低成本聚光光伏发电组件.ppt

低成本聚光光伏发电组件
*
第1页，本讲稿共23页
一、全球能源消耗形势及太阳能未来的战略地位
一百年来，全球能源消耗基本趋于稳定态势，平均每年以3％的速度增加。尽管许多工业化国家能源消耗基本趋于稳定，但大多数发展中国家工业讲稿共23页
采用菲涅尔聚光透镜将阳光聚焦成高能量密度的光束，再将高能量密度的光束照射太阳能聚光电池来发电，称为太阳能聚光式光伏发电。采用聚光电池不仅可降低发电成本，而且可提高太阳能发电的光电转换效率，目前高效聚光电池效率已达32％以上。由于聚光电池的受光面只有同功率的普通光电池几百分之一，因此可以大大节约单晶硅的用量，即同面积的单晶硅片若制成聚光电池，发电量将提高几百倍。例如，600W菲涅尔透镜聚焦太阳能电站仅需要72片聚焦太阳能电池，采光面积小于3平方米，单晶硅片面积只
*
第12页，本讲稿共23页
有164平方厘米。而600W平板固定太阳能电站需要600片100×100mm平板太阳能电池，采光面积需要6平方米，单晶硅片面积与采光面积相同6平方米。可见同功率太阳能发电站在面积上单晶硅片用量，平板固定太阳能电站是聚焦太阳能电站的365倍多，并且太阳能聚光电池的厚度很薄（120μm），只有平板太阳能电池1/4，总单晶硅用量又可大幅度降低。由于单晶硅的造价很高，平板太阳能电池单晶硅用量很大，在前期是太阳能发电价格问题的瓶颈。太阳能聚光电池的出现将大大降低太阳能发电的造价，是今后太阳能发电的方向。
*
第13页，本讲稿共23页
平板太阳光伏发电
*
第14页，本讲稿共23页
采用点聚焦648w聚光太阳能电站
*
第15页，本讲稿共23页
采用线聚焦100kw聚光太阳能电站
*
第16页，本讲稿共23页
三、课题特色
1、聚光器
，过去用于空间技术现经过适应性修改和再开发以降低成本，可用于地面聚光光伏发电组件。
，很好地解决了柱面线聚焦菲涅耳聚光透镜容许有较大形变的问题，柱面形变容差通常可高达15°～20°。相对于常规设计，聚光透镜面形容许变形增大100倍。聚光透镜的光学效率：≥85%；几何聚光比：20。
*
第17页，本讲稿共23页
（用金属模做母模，塑料模具做子模，浇注成型硅橡胶透镜加工聚光器的方法），可实现大面积柱面透镜模具精密制造；而常规小面积透镜模具是采用点金刚石切削三维成型工艺。采用热压连续精密成型，可批量生产大面积线聚焦柱面透镜。而常规的线聚焦柱面透镜采用单一模具浇注成型，透镜模具面积小，生产效率和成本均较高。
，然后粘贴一薄层橡胶菲涅耳透镜组成的透镜组件，以增加耐候性和耐擦性。
*
第18页，本讲稿共23页
2、对日跟踪系统
本项目研究开发成功后，由于聚光透镜面形容许偏差最高可达20°，因此，可使太阳跟踪由双向跟踪变为单向跟踪。且跟踪精度要求低（本产品为1 °）；跟踪系统结构简单，可采用时区模块输入、微机定时控制驱动机构，机构简单、可靠性高；而常规平板聚光光伏系统需要双轴跟踪， °，跟踪系统复杂，需采用太阳敏感器等控制复杂的伺服机构进行双轴跟踪，可靠性低，功耗相对较大。
*
第19页，本讲稿共23页
3、柱面线聚焦聚光光伏发电组件集成
地面柱面聚光光伏发电组件由聚光透镜、太阳电池及热沉、对日跟踪系统和其它结构件组成。上世纪90年代美国一独立机构对多种类型的聚光光伏组件的性能、可靠性和寿命，进行了为期十年的检测和考察，结论是这种柱面聚光光伏组件最优。与平板太阳电池组件相比，太阳电池用量减少95%；太阳光对太阳电池的辐射通量增加40%；与平板聚光光伏组件相比，聚光透镜面形容许变形增大100倍，本项目产品面形偏差容许20°；太阳电池工作温度低，本项目产品约60℃，，长期工作性能好，平板聚光组件的电池
*
第20页，本讲稿共23页
温度要超过80 ℃；单轴对日跟踪为主，跟踪精度要求低，本项目产品为1 °。带跟踪器无故障使用时间可达5年以上；太阳能光伏发电组件自身耗电量小于发电量的1%；与相同功率的平板太阳电池组件相比发电量提高40%，组件价格降低40%。采用特种加工工艺，可实现大面积柱面透镜模具精密制造；而常规小面积透镜模具是采用点金刚石切削三维成型工艺。采用热压连续精密成型，可批量生产大面积线聚焦柱面透镜。而常规的线聚焦柱面透镜采用单一模具浇注成型，透镜模具面积小，生产效率和成本均较高。
*
第21页，本讲稿共23页
四、结束语
聚光光伏发电组件与常规平板太