Mercado de energía fotovoltaica concentrada: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico segmentado por producto (reflector y refractor), por concentración (baja y alta), por aplicación (servicio público y comercial), por región, por competencia, pronóstico y oportunidades, 2018-2028F

Descripción general del mercado

El mercado mundial de concentradores fotovoltaicos se valoró en 982,46 millones de dólares en 2022 y se prevé que proyecte un crecimiento sólido en el período de pronóstico con una CAGR del 9,61% hasta 2028. Se prevé que la creciente demanda de aplicaciones fotovoltaicas centralizadas (CPV) impulse el crecimiento de los acuerdos de compra de energía entre empresas privadas y juntas eléctricas. Se espera que la industria mundial de CPV experimente competencia en el mercado, una mayor confiabilidad y una mayor eficiencia en los próximos años. Además, es probable que los incentivos y subsidios gubernamentales destinados a lograr los objetivos de energía renovable contribuyan al crecimiento del mercado mundial de concentradores fotovoltaicos. Se prevé que la rentabilidad y la utilización de recursos energéticos renovables sean los principales impulsores de la demanda en el período de pronóstico.

Impulsores clave del mercado

Alta eficiencia de conversión de energía

Uno de los impulsores clave del mercado global de energía fotovoltaica concentrada (CPV) es la capacidad excepcional de la tecnología para lograr una alta eficiencia de conversión de energía. Los sistemas CPV utilizan componentes ópticos, como lentes o espejos, para concentrar la luz solar en pequeñas células solares de alta eficiencia llamadas células solares multiunión. Estas células especializadas pueden convertir una porción mayor de la luz solar entrante en electricidad, lo que da como resultado eficiencias de conversión significativamente mayores en comparación con los sistemas fotovoltaicos (PV) tradicionales.

La búsqueda de una mayor eficiencia de conversión de energía es un enfoque central en el sector de la energía renovable, y la CPV se destaca como una tecnología que puede ofrecer resultados sobresalientes. Los sistemas CPV, que alcanzan eficiencias de conversión superiores al 40%, ofrecen el potencial de generar más electricidad a partir de una cantidad determinada de luz solar, lo que convierte a la CPV en una opción atractiva para regiones con recursos limitados en tierra o con necesidad de una alta producción de electricidad.

El impulso por maximizar la producción de energía y, al mismo tiempo, minimizar el uso de la tierra y el impacto ambiental posiciona a la CPV como una tecnología líder para instalaciones solares a escala de servicios públicos e integración en la red. La búsqueda de eficiencias de conversión aún mayores continúa impulsando la investigación y la innovación en CPV, impulsando su crecimiento en el mercado mundial de energía renovable.

Aumento de la demanda de energía limpia y sostenible

El cambio global hacia fuentes de energía limpias y sostenibles es un catalizador significativo para el mercado de CPV. Los gobiernos, las empresas y los consumidores reconocen cada vez más el imperativo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y abandonar los combustibles fósiles para combatir el cambio climático. La energía solar, incluida la CPV, desempeña un papel fundamental en esta transición.

Los sistemas CPV ofrecen varias ventajas de sostenibilidad. Su alta eficiencia de conversión de energía les permite generar más electricidad con menos células solares, reduciendo así la huella ambiental asociada con la fabricación y los materiales. Además, la producción de electricidad libre de emisiones y contaminación del aire de la CPV se alinea perfectamente con los objetivos de sostenibilidad.

Los países de todo el mundo están estableciendo objetivos de energía renovable e implementando políticas e incentivos para apoyar la adopción de tecnologías solares, incluida la CPV. Estas iniciativas crean un entorno favorable para el crecimiento del mercado de CPV al fomentar las inversiones en proyectos de energía limpia y contribuir a la expansión de las instalaciones de CPV.

A medida que la demanda de fuentes de energía limpias y sostenibles sigue aumentando, se espera que la posición de CPV en el panorama energético mundial se expanda, reforzando su papel como fuerza impulsora en el mercado de energía renovable.

Integración de la red y seguridad energética

La demanda de fuentes de energía confiables y seguras, junto con el objetivo de mejorar la resiliencia de la red, sirve como un catalizador significativo para el mercado de CPV. Los sistemas CPV son adecuados para una integración perfecta en la red, gracias a su notable capacidad para generar electricidad de manera eficiente durante los períodos de máxima demanda. Esta característica contribuye significativamente a la seguridad energética al mitigar el riesgo de cortes de energía durante las horas de alta demanda.

Además, la tecnología CPV desempeña un papel vital en el fortalecimiento de la estabilidad de la red. La excepcional eficiencia de conversión de energía y las capacidades de respuesta rápida de los sistemas CPV los convierten en activos invaluables para garantizar la confiabilidad de la red, particularmente cuando se combinan con sistemas de almacenamiento de energía. La tecnología CPV permite un delicado equilibrio entre la oferta y la demanda, otorgando a los operadores de la red un mayor control sobre la generación de electricidad.

Además, la CPV se destaca en los interconectores eléctricos transfronterizos, que facilitan el intercambio de electricidad entre naciones, mejorando así la seguridad energética y la eficiencia del mercado. Dadas sus eficientes capacidades de generación de electricidad, la CPV surge como una opción atractiva para los proyectos de interconexión, especialmente en regiones con abundante irradiación solar.

A medida que los gobiernos y las empresas de servicios públicos de todo el mundo priorizan la integración de las redes y la seguridad energética, la tecnología CPV surge como un impulsor clave de la innovación y el crecimiento en el mercado mundial de energía renovable. Su potencial para mejorar la fiabilidad de la red y contribuir a la seguridad energética se alinea perfectamente con los requisitos cambiantes de los sistemas de energía modernos.

Principales desafíos del mercado

Requerimientos de terreno y espacio

Los sistemas fotovoltaicos de concentración (CPV) necesitan una cantidad significativa de terreno o espacio para acomodar la óptica de concentración y los sistemas de seguimiento que trazan la trayectoria del sol a lo largo del día. Este requisito de terreno o espacio puede presentar un desafío, especialmente en áreas densamente pobladas donde encontrar tierra es limitado o costoso.

En regiones con intereses en competencia en el uso del suelo, como la agricultura o el desarrollo urbano, la adquisición de sitios adecuados para instalaciones CPV puede ser exigente. Lograr un equilibrio entre el imperativo de la generación de energía renovable y otras prioridades de uso del suelo y consideraciones ambientales exige una planificación meticulosa y, en algunos casos, políticas de uso del suelo que respalden los proyectos de energía renovable.

Además, la necesidad de terrenos o espacios extensos puede reducir la escalabilidad de los proyectos CPV en ciertas ubicaciones. Para hacer frente a este desafío, se puede desarrollar diseños innovadores de CPV que sean más compactos o explorar la integración de CPV con otras prácticas de uso de la tierra, como la agrivoltaica (la combinación de agricultura y generación de energía solar).

Variabilidad de la irradiación solar

Los sistemas CPV dependen en gran medida de la luz solar directa para un rendimiento óptimo. Si bien se destacan en regiones con alta irradiación solar y cielos despejados, su eficiencia puede verse significativamente influenciada por las condiciones climáticas, la nubosidad y el sombreado. La variabilidad de la irradiación solar presenta un desafío para el funcionamiento confiable y constante de los sistemas CPV.

En áreas donde los patrones climáticos son impredecibles o la nubosidad es frecuente, los sistemas CPV pueden experimentar fluctuaciones en la generación de electricidad, lo que genera desafíos en la integración de la red. Las empresas de servicios públicos y los operadores de la red deben considerar esta variabilidad y desarrollar estrategias para gestionar la naturaleza intermitente de la energía generada por CPV.

Mitigar el impacto de la irradiación solar variable puede implicar la integración de sistemas de almacenamiento de energía para almacenar el exceso de electricidad durante los períodos soleados y despacharla durante condiciones nubladas o de poca luz. Además, las previsiones meteorológicas mejoradas y las tecnologías de seguimiento avanzadas pueden optimizar el rendimiento del sistema CPV y la integración en la red.

Tendencias clave del mercado

Avances tecnológicos y mejoras de la eficiencia

Una tendencia notable observada en el mercado global de energía fotovoltaica concentrada (CPV) son los continuos avances tecnológicos y las mejoras de la eficiencia en los sistemas CPV. Con la búsqueda constante de la industria solar por mejorar la eficiencia de conversión de energía, la CPV ha surgido como un punto focal debido a su potencial para ofrecer una mayor eficiencia en comparación con los sistemas fotovoltaicos (PV) tradicionales.

Los sistemas CPV emplean componentes ópticos, como lentes o espejos, para concentrar la luz solar en células solares de alta eficiencia. Esta concentración de luz solar mejora significativamente la capacidad de generación de electricidad de los sistemas CPV. Los recientes avances en diseño óptico, materiales y tecnología de células solares han dado como resultado mejoras significativas en la eficiencia de la CPV.

Un área de innovación clave radica en el diseño de ópticas de concentración avanzadas. Las empresas están desarrollando activamente elementos ópticos más eficientes y precisos capaces de concentrar la luz solar en pequeñas células solares multiunión de alta eficiencia. Estos avances han llevado a que los sistemas CPV logren eficiencias de conversión del 40% o más, superando las de los sistemas fotovoltaicos tradicionales.

Además, las mejoras en los sistemas de seguimiento, que garantizan una alineación precisa de los módulos CPV con la trayectoria del sol a lo largo del día, contribuyen a mejorar los rendimientos energéticos. Las tecnologías de seguimiento avanzadas son cada vez más confiables, precisas y rentables, lo que permite que los sistemas CPV mantengan una alineación óptima con el sol.

Sistemas híbridos e integración de almacenamiento de energía

Los sistemas híbridos que integran la CPV con otras tecnologías de energía renovable, como el almacenamiento de energía o la fotovoltaica tradicional, son una tendencia significativa en el mercado de la CPV. Estas configuraciones híbridas ofrecen varias ventajas, entre ellas, una mejor integración en la red, una mayor fiabilidad en la generación de energía y la capacidad de proporcionar electricidad durante períodos de poca luz solar.

Un enfoque híbrido que se adopta con frecuencia consiste en integrar la CPV con sistemas de almacenamiento de energía, que suelen incorporar baterías avanzadas. El almacenamiento de energía permite almacenar y distribuir el exceso de electricidad generada durante los períodos soleados, lo que soluciona de manera eficaz la intermitencia de la energía solar. Esto es especialmente crucial para garantizar un suministro de energía constante en zonas remotas y fuera de la red.

Además, los sistemas híbridos CPV-fotovoltaicos que combinan la CPV y las tecnologías fotovoltaicas tradicionales están ganando impulso. Estos sistemas aprovechan la óptica de concentración de CPV para optimizar la eficiencia en condiciones soleadas, al tiempo que dependen de los módulos fotovoltaicos para una salida de energía estable y constante en condiciones de poca o difusa luz.

Información segmentaria

Información del producto

Según la categoría de producto, el segmento de servicios públicos surgió como el actor dominante en el mercado global de energía fotovoltaica concentrada en 2022.

El sector de servicios públicos dentro del mercado global de energía fotovoltaica concentrada (CPV) es un segmento crucial y en rápida expansión para la implementación de la tecnología CPV. Las instalaciones CPV a escala de servicios públicos son típicamente plantas de energía solar a gran escala que generan electricidad para la red. Las instalaciones CPV a escala de servicios públicos están diseñadas específicamente para generar una cantidad significativa de electricidad, con capacidades que van desde varios megavatios hasta cientos de megavatios. Estas instalaciones desempeñan un papel importante en la contribución a la red eléctrica.

Para maximizar la producción de energía en regiones soleadas, los sistemas CPV a escala de servicios públicos utilizan células solares multiunión de alta eficiencia que pueden lograr eficiencias de conversión superiores al 40 %. Las innovaciones en curso en materiales, procesos de fabricación y diseño de sistemas han contribuido a la reducción de costos dentro del mercado CPV.

Además, las instalaciones CPV a escala de servicios públicos contribuyen a la estabilización de la red al proporcionar una generación de electricidad constante y predecible durante las horas del día. Esto es particularmente significativo en regiones con una alta proporción de fuentes de energía renovable intermitentes, como la eólica y la solar, con el fin de garantizar la confiabilidad de la red.

Además, las instalaciones CPV a escala de servicios públicos ofrecen generación de electricidad sin emisiones, lo que contribuye a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y la contaminación del aire. Esto se alinea con los esfuerzos globales para combatir el cambio climático y mejorar la calidad general del aire.

Información sobre el producto

Se proyecta que el segmento de refractores experimente un rápido crecimiento durante el período de pronóstico. Los refractores son elementos ópticos, compuestos generalmente de materiales transparentes como el vidrio o el acrílico, que refractan o doblan la luz solar para lograr la concentración deseada. Desempeñan un papel fundamental en los sistemas fotovoltaicos concentrados (CPV) al enfocar la luz solar sobre las células solares. Los refractores refractan eficazmente la luz solar entrante, alterando su trayectoria para aumentar la intensidad de la luz que llega a las células solares. Esta concentración de luz solar mejora significativamente la eficiencia de conversión de energía de los sistemas CPV.

Un tipo común de refractor utilizado en los sistemas CPV es la lente Fresnel. Estas lentes consisten en ranuras o crestas concéntricas en una superficie plana, lo que les permite concentrar eficazmente la luz solar. Reconocidas por su diseño compacto, las lentes Fresnel se emplean con frecuencia en aplicaciones CPV. Los esfuerzos continuos de investigación y desarrollo dentro de la industria CPV tienen como objetivo mejorar la eficiencia de los refractores. Las innovaciones en el diseño de refractores, materiales y técnicas de fabricación contribuyen a lograr mayores índices de concentración y mejoras generales en el rendimiento del sistema.

Si bien los refractores son cruciales para la eficiencia de CPV, la rentabilidad sigue siendo una consideración importante. Los fabricantes se esfuerzan continuamente por desarrollar soluciones de refractores que cumplan con los requisitos de rendimiento óptico sin aumentar significativamente el costo general del sistema.

El impacto ambiental de los refractores está atrayendo cada vez más atención. Los fabricantes están explorando el uso de materiales reciclables y procesos de producción sostenibles para reducir la huella ambiental de los refractores empleados en los sistemas CPV.

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Información regional

Asia Pacífico emergió como el actor dominante en el mercado global de energía fotovoltaica concentrada en 2022, con la mayor participación de mercado.

La región de Asia y el Pacífico desempeña un papel importante en el mercado global de energía fotovoltaica concentrada (CPV) debido a sus crecientes demandas de energía, el creciente énfasis en la energía renovable y la rápida expansión de la industria solar. La región de Asia y el Pacífico alberga países populosos, incluidos China e India, que están experimentando una rápida urbanización e industrialización. En consecuencia, existe una demanda sustancial y creciente de electricidad en la región. Esta demanda, junto con un creciente interés en soluciones de energía limpia, presenta un potencial de crecimiento significativo para el mercado de CPV.

Numerosos países de la región de Asia y el Pacífico poseen abundantes recursos solares, incluidos altos niveles de luz solar directa. Estas condiciones favorables hacen que la CPV sea una opción atractiva para la generación de electricidad. Los sistemas CPV son famosos por su eficiencia en la conversión de la luz solar en electricidad, lo que los convierte en una opción adecuada para aprovechar la energía solar en esta región.

Varios países de la región de Asia y el Pacífico han implementado políticas de apoyo e incentivos para promover la adopción de tecnologías de energía renovable, incluida la CPV. Estas políticas a menudo incluyen tarifas de alimentación, incentivos fiscales y objetivos de energía renovable, que alientan las inversiones en proyectos de CPV.

La región de Asia y el Pacífico está siendo testigo de un creciente interés en las tecnologías solares de alta eficiencia. La capacidad de la CPV para lograr mayores eficiencias de conversión en comparación con los sistemas fotovoltaicos tradicionales se alinea con la búsqueda de la región de soluciones de energía renovable más eficientes y rentables.

Algunos proyectos en la región de Asia y el Pacífico están explorando soluciones solares híbridas que combinan la CPV con otras tecnologías solares o sistemas de almacenamiento de energía. Estas combinaciones pueden mejorar la confiabilidad de la generación de energía y la integración en la red.

Desarrollos recientes

• En mayo de 2023, Morgan Solar presentó el IV DAQ 550W como la última incorporación a su plataforma de sensores IoT. Este nuevo modelo ahora cubre más del 90% de las tecnologías fotovoltaicas basadas en silicio ya instaladas, lo que aborda la creciente demanda de monitoreo del estado de CC de paneles solares de mayor potencia.
• En abril de 2023, Sumitomo Electric Industries, Ltd. y el Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (NICT) colaboraron para desarrollar una fibra óptica multinúcleo acoplada aleatoriamente con 19 núcleos sin precedentes. Esta fibra óptica multinúcleo, con un diámetro exterior estándar de 0,125 mm, alcanzó una notable tasa de transmisión de 1,7 petabits por segundo en una distancia de 63,5 km.
• En abril de 2023, Saint-Augustin Canada Electric Inc. adquirió con éxito la tecnología del sistema fotovoltaico concentrado (CPV) de Soitec. Esta adquisición estratégica se alinea con el objetivo de STACE de mejorar su cartera de productos y expandir su presencia en el mercado de la industria de la energía solar.

Principales actores del mercado

• Radical Sun Systems, Inc.
• SolAero Technologies Corp.
• Arzon Solar LLC.
• Energía solar Cool Earth
• Morgan Solar Inc.
• Grupo ARIMA
• Compañía de tecnología fotovoltaica Suncore Limited
• Sumitomo Electric Industries, Ltd.
• Saint-Augustin Canada Electric Inc.(STACE)
• Tecnología optoelectrónica Sanan Co., Ltd