집중 형 광전지 (CPV) (일명 집중 형 광전지)는 햇빛으로부터 전기를 생성하는 광전지 기술입니다. 기존의 광전지 시스템과는 달리 렌즈와 곡면 거울을 사용하여 태양 광을 작지만 매우 효율적인 MJ (multi-junction) 태양 전지에 집중시킵니다. 또한 CPV 시스템은 종종 효율성을 높이기 위해 태양열 추적기와 때로는 냉각 시스템을 사용합니다 .30 지속적인 연구 및 개발은 유틸리티 규모 세그먼트 및 높은 일사량 영역에서 경쟁력을 빠르게 개선하고 있습니다. 이러한 종류의 태양 광 기술은 더 작은 영역에서 사용될 수 있습니다.
특히 고농도 광전지 (HCPV)를 사용하는 시스템은 가까운 장래에 경쟁력을 가질 잠재력이 있습니다.이들은 기존의 모든 PV 기술의 효율성을 가장 높게 유지하며, 소형 태양 광 어레이는 시스템 비용의 균형을 감소시킵니다. 현재 CPV는 PV 옥상 세그먼트에서 사용되지 않으며 기존 PV 시스템보다 훨씬 덜 일반적입니다. 평방 미터 당 2000 킬로와트시 (kWh) 이상의 연간 직접 정상 조도가 높은 지역의 경우, 전기의 평준화 된 비용은 kWh 당 $ 0.08- $ 0.15이며, 10 메가 와트 CPV 발전소의 설치 비용은 와트 – 피크 (Wp) 당 € 1.40 ~ 2.20 (~ $ 1.50- $ 2.30) 사이에있는 것으로 확인되었습니다.
2016 년 누적 CPV 설치량은 350 메가 와트 (MW)에 이르며 전 세계 설치 용량 230,000 MW의 0.2 % 미만입니다. 상용 HCPV 시스템은 표준 테스트 조건 (400 이상 농도 수준)에서 최대 42 %의 순간적 ( “현장”) 효율에 도달했으며 국제 에너지기구 (International Energy Agency)는 2020 년 중반까지이 기술의 효율성을 50 %까지 향상시킬 수있는 가능성을 확인했습니다. 2014 년 12 월 현재 집중 장치 MJ- 셀의 최적 실험실 효율은 46 % (4 개 이상의 교차점)에 이릅니다. 실외에서 작동하는 조건에서 CPV 모듈 효율은 33 % ( “태양의 1/3”)를 초과했습니다. 시스템 수준의 AC 효율은 25-28 % 범위입니다.CPV 설치는 중국, 미국, 남아프리카 공화국, 이탈리아 및 스페인에 있습니다.
HCPV는 직접 태양열 에너지 (CSP)와 직접 경쟁하기 때문에 두 기술 모두 미국의 Sun Belt 지역 및 남유럽의 Golden Banana로도 알려져있는 직접 직사 광선이 높은 지역에 가장 적합합니다. CPV와 CSP는 시작과 본질적으로 다른 기술 임에도 불구하고 종종 서로 혼동됩니다. CPV는 햇빛으로부터 직접 전기를 생성하기 위해 광전지 효과를 사용하고 CSP는 종종 집중 태양열로 불리며 태양 광선의 열을 사용하여 증기를 만들어 터빈을 구동하면 발전기를 사용하여 전기를 생산합니다. 현재 CSP는 CPV보다 일반적입니다.
역사
농축기 광전지에 대한 연구는 1970 년대 중반 이후 처음으로 중동 석유 금수 조치의 에너지 충격으로 시작되었습니다. 뉴 멕시코 주 앨버 커키 (Albuquerque)에있는 샌디 아 국립 연구소 (Sandia National Laboratories)는 10 년 후반에 생산 된 최초의 현대적인 태양 광 집광 시스템과 같은 초기 작업의 대부분을위한 장소였습니다. 그들의 첫 번째 시스템은 수냉식 실리콘 셀과 2 축 추적에 초점을 맞춘 포인트 포커스 아크릴 프레 넬 렌즈를 사용한 선형 – 골짜기 집중 장치 시스템이었습니다. 패시브 히트 싱크를 사용한 셀 냉각은 1979 년 Ramón Areces에 의해 입증되었습니다. 수년 전까지 최대 규모 인 사우디 아라비아의 350 kW SOLERAS 프로젝트는 1981 년 Sandia / Martin Marietta에 의해 건설되었습니다.
산업계에 중요한 관심을 기울이지 않고 1980 년대와 1990 년대까지 연구 개발이 계속되었습니다. 셀 효율성의 향상은 기술을 경제적으로 만들기 위해 필수적으로 인식되었습니다. 그러나 집중 장치와 평면 PV 모두에서 사용되는 Si 기반 셀 기술의 개선은 시스템 수준의 CPV 경제성에 호응하지 못했습니다. 2000 년대 초반부터 시작된 III-V 다중 접합 태양 전지의 도입은 그 이후 명확한 차별화 요소를 제공했다. 연구 규모의 생산 수준에서 MJ 전지 효율은 34 % (3 분기점)에서 46 % (4 분기점)로 향상되었습니다 .14 상당한 MW의 다중 MW CPV 프로젝트가 2010 년 이후 전 세계적으로 의뢰되었습니다.
도전 과제
현대의 CPV 시스템은 방열판을 사용하여 태양 전지를 냉각시킨 상태에서 집중적 인 햇빛 (즉, 수 백양에 해당하는 농도 수준)에서 가장 효율적으로 작동합니다. 흐리고 흐린 조건에서 발생하는 산란광은 일반적인 광학 구성 요소 (예 : 거시적 렌즈 및 거울)를 사용하여 고도로 집중시킬 수 없습니다. 불투명하거나 오염 된 조건에서 발생하는 필터링 된 빛은 스펙트럼으로 “조정 된”다중 접합 (MJ) 광전지의 직렬 연결된 접합부 내에서 생성 된 전류간에 불일치를 일으키는 스펙트럼 변화가 있습니다. 이러한 CPV 기능은 대기 조건이 이상적이지 않을 때 전력 출력이 급격히 감소하게합니다.
기존의 태양 광 발전 시스템보다 정격 와트 당 에너지가 동일하거나 더 많도록 CPV 시스템은 많은 직사광선을받는 지역에 위치해야합니다. 이는 전형적으로 5.5-6 kWh / m 2 / 일 또는 2000kWh / m 2 / 년 / yr보다 큰 평균 DNI로 지정됩니다. . 그렇지 않은 경우 연간 DNI 및 GNI / GHI 조사 데이터를 평가할 때 기존 PV가 현재 대부분의 지역에서 현재 사용 가능한 CPV 기술보다 시간이 지남에 따라 개선되어야한다고 결론지었습니다.
| CPV 강점 | CPV 약점 |
|---|---|
| 직접적인 정상 조도 하에서 높은 효율 | HCPV는 확산 방사선을 사용할 수 없습니다. LCPV는 확산 방사선의 일부만 활용할 수 있습니다. |
| 제조 자본의 와트 당 저렴한 비용 | MJ 태양 전지의 출력은 대기 조건의 변화로 인한 방사 스펙트럼의 변화에보다 민감합니다. |
| 낮은 온도 계수 | 충분한 정확도와 신뢰성으로 추적해야합니다. |
| 수동 냉각 시스템에 냉각수가 필요 없음 | 현장에 따라 더러운 손실을 줄이기 위해 자주 청소해야 할 수도 있습니다. |
| 능동 냉각이 가능한 시스템에 가능한 폐열의 추가 사용 (예 : 대형 미러 시스템) | 제한된 시장 – DNI가 높은 지역에서만 사용할 수 있고 옥상에는 쉽게 설치할 수 없습니다 |
| 모듈 형 – kW – GW 스케일 | 전기 생산을위한 경쟁 기술의 강력한 비용 절감 |
| 하루 (2 축) 추적으로 하루 동안 증가하고 안정된 에너지 생산 | 은행 업무 및 인식 문제 |
| 낮은 에너지 회수 시간 | 생산의 역사가없는 차세대 기술 (따라서 위험도 증가) |
| 농업을위한 토지의 잠재적 이중 사용, 낮은 환경 영향 | 광 손실 |
| 비용 절감 가능성 높음 | 기술 표준화의 부족 |
| 현지 제조 기회 | – |
| 셀 크기가 작 으면 반도체 가격의 변동으로 인한 모듈 가격의 큰 변동을 방지 할 수있다. | – |
| 단일 접합 평판 시스템과 비교할 때 향후 효율 증가 가능성이 커지면 토지 이용, BOS 비용 및 BOP 비용이 크게 향상 될 수 있습니다 | – |
| 출처 : CPV 보고서의 현재 상태, 2015 년 1 월. 표 2 : CPV의 강점과 약점 분석 | |
지속적인 연구 개발
CPV 연구 및 개발은 20여 개국에서 10 년 이상 추진되었습니다. 연례 CPV-x 컨퍼런스 시리즈는 대학, 정부 기관 및 산업계 참가자 간의 주요 네트워킹 및 교환 포럼으로 사용되었습니다. 정부 기관은 또한 많은 구체적인 기술 추진을 지속적으로 장려 해왔다.
ARPA-E는 기존 CPV 기술의 위치 및 비용 문제를 해결하기 위해 MOSAIC 프로그램 (집중 집적화 된 미세 규모 최적화 태양 전지 어레이)에 대한 2015 년 후반 R & D 기금 조성을 발표했습니다. “MOSAIC 프로젝트는 세 가지 범주로 나뉩니다. 즉, 미국 남서부 일광 지역 인 DNI (Direct Normal Incident) 태양 복사열이있는 지역의 경우 Micro-CPV를 비용 효율적으로 통합하는 완벽한 시스템, 미국 동북부 및 중서부 지역과 같이 낮은 DNI 태양 복사 또는 높은 확산 태양 복사를 갖는 지역에 적용하고 기술 도전에 부분적으로 해결책을 모색하는 개념 ”
유럽에서 CPVMATCH 프로그램 (최고의 효율을 위해 첨단 기술과 셀을 사용하여 광전지 모듈에 집중)은 “이론적 한계에 근접한 HCPV 모듈의 실용적인 성능 구현”을 목표로합니다. 2019 년까지 달성 할 수있는 효율성 목표는 세포가 48 %, 모듈이 800x를 초과하는 경우 모듈이 40 %로 확인되었습니다.
호주 재생 에너지기구 (ARENA)는 Raygen이 개발 한 HCPV 기술을 더욱 상업화하기 위해 2017 년에 지원을 확대했습니다. 그들의 250kW 고밀도 어레이 수신기는 입증 된 PV 효율이 40.4 %이고 사용 가능한 열 공동 생성을 포함하여 지금까지 만들어진 가장 강력한 CPV 수신기입니다.
광학 설계
CPV를위한 거시적 인 햇빛 집중 장치의 설계는 다른 광학 설계와 다른 특징을 가진 매우 구체적인 광학 설계 문제를 야기합니다. 그것은 효율적이어야하며, 대량 생산에 적합하고, 고농축이며, 제조 및 장착 부정확성에 민감하지 않으며, 셀의 균일 한 조명을 제공 할 수 있어야한다. 이러한 모든 이유 때문에 비 이미징 광학이 CPV에 가장 적합합니다.
매우 낮은 농도의 경우, 비 이미징 광학 장치의 넓은 수용 각은 능동적 인 태양 추적의 필요성을 피합니다. 중농도 및 고농도의 경우 광 수용도가 광학계가 전체 시스템의 불완전성에 얼마나 관대한지 측정 할 수 있습니다. 추적 오차, 바람에 의한 시스템의 움직임, 불완전하게 제조 된 광학, 불완전하게 조립 된 구성 요소,지지 구조의 유한 강성 또는 노화로 인한 변형을 수용 할 수 있어야하므로 넓은 수용 각으로 시작하는 것이 중요합니다. 다른 요인들. 이들 모두는 초기 수용 각을 줄이고, 모두 인수 된 후에 시스템은 여전히 태양 광의 유한 한 각도 구경을 포착 할 수 있어야합니다.
능률
모든 CPV 시스템에는 집중 광학 장치와 태양 전지가 있습니다. 일반적으로 능동 태양 추적이 필요합니다. 저농도 시스템은 종종 간단한 부스터 반사기를 가지고있어 비 집광기 PV 시스템보다 30 % 이상 태양 전기 출력을 증가시킬 수 있습니다. 캐나다의 이러한 LCPV 시스템의 실험 결과는 프리즘 유리의 경우 40 % 이상, 전통적인 결정질 실리콘 PV 모듈의 경우 45 %의 에너지 증가를 가져 왔습니다.
반도체 특성은 셀 접합 온도가 적절한 방열판에 의해 서늘해질 때까지 태양 전지가 집광 된 빛에서보다 효율적으로 작동 할 수 있도록합니다. 연구에서 개발 된 다중 접합 광전지의 효율은 현재 44 % 이상이며 향후 50 %에 접근 할 잠재력이있다. 집중도에서의 이론적 인 제한 효율은 5 개의 접합점에 대해 65 %에 접근하며, 실제적인 최대치입니다.
유형
CPV 시스템은 “태양”(배율의 제곱)으로 측정 된 태양 농도의 양에 따라 분류됩니다.
저농도 PV (LCPV)
저농도 PV는 태양 농도가 2-100 일인 시스템입니다. 경제적 인 이유로, 통상적 인 또는 변형 된 실리콘 태양 전지가 일반적으로 사용되고, 이러한 농도에서, 열 유속은 전지가 능동적으로 냉각 될 필요가 없도록 충분히 낮다. 현재 표준 태양 전지 모듈은 농도 수준이 낮지 만 35 % 이상의 출력 증가가있을 경우 수정, 추적 또는 냉각이 필요 없다는 모델링 및 실험적 증거가 있습니다.
중간 농도 PV
100에서 300 태양의 농도에서 CPV 시스템은 2 축 태양 추적 및 냉각 (수동 또는 능동)을 필요로하므로 더 복잡합니다.
고농도 광전지 (HCPV)
고농도 광전지 (HCPV) 시스템은 햇빛을 1,000 태양 또는 그 이상의 강도로 집중시키는 접시 반사체 또는 프레 넬 렌즈로 구성된 집중 광학을 사용합니다. 태양 전지는 열 파괴를 방지하고 온도 관련 전기적 성능 및 예상 수명 손실을 관리하기 위해 고용량 방열판이 필요합니다. 집중 냉각 설계를 더욱 악화 시키려면 히트 싱크가 수동이어야합니다. 그렇지 않으면 능동 냉각에 필요한 전력이 전반적인 변환 효율과 경제성을 저하시킵니다. 다중 접합 태양 전지는 현재 단일 접합 전지에 비해 더 효율적이며 온도 계수가 낮기 때문에 (온도 상승에 따른 효율 저하가 적음) 두 세포 유형 모두의 효율은 농도가 증가함에 따라 증가합니다. 다중 접합 효율은 더 빠르게 상승합니다. 원래 공간 기반 인공위성에 비 집중 태양 광을 위해 설계된 다중 접합 태양 전지는 CPV (대개 500 태양에서 8A / cm2)와 마주 치는 높은 전류 밀도로 인해 재 설계되었습니다. 다중 접합 태양 전지의 비용은 동일한 면적의 기존 실리콘 셀의 약 100 배이지만, 사용 된 작은 셀 영역은 각 시스템의 셀의 상대적 비용을 비교할 수있게하고 시스템 경제는 다중 접합 셀에 유리합니다. 다중 접합 셀 효율성은 이제 생산 셀에서 44 %에 도달했습니다.
위에 주어진 44 % 값은 “표준 테스트 조건”으로 알려진 특정 조건 세트입니다. 여기에는 특정 스펙트럼, 850 W / m²의 입사 광 파워 및 25 ° C의 셀 온도가 포함됩니다. 집중 형 시스템에서, 셀은 일반적으로 가변 스펙트럼, 더 낮은 광 출력 및 더 높은 온도 조건 하에서 작동 할 것이다. 빛을 집중 시키는데 필요한 광학 장치는 75-90 %의 범위 내에서 효율성 자체가 제한적입니다. 이러한 요소를 고려하여 44 % 다중 접합 셀을 통합 한 태양 전지 모듈은 약 36 %의 DC 효율을 제공 할 수 있습니다. 유사한 조건 하에서, 결정질 실리콘 모듈은 18 % 미만의 효율을 제공 할 것이다.
고효율 다중 접합 태양 전지의 경우에서와 같이 고농도 (500-1000 배)가 필요할 때 시스템 수준에서의 상업적 성공이 충분한 수용 각으로 그러한 농도를 달성하는 것이 중요 할 수 있습니다 . 이를 통해 모든 구성 요소의 대량 생산에 대한 허용 오차를 허용하고 모듈 조립 및 시스템 설치를 완화하며 구조 요소 비용을 줄입니다. CPV의 주요 목적은 태양 에너지를 저렴하게 만드는 것이기 때문에 단지 몇 개의 표면 만 사용할 수 있습니다. 요소 수를 줄이고 높은 수용 각을 달성하면 광학 표면 프로파일, 모듈 조립, 설치,지지 구조 등의 정확도와 같은 광학 및 기계 요구 사항을 완화 할 수 있습니다.이 목적을 위해 태양 모양 모델링의 개선 시스템 설계 단계는보다 높은 시스템 효율성을 유도 할 수 있습니다.
설치
집중 조명 태양 광 기술은 지난 몇 년 동안 태양 산업 분야에서 그 입지를 확립했습니다. 1 MW 급을 초과 한 최초의 CPV 발전소는 2006 년 스페인에서 시운전되었다. 2015 년 말까지 전 세계 CPV 발전소의 총 설치 용량은 350 MW였다. 지난 6 년 동안 수집 된 현장 데이터 또한 장기 시스템 안정성에 대한 전망을 벤치마킹하기 시작했습니다.
신흥 CPV 부문은 지난 10 년 동안 급증하는 유틸리티 시장의 0.1 %를 차지했습니다. 유감스럽게도 2015 년 말까지 CPV 산업 성장에 대한 단기간 전망은 Suncore, Soitec, Amonix 및 Solfocus의 CPV 제조 시설을 포함하여 모든 대형 CPV 제조 시설의 폐쇄로 인해 퇴색했습니다. 그럼에도 불구하고 전체 태양 광 발전 산업의 성장 전망은 계속 강하게 나타난다.
대형 CPV 시스템 목록
현재 운영중인 최대 CPV 발전소는 Suncore Photovoltaics에서 주최 한 중국 Golmud에 위치한 80MWp 용량입니다.
| 발전소 | 생산 능력 (MWp ) | 위치 | 공급 업체 / 빌더 | |
|---|---|---|---|---|
| 골룸 2 | 79.83 | 골룸 / 칭하이 / 중국 | 선 코어 | |
| 골룸 1 | 57.96 | 골룸 / 칭하이 / 중국 | 선 코어 | |
| Touwsrivier | 44.19 | Touwsrivier / Western Cape / 남아프리카 공화국 | Soitec | |
| Alamosa Solar 프로젝트 | 35.28 | 안에 알라 모사, 콜로라도 / San Luis Valley / 미국 | Amonix | |
| 출처 : CPV 컨소시엄 | ||||
집중 형 광전지 및 열처리
집중 열병합 발전 (CPVT)은 때로는 결합 열병합 발전 (CPS) 또는 하이브리드 열 CPV라고도하며 동일한 시스템 내에서 사용할 수있는 열과 전기를 생산하는 집중 기 광전지 분야에서 사용되는 열병합 발전 또는 마이크로 열병합 발전 기술입니다. 100 개 이상의 태양 (HCPVT) 이상의 고농도에서 CPVT는 이중 축 추적 및 다중 접합 광전지를 포함하여 HCPV와 유사한 구성 요소를 사용합니다. 유체는 통합 열 – 광전지 리시버를 능동적으로 냉각시키고 수집 된 열을 동시에 운송합니다.
일반적으로 하나 이상의 수신기와 열교환 기가 닫힌 온도 루프 내에서 작동합니다. 효율적인 전체 작동을 유지하고 열 폭주로 인한 손상을 방지하려면 열교환 기의 2 차측으로부터의 열 수요가 지속적으로 높아야합니다. 이러한 최적의 작동 조건 하에서, 70 %를 초과하는 수집 효율 (최대 35 %의 전기, HCPVT의 40 %의 열)이 예상됩니다. 순 작동 효율은 특정 열 애플리케이션의 요구 사항에 맞게 시스템을 얼마나 잘 설계했는지에 따라 상당히 낮을 수 있습니다.
CPVT 시스템의 최대 온도는 보일러에 추가 증기 기반 열병합 발전에 전력을 공급하기에는 일반적으로 너무 낮습니다. 이러한 시스템은 일정한 높은 열 수요를 갖는 더 낮은 온도의 애플리케이션에 전력을 공급하는 데 경제적 일 수있다. 이 열은 지역 난방, 물 난방 및 냉방, 담수화 또는 공정 열에서 사용될 수 있습니다. 더 낮거나 간헐적 인 열 수요가있는 어플리케이션의 경우, 순 작동 효율의 결과로 인한 감소에도 불구하고 신뢰할 수있는 전기 출력을 유지하고 셀 수명을 보호하기 위해 시스템을 외부 환경으로 전환 할 수있는 열 덤프가 추가 될 수 있습니다.
HCPVT 능동 냉각은 단일 ~ 20W 셀의 수동 냉각에 주로 의존하는 HCPV 시스템과 비교하여 일반적으로 1 – 100kW의 전기를 생성하는 훨씬 더 높은 전력의 열 – 광전지 수신기 장치를 사용할 수있게합니다. 이러한 고출력 수신기는 고효율 방열판에 장착 된 셀의 고밀도 어레이를 사용합니다. 개별 수신기 장치의 수를 최소화하는 것은 시스템 비용, 제조 가능성, 유지 보수성 / 업그레이드 가능성 및 신뢰성의 전반적인 균형을 궁극적으로 개선시켜주는 단순화입니다.
신뢰성 요구 사항
CPVT 시스템의 최대 작동 온도 (Tmax 셀)는 다중 접합 형 PV 셀의 본질적인 신뢰성 제한 때문에 약 100-125 ° C 미만으로 제한됩니다. 이것은 CSP 및 다른 CHP 시스템과는 대조적으로 수 백개 이상의 온도에서 작동하도록 설계되었습니다. 보다 구체적으로, 다중 접합 태양 전지는 온도 의존성에 따라 아레 니스 우스 (Arrhenius) 형으로 급격히 감소하는 CPV 동작 동안 본질적인 수명을 갖는 박막 III-V 반도체 물질의 층으로 제조된다. 따라서 시스템 수신기는 이상적인 수신기가 Tmax 냉각수 ~ Tmax 셀을 제공하는 매우 효율적이고 균일 한 셀 냉각을 제공해야합니다. 리시버 열전달 성능의 재료 및 설계상의 한계 외에도, 빈번한 시스템 열 사이클링과 같은 수많은 외부 요인은 긴 시스템 수명과 호환되는 실용적인 Tmax 냉각제를 약 80 ° C 이하로 더욱 낮 춥니 다.
자본 비용이 높아지고, 표준화가 덜되며, 엔지니어링 & amp; 제로 및 저농도 PV 기술과 비교하여 운영상의 복잡성으로 인해 CPV 및 CPVT 기술의 첫 번째 세대에 대한 시스템 안정성 및 수명이 긴 성능이 중요한 과제로 대두되고 있습니다. 성능 인증 테스트 표준 (예 : IEC 62108, UL 8703, IEC 62789, IEC 62670)에는 시스템, 모듈 및 시스템에서 유아 및 초기 수명 (1-2 년 미만) 장애 모드를 발견하는 데 유용한 스트레스 조건이 포함됩니다 하위 구성 요소 수준. 그러나 이러한 표준화 된 테스트는 일반적으로 작은 샘플링 단위로만 수행되므로 일반적으로 광범위한 실제 작동 범위에서 각 고유 한 CPVT 시스템 설계 및 적용에 대한 포괄적 인 장기 (10-25 년 이상) 수명을 평가할 수 없습니다 정황. 따라서 이러한 복잡한 시스템의 수명이 긴 성능은 현장에서 평가되며 가속화 된 구성 요소 / 시스템 노화, 향상된 성능 모니터링 진단 및 고장 분석 결과에 따라 안내되는 적극적인 제품 개발주기를 통해 향상됩니다.장기적인 성과 및 신뢰성 문제가 시스템 은행 업무 성과에 대한 확신을 갖기 위해보다 효과적으로 해결되면 CPV 및 CPVT의 배치에서 상당한 성장이 예상 될 수 있습니다.
데모 프로젝트
성숙한 CPVT 산업의 경제성은 최근의 많은 비용 절감과 유사한 실리콘 PV (유사한 전기 + 열 생성 능력을 제공하기 위해 기존의 CSP와 함께 설치 될 수 있음)의 점진적인 효율 향상에도 불구하고 경쟁력이있을 것으로 예상된다. CPVT는 현재 다음과 같은 적용 특성을 모두 갖춘 틈새 시장의 경우 경제적 일 수 있습니다.
높은 태양 직접 직각 입사 (DNI)
태양열 집열기 배열 배치에 대한 공간 제약
저온 (& lt; 80 ℃) 열에 대한 높고 지속적인 수요
그리드 전기의 높은 비용
백업 전원 또는 비용 효율적인 스토리지 (전기 및 열)에 대한 액세스
전력 구매 협약 (PPA), 정부 지원 프로그램 및 혁신적인 자금 조달 계획의 활용은 잠재적 인 제조업체 및 사용자가 초기 CPVT 기술 채택의 위험을 완화하는 데 도움이됩니다.
낮은 (LCPVT)에서 높은 (HCPVT) 집중에 이르는 CPVT 장비 제공은 현재 여러 벤처 기업에 의해 도입되고 있습니다. 따라서 개별 시스템 제공자가 추구하는 기술 및 / 또는 비즈니스 접근법의 장기적인 실행 가능성은 일반적으로 추측입니다. 특히 신생 기업의 최소 실행 가능 제품은 안정성 엔지니어링에 대한 관심이 크게 달라질 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 초기 산업 동향 파악에 도움이되는 다음과 같은 불완전한 편집이 제공됩니다.
반사 트로프 컨센트 레이터를 사용하는 ~ 14x 농도의 LCPVT 시스템과 밀도가 높은 상호 연결을 갖는 실리콘 셀을 코팅 한 리시버 파이프는 Cogenra에 의해 75 % 효율 (약 15-20 % 전기, 60 % 열)으로 조립되었습니다. 2015 년까지이 시스템이 5 년 이상 가동되었으며 Absolicon과 Idhelio는 비슷한 시스템을 각각 10 배와 50 배 농도로 생산하고 있습니다.
700 배 이상의 농도로 HCPVT가 제공되면서 최근에 세 가지 전원 계층으로 분류 될 수 있습니다. 세 번째 계층 시스템은 이전에 Amonix 및 SolFocus에서 HCPV를 위해 개척 한 것과 유사한 ~ 20W 단일 셀 수신기 / 수집기 장치의 대형 어레이로 구성된 분산 형 발전기입니다. 두 번째 계층 시스템은 수신기 / 발전기 당 1-100kW의 전력 출력을 생산하는 전지의 국소화 된 고밀도 어레이를 사용합니다. 1 차 시스템은 100kW의 전기 출력을 초과하며 유틸리티 시장을 겨냥하여 공격적입니다.
여러 HCPVT 시스템 제공자가 다음 표에 나열되어 있습니다. 거의 모든 것이 2015 년 현재 5 년 미만의 초기 시범 시스템입니다. 수집 된 화력은 정격 전력의 1.5 배에서 2 배입니다.
| 공급자 | 국가 | 집광 장치 유형 | 단위 크기 (kW) e | |
|---|---|---|---|---|
| 발전기 | 리시버 | |||
| – 1 단계 – | ||||
| 레이젠 | 호주 | 대형 Heliostat 어레이 | 250 | 250 |
| – 2 단계 – | ||||
| 제니스 솔라 / 선 코어 | 이스라엘 / 중국 / 미국 | 대식 | 4.5 | 2.25 |
| 썬 오이스터 | 독일 | 큰 물마루 + 렌즈 | 4.7 | 2.35 |
| 레누 | 미국 | 대식 | 6.4 | 0.8 |
| Airlight Energy / dsolar | 스위스 | 대식 | 12 | 12 |
| 솔라 트론 | 캐나다 | 대식 | 20 | 20 |
| 사우스 웨스트 솔라 | 미국 | 대식 | 20 | 20 |
| – 3 단계 – | ||||
| Silex Power | 몰타 | 작은 접시 배열 | 16 | 0.04 |
| 솔레 지어 | 이탈리아 / 미국 | 소형 렌즈 어레이 | 20 | 0.02 |