随着创造清洁、可再生能源的竞赛愈演愈烈，太阳能产业正专注于一项技术，希望能生产出公用事业规模的能源。
聚光光伏 (CPV) 太阳能发电——它将传统太阳能光伏技术与大型聚光太阳能发电厂相结合——倡导者表示，可以提高公用事业规模的太阳能产量，尤其是在利基市场。但与所有发展中的技术一样，这项努力也面临着重大障碍。
CPV 技术通过透镜或反射镜将太阳能放大数百倍，并将其聚焦到小型、极其高效的光伏电池上。 通过放大太阳能，该技术可以减少光伏电池所需的半导体材料量。
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加利福尼亚州 SolFocus 公司的营销副总裁 Nancy Hartsoch 说：“在很多方面，它将光伏技术的优势与聚光技术所具有的效率和捕获更多阳光的能力结合起来。” “你基本上是将 650 个太阳的光线聚焦到那个电池上，因此你能够使用非常非常少量的光伏材料来捕获大量的阳光，然后以非常高的效率将其转换。”
SolFocus 是少数几家致力于 CPV 技术的公司之一。 它的模型涉及一个双镜系统，该系统将阳光向下引导到光棒上，到达一个小型（1 平方厘米）光伏电池。 几个镜面单元并排放置在一个面板上，该面板安装在跟踪装置上，以在一天中跟踪太阳。
其他公司也在尝试相同的概念，尽管技术略有不同。
例如，总部位于新墨西哥州的 Emcore Corp. 使用光学透镜将 500 个太阳的能量聚焦到一个微小的、超高效的光伏电池上。 其他公司也在使用各种形式的反射镜或透镜，安装在基座、碟形结构、槽形结构或旋转台上，以将太阳能放大到微小的、高效的光伏电池上。
大约有十几家初创公司正在涉足该领域，调整他们声称将提供最佳性能、成本最低且最可靠的设计。 甚至像夏普公司这样在太阳能业务领域已有近 50 年历史的知名公司也正在进入该领域。
美国太阳能协会主任 Brad Collins 说：“我认为 [CPV 技术] 有巨大的发展空间。” “未来五年，公用事业规模的太阳能部署将爆发式增长。”
CPV 的优势
CPV 技术减少了对大量光伏材料的需求，而光伏材料通常是太阳能运营中最昂贵的部分。 但是，在屋顶或小型阵列中安装面板的传统光伏公司无需担心这个“新来者”。 从设计上来说，CPV 更适合大型公用事业规模的装置。
Collins 说：“它不与传统光伏竞争。 应用领域不同。” “一个将是发电厂，另一个是分布式资源。 这不是在比较苹果和苹果。”
Collins 说，然而，这项技术将与大型聚光太阳能发电厂竞争。
聚光太阳能发电，或太阳能热能发电，涉及使用太阳能产生热量，然后可以将热量转化为电能。
聚光太阳能发电和 CPV 在许多方面都很相似。 两者都涉及使用反射镜或透镜来放大太阳能，两者都能够生产公用事业规模的太阳能，并且两者在像美国西南部这样的阳光充足地区运行效果最佳。
主要区别在于将太阳能转化为电能的方法。
CPV 联盟新贸易组织的负责人 Hartsoch 说：“有一些大型聚光太阳能发电厂——已经存在很长时间的太阳能热能发电装置——它们以不同的方式使用反射镜，就像我们一样。”
并且由于 CPV 比传统光伏技术需要更少的光伏材料，因此它也比聚光太阳能发电系统需要更少的水。
Hartsoch 说，SolFocus 的设计每生产兆瓦时电力消耗 4 加仑水——其中大部分用于清洁面板——而太阳能热电厂每兆瓦时消耗约 850 加仑水。
Hartsoch 说：“我想你可以说这只是杯水车薪。”
这项技术还有其他一些优势。
能源部国家可再生能源实验室的 CPV 研究员 Sarah Kurtz 在最近的一篇论文中写道：“与太阳能热能方法相比，CPV 提供了一种定性不同的方法，通常用水量更少，安装规模更灵活，并且在阴天太阳重现时能够更快地响应。”
Hartsoch 说，SolFocus 的设计特别有吸引力，因为阵列中使用的材料有 97% 是可回收的。 她说，用于创建该公司镜面系统的大部分材料是玻璃和铝。 她说，对该公司设计进行的从摇篮到摇篮的分析发现，能源回收期为六个月。 SolFocus 的阵列也可以以不规则的模式放置，以避开敏感区域或最大限度地利用土地。
而且由于这些系统在一天中跟踪太阳的路径，她说：“仍然可以在阵列下种植农作物。” “有可能放牧。”
需要：联邦援助
但成本很可能决定 CPV 技术是否会起飞。
Hartsoch 说，就每千瓦时成本而言，SolFocus 的技术目前比传统光伏或薄膜技术更昂贵，但有望在明年达到同等水平，并在 2011 年变得更便宜。
西班牙科学家今年春天发布的一份报告估计，CPV 技术将在 2011 年至 2015 年之间实现平价上网，随着电池效率的提高以及光学器件带来显着的成本降低。
但是，如果没有广泛的部署，成本不太可能下降，如果没有对示范规模项目的大量投资，广泛的部署也不太可能发生。
Kurtz 估计，目前全球 CPV 的累计投资约为 10 亿美元，但这项投资仅代表少量的小规模项目，主要在欧洲。
Hartsoch 说：“像这样的新技术所面临的斗争和挑战，正是它优越的原因。” “它带来了高效率、低碳足迹以及所有这些优点。 随之而来的是新技术的风险。”
Hartsoch 说，SolFocus 和 CPV 联盟希望看到联邦政府投资这项技术。 政府已经通过其实验室以及向初创公司和学术界的拨款，投资了 CPV 的研发。 她说，下一个合乎逻辑的步骤是政府促进规模化进程。
Hartsoch 说：“您现在谈论的是小额拨款……用于开发新技术和一些展示，但如果您想进行大规模应用，还有一个障碍。” “您能做些什么来帮助我们确保部署是安全的？”
她建议联邦贷款担保或在联邦财产上安装 CPV 示范项目。
虽然 Hartsoch 和她的同事希望看到 CPV 在美国实现规模化，但他们担心如果没有联邦政府的干预，这种情况就不会发生。 SolFocus 已在西班牙安装了约半兆瓦的 CPV，目前正在希腊安装一个 10 兆瓦的项目。 但该公司在美国仅安装了约 10 千瓦的 CPV 技术。
华盛顿特区咨询公司 TechVision21 的高级副总裁 Anita Balachandra 说：“这么多技术都起源于美国，但它们真正蓬勃发展并实现规模化的地方却在美国境外。” “他们吸引了这些技术，从长远来看，我们失去了竞争优势。”
融资障碍
SolFocus 不是唯一一家难以进入美国市场的公司。
Emcore 的业务发展总监 Brian Gibson 说，在全球范围内，他的公司已安装超过 1 兆瓦的 CPV 容量，但其中大部分在西班牙。 他说，Emcore 目前正在美国开发三个试点项目，但每个项目的容量将为 100 千瓦或更小。
Gibson 说：“我们目前正在寻求更大的项目，但与任何新技术一样，金融机构会不愿意承担风险。” “很难获得任何大型项目的融资。 我们正在考虑一些 10 兆瓦和 20 兆瓦的项目，但从实际角度来看，在有人为您融资之前，您必须先做一些 1 兆瓦到 3 兆瓦的项目。”
不过，国家可再生能源实验室的 Kurtz 仍然保持乐观态度。 她写道：“在过去的 10 年里，太阳能产业蓬勃发展，CPV 产业现在也正在快速增长。” “随着整个光伏市场以吉瓦级规模增长，CPV 有机会进入市场，年产量可达数千万甚至数亿兆瓦。”
Kurtz 补充说：“这意义重大，因为当年产量低于数千万兆瓦时，CPV 不太可能实现低成本。”
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