Концентрированный рынок фотоэлектрических систем — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по продукту (отражатели и рефрактор), по концентрации (низкая и высокая), по применению (коммунальные и коммерческие), по региону, по конкуренции, прогноз и возможности, 2018–2028 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок концентрированных фотоэлектрических систем оценивался в 982,46 млн долларов США в 2022 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 9,61% до 2028 года. Прогнозируется, что растущий спрос на централизованные фотоэлектрические (CPV) приложения будет стимулировать рост соглашений о покупке энергии между частными компаниями и электросетевыми советами. Ожидается, что в ближайшие годы мировая индустрия CPV столкнется с рыночной конкуренцией, повышением надежности и повышением эффективности. Более того, стимулы и государственные субсидии, направленные на достижение целей в области возобновляемых источников энергии, вероятно, будут способствовать росту мирового рынка фотоэлектрических концентраторов. Ожидается, что экономическая эффективность и использование возобновляемых источников энергии станут основными драйверами спроса в прогнозируемый период.

Ключевые драйверы рынка

Высокая эффективность преобразования энергии

Одним из ключевых драйверов мирового рынка концентрированных фотоэлектрических (CPV) систем является исключительная способность технологии достигать высокой эффективности преобразования энергии. Системы CPV используют оптические компоненты, такие как линзы или зеркала, для концентрации солнечного света на небольших высокоэффективных солнечных элементах, называемых многопереходными солнечными элементами. Эти специализированные элементы могут преобразовывать большую часть входящего солнечного света в электричество, что приводит к значительно более высокой эффективности преобразования по сравнению с традиционными фотоэлектрическими (PV) системами.

Стремление к большей эффективности преобразования энергии является центральным направлением в секторе возобновляемых источников энергии, и CPV выделяется как технология, которая может обеспечить выдающиеся результаты. Системы CPV, достигающие эффективности преобразования более 40%, предлагают потенциал для генерации большего количества электроэнергии из заданного количества солнечного света, что делает CPV привлекательным выбором для регионов с ограниченной площадью земли или потребностью в высоком уровне выработки электроэнергии.

Стремление к максимизации производства энергии при минимизации землепользования и воздействия на окружающую среду позиционирует CPV как ведущую технологию для солнечных установок коммунального масштаба и интеграции в сеть. Стремление к еще более высокой эффективности преобразования продолжает стимулировать исследования и инновации в области CPV, способствуя ее росту на мировом рынке возобновляемой энергии.

Растущий спрос на чистую и устойчивую энергию

Глобальный сдвиг в сторону чистых и устойчивых источников энергии является значительным катализатором для рынка CPV. Правительства, предприятия и потребители все больше осознают необходимость сокращения выбросов парниковых газов и отказа от ископаемого топлива для борьбы с изменением климата. Солнечная энергия, включая CPV, играет ключевую роль в этом переходе.

Системы CPV предлагают несколько преимуществ в плане устойчивости. Их высокая эффективность преобразования энергии позволяет им генерировать больше электроэнергии с меньшим количеством солнечных элементов, тем самым снижая воздействие на окружающую среду, связанное с производством и материалами. Более того, производство электроэнергии без выбросов и загрязнения воздуха CPV идеально соответствует целям устойчивого развития.

Страны по всему миру устанавливают цели в области возобновляемой энергии и внедряют политику и стимулы для поддержки внедрения солнечных технологий, включая CPV. Эти инициативы создают благоприятную среду для роста рынка CPV, поощряя инвестиции в проекты чистой энергии и способствуя расширению установок CPV.

Поскольку спрос на чистые и устойчивые источники энергии продолжает расти, ожидается, что позиция CPV в мировом энергетическом ландшафте расширится, что усилит ее роль движущей силы на рынке возобновляемой энергии.

Интеграция сетей и энергетическая безопасность

Спрос на надежные и безопасные источники энергии, наряду с целью повышения устойчивости сетей, служит значительным катализатором для рынка CPV. Системы CPV хорошо подходят для бесшовной интеграции сетей благодаря своей замечательной способности эффективно генерировать электроэнергию в периоды пикового спроса. Эта характеристика вносит значительный вклад в энергетическую безопасность, снижая риск нехватки электроэнергии в часы высокого спроса.

Более того, технология CPV играет жизненно важную роль в укреплении стабильности сети. Исключительная эффективность преобразования энергии и возможности быстрого реагирования систем CPV делают их бесценными активами в обеспечении надежности сети, особенно в сочетании с системами хранения энергии. Технология CPV обеспечивает тонкий баланс между спросом и предложением, предоставляя операторам сетей больший контроль над производством электроэнергии.

Кроме того, CPV преуспевает в трансграничных электрических соединениях, которые облегчают обмен электроэнергией между странами, тем самым повышая энергетическую безопасность и эффективность рынка. Учитывая его эффективные возможности генерации электроэнергии, CPV становится привлекательным вариантом для проектов соединений, особенно в регионах с обильным солнечным излучением.

Поскольку правительства и коммунальные службы во всем мире отдают приоритет интеграции сетей и энергетической безопасности, технология CPV становится ключевым фактором инноваций и роста на мировом рынке возобновляемой энергии. Его потенциал для повышения надежности сети и содействия энергетической безопасности органично сочетается с меняющимися требованиями современных энергетических систем.

Основные проблемы рынка

Требования к земле и пространству

Системы концентрированных фотоэлектрических (CPV) требуют значительного количества земли или пространства для размещения концентрирующей оптики и систем слежения, которые отслеживают траекторию солнца в течение дня. Это требование к земле или пространству может представлять собой проблему, особенно в густонаселенных районах, где земля ограничена или дорога.

В регионах с конкурирующими интересами в области землепользования, такими как сельское хозяйство или городское развитие, приобретение подходящих участков для установок CPV может быть сложным. Достижение баланса между необходимостью производства возобновляемой энергии и другими приоритетами землепользования и экологическими соображениями требует тщательного планирования и, в некоторых случаях, политики землепользования, которая поддерживает проекты возобновляемой энергии.

Более того, потребность в обширной земле или пространстве может ограничить масштабируемость проектов CPV в определенных местах. Решение этой проблемы может включать разработку инновационных конструкций CPV, которые являются более компактными, или изучение интеграции CPV с другими методами землепользования, такими как агровольтаика (сочетание сельского хозяйства и производства солнечной энергии).

Изменчивость солнечного излучения

Системы CPV в значительной степени зависят от прямого солнечного света для оптимальной производительности. Хотя они превосходны в регионах с высокой солнечной радиацией и ясным небом, их эффективность может существенно зависеть от погодных условий, облачности и затенения. Изменчивость солнечного излучения представляет собой проблему для надежной и последовательной работы систем CPV.

В районах, где погодные условия непредсказуемы или часто бывает облачность, системы CPV могут испытывать колебания в выработке электроэнергии, что приводит к проблемам в интеграции сети. Коммунальные службы и операторы сетей должны учитывать эту изменчивость и разрабатывать стратегии для управления прерывистым характером вырабатываемой CPV энергии.

Смягчение воздействия переменной солнечной радиации может включать интеграцию систем накопления энергии для хранения избыточной электроэнергии в солнечные периоды и ее распределения в облачные или слабоосвещенные условия. Кроме того, улучшенное прогнозирование погоды и передовые технологии отслеживания могут оптимизировать производительность системы CPV и интеграцию в сеть.

Основные тенденции рынка

Технологические достижения и повышение эффективности

Заметной тенденцией, наблюдаемой на мировом рынке концентрированных фотоэлектрических (CPV) систем, является постоянное технологическое развитие и повышение эффективности систем CPV. Поскольку солнечная промышленность постоянно стремится повысить эффективность преобразования энергии, CPV стала центром внимания из-за ее потенциала обеспечивать более высокую эффективность по сравнению с традиционными фотоэлектрическими (PV) системами.

Системы CPV используют оптические компоненты, такие как линзы или зеркала, для концентрации солнечного света на высокоэффективных солнечных элементах. Такая концентрация солнечного света значительно повышает возможности генерации электроэнергии системами CPV. Недавние достижения в области оптического дизайна, материалов и технологии солнечных элементов привели к значительному повышению эффективности CPV.

Область ключевых инноваций лежит в разработке усовершенствованной оптики концентраторов. Компании активно разрабатывают более эффективные и точные оптические элементы, способные концентрировать солнечный свет на небольших, высокоэффективных многопереходных солнечных элементах. Эти достижения привели к тому, что системы CPV достигли эффективности преобразования 40% и выше, что превосходит показатели традиционных фотоэлектрических систем.

Более того, усовершенствования в системах слежения, которые обеспечивают точное выравнивание модулей CPV с траекторией солнца в течение дня, способствуют повышению выработки энергии. Передовые технологии слежения становятся все более надежными, точными и экономичными, позволяя системам CPV поддерживать оптимальное выравнивание с солнцем.

Интеграция гибридных систем и накопления энергии

Гибридные системы, которые интегрируют CPV с другими технологиями возобновляемой энергии, такими как накопление энергии или традиционные фотоэлектрические системы, являются значимой тенденцией на рынке CPV. Эти гибридные конфигурации предлагают несколько преимуществ, включая улучшенную интеграцию в сеть, улучшенную надежность генерации энергии и возможность подачи электроэнергии в периоды слабого солнечного света.

Один из общепринятых гибридных подходов включает интеграцию CPV с системами хранения энергии, обычно включающими усовершенствованные батареи. Хранение энергии позволяет хранить и распределять избыточное электричество, вырабатываемое в солнечные периоды, эффективно решая проблему прерывистости солнечной энергии. Это особенно важно для обеспечения бесперебойного электроснабжения в не подключенных к сети и отдаленных районах.

Более того, гибридные системы CPV-фотоэлектрические, которые объединяют CPV и традиционные технологии PV, набирают обороты. Эти системы используют концентрирующую оптику CPV для оптимизации эффективности в солнечных условиях, полагаясь при этом на фотоэлектрические модули для стабильной и последовательной выработки электроэнергии в условиях рассеянного или слабого освещения.

Сегментная аналитика

Сведения о продукте

Исходя из категории продукта, сегмент Utility стал доминирующим игроком на мировом рынке концентрированной фотоэлектрической энергии в 2022 году.

Сектор коммунальных услуг на мировом рынке концентрированной фотоэлектрической энергии (CPV) является важнейшим и быстрорастущим сегментом для развертывания технологии CPV. Установки CPV коммунального масштаба, как правило, представляют собой крупные солнечные электростанции, которые вырабатывают электроэнергию для сети. Установки CPV коммунального масштаба специально разработаны для выработки значительного количества электроэнергии с мощностью от нескольких мегаватт до сотен мегаватт. Эти установки играют существенную роль в обеспечении электросети.

Чтобы максимизировать производство энергии в солнечных регионах, системы CPV коммунального масштаба используют высокоэффективные многопереходные солнечные элементы, которые могут достигать эффективности преобразования более 40%. Постоянные инновации в материалах, производственных процессах и проектировании систем способствовали снижению затрат на рынке CPV.

Кроме того, установки CPV коммунального масштаба способствуют стабилизации сети, обеспечивая постоянную и предсказуемую генерацию электроэнергии в дневное время. Это особенно важно в регионах с высокой долей непостоянных возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, для обеспечения надежности сети.

Более того, установки CPV коммунального масштаба предлагают генерацию электроэнергии без выбросов, способствуя сокращению выбросов парниковых газов и загрязнения воздуха. Это согласуется с глобальными усилиями по борьбе с изменением климата и улучшению общего качества воздуха.

Информация о продукте

Прогнозируется, что сегмент рефракторов будет испытывать быстрый рост в течение прогнозируемого периода. Рефракторы — это оптические элементы, обычно состоящие из прозрачных материалов, таких как стекло или акрил, которые преломляют или изгибают солнечный свет для достижения желаемой концентрации. Они играют фундаментальную роль в концентрированных фотоэлектрических (CPV) системах, фокусируя солнечный свет на солнечных элементах. Рефракторы эффективно преломляют входящий солнечный свет, изменяя его путь для увеличения интенсивности света, достигающего солнечных элементов. Такая концентрация солнечного света значительно повышает эффективность преобразования энергии в системах CPV.

Одним из распространенных типов рефракторов, используемых в системах CPV, является линза Френеля. Эти линзы состоят из концентрических канавок или выступов на плоской поверхности, что позволяет им эффективно концентрировать солнечный свет. Известные своей компактной конструкцией, линзы Френеля часто используются в приложениях CPV. Постоянные исследования и разработки в отрасли CPV направлены на повышение эффективности рефрактора. Инновации в конструкции рефрактора, материалах и методах производства способствуют достижению более высоких коэффициентов концентрации и улучшению общей производительности системы.

Хотя рефракторы имеют решающее значение для эффективности CPV, экономическая эффективность остается важным фактором. Производители постоянно стремятся разрабатывать решения для рефракторов, которые соответствуют требованиям к оптическим характеристикам без значительного увеличения общей стоимости системы.

Влияние рефракторов на окружающую среду привлекает все большее внимание. Производители изучают использование перерабатываемых материалов и устойчивых производственных процессов для снижения воздействия рефракторов, используемых в системах CPV на окружающую среду.

Загрузить бесплатный образец отчета

Региональные данные

Азиатско-Тихоокеанский регион стал доминирующим игроком на мировом рынке концентрированной фотоэлектрической энергии в 2022 году, занимая самую большую долю рынка.

Азиатско-Тихоокеанский регион играет значительную роль на мировом рынке концентрированной фотоэлектрической энергии (CPV) благодаря растущему спросу на энергию, растущему акценту на возобновляемые источники энергии и быстрому расширению солнечной промышленности. Азиатско-Тихоокеанский регион является домом для густонаселенных стран, включая Китай и Индию, которые переживают быструю урбанизацию и индустриализацию. Следовательно, в регионе существует значительный и растущий спрос на электроэнергию. Этот спрос в сочетании с растущим интересом к решениям в области чистой энергии представляет значительный потенциал роста для рынка CPV.

Многие страны Азиатско-Тихоокеанского региона обладают богатыми солнечными ресурсами, включая высокие уровни прямого солнечного света. Эти благоприятные условия делают CPV привлекательным вариантом для производства электроэнергии. Системы CPV известны своей эффективностью в преобразовании солнечного света в электричество, что делает их подходящим выбором для использования солнечной энергии в этом регионе.

Несколько стран Азиатско-Тихоокеанского региона внедрили поддерживающую политику и стимулы для содействия внедрению технологий возобновляемой энергии, включая CPV. Эта политика часто включает в себя фиксированные тарифы, налоговые льготы и цели в области возобновляемой энергии, которые поощряют инвестиции в проекты CPV.

Азиатско-Тихоокеанский регион становится свидетелем растущего интереса к высокоэффективным солнечным технологиям. Способность CPV достигать более высокой эффективности преобразования по сравнению с традиционными фотоэлектрическими системами согласуется со стремлением региона к более эффективным и экономичным решениям в области возобновляемой энергии.

Некоторые проекты в Азиатско-Тихоокеанском регионе изучают гибридные солнечные решения, которые объединяют CPV с другими солнечными технологиями или системами хранения энергии. Эти комбинации могут повысить надежность генерации энергии и интеграцию в сеть.

Последние разработки

• В мае 2023 года Morgan Solar представила IV DAQ 550W в качестве новейшего дополнения к своей сенсорной платформе IoT. Эта новая модель теперь охватывает более 90% уже установленных фотоэлектрических технологий на основе кремния, удовлетворяя растущий спрос на мониторинг состояния постоянного тока более мощных солнечных панелей.
• В апреле 2023 года Sumitomo Electric Industries, Ltd. и Национальный институт информационных и коммуникационных технологий (NICT) объединились для разработки случайно связанного многожильного оптического волокна с беспрецедентным количеством жил — 19. Это многожильное оптическое волокно со стандартным внешним диаметром 0,125 мм достигло замечательной скорости передачи данных — 1,7 петабит в секунду на расстояние 63,5 км.
• В апреле 2023 года компания Saint-Augustin Canada Electric Inc. успешно приобрела технологию концентрированной фотоэлектрической (CPV) системы у Soitec. Это стратегическое приобретение соответствует цели STACE по улучшению своего продуктового портфеля и расширению своего присутствия на рынке в отрасли солнечной энергетики.

Ключевые игроки рынка

• 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