太阳能高倍聚光技术的难言之隐

太阳能高倍聚光技术可以大大提高发电效率，在太阳能光热发电中，采用高倍聚光技术的塔式和碟式都被称之为效率最高的技术。在太阳能光伏发电中，高倍聚光光伏技术更是被称为最有发展潜力的第三代光伏技术。但是为什么国际上最老的槽式太阳能光热发电技术还一直是光热发电主流？我国那么多的上市企业干嘛不做太阳能高倍聚光光伏方面的投资呢？说到底是对这个技术存在着疑虑。

我们以目前炒得很热的太阳能高倍聚光光伏发电为例，三安光电和上海聚恒目前风头最劲，这两家都在国内做了太阳能聚光光伏电站项目。我们看一下这两家聚光电站的光学系统，三安光电采用的是用高分子材料压铸的菲涅尔透镜，这种材料最好的生产厂家是德国。其公司号称该材料10年光衰小于10%，20年小于20%。但由于该材料表面较软（禁不起风砂和清洗打磨），光衰的条件前提不确定性很大，因此，光学系统的寿命是否能保证20年有待观察（毕竟没有先例），而这种材料还有个致命的弱点，温差大会引起变形，这对于要求精度非常高的高倍聚光光伏系统来讲是致命的。而上海聚恒采用的光学透镜，他们自己说是玻璃的，但是据报导只有常州旭王新能源有限公司真正做出玻璃压铸的菲涅尔透镜（详见OFweek太阳能光伏网2011年10月8号“新型高倍聚光太阳能发电系统CPV用的玻璃菲涅尔透镜”），上海聚恒采用的是在玻璃上用硅胶压铸的菲涅尔透镜方案，而对此技术我们专门询问了全球最大的成像投影生产厂商，苏州的璨飞光学（中国）有限公司龚循平博士，他说：“目前已知的抗紫外线时间最长的能量产的光学硅胶寿命是6年。”如果说光学系统的寿命问题还有待观察的话，那么，最令人尴尬的则是太阳能聚光电站的跟踪系统技术，全国讲能做的企业不下1000家，还没讲能做的估计有5000家以上。可据说中科院从美国进口了6套太阳能聚光电站，至今为止没有一台在转。按说电站的运动机构损坏是很正常的事，火电厂的发电机组也要维护保养呢，堂堂中科院聚光电站坏了修一下不就完了吗？尤其是太阳能光伏发电站，带双轴跟踪的电站与不跟踪的电站比，多发40%的电呢，维修一下跟踪系统又算得了什么？而跟踪系统机械部分能坏好像也是天方夜谭，20年才转7千多圈还比不上机床一个小时转的圈多呢！实际情况不是想象的那样简单，太阳能聚光电站一般为分摊降低跟踪系统的成本，都做得很大面积（三安光电12.5千瓦的电站面积在40平方米以上），重量也是以吨计。这样大的迎风面和重量，再加上每天跟踪太阳时无数次的启动和停止，还有大风的侵扰，对支架的回转机构中的涡轮蜗杆系统是非常大的考验，如果能保证20年不坏真不容易。当然，坏了如果能够马上维修好，那这个技术的运用还是值得的，关键是这些机构坏了你怎么更换维修？没有专门的设备，想把几十平方米数吨重的电站组件拆下来很难！就算拆下来，蜗轮蜗杆只能报废（要配套做到没间隙很难），换上新的回转机构后再要把数吨的电池组件装回去（晶硅电池组方面好像还凑合，毕竟没有太高的精度要求），而聚光电站是要保证系统精度的，没有专业的大型维护设备要做好那可真是难上加难。中科院不能修情有可原，毕竟没有相应的设备和手段，修的钱估计比再买一套还贵可能还修不好。三安光电和上海聚恒的聚光电站都是采用的基本相同水平回转式跟踪机构，三安光电青海的电站是自己的，肉烂在锅里也就算了。上海聚恒要做光伏的搅局者（详见2012年1月12日 OFweek太阳能光伏网“中国光伏新的搅局者”相关报道），先要把这两个问题解决。否则搅的不是光伏的局，而是投资你的人和购买你产品人的局。

太阳能光热发电技术中的塔式跟踪系统要求的是500公尺的跟踪精度，而碟式虽然跟踪精度要求低一些但又出现斯特林发电机的问题，看来谁家都有一本难念的经呀！这也是太阳能光热发电槽式系统至今还是太阳能光热发电主流的原因之一。实际上，许多上市的光伏企业在这个方面做过尝试，大家吃了亏不说而已。

目前已知的太阳能高倍聚光光伏的光学系统，苏州东山精密（采用美国SolFocus技术）和常州旭王新能源都是采用双曲银镜反射方式，该技术理论寿命是可以保证25年的（和光热发电槽式技术采用的聚光方式类似）。跟踪系统中，中科院陈应天教授和柏玛微（中国）的转盘跟踪机构是可以规避上述跟踪机构问题的，而在展览中看到三安光电，上海恒远和常州华音推出的连杆机构以及常州旭王新能源推出的斜拉翻板机构也是可以规避水平回转跟踪机构的问题。

总之，太阳能高倍聚光技术还是有许多难点需要解决的，凡是准备投入该领域的企业要先确定好技术路线和各种难点的解决方案是关键。