百科名片
聚光光伏太陽能將傳統(tǒng)的太陽能光電技術(shù)與大規(guī)模聚熱太陽能發(fā)電廠結(jié)合了起來,能夠極大地強(qiáng)化太陽能生產(chǎn)。聚光型太陽能 (Concentration photovoltaic,簡稱CPV)技術(shù)通過透鏡或鏡面將接收到的太陽能放大成百上千倍,然后將放大的能量聚焦于效率極高的小光電池上。通過放大太陽能,該技術(shù)有效地減少了光電池中半導(dǎo)體材料的用量。
本原理及其優(yōu)勢
1、 基本原理
CPV通過聚光的方式把一定面積上的光通過聚光系統(tǒng)會(huì)聚在一個(gè)狹小的區(qū)域(焦斑),太陽能電池僅需焦斑面積的大小即可,從而大幅減少了太陽能電池的用量。同樣條件下,倍率越高,所需太陽能電池面積越小。
2、優(yōu)勢
?。?) 光伏發(fā)電新的成本降低技術(shù)路徑。
?。?) 系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率高。高倍率CPV采用GaAs等三五族化合物電池,CPV系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到28%,較硅基太陽能電池和薄膜太陽能電池高出不少。
聚光型太陽能系統(tǒng)模組
CPV 系統(tǒng)模組主要由太陽能電池、高聚光鏡面菲涅爾透鏡等光學(xué)聚光元件、太陽光追蹤器組成。應(yīng)用菲涅爾透鏡的作用就是將光線從相對較大的區(qū)域面積轉(zhuǎn)換成相當(dāng)小的面積上,這種透鏡也被稱做集光器或聚光器。
在太陽聚光領(lǐng)域,菲涅爾透鏡是聚光太陽能系統(tǒng)(CPV)中重要的光學(xué)部件之一。太陽菲涅爾透鏡聚光鏡就是,透鏡的焦點(diǎn)剛好落在太陽能芯片上。當(dāng)透鏡面垂直面向太陽時(shí),光線將會(huì)被聚焦在電池片上,匯聚了更多的能量,因而需要較小的電池片面積,大大節(jié)約了成本。
應(yīng)用菲涅爾透鏡能夠?qū)⑻柟饩劢沟饺牍饷?/10至1/1000甚至更小的接收面(高性能電池片)上,比傳統(tǒng)平板光伏(FPV)發(fā)電效率提高30%以上,滿足太陽能聚光發(fā)電(CPV)和聚熱系統(tǒng)(TPV)中高能量高溫需求。
聚光太陽能系統(tǒng)所用的是正菲涅爾透鏡,光線從一側(cè)進(jìn)入,經(jīng)過菲涅爾透鏡在另一側(cè)出來聚焦成一點(diǎn)或以平行光射出。焦點(diǎn)在光線的另一側(cè),并且是有限共軛。菲涅爾透鏡克服了普通透鏡重量大的缺點(diǎn),可省去約80%的材料成本,應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡單。在實(shí)際應(yīng)用中,系統(tǒng)還應(yīng)安裝二次聚光設(shè)備,由于受到太陽光跟蹤系統(tǒng)的精度和風(fēng)向等影響,太陽光入射方向有可能偏離聚光軸向方向,以400倍菲涅爾透鏡為例,如果入射角偏離0.5度,光學(xué)效率將降為64%,如果入射角偏離1度,光學(xué)效率將降為0。為增加對太陽光入射偏離容忍度,可在太陽能電池表面加上二次聚光器,可將容忍度提高到一度。
|