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“4倍聚光+跟蹤”在太陽能利用技術領域取得新突破

發布時間: 來源:中國工程院院士

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    我國太陽能光伏產業目前步履艱難。這既與金融危機的沖擊有關,也與我國太陽能光伏企業技術落后有關。不論在多晶體的生產,還是在組件的加工制造方面,我國太陽能光伏企業所掌握的大多核心技術都是控制在別人手里的落后技術.耗能多、成本高。對于光伏行業目前所遇到的困難.筆者認為唯一的出路是大力推進先進的光伏技術,大力改造我國的光伏產業,大幅度降低光伏發電成本。我國自主研發的一種先進技術——“4倍聚光+跟蹤”的光伏發電技術,值得行業借鑒。 

     “4倍聚光+跟蹤”光伏發電系統的成本已降到0.8元/度電。 

     傳統的光伏電池是將光電池做成平板,固定放在屋頂或墻面,或按最佳方位,用支架排成接受陽光的陣列。優點是結構簡單、易加工。缺點是有較大的余弦損失,每塊光電池只接受一倍陽光,利用率太低。 

提高電能有效產出的辦法之一是聚光+跟蹤。 

     已有測量數據證明:在4倍光強的條件下,光電池的輸出量是平均電池輸出量的3.3倍。如果再加上跟蹤裝置,可比平板電池提高30%,也就是說一塊光電池能產生4.3倍的電力。 

     為什么這一4倍聚光技術能在短期內獲得成功?原因在于以下四個方面:一、僅要求“4倍”而不是“高倍”聚光,可用目前市場上供應充分的光伏電池,不必要求有能承受l0倍-20倍聚光的“特殊”電池;二、這一光漏斗能保證太陽光在光電池表面有均勻的光強分布.這就極大地減少了由于熱應力的不均勻和受熱量的不均勻而帶來的“光漏斗”在制作和散熱方面的困難。事實上,如果選擇市場上隨便買來的劣質光電池,四倍聚光會扭曲成“碗”;三、由于這是光的均勻“折疊”,僅要求太陽光的垂直輸入.使“光漏斗”成為“向日葵”;四、只需將地球繞太陽公轉和自轉的高精密的運行公式輸入芯片,就能將陽光垂直送進光漏斗,不必采用“測量”和“反饋”等復雜而又不甚精密的控制方案.也大幅度降低了跟蹤成本。 


已在安徽省蚌埠市建造的一臺直徑為3 5米、峰值功率為50千瓦的光伏發電機,所用結構材料更少.占地面積更小,控制更簡單,成本也更低。這種發電機現在已接到國外大批訂單,將出口到國外市場。極重要的是:該裝置已正式通過長達一年的歐洲TUV的國際強化試驗.有關部門已認同“這一新產品的持續運轉壽命可大于25年”。 

     為什么不是薄膜電池? 
     通過對薄膜電池、平板式晶硅、傳統跟蹤式晶硅、“聚光+跟蹤+晶硅”和“改進式聚光+跟蹤+晶硅”從占用土地情況、價格、安裝的便捷程度和承受風載的能力四個方面分析發現:“聚光+跟蹤+晶硅”系統具有用地效率高、廉價、輕巧、承受風載大的特點。人們最終得出結論:“聚光+跟蹤+晶硅”是唯一在性價比上可以和薄膜電池相競爭的一項新技術。當然.薄膜電池也有它不可取代的優點:輕巧而低廉,能比聚光電池多接受散射光,在陽光微弱地區,也有優勢,在未來市場仍將占一定份額。薄膜電池、晶體硅電池和各種跟蹤式電池在承受風載能力方面的比較,見表一。 

表一

不同方法 最大的風載
薄膜電池 lOOkm/h
平板式晶硅 lOOkm/h
傳統跟蹤式晶硅 60-70km/h
聚光+跟蹤+晶硅 140km/h
改進式聚光+跟蹤+晶硅 140km/h

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