集光型太陽光発電市場 – 世界の産業規模、シェア、傾向、機会、予測。製品別（反射器と屈折器）、集中度別（低濃度と高濃度）、用途別（ユーティリティと商用）、地域別、競合予測と機会別、2018～2028年予測

市場概要

世界の集光型太陽光発電市場は2022年に9億8,246万米ドルと評価され、2028年までの予測期間中に9.61%のCAGRで堅調な成長が見込まれています。集中型太陽光発電（CPV）アプリケーションの需要増加により、民間企業と電力委員会間のエネルギー購入契約の成長が促進されると予測されています。世界のCPV業界では、今後数年間で市場競争、信頼性の向上、効率性の向上が見込まれています。さらに、再生可能エネルギーの目標を達成するためのインセンティブと政府の補助金が、世界の太陽光発電集光器市場の成長に寄与する可能性があります。予測期間中、コスト効率と再生可能エネルギー資源の利用が需要の主な原動力になると予想されます。

主要な市場推進要因

高いエネルギー変換効率

世界の集光型太陽光発電（CPV）市場の主要な推進要因の 1 つは、高いエネルギー変換効率を達成できるこの技術の優れた能力です。CPV システムは、レンズやミラーなどの光学部品を使用して、多接合太陽電池と呼ばれる小型の高効率太陽電池に太陽光を集光します。これらの特殊なセルは、入射する太陽光の大部分を電気に変換できるため、従来の太陽光発電（PV）システムと比較して、変換効率が大幅に高くなります。

より高いエネルギー変換効率の追求は再生可能エネルギー分野の中心的な焦点であり、CPV は優れた結果をもたらすことができる技術として際立っています。 CPV システムは 40% を超える変換効率を達成しており、一定量の太陽光からより多くの電力を生成できる可能性があるため、土地の面積が限られている地域や高い電力出力が必要な地域にとって CPV は魅力的な選択肢となります。

エネルギー生産を最大化しながら土地利用と環境への影響を最小限に抑える取り組みにより、CPV は公益事業規模の太陽光発電設備とグリッド統合の主要技術としての地位を確立しています。さらに高い変換効率の追求は CPV の研究と革新を推進し続け、世界の再生可能エネルギー市場での成長を後押ししています。

クリーンで持続可能なエネルギーに対する需要の増加

クリーンで持続可能なエネルギー源への世界的な移行は、CPV 市場にとって重要な触媒です。政府、企業、消費者は、気候変動と戦うために温室効果ガスの排出を削減し、化石燃料から移行することの必要性をますます認識しています。CPV を含む太陽エネルギーは、この移行において極めて重要な役割を果たします。

CPV システムには、持続可能性に関するいくつかの利点があります。エネルギー変換効率が高いため、より少ない太陽電池でより多くの電力を生成でき、製造と材料に関連する環境負荷を削減できます。さらに、CPV の排出物や大気汚染のない電力生産は、持続可能性の目標と完全に一致しています。

世界中の国々が再生可能エネルギーの目標を設定し、CPV を含む太陽光技術の導入を支援するための政策とインセンティブを実施しています。これらの取り組みは、クリーン エネルギー プロジェクトへの投資を奨励し、CPV 設備の拡大に貢献することで、CPV 市場の成長に好ましい環境を作り出します。

クリーンかつ持続可能なエネルギー源の需要が急増し続ける中、世界のエネルギー業界における CPV の地位は拡大し、再生可能エネルギー市場の原動力としての役割を強化することが期待されています。

グリッド統合とエネルギー セキュリティ

信頼性が高く安全なエネルギー源の需要は、グリッドの回復力を強化するという目的と並んで、CPV 市場にとって重要な触媒として機能します。CPV システムは、ピーク需要時に効率的に電力を生成する優れた能力を備えているため、シームレスなグリッド統合に適しています。この特性は、需要の高い時間帯の電力不足のリスクを軽減することで、エネルギー安全保障に大きく貢献します。

さらに、CPV 技術はグリッドの安定性を強化する上で重要な役割を果たします。CPV システムの優れたエネルギー変換効率と迅速な応答能力は、特にエネルギー貯蔵システムと組み合わせた場合、グリッドの信頼性を確保する上で非常に貴重な資産となります。CPV 技術は、需要と供給の微妙なバランスを可能にし、グリッド オペレーターに発電の制御力を高めます。

さらに、CPV は国境を越えた電力相互接続に優れており、国家間の電力交換を容易にし、エネルギー安全保障と市場効率を向上させます。効率的な発電能力を考えると、CPV は、特に太陽放射が豊富な地域で、相互接続プロジェクトにとって魅力的な選択肢として浮上しています。

世界中の政府と公益事業会社がグリッドとエネルギー安全保障の統合を優先する中、CPV 技術は世界の再生可能エネルギー市場におけるイノベーションと成長の重要な原動力として浮上しています。グリッドの信頼性を高め、エネルギーの安全性に貢献する可能性は、現代のエネルギー システムの進化する要件とシームレスに一致しています。

主要な市場の課題

土地とスペースの要件

集光型太陽光発電 (CPV) システムでは、1 日を通して太陽の軌道を追跡する集光光学系と追跡システムを収容するために、かなりの広さの土地またはスペースが必要です。この土地またはスペースの要件は、土地が限られていたり、土地の取得に費用がかかったりする人口密集地域では特に課題となる可能性があります。

農業や都市開発など、土地利用の利害が競合する地域では、CPV 設置に適した場所の取得が困難になる可能性があります。再生可能エネルギー発電の必要性と、その他の土地利用の優先事項および環境への配慮とのバランスをとるには、綿密な計画と、場合によっては再生可能エネルギー プロジェクトを承認する土地利用ポリシーが必要です。

さらに、広大な土地やスペースが必要になるため、特定の場所では CPV プロジェクトの拡張性が制限される可能性があります。この課題に取り組むには、よりコンパクトな革新的な CPV 設計の開発や、アグリボルタイクス (農業と太陽光発電の組み合わせ) などの他の土地利用方法と CPV の統合を検討することが必要になる場合があります。

太陽放射の変動

CPV システムは、最適なパフォーマンスを得るために直射日光に大きく依存しています。太陽放射が高く空が澄んでいる地域では優れた性能を発揮しますが、その効率は気象条件、雲量、日陰によって大きく左右される可能性があります。太陽放射の変動は、CPV システムの信頼性と一貫性のある運用に課題をもたらします。

天候パターンが予測できない地域や雲が頻繁に発生する地域では、CPV システムの発電量が変動し、グリッド統合に課題が生じる可能性があります。電力会社とグリッド オペレーターは、この変動性を考慮し、CPV 発電の断続的な性質を管理するための戦略を策定する必要があります。

変動する太陽放射の影響を軽減するには、晴天時に余剰電力を蓄え、曇りや低照度のときに電力を供給するエネルギー貯蔵システムを統合する必要があります。さらに、強化された天気予報と高度な追跡技術により、CPV システムのパフォーマンスとグリッド統合を最適化できます。

主要な市場動向

技術の進歩と効率の向上

世界の集光型太陽光発電 (CPV) 市場で見られる注目すべき動向は、CPV システムにおける継続的な技術の進歩と効率の向上です。太陽光発電業界はエネルギー変換効率の向上を継続的に追求しており、CPV は従来の太陽光発電 (PV) システムと比較して高い効率を実現できる可能性があるため、注目の的となっています。

CPV システムでは、レンズやミラーなどの光学部品を使用して、高効率の太陽電池に太陽光を集光します。この太陽光の集光により、CPV システムの発電能力が大幅に向上します。光学設計、材料、太陽電池技術の最近の進歩により、CPV の効率が大幅に向上しました。

重要な革新の領域は、高度な集光光学系の設計にあります。企業は、小型で高効率の多接合太陽電池に太陽光を集光できる、より効率的で精密な光学素子の開発に積極的に取り組んでいます。これらの進歩により、CPV システムは従来の PV システムを上回る 40% 以上の変換効率を達成しています。

さらに、追跡システムの改善により、CPV モジュールが 1 日を通して太陽の軌道に正確に位置合わせされ、エネルギー収量が向上しています。高度な追跡技術は、信頼性、精度、コスト効率がますます向上しており、CPV システムが太陽との最適な位置合わせを維持できるようにしています。

ハイブリッド システムとエネルギー貯蔵の統合

CPV をエネルギー貯蔵や従来の PV などの他の再生可能エネルギー技術と統合するハイブリッド システムは、CPV 市場の重要なトレンドです。これらのハイブリッド構成には、グリッド統合の強化、エネルギー生成の信頼性の向上、日照時間の短い期間に電力を供給する能力など、いくつかの利点があります。

一般的に採用されているハイブリッド アプローチの 1 つは、CPV をエネルギー貯蔵システムと統合することです。このシステムには、通常、高度なバッテリーが組み込まれています。エネルギー貯蔵により、晴れた期間に生成された余剰電力を貯蔵して送電できるため、太陽光発電の断続性に効果的に対処できます。これは、オフグリッドおよび遠隔地で安定した電力供給を確保するために特に重要です。

さらに、CPV と従来の PV 技術を組み合わせた CPV 太陽光発電ハイブリッド システムが勢いを増しています。これらのシステムは、CPV の集光光学系を活用して晴天時の効率を最適化し、拡散光または低光条件下では PV モジュールを利用して安定した一貫した電力出力を実現します。

セグメント別インサイト

製品別インサイト

製品カテゴリに基づいて、ユーティリティ セグメントは 2022 年に世界の集光型太陽光発電市場で主要なプレーヤーとして浮上しました。

世界の集光型太陽光発電 (CPV) 市場におけるユーティリティ セクターは、CPV 技術の導入において重要かつ急速に拡大しているセグメントです。ユーティリティ スケールの CPV 設備は通常、グリッド用の電力を生成する大規模な太陽光発電所です。ユーティリティ スケールの CPV 設備は、数メガワットから数百メガワットの容量で大量の電力を生成するように特別に設計されています。これらの設備は、電力網への貢献において重要な役割を果たしています。

日当たりの良い地域でのエネルギー生産を最大化するために、ユーティリティ スケールの CPV システムは、40% を超える変換効率を達成できる高効率の多接合太陽電池を利用しています。材料、製造プロセス、システム設計における継続的な革新は、CPV 市場におけるコスト削減に貢献しています。

さらに、ユーティリティ スケールの CPV 設備は、日中に一貫性があり予測可能な発電を提供することで、グリッドの安定化に貢献します。これは、風力や太陽光などの間欠的な再生可能エネルギー源の割合が高い地域では、グリッドの信頼性を確保するために特に重要です。

さらに、ユーティリティ スケールの CPV 設備は、排出ガスのない発電を提供し、温室効果ガスの排出と大気汚染の削減に貢献します。これは、気候変動と闘い、全体的な空気の質を改善するための世界的な取り組みと一致しています。

製品インサイト

リフレクター セグメントは、予測期間中に急速な成長を遂げると予測されています。屈折器は、通常ガラスやアクリルなどの透明材料でできており、太陽光を屈折または曲げて目的の集光度を実現する光学素子です。太陽光を太陽電池に集中させることで、集光型太陽光発電 (CPV) システムで重要な役割を果たします。屈折器は入射する太陽光を効果的に屈折させ、その経路を変更して太陽電池に到達する光の強度を高めます。この太陽光の集光により、CPV システムのエネルギー変換効率が大幅に向上します。

CPV システムで使用される一般的な屈折器の 1 つは、フレネル レンズです。これらのレンズは、平らな表面にある同心円状の溝または隆起で構成されており、太陽光を効果的に集光できます。コンパクトな設計で知られるフレネル レンズは、CPV アプリケーションで頻繁に使用されます。CPV 業界における継続的な研究開発の取り組みは、屈折器の効率を高めることを目的としています。屈折器の設計、材料、製造技術の革新は、より高い集光率の達成とシステム全体のパフォーマンスの向上に貢献します。

屈折器は CPV の効率にとって重要ですが、コスト効率は依然として重要な考慮事項です。メーカーは、システム全体のコストを大幅に増やすことなく、光学性能要件を満たす屈折望遠鏡ソリューションの開発に継続的に取り組んでいます。

屈折望遠鏡の環境への影響はますます注目を集めています。メーカーは、CPV システムで使用される屈折望遠鏡の環境フットプリントを削減するために、リサイクル可能な材料と持続可能な製造プロセスの使用を検討しています。

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地域別インサイト

アジア太平洋地域は、2022 年に世界の集光型太陽光発電市場で最大の市場シェアを占め、主要なプレーヤーとして浮上しました。

アジア太平洋地域は、エネルギー需要の増加、再生可能エネルギーへの重点の高まり、太陽光発電産業の急速な拡大により、世界の集光型太陽光発電 (CPV) 市場で重要な役割を果たしています。アジア太平洋地域には、中国やインドなどの人口の多い国があり、急速な都市化と工業化が進んでいます。その結果、この地域では電力の需要が大幅に増加しています。この需要は、クリーン エネルギー ソリューションへの関心の高まりと相まって、CPV 市場に大きな成長の可能性をもたらします。

アジア太平洋地域の多くの国は、直射日光のレベルが高いなど、豊富な太陽資源を有しています。これらの好ましい条件により、CPV は発電の魅力的な選択肢となっています。CPV システムは、太陽光を電気に変換する効率性で知られており、この地域で太陽エネルギーを利用するのに適した選択肢となっています。

アジア太平洋地域のいくつかの国では、CPV を含む再生可能エネルギー技術の導入を促進するための支援政策やインセンティブを実施しています。これらの政策には、固定価格買い取り制度、税制優遇措置、再生可能エネルギー目標が含まれることが多く、CPV プロジェクトへの投資を奨励しています。

アジア太平洋地域では、高効率の太陽光技術への関心が高まっています。 CPV は従来の太陽光発電システムに比べて高い変換効率を実現できるため、より効率的で費用対効果の高い再生可能エネルギー ソリューションを求める地域の動向と一致しています。

アジア太平洋地域の一部のプロジェクトでは、CPV と他の太陽光発電技術やエネルギー貯蔵システムを組み合わせたハイブリッド太陽光ソリューションを検討しています。これらの組み合わせにより、エネルギー生成の信頼性とグリッド統合を強化できます。

最近の開発状況

• 2023 年 5 月、Morgan Solar は IoT センサー プラットフォームの最新製品として IV DAQ 550W を発表しました。この新しいモデルは、すでに導入されているシリコンベースの PV 技術の 90% 以上をカバーし、高出力ソーラー パネルの DC ヘルス モニタリングに対する高まる需要に対応しています。
• 2023 年 4 月、住友電気工業株式会社と情報通信研究機構 (NICT) は協力して、前例のない 19 コアのランダム結合マルチコア光ファイバーを開発しました。標準外径 0.125 mm のこのマルチコア光ファイバーは、63.5 km の距離で毎秒 1.7 ペタビットという驚異的な伝送速度を達成しました。
• 2023 年 4 月、Saint-Augustin Canada Electric Inc. は、Soitec から集光型太陽光発電 (CPV) システム技術の買収に成功しました。この戦略的買収は、製品ポートフォリオを強化し、太陽エネルギー業界での市場プレゼンスを拡大するという STACE の目標と一致しています。

主要な市場プレーヤー

• 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