聚光光伏发电系统的技术难点的解析

来源:中国新能源网发布时间:2019-04-16 14:41:01

因为太阳能的密度低!太阳照射到地面上的平均光强为1千瓦/平米;单晶硅的转化率可以达到23%,多晶可以达到16%,薄膜只能可以达到8%。转换效率最高的砷化镓电池片能到35%以上,但是用砷化镓制造的太阳能发电系统整体转换效率只有25%左右。

所以为了降低太阳能发电系统的价格,增加太阳光强是一个好的解决办法,要想增大光强需要用凸透镜或者菲尼尔透镜或者反光板把光汇聚起来;这样就能大大降低硅与砷化镓的使用量,从而降低太阳能发电系统的价格;这就是CPV(聚光光伏发电系统)的由来。

CPV系统的技术难点

CPV太阳能发电系统原理比较简单,为什么到现在全世界也没有几家公司做出特别稳定且便宜的发电系统呢!在CPV领域原则上讲聚光倍数越高造价就越便宜但是使用聚光的方式就会出现以下问题。

1、 让单晶硅承受较高倍聚光

虽然砷化镓可以承受1000倍的光强,但是现在砷化镓价格昂贵,并且砷化镓中的砷是剧毒物质,不可能大幅度的降低制造成本,另外在以环保为主题的国际环境下也不可能大量使用,最后只能是单晶硅;但是单晶硅一般只能承受3到5倍的光强,在CPV领域3到5倍的聚光几乎不怎么能降低成本,要想大幅度降低成本必须达到10左右。为了达到10倍的聚光必须用特制的单晶硅。

2、 散热:

普通的硅led/'' target=''_blank''>光电池板在夏日中午时温度能到75度以上,普通的硅电池板在两倍太阳光强下时间一长就会起泡,在5倍太阳光强下10分钟就会就会起泡,在10倍太阳光强下5分钟就会起泡,起泡后太阳能电池片就会被氧化,在很短的时间内就会大幅降低效率,另外起泡后由于受热不均匀,常常有电池片炸裂的,这样系统就完全不可用。

如果太阳能电池板使用铝或者铜制的散热片进行自然散热,需要大量的散热片,造价特别贵,贵到比硅光片还要贵;如果使用强制风冷,就要使用大量的电能,得不偿失,并且风扇的寿命与可靠性不高,要想达到高可靠性必须有错误检查与冗余设置,这样就会成几倍增加造价,如果在夏天的中午风扇坏了,整个硅光电池板有可能被彻底烧坏。如果使用水冷除了要使用电力外,造价也不便宜,水冷由于管路多,连接点多,还需要水泵,故障点必然多,可靠性还不如风冷,当然水冷的效率要高于风冷,但是在故障率决定一票否决制的太阳能系统中不可用。

3、 反光板:

普通的镜子,塑料反光板由于反射层与骨架层(比如玻璃)热胀冷缩系数不一样在室外2-4年反射面就会脱落,在沙漠高温差地方可能几个月就完全不能使用了,并且反光率会慢慢下降。

另外国内外也有用高反射率的薄铝板,但是这种铝板不能经受冰雹,并且不能擦洗,如果擦洗会产生永久性损伤,这种铝板使用期限为8年左右,并且反光率逐年降低,8年就基本只有40%的反光率了,远远不能达到太阳能系统要求的25年;铝板有贴保护膜的,但是保护膜造价高,也不防冰雹,不能解决所有问题。另外为了降低成本铝板一般都为0.3毫米左右,这样加工特别困难,加工成本特别高。

4、 跟踪器:

光伏电池只有在聚光器的焦点才能工作,因为地球阳每时每刻都在转动,所以必须使用跟踪器才能保证光伏电池处于聚光器的焦点;跟踪器是CPV系统的主要系统之一,没有跟踪器系统就不能运行,跟踪器除了保证系统能运行外还能比不带跟踪的系统平均多30-40%的电。但是跟踪器是机械结构,长年累月的运行会出故障,并且会有磨损,跟踪器如果出现故障系统就不能运行(发不出电),如果有磨损了跟踪精度就会降低,由于CPV系统对跟踪精度是有要求的,如果精度降低真个发电系统就不能正常运行。

解决方法

为了解决CPV解决系统的问题,掌握CPV系统的核心技术,北京安信高科的陈平坚总经理带领他的研发团队从2008年3月份开始,经过2年多的攻关在投入了上百万的资金,在经过了数不清的失败后终于悉数圆满解决了单晶硅10倍聚光的核心技术,已获取或者正在申请的专利达到8个之多。

1、 让单晶硅承受较高倍聚光

我们经过多次改良,终于制造出了能承受15倍光强的单晶硅光伏电池片,并且比同类电池片的功率要增加15%,远远超过了世界上的同类产品。

2、 散热:

进过几十次的设计,上10次的试制与修改,终于设计了一套独特的廉价的散热器,散热器不需要任何动力,没有任何运动部件,非常稳定;在外界温度45度,13倍聚光的情况下能能保证光伏电池的温度在规定范围内。无动力、无运动部件就意味着免维护,高稳定,不会因为时间长而改变性能。是同类产品散热/价格比最低的散热器。

3、 反光板:

反光板设计制作还比较顺利,进过半年多的思考一次制作就成功,这种反光板的放光率大概在77%,使用寿命不会少于25年,反光率也不会逐年减低,能经受冰雹,并且能擦洗,价格每平米大约200元;另外我们设计了一套独特的加工方法,特别简单的就能加工。 完全解决了其他反光板的所有问题。

4、 跟踪器:

经过10几次的改进,设计了全动型跟踪器,即整体在一个大盘上,东西转向整体进行转动,南北通过联轴器也进行统一俯仰,大大的提供了系统的稳定性,也大大的降低了造价,降低了风阻,另外设计了一套特别的轴套,不怕水不怕沙,使用寿命为10万次(我们整个系统的全寿命为1.8万次),另外智能的控制系统能在有云遮挡的情况下也能使聚光器始终对准太阳,只要太阳一出来系统就立刻能发电,完全解决了现有跟踪器的缺点。

系统价格

由于我们的CPV系统几乎解决所有问题,使造价相对现有太阳能发电系统来说已经大大降低。500千瓦的系统可以做到0.8元/度电;1兆瓦可以做到0.7元/度电;2兆瓦可以做到0.6元/度电;10兆瓦可以做到0.5元/度电;国家能源局测定只有太阳能发电到0.8元/度电国家才能补贴得起,使用我们的CPV系统完全可以达到要求。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201904/16/305442.html
责任编辑:yangran
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
陕西高效光伏技术驱动“沙戈荒”能源开发迈入新阶段来源:凤凰网 发布时间:2026-02-27 09:38:27

该项目的建成,标志着我国在“沙戈荒”地区的新能源开发进入以技术进步与生态协同为核心驱动力的高质量发展新阶段。

巅峰对决:2026年五大工商业储能头部企业的技术底牌与生存逻辑来源:投稿 发布时间:2026-02-26 10:50:46

本文基于公开技术资料、权威项目数据及市场验证,从核心优势与技术特点、主要应用方向与实效两大维度,对全球范围内五家最具代表性的工商业储能头部企业进行深度剖析,以期为行业决策提供具备高度参考价值的专业评估。标准化工商业储能:为各类工业园区、商业楼宇提供标准化、高性价比的储能集装箱系统,满足普遍的削峰填谷需求。

2026全球光伏逆变器领军企业深度解析:五大厂商的核心竞争力与市场格局来源:投稿 发布时间:2026-02-26 10:48:35

当前,全球光伏逆变器产业已形成以中国企业为主导的高度专业化竞争态势,行业龙头不仅在产品出货量上遥遥领先,更在技术路线、系统融合与商业模式上持续创新,不断定义着产业发展的新高度。根据S&PGlobalCommodityInsights的报告,公司光伏逆变器全球出货量持续蝉联第一;同时,在BloombergNEF的年度评选中,其产品荣获全球可融资性排名第一的殊荣。

仕净光能携手东方天算共研电池片试验卫星来源:仕净光能 发布时间:2026-02-14 07:43:09

近日,安徽仕净光能科技有限公司与上海东方天算科技有限公司正式签署电池片技术试验卫星联合研制发射与在轨验证合同。此次联合研制电池片技术试验卫星,是仕净光能布局光伏技术高端应用场景的重要战略举措。对于东方天算而言,此次合作丰富了航天卫星的技术验证场景,推动航天技术与民用光伏技术的双向融合,为航天卫星配套技术的多元化发展注入新活力。

晶科也搞BC?荣获省技术发明奖!量产效率剑指27.5%来源:晶硅太阳能电池技术 发布时间:2026-02-14 07:30:08

近日,晶科能源(海宁)牵头的“高效晶体硅全背电极钝化接触太阳电池关键技术”荣获省技术发明二等奖。这一消息让行业炸开了锅:作为TOPCon阵营的扛旗者,晶科在BC(背接触)技术上的造诣,竟然已经摸到了27.5%的量产天花板!晶科的获奖成果明确了“量产效率超27.5%”的完整方案。

东方日升2025年HJT的技术产业化进程来源:东方日升 发布时间:2026-02-09 10:27:45

对于东方日升而言,过去几年经历了HJT技术的“长征”。站在2026年的开端回望,2025年无疑是HJT技术的“分水岭”之年。依托国家重点研发计划,东方日升全球光伏研究院在钙钛矿/晶硅HJT叠层太阳能电池领域取得重大突破:2025年2月,经国家权威机构认证,其转化效率达到30.99%,这一数据不仅刷新了纪录,更标志着HJT技术是通向30%+效率时代的“终极钥匙”。

钟宝申:技术创新的终点,是让每个人用上“放心电”来源:隆基绿能 发布时间:2026-02-06 09:49:45

日前,隆基绿能董事长、总经理钟宝申在中央广播电视总台经济之声“报时中国经济”中,深入阐释了对全球能源转型、技术创新及产业发展的洞察。钟宝申强调,能源的终极意义在于让发展的机遇如阳光般遍及每个角落。钟宝申指出,无论是偏远地区的光伏扶贫项目,还是城市中的智能微电网,技术创新价值的最终落脚点,在于让每一个人都能用上经济、可靠、清洁的“放心电”,这应是所有技术探索的核心使命。

光伏出海的隐形代价:我们是否正在交出“定价权”?来源:闲话新能源 发布时间:2026-02-04 15:44:44

一个被搁置的问题1月28日下午,工信部召开光伏行业企业家座谈会。捷佳伟创通过非官方渠道证实了这一消息。这是中国光伏正在发生的真实故事。唯独中国光伏设备商,正在以交钥匙工程的方式,把工艺参数、良率调试、生产管理体系全套输出。2022年4月,印度政府宣布对中国光伏组件加征40%基本关税。现在,我们正在以设备出口的名义,把护城河的水放干。更关键的是价格。而这恰恰是中国正在失去的优势。

突破55W/g!我国新型钙钛矿空间光伏技术刷新“功质比”世界最高纪录!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-01-29 08:47:41

量级革命,刷新人类光伏功质比最高纪录钙钛矿太阳能电池凭借其卓越的光电特性,成为制备高功质比器件的理想载体。公司科研团队自2019年起深耕大功质比超轻量柔性钙钛矿技术领域,历经数年技术攻关,多次刷新行业纪录。

广东中山发布关于加强分布式光伏发电项目生产安全事故防范工作的函来源:中山市发展和改革局 发布时间:2026-01-28 09:47:46

市应急管理部门要依法组织生产安全事故调查和应急救援。事故隐患整改完成后光伏项目方可继续施工。

清洁能源连接之桥:解读阳光电源SUNGROW的全球价值与技术驱动来源:阳光电源 发布时间:2026-01-23 12:24:30

作为这一领域的重要参与者,阳光电源股份有限公司不仅是中国新能源行业的技术先锋,更在全球范围内扮演着“清洁能源连接之桥”的角色,通过持续创新实现技术与市场的深度连接。阳光电源作为全球清洁能源桥梁的重要力量通过技术创新与全球化布局,阳光电源已逐步从中国本土企业成长为全球能源转换技术的重要参与者。

新闻排行榜
本周
本月