Markt für konzentrierte Photovoltaik – Globale Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, segmentiert nach Produkt (Reflektor und Refraktor), nach Konzentration (niedrig und hoch), nach Anwendung (Versorgungs- und Gewerbebereich), nach Region, nach Wettbewerbsprognose und Chancen, 2018-2028F

Marktübersicht

Der globale Markt für konzentrierte Photovoltaik wurde im Jahr 2022 auf 982,46 Millionen USD geschätzt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein robustes Wachstum mit einer CAGR von 9,61 % bis 2028 verzeichnen. Die steigende Nachfrage nach zentralisierten Photovoltaikanwendungen (CPV) wird voraussichtlich das Wachstum bei Energieabnahmeverträgen zwischen privaten Unternehmen und Energieversorgern vorantreiben. Die globale CPV-Branche wird in den kommenden Jahren voraussichtlich Marktwettbewerb, verbesserte Zuverlässigkeit und gesteigerte Effizienz erleben. Darüber hinaus werden Anreize und staatliche Subventionen zur Erreichung der Ziele für erneuerbare Energien wahrscheinlich zum Wachstum des globalen Marktes für Photovoltaikkonzentratoren beitragen. Kosteneffizienz und die Nutzung erneuerbarer Energiequellen werden voraussichtlich die Haupttreiber der Nachfrage im Prognosezeitraum sein.

Wichtige Markttreiber

Hohe Energieumwandlungseffizienz

Einer der wichtigsten Treiber des globalen Marktes für konzentrierende Photovoltaik (CPV) ist die außergewöhnliche Fähigkeit der Technologie, eine hohe Energieumwandlungseffizienz zu erreichen. CPV-Systeme verwenden optische Komponenten wie Linsen oder Spiegel, um Sonnenlicht auf kleine, hocheffiziente Solarzellen, sogenannte Mehrfachsolarzellen, zu konzentrieren. Diese speziellen Zellen können einen größeren Teil des einfallenden Sonnenlichts in Elektrizität umwandeln, was zu deutlich höheren Umwandlungseffizienzen im Vergleich zu herkömmlichen Photovoltaiksystemen (PV) führt.

Das Streben nach einer höheren Energieumwandlungseffizienz ist ein zentraler Schwerpunkt im Sektor der erneuerbaren Energien, und CPV sticht als Technologie hervor, die hervorragende Ergebnisse liefern kann. CPV-Systeme erreichen Umwandlungswirkungsgrade von über 40 % und bieten das Potenzial, aus einer bestimmten Menge Sonnenlicht mehr Strom zu erzeugen. Dies macht CPV zu einer attraktiven Wahl für Regionen mit begrenzten Landflächen oder einem Bedarf an hoher Stromproduktion.

Das Streben nach maximaler Energieproduktion bei minimalem Flächenverbrauch und minimaler Umweltbelastung positioniert CPV als führende Technologie für Solaranlagen im Versorgungsmaßstab und Netzintegration. Das Streben nach noch höheren Umwandlungswirkungsgraden treibt Forschung und Innovation im Bereich CPV weiter voran und treibt dessen Wachstum auf dem globalen Markt für erneuerbare Energien voran.

Steigende Nachfrage nach sauberer und nachhaltiger Energie

Der globale Wandel hin zu sauberen und nachhaltigen Energiequellen ist ein bedeutender Katalysator für den CPV-Markt. Regierungen, Unternehmen und Verbraucher erkennen zunehmend die Notwendigkeit an, Treibhausgasemissionen zu reduzieren und von fossilen Brennstoffen wegzukommen, um den Klimawandel zu bekämpfen. Solarenergie, einschließlich CPV, spielt bei diesem Übergang eine entscheidende Rolle.

CPV-Systeme bieten mehrere Nachhaltigkeitsvorteile. Ihr hoher Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung ermöglicht es ihnen, mit weniger Solarzellen mehr Strom zu erzeugen und so den mit Herstellung und Materialien verbundenen ökologischen Fußabdruck zu verringern. Darüber hinaus steht die emissions- und luftverschmutzungsfreie Stromerzeugung von CPV in Einklang mit Nachhaltigkeitszielen.

Länder auf der ganzen Welt legen Ziele für erneuerbare Energien fest und implementieren Richtlinien und Anreize, um die Einführung von Solartechnologien, einschließlich CPV, zu unterstützen. Diese Initiativen schaffen ein günstiges Umfeld für das Wachstum des CPV-Marktes, indem sie Investitionen in Projekte für saubere Energie fördern und zum Ausbau von CPV-Installationen beitragen.

Da die Nachfrage nach sauberen und nachhaltigen Energiequellen weiter steigt, wird erwartet, dass sich die Position von CPV in der globalen Energielandschaft ausweitet und seine Rolle als treibende Kraft auf dem Markt für erneuerbare Energien stärkt.

Netzintegration und Energiesicherheit

Die Nachfrage nach zuverlässigen und sicheren Energiequellen sowie das Ziel, die Netzstabilität zu verbessern, wirken als bedeutender Katalysator für den CPV-Markt. CPV-Systeme eignen sich gut für eine nahtlose Netzintegration, da sie in Spitzenlastzeiten bemerkenswert effizient Strom erzeugen können. Diese Eigenschaft trägt erheblich zur Energiesicherheit bei, indem sie das Risiko von Stromausfällen während Zeiten mit hoher Nachfrage verringert.

Darüber hinaus spielt die CPV-Technologie eine entscheidende Rolle bei der Stärkung der Netzstabilität. Die außergewöhnliche Energieumwandlungseffizienz und die schnellen Reaktionsmöglichkeiten von CPV-Systemen machen sie zu unschätzbaren Vermögenswerten bei der Gewährleistung der Netzzuverlässigkeit, insbesondere in Kombination mit Energiespeichersystemen. Die CPV-Technologie ermöglicht ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Angebot und Nachfrage und gibt Netzbetreibern mehr Kontrolle über die Stromerzeugung.

Darüber hinaus eignet sich CPV hervorragend für grenzüberschreitende Stromverbindungsleitungen, die den Stromaustausch zwischen Ländern erleichtern und so die Energiesicherheit und Markteffizienz verbessern. Aufgrund ihrer effizienten Stromerzeugungsfähigkeiten erweist sich CPV als attraktive Option für Verbindungsleitungsprojekte, insbesondere in Regionen mit reichlich Sonneneinstrahlung.

Da Regierungen und Versorgungsunternehmen weltweit der Integration von Netzen und der Energiesicherheit Priorität einräumen, erweist sich die CPV-Technologie als wichtiger Motor für Innovation und Wachstum auf dem globalen Markt für erneuerbare Energien. Ihr Potenzial, die Netzzuverlässigkeit zu verbessern und zur Energiesicherheit beizutragen, fügt sich nahtlos in die sich entwickelnden Anforderungen moderner Energiesysteme ein.

Wichtige Marktherausforderungen

Grundstücks- und Platzbedarf

Konzentrator-Photovoltaik-Systeme (CPV) benötigen viel Land oder Platz, um die konzentrierende Optik und die Nachführsysteme unterzubringen, die den Lauf der Sonne im Tagesverlauf verfolgen. Dieser Land- oder Platzbedarf kann eine Herausforderung darstellen, insbesondere in dicht besiedelten Gebieten, in denen Land nur begrenzt oder teuer verfügbar ist.

In Regionen mit konkurrierenden Landnutzungsinteressen, wie Landwirtschaft oder Stadtentwicklung, kann die Beschaffung geeigneter Standorte für CPV-Anlagen anspruchsvoll sein. Um ein Gleichgewicht zwischen der Notwendigkeit der Erzeugung erneuerbarer Energien und anderen Landnutzungsprioritäten sowie Umweltaspekten zu finden, sind sorgfältige Planung und in einigen Fällen Landnutzungsrichtlinien erforderlich, die Projekte für erneuerbare Energien unterstützen.

Darüber hinaus kann der Bedarf an viel Land oder Platz die Skalierbarkeit von CPV-Projekten an bestimmten Standorten einschränken. Die Bewältigung dieser Herausforderung kann die Entwicklung innovativer CPV-Designs umfassen, die kompakter sind, oder die Erforschung der Integration von CPV in andere Landnutzungspraktiken wie Agrivoltaik (die Kombination aus Landwirtschaft und Solarenergieerzeugung).

Variabilität der Sonneneinstrahlung

CPV-Systeme sind für optimale Leistung stark auf direktes Sonnenlicht angewiesen. Während sie in Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung und klarem Himmel hervorragend funktionieren, kann ihre Effizienz erheblich durch Wetterbedingungen, Bewölkung und Beschattung beeinflusst werden. Die Variabilität der Sonneneinstrahlung stellt eine Herausforderung für den zuverlässigen und beständigen Betrieb von CPV-Systemen dar.

In Gebieten mit unvorhersehbaren Wettermustern oder häufigen Bewölkungen können bei CPV-Systemen Schwankungen bei der Stromerzeugung auftreten, was zu Herausforderungen bei der Netzintegration führt. Energieversorger und Netzbetreiber müssen diese Variabilität berücksichtigen und Strategien entwickeln, um die intermittierende Natur des durch CPV erzeugten Stroms zu bewältigen.

Um die Auswirkungen der variablen Sonneneinstrahlung zu mildern, kann die Integration von Energiespeichersystemen erforderlich sein, um überschüssigen Strom während sonniger Perioden zu speichern und ihn bei Bewölkung oder schlechten Lichtverhältnissen abzugeben. Darüber hinaus können verbesserte Wettervorhersagen und moderne Tracking-Technologien die Leistung von CPV-Systemen und die Netzintegration optimieren.

Wichtige Markttrends

Technologische Fortschritte und Effizienzverbesserungen

Ein bemerkenswerter Trend, der auf dem globalen Markt für konzentrierende Photovoltaik (CPV) zu beobachten ist, sind die kontinuierlichen technologischen Fortschritte und Effizienzverbesserungen bei CPV-Systemen. Im Rahmen des anhaltenden Strebens der Solarindustrie nach einer Verbesserung der Energieumwandlungseffizienz ist CPV aufgrund seines Potenzials, im Vergleich zu herkömmlichen Photovoltaiksystemen (PV) eine höhere Effizienz zu erzielen, in den Mittelpunkt gerückt.

CPV-Systeme verwenden optische Komponenten wie Linsen oder Spiegel, um Sonnenlicht auf hocheffiziente Solarzellen zu konzentrieren. Diese Konzentration des Sonnenlichts verbessert die Stromerzeugungskapazität von CPV-Systemen erheblich. Jüngste Fortschritte in optischem Design, Materialien und Solarzellentechnologie haben zu erheblichen Verbesserungen der CPV-Effizienz geführt.

Ein Bereich wichtiger Innovationen liegt in der Entwicklung fortschrittlicher Konzentratoroptiken. Unternehmen entwickeln aktiv effizientere und präzisere optische Elemente, mit denen Sonnenlicht auf kleine, hocheffiziente Mehrfachsolarzellen konzentriert werden kann. Diese Fortschritte haben dazu geführt, dass CPV-Systeme Umwandlungseffizienzen von 40 % oder mehr erreichen und damit die von herkömmlichen PV-Systemen übertreffen.

Darüber hinaus tragen Verbesserungen bei Nachführsystemen, die eine genaue Ausrichtung der CPV-Module auf den Sonnenverlauf im Tagesverlauf gewährleisten, zu höheren Energieerträgen bei. Moderne Nachführtechnologien werden immer zuverlässiger, präziser und kostengünstiger, sodass CPV-Systeme eine optimale Ausrichtung auf die Sonne beibehalten können.

Hybridsysteme und Integration von Energiespeichern

Hybridsysteme, die CPV mit anderen Technologien für erneuerbare Energien wie Energiespeichern oder herkömmlicher Photovoltaik integrieren, sind ein bedeutender Trend auf dem CPV-Markt. Diese Hybridkonfigurationen bieten mehrere Vorteile, darunter eine verbesserte Netzintegration, eine höhere Zuverlässigkeit der Energieerzeugung und die Möglichkeit, auch in Zeiten mit geringer Sonneneinstrahlung Strom bereitzustellen.

Ein häufig angewandter Hybridansatz besteht in der Integration von CPV mit Energiespeichersystemen, die normalerweise moderne Batterien enthalten. Energiespeicher ermöglichen die Speicherung und Verteilung von überschüssigem Strom, der während sonniger Perioden erzeugt wird, und beheben so effektiv die Schwankungen bei der Solarenergie. Dies ist besonders wichtig, um eine konstante Stromversorgung in netzunabhängigen und abgelegenen Gebieten sicherzustellen.

Darüber hinaus gewinnen CPV-Photovoltaik-Hybridsysteme, die CPV und herkömmliche Photovoltaiktechnologien kombinieren, an Bedeutung. Diese Systeme nutzen die konzentrierende Optik von CPV, um die Effizienz bei sonnigem Wetter zu optimieren, während sie auf PV-Module angewiesen sind, um bei diffusen oder schwachen Lichtverhältnissen eine stabile und konstante Leistungsabgabe zu gewährleisten.

Segmenteinblicke

Produkteinblicke

Basierend auf der Produktkategorie hat sich das Versorgungssegment im Jahr 2022 als dominierender Akteur auf dem globalen Markt für konzentrierte Photovoltaik herausgestellt.

Der Versorgungssektor innerhalb des globalen Marktes für konzentrierte Photovoltaik (CPV) ist ein entscheidendes und schnell wachsendes Segment für den Einsatz der CPV-Technologie. CPV-Anlagen im Versorgungsmaßstab sind typischerweise große Solarkraftwerke, die Strom für das Netz erzeugen. CPV-Anlagen im Versorgungsmaßstab sind speziell darauf ausgelegt, eine erhebliche Menge an Strom zu erzeugen, mit Kapazitäten von mehreren Megawatt bis zu Hunderten von Megawatt. Diese Anlagen spielen eine wesentliche Rolle bei der Stromversorgung des Stromnetzes.

Um die Energieproduktion in sonnigen Regionen zu maximieren, verwenden CPV-Systeme im Versorgungsmaßstab hocheffiziente Mehrfachsolarzellen, die Umwandlungswirkungsgrade von über 40 % erreichen können. Laufende Innovationen bei Materialien, Herstellungsprozessen und Systemdesign haben zu Kostensenkungen im CPV-Markt beigetragen.

Darüber hinaus tragen CPV-Anlagen im Versorgungsmaßstab zur Netzstabilisierung bei, indem sie eine konstante und vorhersehbare Stromerzeugung während der Tagesstunden gewährleisten. Dies ist insbesondere in Regionen mit einem hohen Anteil intermittierender erneuerbarer Energiequellen wie Wind und Sonne von Bedeutung, um die Netzzuverlässigkeit zu gewährleisten.

Darüber hinaus bieten CPV-Anlagen im Versorgungsmaßstab eine emissionsfreie Stromerzeugung und tragen so zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen und Luftverschmutzung bei. Dies steht im Einklang mit den weltweiten Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels und zur Verbesserung der allgemeinen Luftqualität.

Produktinformationen

Das Segment Refraktor wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein schnelles Wachstum verzeichnen. Refraktoren sind optische Elemente, die normalerweise aus transparenten Materialien wie Glas oder Acryl bestehen und das Sonnenlicht brechen oder beugen, um die gewünschte Konzentration zu erreichen. Sie spielen eine grundlegende Rolle in konzentrierenden Photovoltaiksystemen (CPV), indem sie das Sonnenlicht auf Solarzellen fokussieren. Refraktoren brechen das einfallende Sonnenlicht effektiv und ändern seinen Weg, um die Intensität des Lichts zu erhöhen, das die Solarzellen erreicht. Diese Konzentration des Sonnenlichts verbessert die Energieumwandlungseffizienz von CPV-Systemen erheblich.

Ein gängiger Refraktortyp, der in CPV-Systemen verwendet wird, ist die Fresnel-Linse. Diese Linsen bestehen aus konzentrischen Rillen oder Graten auf einer flachen Oberfläche, wodurch sie das Sonnenlicht effektiv konzentrieren können. Fresnel-Linsen sind für ihr kompaktes Design bekannt und werden häufig in CPV-Anwendungen eingesetzt. Kontinuierliche Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen innerhalb der CPV-Industrie zielen darauf ab, die Effizienz der Refraktoren zu verbessern. Innovationen im Refraktordesign, bei Materialien und Fertigungstechniken tragen dazu bei, höhere Konzentrationsverhältnisse und Verbesserungen der Gesamtsystemleistung zu erreichen.

Obwohl Refraktoren für die CPV-Effizienz entscheidend sind, bleibt die Kosteneffizienz ein wichtiger Gesichtspunkt. Die Hersteller sind ständig bestrebt, Refraktorlösungen zu entwickeln, die die optischen Leistungsanforderungen erfüllen, ohne die Gesamtsystemkosten deutlich zu erhöhen.

Die Umweltauswirkungen von Refraktoren gewinnen zunehmend an Aufmerksamkeit. Die Hersteller untersuchen den Einsatz von recycelbaren Materialien und nachhaltigen Produktionsprozessen, um den ökologischen Fußabdruck der in CPV-Systemen eingesetzten Refraktoren zu reduzieren.

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Regionale Einblicke

Der asiatisch-pazifische Raum hat sich 2022 als dominierender Akteur auf dem globalen Markt für konzentrierte Photovoltaik herausgestellt und hält den größten Marktanteil.

Der asiatisch-pazifische Raum spielt aufgrund seines steigenden Energiebedarfs, der zunehmenden Betonung erneuerbarer Energien und der schnellen Expansion der Solarindustrie eine bedeutende Rolle auf dem globalen Markt für konzentrierte Photovoltaik (CPV). Der asiatisch-pazifische Raum ist die Heimat bevölkerungsreicher Länder, darunter China und Indien, die eine schnelle Urbanisierung und Industrialisierung erleben. Folglich besteht in der Region eine erhebliche und steigende Nachfrage nach Elektrizität. Diese Nachfrage, gepaart mit einem wachsenden Interesse an sauberen Energielösungen, bietet ein erhebliches Wachstumspotenzial für den CPV-Markt.

Zahlreiche Länder im asiatisch-pazifischen Raum verfügen über reichlich Sonnenenergie, einschließlich hoher direkter Sonneneinstrahlung. Diese günstigen Bedingungen machen CPV zu einer attraktiven Option für die Stromerzeugung. CPV-Systeme sind für ihre Effizienz bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität bekannt, was sie zu einer geeigneten Wahl für die Nutzung von Solarenergie in dieser Region macht.

Mehrere Länder im asiatisch-pazifischen Raum haben unterstützende Richtlinien und Anreize eingeführt, um die Einführung erneuerbarer Energietechnologien, einschließlich CPV, zu fördern. Diese Richtlinien umfassen oft Einspeisetarife, Steueranreize und Ziele für erneuerbare Energien, die Investitionen in CPV-Projekte fördern.

Im asiatisch-pazifischen Raum besteht ein zunehmendes Interesse an hocheffizienten Solartechnologien. Die Fähigkeit von CPV, im Vergleich zu herkömmlichen Photovoltaiksystemen höhere Umwandlungswirkungsgrade zu erreichen, steht im Einklang mit dem Streben der Region nach effizienteren und kostengünstigeren Lösungen für erneuerbare Energien.

Einige Projekte im asiatisch-pazifischen Raum erforschen hybride Solarlösungen, die CPV mit anderen Solartechnologien oder Energiespeichersystemen kombinieren. Diese Kombinationen können die Zuverlässigkeit der Energieerzeugung und die Netzintegration verbessern.

Neueste Entwicklungen

• Im Mai 2023 stellte Morgan Solar den IV DAQ 550W als neueste Ergänzung seiner IoT-Sensorplattform vor. Dieses neue Modell deckt nun über 90 % der bereits installierten siliziumbasierten PV-Technologien ab und trägt der wachsenden Nachfrage nach DC-Gesundheitsüberwachung von Solarmodulen mit höherer Leistung Rechnung.
• Im April 2023 arbeiteten Sumitomo Electric Industries, Ltd. und das National Institute of Information and Communications Technology (NICT) zusammen, um eine zufällig gekoppelte mehradrige Glasfaser mit beispiellosen 19 Adern zu entwickeln. Diese mehradrige Glasfaser mit einem Standardaußendurchmesser von 0,125 mm erreichte eine bemerkenswerte Übertragungsrate von 1,7 Petabit pro Sekunde über eine Distanz von 63,5 km.
• Im April 2023 erwarb Saint-Augustin Canada Electric Inc. erfolgreich die konzentrierende Photovoltaiksystemtechnologie (CPV) von Soitec. Diese strategische Übernahme steht im Einklang mit dem Ziel von STACE, sein Produktportfolio zu erweitern und seine Marktpräsenz in der Solarenergiebranche auszubauen.

Wichtige Marktteilnehmer

• Radical Sun Systems, Inc.
• SolAero Technologies Corp.
• Arzon Solar LLC.
• Cool Earth Solar
• Morgan Solar Inc.
• ARIMA Group
• Suncore Photovoltaic Technology Company Limited
• Sumitomo Electric Industries, Ltd.
• Saint-Augustin Canada Electric Inc. (STACE)
• Sanan Optoelectronics Technology Co., Ltd