節(jié)省20的初投資！而在實現(xiàn)全自動化、大規(guī)模生產(chǎn)之后，每個kW的初投資會節(jié)省1.5萬元，相當(dāng)于節(jié)省30的初投資！

2、光伏發(fā)電系統(tǒng)在使用壽命期限內(nèi)的總發(fā)電量比較

通常，人們習(xí)慣用峰值功率來判定系統(tǒng)的規(guī)格，其實，對于大型太陽能光伏電站的設(shè)計，由于跟蹤技術(shù)和選址技巧的不同，即使在相同的峰值功率的情況下，不同設(shè)計所導(dǎo)致的年總發(fā)電量可以有極大差別。而系統(tǒng)年總發(fā)電量的多少，直接關(guān)系著太陽能光伏電站經(jīng)濟(jì)效益的好壞。因此，對于大型光伏電站設(shè)計的評價，我們不僅要看系統(tǒng)所能達(dá)到的峰值功率，更重要的是看系統(tǒng)年總發(fā)電量能夠達(dá)到什么水平，這才是考核不同技術(shù)路線優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)！

我們將按照內(nèi)蒙古鄂爾多斯的資源條件進(jìn)行對比計算。鄂爾多斯的年日照時間為3026小時，平均每天日照時間8.3個小時，平均日照強(qiáng)度為0.7千瓦/平方米。兩種發(fā)電系統(tǒng)的電池組件使用壽命均按照15年計算（實際上采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用壽命要比平板固定式的光伏系統(tǒng)至少長10，下文將作分析）。#p#分頁標(biāo)題#e#

（1）傳統(tǒng)的“平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)”在壽命期內(nèi)的總發(fā)電量

在高緯度地區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)在一年內(nèi)的不同季節(jié)以及一天內(nèi)的不同時刻，太陽的照射時間以及照射角度是有相當(dāng)變化的。這種照射角度的變化，導(dǎo)致傳統(tǒng)的平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)無論在地球什么地方，即使以較優(yōu)化的方式放置，也無法避免“余弦效應(yīng)”的影響。余弦效應(yīng)造成的光伏電站年發(fā)電量的損失非常可觀：如果光伏電池每天工作8小時的話，發(fā)電量損失可以達(dá)16~21；每天工作10小時的話，發(fā)電量損失可達(dá)24~29；每天工作12小時的話，發(fā)電量損失則高達(dá)34~39。

因此，根據(jù)內(nèi)蒙古鄂爾多斯的資源條件，我們可以計算出1kW的平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)在15年的壽命期內(nèi)的總發(fā)電量為：

1kW×0.7×3026小時/年×15年×(1－20)＝2.54萬度電

（2）新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”在壽命期內(nèi)的總發(fā)電量

新的“數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”采用了一個簡單的機(jī)械跟蹤裝置，日跟蹤隨著地球自轉(zhuǎn)變化，使光伏電池時時刻刻與太陽保持正對（即入射角為0度），年跟蹤隨著季節(jié)變化。因此，新的采用“數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”有效地克服了傳統(tǒng)的平板固定式發(fā)電系統(tǒng)所無法避免的“余弦效應(yīng)”，總發(fā)電量增加20，即：

1kW×0.7×3026小時/年×15年＝3.18萬度電

如果考慮新的“采用數(shù)倍聚光式光伏發(fā)電系統(tǒng)”的實際使用壽命至少比傳統(tǒng)的平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)長10的話，則總發(fā)電量為：

1kW×0.7×3026小時/年×15年×（1＋10）＝3.50萬度電

由上述計算可以看出，對于大型光伏電站的設(shè)計，即使是在峰值功率相同的情況下，采用與不采用跟蹤系統(tǒng)可以導(dǎo)致總發(fā)電量的巨大差異，這再次說明，決定一個光伏電站效益好壞、技術(shù)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)是年發(fā)電量而不是峰值功率！

需要強(qiáng)調(diào)的是，盡管跟蹤系統(tǒng)的采用對于大型光伏電站的設(shè)計是非常必要的，但是如果跟蹤系統(tǒng)本身做不到成本低廉的話，將會使跟蹤系統(tǒng)的價值大打折扣（這也是內(nèi)外以前所進(jìn)行過的跟蹤嘗試并沒有推廣的重要原因）！而安徽應(yīng)天新能源公司開發(fā)的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”中的跟蹤裝置是根據(jù)陳應(yīng)天教授的新的光學(xué)跟蹤理論而設(shè)計，其跟蹤裝置簡單（采用準(zhǔn)單軸跟蹤，僅僅由一個不到1W的小電機(jī)驅(qū)動）、價廉（其成本在系統(tǒng)中所占的比重為30左右）、可靠（具有很強(qiáng)的抗風(fēng)能力）。

3、單位度電的成本比較

在測算每度電的真正發(fā)電成本時，要涉及到企業(yè)的稅收、資本金回報率、折舊、還貸利息、管理等多種復(fù)雜且難以確定的因素。由于這些因素是傳統(tǒng)的平板固定式和新的數(shù)倍聚光式兩種發(fā)電系統(tǒng)所共同面臨的問題，因此，在這里進(jìn)行兩種發(fā)電技術(shù)單位度電的成本比較時，為了簡化并明晰問題，暫且忽略掉這些共同的不確定因素，而重點考察在每種發(fā)電方式下，單純收回初投資所需要的每度電的較基本成本，即系統(tǒng)單位kW的初投資與單位kW在壽命期內(nèi)的總發(fā)電量之比。#p#分頁標(biāo)題#e#

根據(jù)前面兩種光伏發(fā)電系統(tǒng)的單位kW初投資和單位kW在壽命期內(nèi)的總發(fā)電量的比較結(jié)果，可以計算出：

（1）傳統(tǒng)的“平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)”單位度電的較基本成本

單位kW的初投資/單位kW壽命期內(nèi)的總發(fā)電量＝5萬元/2.54萬度電＝1.97元/度

（2）新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”單位度電的較基本成本

單位kW的初投資/單位kW壽命期內(nèi)的總發(fā)電量＝3.5萬元/3.18萬度電＝1.10元/度

如果考慮新的數(shù)倍聚光式光電系統(tǒng)的實際使用壽命要比平板固定式至少長10的話：

單位kW的初投資/單位kW壽命期內(nèi)的總發(fā)電量＝3.5萬元/3.50萬度電＝1.00元/度

從上述計算可見，如果不考慮稅收、利潤等因素，僅考慮單位kW光伏發(fā)電系統(tǒng)要收回初投資的話，采用新的數(shù)倍聚光式技術(shù)，每度電所需的較基本成本為1.10元/度，僅僅是傳統(tǒng)平板固定式的56！如果再考慮到新的數(shù)倍聚光式光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際使用壽命要比平板固定式至少長10的話，則每度電所需的較基本成本進(jìn)一步降低為1.00元/度，僅僅是傳統(tǒng)的平板固定式的51！

從上面“光伏發(fā)電系統(tǒng)的初投資”、“光伏發(fā)電系統(tǒng)的總發(fā)電量”、“光伏發(fā)電系統(tǒng)的單位度電成本”三個方面的經(jīng)濟(jì)性比較不難看出兩種技術(shù)路線的優(yōu)劣：

與傳統(tǒng)的平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，新的“采用數(shù)倍聚光式光伏發(fā)電系統(tǒng)”至少可以節(jié)省30的初投資、提高20的總發(fā)電量，而單位度電的較基本成本可以降低50左右！因此，應(yīng)用推廣新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”，將對我太陽能光伏發(fā)電的成本降低、太陽能光電發(fā)展走在世界前列產(chǎn)生巨大影響！

三、新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”的其他先有優(yōu)點

1、實際使用壽命更長

對于傳統(tǒng)的平板固定式太陽能光伏電池板，其表面玻璃是通過膠膜同光伏電池片直接層壓在一起。在實際應(yīng)用中，這種設(shè)計所無法避免的“熱島效應(yīng)”會大大影響光電池片的平均壽命。“熱島效應(yīng)”是指由落葉、鳥糞等其他不透明的吸光物體落在光電池表面后，在強(qiáng)烈的日照下形成熱斑、進(jìn)而損壞光電池導(dǎo)電網(wǎng)的效應(yīng)。由于在平板式光伏電池組件中各個光電池片串聯(lián)后形成一個整體再進(jìn)行層壓和封裝，因而“熱島效應(yīng)”所造成的單個光電池片的局部損壞會導(dǎo)致整塊組件的報廢。據(jù)外報道，“熱島效應(yīng)”使平板式光伏電池組件的實際使用壽命至少減少10。而在新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”中，每個光漏斗的表面有一層高透光率的玻璃，與光電池片有相當(dāng)?shù)木嚯x（約28cm），這種結(jié)構(gòu)從根本上消除了“熱島效應(yīng)”形成的條件，因此，新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”在實際應(yīng)用中比平板固定式的實際使用壽命至少長10，更長的使用壽命將帶來更多的發(fā)電量，也因而帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。#p#分頁標(biāo)題#e#

2、更容易抗風(fēng)

與傳統(tǒng)的平板固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”具有更好的抗風(fēng)能力，這是因為系統(tǒng)跟蹤裝置采用了高轉(zhuǎn)速比的蝸輪蝸桿機(jī)械設(shè)計，增加了裝置的強(qiáng)自鎖功能（在安徽應(yīng)天新能源公司的試驗中，已經(jīng)做到抵抗10米/秒的風(fēng)速）。此外，每臺發(fā)電裝置的各個光漏斗之間留有一定的空隙，便于大風(fēng)從間隙中穿過。

3、具有更強(qiáng)的抗沖擊的能力

新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”在研發(fā)過程中，特別考慮了實際應(yīng)用中可能遇到的各種惡劣壞境對系統(tǒng)可靠性的影響，如冰雹、石塊、沙塵等引起的沖擊。發(fā)明者用一種特殊工藝制成的“不碎玻璃”，封裝在每個光漏斗的表面，保證光漏斗在較嚴(yán)重的沖擊下，表面玻璃僅僅是開裂而不破碎，從而確保光伏電池在較惡劣的環(huán)境條件下都受到很好的保護(hù)。特別值得一提的是，與鋼化玻璃相比，這種特殊工藝的“不碎玻璃”既成本低廉又具有高透光率。因此，新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”具有足以抵御各種惡劣環(huán)境的更強(qiáng)的抗沖擊能力。

4、更便于維護(hù)

前面已經(jīng)談到，傳統(tǒng)的平板式太陽能光伏電池組件（目前通常為50~100W）是由若干個光伏電池片串聯(lián)后形成一個整體再與鋼化玻璃封壓在一起，“熱島效應(yīng)”所造成的單個光伏電池片的局部損壞會導(dǎo)致整塊組件的報廢（因為當(dāng)一個光電池片出現(xiàn)故障后，無法單先將這個故障組件進(jìn)行維修或更換）。而對于新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”，每個發(fā)電單元（比如目前150W樣機(jī)）是由18個相互先立的光漏斗以及18個光伏電池片串連在一起的，每個光漏斗與每個光伏電池片自成一體，如果一個光伏電池片出現(xiàn)了故障，可以非常容易的單先拆卸下來進(jìn)行維修或更換，而絲毫不影響其他光漏斗及光伏電池的工作。因此，這種新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”更便于維護(hù)，這也會在實際應(yīng)用中帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

四、我大規(guī)模發(fā)展太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)勢、障礙和建議

1、優(yōu)勢（1）太陽能資源

我有著豐富的太陽能資源，大部分地區(qū)位于北緯45°以南，全2/3的土面積年日照小時在2200小時以上，每平方米太陽能年輻射總量為3350~8400兆焦，平均值是5860兆焦（相當(dāng)于199kg標(biāo)準(zhǔn)煤），全年陸地表面每年接收到的太陽輻射能約為5×1022焦，相當(dāng)于2.4萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

從全太陽年輻射總量的分布來看，西部和北部的西藏、青海、新疆、寧夏、甘肅、內(nèi)蒙等地的總輻射量和日照時數(shù)均為全較高，屬世界太陽能資源豐富地區(qū)之一；四川盆地、兩湖地區(qū)秦巴山地是太陽能資源低值區(qū)；我東部、南部及東北為資源中等區(qū)。

（2）太陽能電池制造業(yè)#p#分頁標(biāo)題#e#

我的太陽能電池制造業(yè)發(fā)展很快，光伏電池及組裝廠已有十多家，制造能力已達(dá)每年10萬kW以上。我目前的光電池大部分出口到外。

2、障礙

盡管我有著很好的太陽能資源和光伏電池制造能力，我太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的整體水平與發(fā)達(dá)家還有很大的差距，主要表現(xiàn)在：

（1）太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上游即多晶硅原料的生產(chǎn)嚴(yán)重依賴進(jìn)口，自給率僅有2.6；半導(dǎo)體級硅材料短缺導(dǎo)致光電池價格居高不下，而太陽能級硅料存在巨大的成本下降空間。

（2）太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的下游即發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用的市場還很小。

雖然目前已經(jīng)在偏遠(yuǎn)地區(qū)通過“送電到鄉(xiāng)”等家工程推廣了一些戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)和小型光伏電站，解決了部分無電人口的供電問題，但是由于太陽能光伏發(fā)電的成本較高，全目前的光伏發(fā)電規(guī)模還很小，目前還沒有一個太陽能光伏發(fā)電的真正商業(yè)化示范。

3、建議

盡管太陽能光電像風(fēng)電、生物質(zhì)發(fā)電等其他可再生能源的發(fā)展一樣離不開政策支持、建立保護(hù)電價、稅收激勵措施等等，但是筆者認(rèn)為，在突破太陽能光電成本高這一發(fā)展障礙的諸多舉措中，較根本的措施還是依靠科技進(jìn)步、鼓勵推廣應(yīng)用新技術(shù)來大幅度降低太陽能光伏發(fā)電的成本。關(guān)于具體的舉措，比如在上游打破外對我的壟斷，自主研制開發(fā)太陽能級的低成本的多晶硅料，從而大幅度降低太陽能光電池的成本；在下游鼓勵具有低成本高效益的光伏發(fā)電新技術(shù)的示范和應(yīng)用，比如像本文以大量實際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”，既具有自主創(chuàng)新性又具有更優(yōu)性價比，應(yīng)選擇太陽能資源條件好的地區(qū)（如內(nèi)蒙古鄂爾多斯地區(qū)，同時具有太陽能資源、電網(wǎng)、交通的便利條件）開展示范，使我在太陽能發(fā)電領(lǐng)域走在世界前列，并且讓無窮無盡的太陽能資源盡早造福于社會。

附圖：安徽應(yīng)天新能源公司新廠區(qū)正在建設(shè)中的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”的1萬瓦先立光伏電站，作為產(chǎn)區(qū)的主要供電來源之一。

注：每個發(fā)電裝置的峰值功率為150W，1萬瓦將需要64臺這樣的裝置，總占地面積為530平方米。目前已經(jīng)安裝了8臺，其余的50多臺即將很快安裝完畢。