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
昆明市生态环境局拟审批《120MW夕阳光伏发电项目一期环境影响报告表》的公示来源:昆明市晋宁区人民政府 发布时间:2026-06-02 17:01:32

昆明市生态环境局拟对《120MW夕阳光伏发电项目一期环境影响报告表》进行审批公示。该项目位于昆明市晋宁区夕阳乡荒山荒地,由国能昆明新能源有限公司建设,总投资约4.29亿元,环保投资335.95万元,新建120MW光伏电站及110kV升压站,不包含送出线路。报告全面分析了施工期与运营期的环境影响:施工期重点管控扬尘、施工废水、噪声及固废,采取洒水抑尘、废水回用、低噪设备、分类处置等措施;运营期聚焦油烟与恶臭控制、生活污水再生利用、变压器油等危废防渗管理、噪声达标排放及固体废物分类处置与风险防控。项目各项环保措施可行,环境影响总体可控。公示期为5个工作日,公众可依法提出意见或申请听证。(199字)

全球光伏逆变器服务商解析:爱士惟以技术驱动与全球化布局领跑智慧能源赛道来源:爱士惟 发布时间:2026-06-02 16:54:26

本文聚焦中国光伏逆变器服务商爱士惟的发展实践,系统解析其在全球能源转型背景下的竞争优势与战略路径。文章指出,在全球十大逆变器供应商九家来自中国的高度集中格局下,爱士惟依托德系技术传承(源自德国SMA)与自主研发双轮驱动,2024年以24.2GW出货量位居全球第六,户用逆变器出货量居全球及中国首位;其AI Mode智慧能源管理系统被认定为全球首创,融合AI预测、数字孪生与碳足迹追溯,实现能源管理从事后响应向事前推演升级;公司已构建覆盖光、储、充全场景的产品矩阵,储能业务收入占比由2023年的3.9%跃升至2025年的34.6%;海外收入超51%,业务遍及100多个国家,并已递交港交所上市申请,加速全球化服务网络建设。(199字)

技术混战、价格厮杀,光伏行业破局的“终极答案”在哪?来源:索比光伏网 发布时间:2026-06-02 16:06:09

本文聚焦当前光伏行业深陷产能过剩与价格内卷困局的背景下,TCL中环如何以差异化战略实现破局。文章指出,在技术路线多元迭代(TOPCon、BC、HJT、钙钛矿等)、硅片从“标准化耗材”升级为决定电站全生命周期效能的“核心载体”的趋势下,TCL中环摒弃短期价格战,坚持“优质优价”,依托高端硅片技术优势,通过收购一道新能补齐电池与组件能力,完成全产业链布局;同时秉持“中立赋能、场景定制”理念,不押注单一技术路线,而是提供适配多技术路径的差异化产品。其战略核心在于回归光伏本质——以稳定高品质硅片支撑下游创新,推动行业从成本竞争转向价值竞争,并携手产业链共建良性生态。(198字)

浙江大唐国际新能源取得高稳定性光伏发电柔性防风支架专利,能进一步避免光伏发电板被较强的台风损坏来源:金融界 发布时间:2026-05-26 09:22:38

浙江大唐国际新能源有限责任公司近日获得一项名为“一种高稳定性光伏发电柔性防风支架”的实用新型专利(授权公告号CN224289678U),该专利于2025年6月申请。专利核心在于通过中柱桩、中柱、预埋桩、钢丝绳索、安装板及三角架等结构协同作用:中柱系统从边缘对光伏支架提供刚性固定,钢丝绳索与三角架则发挥柔性拉伸功能,在强风或台风条件下形成刚柔结合的双重防护机制,显著提升光伏板抗风稳定性。该公司成立于2016年,总部位于杭州,主营电力与热力生产供应,注册资本约4.14亿元,已累计拥有37项专利。

山西首个钙钛矿太空光伏项目立项!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-05-21 15:41:47

5月12日,晋中市科技局公示2026年度第一批市级立项备案管理科研项目名单,光语能源首席科学家潘婧博士牵头的科“面向空间光伏的全钙钛矿叠层光伏组件研发”研项目成功入选,正式纳入市级备案管理体系。光语能源将持续深耕钙钛矿光伏技术领域,以科技创新赋能晋中市新能源产业高质量发展,助力构建新质生产力。

高纪凡:光伏行业正迈入技术、品质、价值竞争的新阶段来源:天合光能 发布时间:2026-05-21 07:45:00

5月19日,天合光能董事长兼CEO高纪凡应邀出席晶龙集团高质量发展大会并围绕全球能源变革、中国光伏产业跃迁及高质量发展路径发表主旨演讲,高纪凡指出,光伏虽然受到周期性波动影响,但成为未来能源主体的大趋势不变,行业正迈入技术突围、智能变革、质量取胜的高质量发展阶段。高纪凡指出,光伏产业已正式迈入技术突围、智能变革、质量取胜、价值为王的高质量发展新周期。

国安部:境外间谍对我光伏领域实施窃密!来源:节选自国家安全部微信公众号 发布时间:2026-05-18 08:45:44

国家安全部发布安全提示文章,近年来,境外间谍情报机关手段翻新、攻势凌厉,渗透策反变本加厉,窃密活动愈演愈烈。境外间谍情报机关为取得对华竞争优势,对我稀土、光伏、半导体、高端芯片、人工智能等战略新兴领域实施间谍窃密,千方百计窃取我核心技术和敏感数据,企图掌握我战略底牌,对此我们必须有全新的认识。

投运!复杂山地光伏技术创新应用项目来源:中国能建中电工程 发布时间:2026-05-13 09:18:00

近日中国能建中电工程陕西院EPC总承包的贵州省黔西南州安龙县八坎河团结200兆瓦光伏电站及送出工程并网发电该项目是贵州省2026年重大工程和重点项目之一,总装机容量400兆瓦,由团结、者孔两个200兆瓦光伏电站组成,共用一座220千伏升压站,是当前黔西南州单体容量最大光伏项目。项目送出线路起于220千伏团结升压站,止于500千伏金州变电站,全长28.45千米,单回路架设,共建铁塔85基。

追光不止,聚力英伦 | ASTRO N7s 2.0闪耀伦敦国际太阳能及储能展来源:正泰新能 发布时间:2026-05-08 09:26:10

4月29-30日,2026年伦敦国际太阳能及储能展隆重举行,正泰新能携手英国顶级可再生能源分销商HDMSolar重磅亮相,以前沿光伏技术与高效组件产品,链接欧洲零碳机遇,共话行业新未来。展会现场展会现场,正泰新能ASTRON7s2.0全黑组件重磅亮相,凭借高颜值、高效率、高可靠的核心优势,成为全场焦点,备受海外客户与行业伙伴青睐。

别墅光储充怎么选:解析阳光新能源的HEMS技术为何广受好评?来源:阳光新能源 发布时间:2026-05-06 09:06:12

本文将为你解析HEMS能源管理技术先进的核心价值,并推荐一家在别墅光储充领域实力出众的厂家——阳光新能源旗下的阳光家庭能源服务。HEMS会自动协调光储充各环节,优先使用绿色电力,并在电价低谷时段自动储电,高峰时段优先释能,实现经济性与环保性的平衡。阳光家庭能源搭载的HEMS系统,正是HEMS能源管理技术先进的代表。

徐晓华:HJT引领光伏技术升维 共拓高效低碳新未来来源:华晟新能源 发布时间:2026-04-29 08:55:32

徐晓华表示,华晟始终坚持技术创新与降本增效并行,保持量产线、冠军线、先研线同步推进的研发迭代模式。徐晓华表示,未来华晟将继续深耕异质结技术领域,以更高性能、更具竞争力的光伏产品与系统解决方案,助力全球清洁能源转型,为光伏产业高质量发展贡献核心力量。