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1、研究与探讨一种聚光型太阳能光伏系统的研究王建平,杨金付,徐晓冰(合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009)摘要:讨论了多平面镜作直线布置的聚光器设计原理,给出了单镜面的面积计算方法和平面镜二维旋转角度的计算方法,并分析了在太阳能电池接收最佳光强Em可获得最佳发电量控制策略要求。实验采用9平面镜构成抛物面聚光器,太阳能电池接收光源达到额定光强的5倍左右,在太阳能电池标准配置下很大地提高了光伏系统的输出功率。关键词:多平面镜;聚光器;光伏;最佳发电量Absract:Inthispaper,thedesigntheoryoflinearconcentrato
2、rcomposedwithglassesisdis-cussed.Thecalculationmethodsoftheareaofeachglassandoftheplanaranglesofglassesthatag-gregateradiationonthesurfaceofPVbatteryareintroduced.Theoptimumtotalpowercontrolstrate-gyisanalyzedwhenthesurfaceofPVbatteryinoptimumlightdensity.Inthisexperiment,theparaboloid
3、concentratorcomposedwithnineglassescausingthesurfaceofPVbatteryinfivetimesratinglightdensityisadopted.TheoutputpowerofstandardconfigurationPVbatterycanbein-creasedgreatly.Keywords:multi-glass;concentrator;photovoltaic;optimumtotalpower中图分类号:TK514文献标识码:A文章编号:1001-5523(2007)01-0019-041前言
4、计原理,给出了单镜面的面积计算方法和平面镜二维旋转角度的计算方法,并分析了在太阳能电池接太阳能光伏发电技术是最有应用前景的太阳收最佳光强Em可获得最佳发电量控制策略要求。旨能利用方式[1]。光伏发电作为社会整体能源结构的在采用多镜面聚光于光伏电池表面,以经济实用的组成部分所占比例尚不足1%,造成这种状况的主方法使光电池产生获得最佳的光伏效率,降低光伏要原因是光伏发电的成本太高[2]。改进电池制造工发电系统成本。艺、采用新技术提高转换效率,可以降低光伏发电的成本,但步伐比较缓慢[3]2多镜面聚光型太阳能光伏系统的基。对常规太阳电池进行聚能源光,可以提高单位面积太阳电池
5、的输出功率。一定本组成研程度上克服了太阳能量的分散性(约1kW/m2),大大究本文讨论的多镜面聚光型太阳能光伏系统,其与降低光伏发电的成本,具有很好的应用前景[2]。目利框图如图1所示:用前,国内外大多数研究活动集中在抛物柱曲面反射镜、Fresnel透镜聚光系统以及聚光电池的研究开发20上。但抛物柱面和Fresnel透镜曲面加工难度大、精07度低、费用高和产品寿命短[4];聚光电池技术还在实年第图1多镜面聚光型光伏发电系统框图1验室研究阶段[5]。期本文讨论了多平面镜直线布置构成聚光器设太阳能电池阵列由太阳能电池组件和支架组19王建平等,一种聚光型太阳能光伏系统的研
6、究研究与探讨成。布置在多平面镜直线布置构成的聚光器的前方,与光伏电池阵列布置的俯视光路示意如图2所示。背面朝着正南方,接收多镜面反射的太阳光线,将光能转化为电能。多镜面阵由多平面镜和伺服驱动支架组成。多平面镜直线布置构成聚光器,每个镜面可以作方位角和高度角两轴运动,将接收的太阳光反射聚焦到太阳能电池阵列表面。通过控制镜面的数量和位置来控制太阳能电池表面获得的光强,使太阳能电池表面的光强达到在一定条件下所承受的光强为最佳图2直线平面镜聚光系统俯视光路图光强Em。从图上可以得到半个平面镜、横坐标及反射光最大发电量控制器是根据太阳能电池阵列在某线的延长线组成的△P1P2C
7、为钝角三角形(其中,一温度和太阳光强条件下,确定此时太阳能电池发∠P1P2C=90°+θ1>π/2),有∠P1P2C≥∠P2CP1,所以平电量是否可以带动跟踪太阳和增加平面镜数聚光时面镜的长度L1小于或等于P1C的长度,因平面镜可所消耗的能量,当达到一定的发电量后,再增加平面旋转180°,当平面镜水平放置时,∠P1P2C=∠P2CP1=镜数量,对太阳能电池来说收效很小,反而会增加成0,反射的太阳光刚好照在太阳能电池阵列的长度本。即让太阳电池在承受最佳的光强的条件下,再上,所需要的平面镜最长,长度L1=P1C=L/2(即线段寻求MPPT最大功率点跟踪的效果。P1P
