bate omage性向测试:第三代聚光太阳能（CPV）主题研究报告

第三代聚光太阳能（CPV）主题研究报告  

2011-03-22 20:33:48|  分类： 默认分类 |  标签： |字号大中小 订阅

       
       使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换，分别是第一、第二代太阳能利用技术，均已得到了广泛应用。利用光学组件将太阳光汇聚后，再进行利用发电的聚光太阳能技术，即高效的CPV系统发电，被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术。与前两代电池相比，CPV采用多结的III—V族化合物电池，具有大光谱吸收、高转换效率等优点。
       聚光型太阳能(Concentrator Photovoltaic, CPV)是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的太阳能电池直接转换为电能的技术，CPV是聚光太阳能发电技术中最典型的代表。与晶硅和薄膜型平板式太阳能发电系统相比，CPV因其高转换效率和小得多的半导体材料用量，是最具有发展成为大型支撑电源潜力的太阳能发电方式。通过简单复制的规模化部署，单一CPV电厂可以轻易达到MW级规模，未来这一数字甚至有望达到100MW。
       HCPV就是高聚光太阳能，高聚光太阳能(HCPV)与聚光(CPV)太阳能技术是通过聚光的方式把一定面积上的太阳光通过聚光系统会聚在一个狭小的区域(焦斑)，太阳能电池仅需焦斑面积的大小即可，从而大幅减太阳能电池的用量。 
       一、CPV系统优势
       1、CPV系统具有转换率优势和耐高温性能。硅电池的理论转换效率大概为23%，单结的砷化镓电池理论转换效率可达27%，CPV采用的多结的III—V族电池对光谱进行了更全面的吸收，其理论转换率可超过50%。即使考虑到聚光和追踪所产生的误差损失，目前的CPV系统转换效率可达25%，高于目前市售晶硅电池17%左右的转换效率。同时，砷化镓系电池的高温衰减性能强于硅系电池，更适合应用于日照强烈的荒漠地区。
       　　同时，CPV系统的生产过程更加节能环保。聚光倍数越大，所需的光伏电池面积越小，对高达几百倍的HCPV系统来说，硬币大小的转换电池就可转换碗口面积的光能。在节省半导体材料用量的同时，降低了太阳能发电系统的生产成本和能耗，使CPV具有更短的能量回收期。
       　　2、成本下降空间巨大。CPV技术极大地减少了光电材料的使用量，而光电材料是太阳能电池中成本最高的部分。与晶硅和薄膜太阳能发电技术相比，CPV目前3-4美元/Wp的建设成本并无优势，但作为一项新兴技术，随着生产规模的扩大、电池效率的提高、聚光模块的改进等，成本有巨大的下降空间。随着CPV技术的更加成熟以及生产规模的进一步扩大，普遍预计今年内即可实现较低的平准化电力成本，低于晶硅和薄膜电池。在未来，若对光伏发电设备的生产环节征收碳排放税，CPV的投资回收期仅会延长1~2个月，晶硅和薄膜电池均会延长1年以上，届时CPV的相对成本优势将更加明显。而第三代高聚光型(HCPV)太阳能发电模组和发电系统的是近年来国际太阳能光伏发电技术的新热点，同晶硅技术和薄膜技术相比，HCPV在100KW以上发电系统中具有明显的优势，如果综合考虑年发电成本和碳痕迹等因素，则HCPV拥有绝对优势。目前第三代HCPV(高聚光)已将聚光倍数提高至500倍。
       3、CPV技术优势明显。首先是具有极高的规模化潜力，因其光电转化效率高等特点，是在可预见的未来时间里能用于建造大型支撑电源的最理想的太阳能发电技术。
       4、占地面积小。在同等发电量的情况下，CPV电厂的土地占用面积比平板式太阳能要小得多。CPV系统由支柱承载其主要结构体，占地面积极小，且由于系统在地面产生的阴影面积是移动的，所以对电厂所在地的生态影响也较小，面板下方的土地仍然可以用于畜牧等用途。
       5、耗水量极低。通常具有高太阳辐射的地区都比较缺水，CPV系统的整个发电过程中完全不需要水，仅需少量水用于清洁太阳能组件的玻璃外壳。与聚光光热(CST)、核电、IGCC等清洁发电技术相比，CPV有着明显的节水优势。
       6、CPV技术还有另一个特别吸引人的地方：该技术所使用的97%的材料(大部分为玻璃和铝)都可循环利用。由于成本降低，使用CPV技术的发电厂能够在6个月之内收回成本。更为奇妙的是，CPV技术允许接收太阳能的玻璃阵列不规则排列，从而可以最大程度地开发可利用土地，将太阳能利用最大化。而且因为该系统能够在白天跟踪太阳移动轨迹，人们甚至可以在玻璃阵列下面种植庄稼。
       
       二、A股主要上市公司
       目前全球的CPV装机不到200MW，预计今后几年内，随着技术优势和成本优势的体现，市场规模将有爆发式的增长，未来10年年均增速预计在40%以上。我国目前仅有少量示范电站，未来随着光伏装机容量的提升，CPV的市场也将逐渐打开。在目前，国内尚无成熟的CPV设备制造商，产品进口依赖度较高。在A股上市公司中未来有望从CPV市场的高速扩张中获益的主要
       上市公司有：
       
       1、乾照光电(300102)：
       公司是目前国内四元系红、黄光LED芯片产销量最大的企业，国内最大的能够批量生产三结砷化镓太阳能电池外延片的企业。公司专注于高亮度四元系红、黄光LED外延片、芯片及三结砷化镓太阳电池外延片的研发生产，掌握了四元系红、黄光LED外延片、芯片生产的核心技术。产品不仅有高品质的超高亮度红、橙、黄LED外延片、芯片，同时还着力研发生产世界最尖端的高性能砷化镓太阳能电池，填补了该领域的国内空白，是国内仅有的几家初步具备LED外延片和芯片工业化生产能力的企业。在三结砷化镓太阳能电池外延片的领域，公司也拥有完全自主研发的MOCVD技术。
       
       2、向日葵(300111)：
       公司是一家专注于光伏能源产品研发制造的国家级高新技术企业，主要致力于研发、生产、销售大规格高效晶体硅太阳能电池。公司熟练掌握了光伏电池片生产的全部关键技术，研发能力较强。公司的成长性明显，2008年公司获得了“绍兴市成长型工业企业20强”等荣誉。根据中国可再生能源学会光电专业委员会排名，2008年公司晶体硅电池产量已进入国内前10名，是国内光伏行业中成长性最明显的企业之一。
       公司2005年3月成立以来始终专注于高效晶体硅太阳能电池及组件的研发和生产，近年来产销量和营业收入规模均呈现较高速增长，2009年电池及组件产量达到106MW，位居国内企业第九。随着全球光伏市场的快速增长，公司产能增长较快，已分别于2006年5月、2008年5月、2009年6月建成投产25MW生产线、50MW生产线、100MW生产线。公司已建成年产175MW的光伏电池生产线。
       
       3、东方日升(300118)：
       公司是主要从事太阳能电池片、太阳能电池组件以及太阳能灯具等太阳能光伏产品的研发、生产和销售的高新技术企业，是我国重要的太阳能光伏应用产品专业供应商。发公司是国内较早从事太阳能应用产品开发的生产企业之一。
       募集资金拟投向年产75MW晶体硅光伏产品项目和光伏工程技术研发中心项目。东方日升的主营业务是从事太阳能电池片、太阳能电池组件以及太阳能灯具等太阳能光伏产品的研发生产和销售，主要产品为太阳能电池片、太阳能电池组件和太阳能灯具。
       
       4、万家乐(000533)：
       作为国内著名的家电企业，公司十分看好太阳能产业的发展，重拳打造太阳热水器产业。相比传统的热水器，太阳能热水器完全采用太阳的光热来烧水。其中，万家乐目前持股25%的新曜光电是母公司下属专营HCPV太阳能发电模组和发电系统的开发、设计和产业化为主的高科技公司。未来有望整体注入上市公司，实现万家乐从传统家电和电气设备生产到新能源和环保设备的转型。
       
       5、三安光电(600703)：
       是国内规模最大的全色系超高亮度LED芯片生产企业，产品正向需求旺盛的电视背光、路灯照明，汽车产品领域渗透。三安光电主营LED芯片生产，与CPV聚光太阳能技术方面相通，具有业务拓展的优势。其CPV聚光太阳能系统采用双轴跟踪、500倍聚光方式，模块系统转换效率约25%～26%，今年第一季度可完成青海省格尔木市3MW示范电站项目，今年业绩目标为20MW～50MW。
       
       6、哈高科(600095)：
       资料显示，哈高科(600095)与普尼太阳能公司签订了投资协议，双方合资成立普尼太阳能 (中国)有限公司，其中哈高科出资600万美元，占合资公司40%股权，该部分资金主要用于建设3兆瓦太阳能薄膜电池组件中试生产线。公开资料显示，普尼太阳能有限公司是一家世界领先的集太阳能产品生产，研发，及服务三位一体的跨国公司，于2007年在美国硅谷成立。公司拥有自主知识产权的高效薄膜太阳能技术，其光电转换效率和成本等核心参数均居世界领先水平。包括纽约时报在内的多家媒体对普尼作过报道。美国能源部曾撰文指出普尼的技术是"革命性的"。
       
       7、新华光(600184)：
       公司还将收购西光集团、红塔创投等持有的天达光伏股权。天达光伏目前拥有60MW的光伏产能，未来天达光伏将在秀洲工业园区建设太阳能电池生产及研发基地，还参与装机规模为100MWp的昆明石林并网光伏实验示范电站项目。新华光是全球重要的光学玻璃生产制造中心，具有年产6800吨光学玻璃产品的生产能力。该公司产品国内市场占有率约为30%，稳居国内同行业第二位，未来来有望从CPV市场规模的扩张中受益。
       
       8、水晶光电(002273)：
       公司的传统产品为光学低通滤波器(OLPF)和红外截止滤光片(IRCF)，分别为高端和低端光学模组配套，下游主要为数码相机、拍照手机等消费电子产品。晶圆级镜头模组生产工艺的唯一配套商。公司通过配套手机镜头模组厂商的晶圆级加工技术，使模组厂商的成本降低了近，因而在3G手机的前置摄像头(Sub Camera)市场中占据了绝对的优势。公司具备三代聚光太阳能CPV相关设备制造能力。
       
       9、利达光电(002189)：
       公司的主营业务是透镜、棱镜等光学元件。第三代CPV发电方式正逐渐成为太阳能领域的焦点。与前两代电池相比，CPV采用多结的III-V族化合物电池，具有大光谱吸收、高转换效率等优点；而且所需的电池面积不大，以相对廉价的聚光器件替代昂贵的半导体材料，在大规模应用于发电时可有效降低成本、降低生产能耗。而利达光电恰具有此类概念。公司具有光学聚光器的生产能力，未来有望从CPV和CSP市场的高速扩张中获益。
       
       在看过CPV行业近些年的各机构的报告后，主要集中在、万家乐(000533)，三安光电(600703)，乾照光电(300102)三只上，万家乐(000533)的看点是持股30%的新曜光电，其在第三代太阳能技术上取得重大突破，是国内唯一具有超高倍率发电模块的研发和生产单位在技术上领先于全行业。三安光电(600703)是和外国公司合作做CPV项目。而乾照光电(300102)则是主攻三结砷化镓太阳能电池外延片的领域，公司也拥有完全自主研发的MOCVD技术。另外，002384山东精密参股美国太阳能重要厂商SolFocus，并为其指供光学原件。
       
       而在经过多只股票的相关资料比较后，再综机构的研究报告。下面通过以000533万家乐机构研究内容来分析第三代聚光太阳能（CPV）的主要情况。（无论是机构研究报告还是大智慧的F10,都有重点谈及000533万家乐的第三代聚光太阳能（CPV）技术，这是别的板块内题材股所没有的现象）
       
       
       招商证券：报告内容
       示意图：
       
       
       
       新兴的第三代太阳能发电技术为聚光光伏技术（Concentrating Photovoltaic，CPV）。CPV 采用多结的III—V 族化合物电池，具有大光谱吸收、高转换效率等特点，优于只对红光敏感的晶硅电池。CPV 为基础，研究人员又开发出高聚光光伏技术（HCPV），该技术通过聚光的方式把一定面积上的太阳光会聚在一个狭小的区域（焦斑），从而大幅减少生产太阳能电池所需的材料。目前HCPV 技术的商用聚光镜已达500-800 倍，并朝1000 倍以上发展。HCPV 技术优势明显。与第一、二代技术相比，HCPV 在100KW以上的发电系统中具有明显的成本优势，在100MW 以上的发电系统中显出规模效应；同时，HCPV 在转换效率、设备维护等方面拥有绝对优势；在生产方面，HCPV 技术具有更短的能量回收期1，使用可回收的玻璃和铝材，更加环保。考虑经济因素，HCPV适合大规模的集中发电，如发电厂；用于居民住宅的分散发电则不划算。在海外，SolFocus 表示，该公司运用具可回收的玻璃、铝材打造的HCPV 发电厂，1年内便可建成，6 个月内即可回收建设成本。此外，由于HCPV 技术可运用的太阳能板材可以作不规则排列，其占用土地面积较少，甚至可以在太阳能电池板下方种植农作物或进行绿化。而在国内，在尚德等光伏龙头的带动下，HCPV 的配套行业近年开始发展起来。在2008 年，HCPV 企业还面临难以找到配套企业的困境，在配件厂不知道HCPV
       为何物的情况下，只能出高价请对方开模具，小批量地生产一些配件。而现在，已经有配件厂主动上门，推销配件。总体而言，全球范围内，HCPV 市场尚处于启动期。目前全球的聚光光伏装机不到200兆瓦，有大量的企业正处于研发阶段。基于HCPV 技术在成本、转换效率、环保节能等方面的显著优势，我们强烈看好该技术的发展前景。
       
       示意图：
       
       
       4.3 新曜光电：高聚光光电市场先驱，2012 或释放业绩万家乐通过入股广东新曜光电有限公司（简称“新曜光电”），进入光电业务。新曜光电在HCPV 领域的模块研发和产业化生产处于国内领先地位。新曜光电采用“美国技术+本土改造”的模式。经初步测试，公司的电池模块所有指标均达到性能要求，尤其是在模块的温度控制方面，达到国际领先水平。公司是国内唯一具有高倍率核心模块研发和产业化生产的单位。
       
       新曜光电现有技术水平已可以达到零成本发电。如果以每年2000 小时的发电量为标准做参考，采用新曜光电的技术，每度电的发电成本约为0.70 元；而国家的太阳能补贴是每度0.70~1.00 元。此，在现有补贴水平下，新曜光电的技术已经可以实现零成本发电。随着规模的提升，发电成本还可以进一步下降。新曜光电计划实现跳跃式发展。公司目前处于产品试制阶段，尚未产生收益。新曜光电将在2011 年开始着手进行200KW~500KW 独立发电系统和并网发电系统的设计、开发和生产，争取参与一至二个1MW~5MW 规模的系统应用案例；2011 年争取实现产能10~20MW，2012 年实现产能80~100MW。根据这一目标，按每MW 对应450 万美元收入，电池模块占三分之一的水平，粗略测算新曜光电2012 年的目标收入为1.2~1.5亿美元。新曜光电的远期目标是，成为国内甚至国际HCPV 市场的主要系统集成商和解决方案供应商。我们将密切追踪新曜光电的技术和业务发展情况。
       
       广发证券：报告内容
       二、第三代光伏技术HCPV——具备诸多超越晶硅与薄膜电池的优势
       
       新曜光电是一家从事太阳能光伏组件研发、采购、生产以及销售；光伏发电系统工程集成、光伏应用产品及配套设备的研究、制造、销售和售后服务；货物进出口、技术进出口的高科技企业。新曜的核心产品为高聚光型太阳能发电模组和发电系统。最形象的聚光太阳能应用，莫过于我们儿时用放大镜在阳光下聚焦烧纸或烧蚂蚁的经历（如图1）。具体而言，高聚光太阳能光伏（HCPV）的原理是通过光学设备（菲涅尔透镜或弧形抛物面反射镜面）把较大面积上的太阳光折射（或反射）至狭小的区域（焦斑）上，而仅需在焦斑位置设置同样大小的太阳能电池（一般以能吸收多种频率光谱的多结III-V族化合物晶体为原材料），即可实现“只采用较少半导体材料，就可获取较大面积光能”的效果。而为了让光伏系统达到最佳的转换效率，整个系统分为了光伏电池、光学系统、追日系统、散热系统以及支撑结构件五个部分（如图2），各个子系统的主要功能如表2。
       
       
       
       
       
          第三代聚光太阳能（CPV）投资逻辑分析：
       因日本地震核泄漏事件，上周市场经过了多翻主题炒作，但一周下来，发现明显涨得最好的个股集中在太阳能光伏产业中，由其是集中在第一第二代光伏产业，以002006精功科技和600644乐山电力为主流代表。事后笔者去核查光伏产业的相关情况，发现世界清洁能源中，除了核电就得数光伏发电，这是风电和水电所没法对比的。而核电产业因日本核辐射事件而全面放缓，无论是国内还是国外，其电力供应缺口主要得由火电与光伏发电填补。在欧美发达国家，水电与风电资源的开发基本是饱和了，而火电则由于严重的环境污染而受限，只有光伏发电是最后发展后劲的。
       
       而全球的光伏产业输出大国是中国，因为地方政府忽略环境污染这一机会成本，至使中国能造出最具竞争优势的光伏电池与原件，再大量出口欧美，从这一点看，中国的光伏产业主要还是做出口，故而欧美国家加强光伏发电的投入无疑是对我国光伏产业形成长期而巨大的利好。
       
       上一周市场主涨的光伏个股还是以第一第二代光伏技术为主，其代表则是污染极高的多晶硅产业个股，而第三代光伏产业个股因其一直停留在技术攻关阶段而被市场忽略，风险都是涨出来的，如今整个太阳能板块已经调整两天，故而关注是还未被炒过的第三代光伏产业（CPV）
       
       CPV聚光太阳能技术的核心在于聚光，通过上千倍的放大聚光面来缩小价格高昂的光伏电池使用。从这一基理上，我们可以清楚一点，假以时日，在高强规模效应下，使用第三代光伏技术发电的成本将要比第一第二代技术少得多，亦正是这个原因，在光伏产业的发展上，通过聚光技术以减低发电成本可算是划时代之作。只要规模效应较大，成本降得足够低，光伏发电就能脱离政府补贴以实现电力平价上网，而一旦这一临界点来临，光伏产业的发展将迎来暴发式增长，事实上今天，这一切已经在欧美国家开始实现了。亦正因为这个原因，中国的光伏产业增长高于国民增长，而第三代光伏（CPV）的增长又高于全个光伏产业的行业增长。
       
       行情诱因：外盘光伏个股飙升，原油价格创新高，太阳能板块反攻（太阳能板块是上周唯一有明确大资金关注的板块，应该还能积极作价的）
       

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