隨著創造清潔、可再生能源的競賽愈演愈烈，太陽能產業正專注於一項技術，希望能生產出公用事業規模的能源。
聚光光伏 (CPV) 太陽能發電——它將傳統太陽能光伏技術與大型聚光太陽能發電廠相結合——倡導者表示，可以提高公用事業規模的太陽能產量，尤其是在利基市場。但與所有發展中的技術一樣，這項努力也面臨著重大障礙。
CPV 技術透過透鏡或反射鏡將太陽能放大數百倍，並將其聚焦到小型、極其高效的光伏電池上。 透過放大太陽能，該技術可以減少光伏電池所需的半導體材料量。
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加利福尼亞州 SolFocus 公司的營銷副總裁 Nancy Hartsoch 說：“在很多方面，它將光伏技術的優勢與聚光技術所具有的效率和捕獲更多陽光的能力結合起來。” “你基本上是將 650 個太陽的光線聚焦到那個電池上，因此你能夠使用非常非常少量的光伏材料來捕獲大量的陽光，然後以非常高的效率將其轉換。”
SolFocus 是少數幾家致力於 CPV 技術的公司之一。 它的模型涉及一個雙鏡系統，該系統將陽光向下引導到光棒上，到達一個小型（1 平方釐米）光伏電池。 幾個鏡面單元並排放置在一個面板上，該面板安裝在跟蹤裝置上，以在一天中跟蹤太陽。
其他公司也在嘗試相同的概念，儘管技術略有不同。
例如，總部位於新墨西哥州的 Emcore Corp. 使用光學透鏡將 500 個太陽的能量聚焦到一個微小的、超高效的光伏電池上。 其他公司也在使用各種形式的反射鏡或透鏡，安裝在基座、碟形結構、槽形結構或旋轉臺上，以將太陽能放大到微小的、高效的光伏電池上。
大約有十幾家初創公司正在涉足該領域，調整他們聲稱將提供最佳效能、成本最低且最可靠的設計。 甚至像夏普公司這樣在太陽能業務領域已有近 50 年曆史的知名公司也正在進入該領域。
美國太陽能協會主任 Brad Collins 說：“我認為 [CPV 技術] 有巨大的發展空間。” “未來五年，公用事業規模的太陽能部署將爆發式增長。”
CPV 的優勢
CPV 技術減少了對大量光伏材料的需求，而光伏材料通常是太陽能運營中最昂貴的部分。 但是，在屋頂或小型陣列中安裝面板的傳統光伏公司無需擔心這個“新來者”。 從設計上來說，CPV 更適合大型公用事業規模的裝置。
Collins 說：“它不與傳統光伏競爭。 應用領域不同。” “一個將是發電廠，另一個是分散式資源。 這不是在比較蘋果和蘋果。”
Collins 說，然而，這項技術將與大型聚光太陽能發電廠競爭。
聚光太陽能發電，或太陽能熱能發電，涉及使用太陽能產生熱量，然後可以將熱量轉化為電能。
聚光太陽能發電和 CPV 在許多方面都很相似。 兩者都涉及使用反射鏡或透鏡來放大太陽能，兩者都能夠生產公用事業規模的太陽能，並且兩者在像美國西南部這樣的陽光充足地區執行效果最佳。
主要區別在於將太陽能轉化為電能的方法。
CPV 聯盟新貿易組織的負責人 Hartsoch 說：“有一些大型聚光太陽能發電廠——已經存在很長時間的太陽能熱能發電裝置——它們以不同的方式使用反射鏡，就像我們一樣。”
並且由於 CPV 比傳統光伏技術需要更少的光伏材料，因此它也比聚光太陽能發電系統需要更少的水。
Hartsoch 說，SolFocus 的設計每生產兆瓦時電力消耗 4 加侖水——其中大部分用於清潔面板——而太陽能熱電廠每兆瓦時消耗約 850 加侖水。
Hartsoch 說：“我想你可以說這只是杯水車薪。”
這項技術還有其他一些優勢。
能源部國家可再生能源實驗室的 CPV 研究員 Sarah Kurtz 在最近的一篇論文中寫道：“與太陽能熱能方法相比，CPV 提供了一種定性不同的方法，通常用水量更少，安裝規模更靈活，並且在陰天太陽重現時能夠更快地響應。”
Hartsoch 說，SolFocus 的設計特別有吸引力，因為陣列中使用的材料有 97% 是可回收的。 她說，用於建立該公司鏡面系統的大部分材料是玻璃和鋁。 她說，對該公司設計進行的從搖籃到搖籃的分析發現，能源回收期為六個月。 SolFocus 的陣列也可以以不規則的模式放置，以避開敏感區域或最大限度地利用土地。
而且由於這些系統在一天中跟蹤太陽的路徑，她說：“仍然可以在陣列下種植農作物。” “有可能放牧。”
需要：聯邦援助
但成本很可能決定 CPV 技術是否會起飛。
Hartsoch 說，就每千瓦時成本而言，SolFocus 的技術目前比傳統光伏或薄膜技術更昂貴，但有望在明年達到同等水平，並在 2011 年變得更便宜。
西班牙科學家今年春天釋出的一份報告估計，CPV 技術將在 2011 年至 2015 年之間實現平價上網，隨著電池效率的提高以及光學器件帶來顯著的成本降低。
但是，如果沒有廣泛的部署，成本不太可能下降，如果沒有對示範規模專案的大量投資，廣泛的部署也不太可能發生。
Kurtz 估計，目前全球 CPV 的累計投資約為 10 億美元，但這項投資僅代表少量的小規模專案，主要在歐洲。
Hartsoch 說：“像這樣的新技術所面臨的鬥爭和挑戰，正是它優越的原因。” “它帶來了高效率、低碳足跡以及所有這些優點。 隨之而來的是新技術的風險。”
Hartsoch 說，SolFocus 和 CPV 聯盟希望看到聯邦政府投資這項技術。 政府已經透過其實驗室以及向初創公司和學術界的撥款，投資了 CPV 的研發。 她說，下一個合乎邏輯的步驟是政府促進規模化程序。
Hartsoch 說：“您現在談論的是小額撥款……用於開發新技術和一些展示，但如果您想進行大規模應用，還有一個障礙。” “您能做些什麼來幫助我們確保部署是安全的？”
她建議聯邦貸款擔保或在聯邦財產上安裝 CPV 示範專案。
雖然 Hartsoch 和她的同事希望看到 CPV 在美國實現規模化，但他們擔心如果沒有聯邦政府的干預，這種情況就不會發生。 SolFocus 已在西班牙安裝了約半兆瓦的 CPV，目前正在希臘安裝一個 10 兆瓦的專案。 但該公司在美國僅安裝了約 10 千瓦的 CPV 技術。
華盛頓特區諮詢公司 TechVision21 的高階副總裁 Anita Balachandra 說：“這麼多技術都起源於美國，但它們真正蓬勃發展並實現規模化的地方卻在美國境外。” “他們吸引了這些技術，從長遠來看，我們失去了競爭優勢。”
融資障礙
SolFocus 不是唯一一家難以進入美國市場的公司。
Emcore 的業務發展總監 Brian Gibson 說，在全球範圍內，他的公司已安裝超過 1 兆瓦的 CPV 容量，但其中大部分在西班牙。 他說，Emcore 目前正在美國開發三個試點專案，但每個專案的容量將為 100 千瓦或更小。
Gibson 說：“我們目前正在尋求更大的專案，但與任何新技術一樣，金融機構會不願意承擔風險。” “很難獲得任何大型專案的融資。 我們正在考慮一些 10 兆瓦和 20 兆瓦的專案，但從實際角度來看，在有人為您融資之前，您必須先做一些 1 兆瓦到 3 兆瓦的專案。”
不過，國家可再生能源實驗室的 Kurtz 仍然保持樂觀態度。 她寫道：“在過去的 10 年裡，太陽能產業蓬勃發展，CPV 產業現在也正在快速增長。” “隨著整個光伏市場以吉瓦級規模增長，CPV 有機會進入市場，年產量可達數千萬甚至數億兆瓦。”
Kurtz 補充說：“這意義重大，因為當年產量低於數千萬兆瓦時，CPV 不太可能實現低成本。”
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