聚光光伏太阳能发电系统市场与技术调研究报告

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1、聚光光伏太阳能发电系统市场与技术调研究报告北京万桥兴业机械有限公司前言目前及相当长的时期我国能源供需矛盾十分突出，为此，除了合理开发和利用石化能源和水力、核能外，将加速开发利用可再生能源（风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等）。如今我国已出台“中华人民共和国可再生能源法”。在法律上把可再生能源的开发和利用提高到我国能源发展的战略高度，这将大大地推动包括太阳能光伏发电在内的可再生能源的发展。近几年，我国太阳能光伏组件产量几乎是以每年翻番的速度增长，但太阳能光伏技术开发和利用的水平不仅远低于发达国家，也落后于印度、巴西等发展中国家。目前阻碍我国太阳能光伏发电系统大规模

2、推广应用的瓶颈是系统价格和发电成本太高。聚光光伏技术研发在国外已经有三十多年历史，但聚光光伏电站的商业化运营目前在全球范围内仍处于起步阶段，最根本的原因还是成本太高。尽管聚光光伏有很多优点，如占地面积小、发电效率高、节省材料、减少污染，等等；但聚光光伏的最大缺点就是成本太高，其成本大大高于多晶硅。太阳能行业还属于政府补贴的一个高成本行业，但政府补贴毕竟是有限的、不可延续的。如果成本始终大大高于多晶硅的话，聚光光伏产业的发展肯定要受制约。只有把成本降到一定程度，或者有突破性的技术出来，聚光光伏的市场才能打开。关键字：聚光光伏、成本、市场……1聚光光伏太阳能发电系统的原理

3、及应用1.1聚光光伏（CPV）的原理聚光光伏（CPV）是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术，CPV是聚光太阳能发电技术中最典型的代表。使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换，分别是第一、第二代太阳能利用技术，均已得到了广泛应用。利用光学元件将太阳光汇聚后再进行利用发电的聚光太阳能技术，被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术。1.2聚光光伏（CPV）的应用任何资源区聚光光伏太阳能发电系统（CPV）都有效率优势，但目前在资源区才有成本竞争优势，适合我国大西北地区。因为那里阳光比较充足，地域辽阔，适合做大型的聚光光伏发电站，而不太适合在城市里做民

4、用。中国的国情与西方国家不一样，美国、欧洲有很多地方都是独立的别墅，别墅的屋顶是属于自己家的，可以自己安装太阳能板。但在中国就不一样了，大多数老百姓住的都是楼房，给每家每户安装是不现实的。另外，聚光光伏的特点是，在阳光充足的地方，其效率要比多晶硅好很多，现在城市的空气洁净度都很差，对聚光光伏的应用效率会有一些制约。在综合考虑性能和成本的前提下，根据需要采取不同的聚光器、太阳电池、跟踪形式进行工程化设计，组成聚光光伏系统。其中散热是必须优先考虑的因素，因为太阳光汇聚后会在太阳电池表面形成非常高的温度。如果不能及时散热，太阳电池光电转换效率会受到很大影响，甚至会烧毁太阳电

5、池。系统的可靠性、维修性也是需要考虑的因素，如果设计不当，后期的运行成本甚至可能超过前期的系统购置成本。2聚光光伏太阳能发电系统的构成聚光光伏发电系统，是利用光学系统，将太阳能汇聚到太阳能电池芯片上，然后再利用光伏效应把光能转化为电能的发电技术。它主要由聚光组件、太阳跟踪器、系统支架等部件构成。聚光系统包括聚光器、二次聚光器、反射镜等，聚光光伏应用中主要考虑的是聚光的倍数以及聚光后光斑的辐射强度分布以及光谱情况等。聚光器依据光学原理可以分为折射聚光器、反射聚光器、复合聚光器、热光伏聚光器等。2.1聚光组件2.1.1折射聚光器折射聚光器分为菲涅尔透镜和普通透镜两种。其中

6、菲涅尔透镜是平面化的聚光镜，菲涅尔透镜具有质量轻、成本低、应用结构简单的优点。折射聚光器存在的问题是太阳光在经过每一个折射时会有约4%的损失，透镜的透光效率也受透镜材料、加工工艺以及太阳照射时间的影响，同时存在不同程度的色散现象。在实际应用中，在透镜的复杂程度和聚焦后光斑的质量之间，经常不得不进行折中处理。2.1.2反射聚光器反射聚光器主要有抛光镜、平板、抛物槽、组合抛物面（cpc）等几种类型。反射的材料主要是镀银玻璃和渡铝面，也有使用高分子材料的高反射率薄膜制作反射面。反光镜的优点是不存在色散现象，光斑辐照分布均匀，反射效率可以接近100%。缺点是常规反射器由于需要

7、在反射面上固定太阳电池，太阳电池的安装要比折射聚光器复杂，而且固定装置会在反射面上、进而在太阳电池表面产生阴影。另外，如果反射面受到污染，反射率会急剧哀降。在实际应用中，由于对日跟踪系统的精度以及风向的影响，实际太阳入射方向常常会稍微偏离聚光器轴向方向，太阳电池表面光斑的光强分布会迅速哀降。以某400倍菲涅尔透镜为例，如果入射角偏离0.5度，光学效率将会哀降为64%，如果入射角偏离1度，光学效率将降为0。2.1.3复合式聚光器为综合折射式和反射式聚光器的优点，也有的研究发展综合利用了折射、反射、全反射等聚光方式的复合式聚光器。2.1.4热光伏聚光器热