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聚光光伏行思录

来源:http://www.yiyoumask.com 编辑:环亚娱乐ag88真人版 时间:2019/04/02

  聚光光伏行思录

  OFweek太阳能光伏网 在光伏发电的各种技能中,现已走过了近30年开展进程的聚光光伏(concentrated PV,简称CPV)技能,现在看来,依然是一个较不起眼的技能道路。

  聚光光伏技能开展的标志性事情,是1976年美国Sandia国家实验室制作了榜首架聚光光伏发电设备原型机。

  从一开端,人们对聚光光伏技能感兴趣的主要原因,是其具有降低本钱的巨大潜力。但具有挖苦意味的是,在走向市场化的过程中,聚光光伏却因相对昂扬的本钱,一向为批评者所诟病。

  跟着平板晶硅光伏体系本钱的一路下降,也由于聚光光伏自身存在的一些问题,到2014年,从前一度炽热的聚光光伏公司,简直已全军覆没。

  那么,聚光光伏技能还有出路吗?

  什么是聚光光伏

  与其他光伏发电技能道路相同,聚光光伏也是通过光电变换资料的光伏效应完成发电。其所运用光电变换资料,可所以晶硅资料,也可所以其他光电资料。这一技能的关键在于,运用光学聚集设备把太阳光会集到一小片光电资料上,以此节约贵重的半导体资料,抵达相同的阳光运用功率。与一般直觉知道所不同的是,聚光技能仅仅是增大了光的能量密度,并不意味着能量的扩大。

  这样相同,聚光光伏就呈现了一些与一般光伏不太相同的状况。

  首要,由于光学体系一般只能对直射光或许平行光进行聚集,虽然太阳光照射到地球时能够认为是平行光,但抵达地上的阳光,却有一部分是通过散射、反射或许漫反射抵达的,这部分阳光就无法为聚光体系所运用。通常状况下,直射阳光成分占总辐射的85%(因不同区域而异)。

  其次,由于要坚持聚光体系正对着太阳,盯梢体系就成为聚光光伏必不可少的重要部件。传统上,光伏发电设备不带滚动部件一度被认为是光伏发电的一大亮点,但跟着盯梢体系技能的前进和本钱下降,更最重要的是牢靠的添加,因而其他光伏技能带盯梢器的方案也渐渐的被职业接受。

  再者,在运用的光电资料上,前期的聚光光伏依然运用晶硅资料,但跟着其他更高光电变换功率资料的开展和聚光比的进步,III-V族砷化镓系列的半导体多结资料渐渐成为聚光光伏运用的干流资料,而晶硅资料在聚光比进步今后无法接受高密度的光照,仅停留在低倍聚光上使用。因而,聚光光伏又分为低倍聚光(LCPV)和高倍聚光(HCPV)。本文后边谈到的聚光光伏,特指高倍聚光。

  作为光电变换资料,III-V族砷化镓资料因其优异的热学、光学特性,以及抗太空辐射和重量轻(砷化镓自身就是薄膜资料),因而首要在卫星上得到了使用。卫星上为设备供电的光伏板现已由硅太阳能电池板替换成更简便、光电变换功率更高的砷化镓电池板。值得一提的是,砷化镓是一种重要的半导体资料,在微电子等范畴有极其重要的使用。西方国家长时间对我国进行技能封闭,包含约束资料成长设备的进口。

  由于砷化镓资料相对硅资料而言比较贵重,因而,砷化镓系列资料使用于聚光光伏今后,聚光比必需要规划得很高,以平衡资料的本钱。现在干流的高倍聚光体系一般在500~1000倍乃至更高。

  可是,更高的聚光比又带来新的问题。聚光比进步今后,光能量密度更高,芯片的电流密度增大,散热问题显得愈加杰出。一起,更高的聚光比对盯梢体系的精度提出了更高的要求,现在一般要求盯梢精度在0.5度以内,由此盯梢器的长时间稳定性和牢靠性又成了新的课题。所有这些问题,都加重了聚光光伏的本钱压力。

  趁便提一下,也正由于砷化镓资料首要是在空间上得到使用,因而高倍聚光有时也被称为是太空技能的地上使用。这也解说了前期进入高倍聚光光伏范畴的是些什么组织,比方波音公司的光谱实验室、美国Emcore公司等,他们是为美国太空方案供给空间电源的单位,国内的上海811所、天津18所,乃至德国的Azur也是相同的性质。