为解决上述问题,西班牙阿文戈亚太阳能公司的工程师们建设了一个“可变几何”塔式聚光太阳能发电系统。在环绕57.7米高的集热塔以同心圆排列的轨道上,安装了13个定日镜。在集热塔的顶部,安装了一个可旋转的由混凝土浇筑的钢结构平台,可控制接收器的朝向。
整个镜场可根据太阳的方位沿圆形轨道移动,接收器也可转动,以使其在一整天内都可获得最佳的朝向,从而增大集热效率。
测试结果显示,使用这套灵活可变的实验性太阳能设施可有效降低余弦损失,使塔式聚光太阳能发电站的年均集热效率提升17%,在阳光充足的夏季,甚至可以将集热效率提高至25%到30%。
“太阳能岛”略胜一筹
“漂浮”“旋转”让成本降低产能提高
上述两套太阳跟踪系统已经是比较先进的了,然而却比瑞典的浮动实验室——“太阳能岛”稍逊一筹。
让整个“太阳能岛”转动起来是其最独特的创新设计亮点。用于太阳能发电的实验室是个浮动圆形岛(跟踪平台),直径为25米,包含外圆环面和膜,安装有100个光伏电池板,以45度的倾角逐一相连。考虑到最小的遮蔽效应,太阳能接收器之间的间距必须严格控制。密度越大,产生能量输出就越高。
这个跟踪平台本身能够旋转220度,且具备方位跟踪能力,以便跟踪太阳的方向,在任何时候都处于捕捉阳光的最佳位置。
不仅转转就能追踪太阳,获取最大的太阳能,该太阳能浮动实验室还具有成本低廉、效率高的优点。漂浮在气垫上的“太阳能岛”不需要机械结构支撑,建造材料主要是钢和塑料,只需要有限的土木工程,能实施低成本的建造方案。在水面浮动的实验室通过简单的旋转便能跟踪太阳,既节省了每个太阳能接收器各自装备昂贵的跟踪系统的成本,在发电的同时,又可以减少水的蒸发,意味着耗水量的下降。此外,由于浮动实验室运用的是包括聚光太阳能发电和光伏发电在内的获取太阳能的通用技术,在供热、制冷、发电和海水淡化方面均大有作为。
自2009年以来,第一个“太阳能岛”原型一直在非常恶劣的气候条件下运转,聚光瞄准技术的精度非常高,偏差仅为0.02度。它建在阿联酋的拉斯海玛酋长国,由一个直径80米的圆形平台组成,不但可以安装任何标准的聚光太阳能发电或光伏发电接收器,而且使用的创新型监控系统成本也很低。