聚光光伏发电综述0328

1、2022-5-31聚光光伏发电技术发展综述2022-5-32提提 纲纲l 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术l 聚光光伏发电技术聚光光伏发电技术l 国内外聚光光伏系统国内外聚光光伏系统l 发展趋势发展趋势3 太阳能光伏发电技术4l 光伏发电可将太阳能直接转换成电能，光伏发电可将太阳能直接转换成电能，安装方便。l 自20世纪80年代以来，光伏产业是世界上增长最快的高新技术产业之一，近几年来世界光伏发电产业均以30%的速度高速增长。据预测，到2040年，太阳能光伏发电将占到年，太阳能光伏发电将占到人类能源利用的人类能源利用的20%。光伏产业发展迅速5光伏电站6光伏电站6.3 MWp, Solar

2、 Park Muhlhausen，Germany,4.6 MWp, Springerfield, Tucson, Arizona, USA,7光伏建筑一体化8单轴跟踪光伏电站9双轴跟踪光伏电站10大型联动跟踪太阳装置大型联动跟踪太阳装置11跟踪光伏电站12聚光光伏发电技术聚光光伏发电技术l 2007年，美国Spectrolab将聚光太阳电池的转换效率提高到了40.7%，2008年人们利用分光聚光技术将转换效率提高到42.8%，目前聚光太阳能电池正在率先向50%的光电转换效率发起冲击。预计聚光光伏发电的成本将在2020年降低到0.8元/kWh以下 。目前商业化平板太阳能电池的效率为15%-17%

3、。13聚光光伏技术优势l聚光光伏发电技术是节约材料、降低成本的有效途径。l半导体材料用量少，相当于用普通的金属、玻璃材料代替昂贵的半导体材料。l成本大幅度降低，具有在国内推广应用和参与国际竞争的优势。1415聚光光伏系统的构成聚光光伏系统的构成l 聚光系统聚光系统(聚光器、聚光元件聚光器、聚光元件)l 光伏转换系统光伏转换系统 聚光太阳电池组件聚光太阳电池组件散热器散热器l系统平衡部分系统平衡部分(BOS) 太阳自动跟踪系统、控制器及支架等太阳自动跟踪系统、控制器及支架等16二十一世纪初聚光器的发展二十一世纪初聚光器的发展抛物面碟式抛物面碟式171819FISE与Ioffe研究院开发20 EN

4、TECH公司的丙烯酸拱形线聚焦聚光光伏发电系统，聚光比24，口径84cm，电池4cm，双轴跟踪。21光伏国际公司30 kW公用联网屋顶式线性聚焦系统，聚焦比为10X ，加州萨克拉门托的萨克拉门托市政公用区安装。22太阳系统有限公司聚焦比为500倍的抛物面碟，将要在澳大利亚被用于两个聚光系统。23静态聚光器静态聚光器l 新南威尔士大学已开发了一种4倍聚光的静态聚光镜。l东京大学一直在研究二维和三维折射式静态聚光镜。 二维透镜的聚光率为1.65倍，而三维透镜的聚光率 为大约2倍。l UPM和ISOFOTON正在开发带双面电池的静态聚光镜。24混合式光学器件混合式光学器件 RXI聚光镜的方案RXI光

5、学聚光器 Heat sink 散热片 GaAs solar cell GaAs太阳电池25电池直径3mm聚光镜对角线10cm模块厚度3cm聚光比1000角孔径1.5UPM（马德里技术大学）设计的（马德里技术大学）设计的RXI微型聚光镜原型微型聚光镜原型26聚光光伏组件聚光光伏组件2728GaAs-GaSb多结电池的原型聚光镜模块面积为486cm2。该模块是FISE与Ioffe理工学院合作开发的29美国特拉华大学超高效太阳能电池元件示意图（42.8，2008）低倍宽角度聚光器+分光元件+多结电池30国外聚光光伏计划l （1）欧盟l 聚光太阳电池系统项目EUCLIDESl C-rating项目l

6、IDEOCONTE项目l （2）美国l High-Performance Photovoltaic计划l （3）澳大利亚l 澳大利亚国立大学与Solahart共同建立了Rockingham 聚光光伏系统。31系统类型系统类型光学光学元件元件聚焦比聚焦比电池电池型式型式冷冷却却跟踪跟踪应用应用规模规模年份年份点聚焦于单个电池透镜50 X 500GaAs双轴Broken山太阳场（澳大利亚）1 MW建造中线性聚焦系统透镜15 X 60Si被动双轴Entech 3M/澳斯汀系统300 kW1990年Entech-20Kw PVUSA系统20 kW1991年Entech CSW太阳公园100 kW199

7、5年Entech-TU电能公园100 kW1995年PVI 加州洛杉矶Clean Air Now30 kW1996年PVI，萨克拉门托市政公用区30 kW1996年PVI 亚利桑那公共服务3 kW1996年主动E-系统-PV/达拉斯机场用的热系统25 kW1982年镜子15 X 60Si被动爱伯克奇BDM公司办公区EUCLIDES系统450 kW1999年主动PV/热Acurex-系统60 kW1981年50 kW1982年32 EUCLIDES是由欧洲委员会资助的一个聚光太阳电池系统的项目，于1998年11月完成。该系统包括14个电池方阵，每个方阵由138个聚光电池组件和140个槽式抛物镜面

8、组成，每个方阵长84m,单轴跟踪，几何聚光率为38.2，功率为480kWp，散热方式为被动式，电池为激光刻槽埋栅电池。槽式反射线聚焦。33C-Rating 项目(2000.062003.05)，由欧洲委员会EC资助，目的是制定光伏聚光元件和组件的标准， 促进光伏聚光系统的市场化。34IDEOCONTE项目的项目的目标是找出基于硅电池的最合适的聚光光伏系统系统目标是找出基于硅电池的最合适的聚光光伏系统系统配置方案。项目对若干跟踪结构系统的性能进行精确估算及成本分析配置方案。项目对若干跟踪结构系统的性能进行精确估算及成本分析35 Concentrating Technologies的MicroDi

9、sh采用 Spectrolab的多结聚光太阳能电池（当时为世界最高效率37.2%），抛物面反射镜，双轴跟踪. 并入 美国Arizona 公共电网. 36 澳大利亚Solar Systems Pty 公司CS500，单台功率35kW，采用效率22%的单晶硅太阳能电池，旋转抛物面反射镜聚光，聚光比500，水冷，四柱支撑聚光太阳能电池组件 . 37安徽应天新能源公司新厂区安徽应天新能源公司新厂区10kW独立光伏电站独立光伏电站38我们在聚光光伏方面的研究工作我们在聚光光伏方面的研究工作3940单立柱跟踪双单立柱跟踪双U型聚光光伏发电单元型聚光光伏发电单元 41轨道驱动跟踪双轨道驱动跟踪双U型聚光光伏发电单元型聚光光伏发电单元 42200kW聚光光伏并网示范工程鸟瞰图聚光光伏并网示范工程鸟瞰图4320倍聚光光伏发电系统采用光电转换效率18%以上的高效太阳能电池、多面反射镜组合直接反射的聚光器以及高效散热器，非常有希望在技术上取得重大