第29卷 第12期2008年12月
半 导 体 学 报
J OU RNAL O F S EM ICOND U C TO RS
Vol.29 No.12
Dec.,2008
3国家高技术研究发展计划(批准号:2006AA 05Z 410),国家基础研究发展规划计划前期研究专项(批准号:2007CB 216405),云南省自然科学基金重点资
助项目(批准号:2007C 0016Z ,2005E 0031M )及教育部出国留学回国人员基金资助项目
通信作者.Email :l mdocyn @p https://www.doczj.com/doc/4118180241.html, 2008206214收到,2008207215定稿Ζ2008中国电子学会
槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列3
徐永锋1 李 明1,2, 王六玲1 何建华1 张兴华1 王云峰1 项 明1
(1云南师范大学物理与电子信息学院,昆明 650092)
(2云南师范大学太阳能研究所,昆明 650092)
摘要:基于槽式聚光太阳能系统分别对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行测试
实验.结果表明,聚光后,前3种电池阵列的I 2V 曲线都趋于直线,输出功率急剧减少,系统效率下降较快.而砷化镓电池阵列有较好的I 2V 曲线,其效率由聚光前的23166%增加到26150%,理论聚光比为16192时,输出功率放大1112倍,聚光光伏系统中可采用砷化镓电池阵列以提高效率.砷化镓电池阵列P m 、F F 和η的温度系数分别为-0112W/K 、-0110%/K 和-0121%/K ,为避免温度的影响须采用强制冷却方式保证电池效率,同时对外供热.研究表明,10片单晶硅电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为4123;16片空间太阳电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为8146.研究工作对提高槽式聚光系统效率和大规模利用聚光光伏发电提供了依据.
关键词:聚光太阳能系统;输出功率;填充因子;温度系数EEACC :8230G ;8250;8420中图分类号:TN 304 文献标识码:A 文章编号:025324177(2008)1222421206
1 引言
目前,开发利用太阳能已成为世界各国可持续发展的主要战略决策,但是,太阳能量的分散性却成为利用太阳能的主要障碍[1].采用聚光方法,几倍乃至几百倍地提高太阳能辐射功率密度,以提高单位面积太阳电池的输出功率,降低光伏发电成本,具有较好的应用前景[2].国际上,20世纪70年代末至80年代初,美国M I T 的Hendire 及美国B r ow n 大学的Russell 教授最先涉及光伏与光热的研究[3,4];1995年挪威学者对PV/
T 系统进行了实验研究[5,6]
;而希腊学者于2002年对
PV/T 系统进行了实验研究[7,8]
,较为详细地报道了用水或用空气作为太阳电池板冷却工质时,系统的供电与供热特性;澳大利亚国立大学可再生能源研究中心采用80个槽式抛物面跟踪太阳反射镜系统,聚22倍光作用于太阳电池板,此时电池的效率达到22%以上,在同等功率输出条件下,采用槽式抛物面聚光太阳能光伏发电的成本仅为非聚光平板太阳能光伏发电成本的60%,该大学在2004年对槽式聚光系统在热电联供方面做了较系统的研究[9].目前国内只是对单片常规电池进行实验和模拟计算研究,并没有相关的实验研究.因此本文基于槽式聚光太阳能系统,汇集高密度太阳能对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列、砷化镓电池阵列进行实验研究,根据太阳电池阵列的特性曲线分析电池性能,找出影响电池阵列输出特性的因素,并分析了不同光照情况下的I 2V 曲线.
为保证电池效率及防止电池温度过高,采用冷却方法,控制冷却流体的流速来调节电池的温度,同时得到热能.研究工作对槽式聚光太阳能系统进一步优化提供依据.
2 实验
槽式聚光太阳能系统集热装置如图1所示,采用结构简单、跟踪方便、应用最广泛的槽式抛物面反射聚光器,集热器内腔体为纯铝型材,内腔体与外腔体之间用保温层隔开,太阳电池由导热绝缘胶贴在集热器下表面.太阳光由镜面反射汇集在电池上,成倍增加单位面积电池的输出功率,通过背面圆形管道中的水强制冷却电池温度,热水流出导管后被存储起来对外供热.在聚光条件下,太阳电池阵列输出电功率,同时得到热能,系统可实现热电联供
.
图1 槽式聚光太阳能系统集热装置图
Fig.1 Diagra m of collect or of t he t rough conce nt rating solar e negy syste m
半 导 体 学 报第29卷
表1 聚光前后不同波长光子转化的电流
Table1 Current t ra nslated by p hot ons of diff ere nt wavele ngt hs
波长/nm 普通光强下光子
转化的电流/μA
聚光光强下光子
转化的电流/μA
48814141
514.557577
632.850511
904.035360
1064.027280
总值199********
3 结果与分析
3.1 聚光光强的测定
槽式抛物反射面由背面镀铝的玻璃热弯而成,实际采光面积为1440m m×1450m m,理论聚光比为16192倍.镜子厚度引起的光折射会导致部分光线偏离焦线,再加上热弯工艺的误差,会引起聚焦比的变化,因此对实际聚光光强的测量显得十分必要.本文采用激光功率计来测量光强,其光子接受器能接受5种不同波长的光子(48810,51415,63218,90410,106410n m)并将其转化成电流.让两个光子接受器同时分别在普通光强下和在槽式聚光系统的聚焦线上照射,测得的数据如表1所示.
由上表数据,用L agerre插值法,对由400～1100n m波长的光子产生的相应电流数进行拟合,并对拟合曲线进行积分,得出总电流数.两种条件下的总电流数相比,得聚光后的平均光强为101269.
3.2 聚光前后太阳电池阵列的主要参数
所采用电池阵列的规格如表2所示.
太阳电池阵列的参数在聚光前后是不同的,根据测量的I sc、V oc和I2V曲线来确定电池聚光前后的R s、F F和η.非聚光情况下晶体硅太阳电池串联内阻的数值可以从一条定温的I2V曲线中获得[10]:
R s=Ak T
q
×1
I2-I1
ln
mΦ-I2
mΦ-I1
-
V2-V1
I2-I1
(1)
其中 R s为电池的串联内阻;A为二极管理想因子;k 为玻尔兹曼常数;T为电池工作温度;q为电子电荷常数;m为光电转化系数;Φ为光照强度;I1、V1为工作点1的电流和电压;I2、V2为工作点2的电流和电压.聚光情况下,用一般计算方法获得的电池串联电阻,总是比聚光电池实际工作状态下的数值大.这是由于高光强
表2 电池阵列的规格
Table2 Standard of cell arrays
单晶硅电池
阵列多晶硅电池
阵列
空间太阳
电池阵列
砷化镓电
池阵列
面积/mm2103×51.5117×7571×6240×30片数1010165
连接方式串联串联串联串联
表3 聚光前后不同种类电池阵列的参数
Table3 Parameters of different cell arrays
电池的参数光强
单晶硅电
池阵列
多晶硅电
池阵列
空间太阳
电池阵列
砷化镓
电池阵列
FF/%
普通光强59.2240.9075.3478.52
聚光光强25.6033.9836.2873.74
η/%
普通光强7.57.6613.2823.66
聚光光强1.771.126.6726.50
P m/W
普通光强3.89886.50318.82651.3631
聚光光强9.17939.515244.316615.264
R s/Ω
普通光强0.882550.963050.419420.06667
聚光光强0.992010.986710.431840.08597对电池扩散层和基体载流子浓度的影响所引起的,可以用有效电阻R es来表示.电池负载实际工作状态下的串联电阻可以用明暗特性曲线比较法、二次光照法等来测定.T1表示高光强下电池的工作温度,T2表示暗特性曲线法测得的电池温度.V oc1是电池在x个太阳下的开路电压,V o是正向特性曲线的开路电压.
在x个太阳下,晶硅电池的串联电阻R s可用有效串联电阻R es代替,由公式(2)和(3)求得[11]:
R es=
V o-V oc1
I scx
-
ΔV
oc
I scx
(2)
ΔV
oc=(T1-T2)
d V oc
d T
(3) 空间太阳电池是硅基电池中的一种,聚光后其串联电阻的计算方法和常规晶硅电池的计算方法一样.
砷化镓电池的串联电阻可由公式(4)求得[12]:
R s=
V o1-V oc
I sc
(4) V o1是暗场下电池正向电流的大小与光照下电池的短路电流I sc相等时的正向电压.
电池的填充因子和效率可由公式(5)和(6)求得:
F F=
P m
V oc I sc
(5)
η=P m
A t P in
(6)其中 F F为太阳电池的填充因子;η为电池效率;P m 为电池的最大输出功率;A t为包含栅线图形面积在内的太阳电池面积;P in为单位面积入射光面积.V oc和I sc 分别为太阳电池的开路电压和短路电流.据上述公式计算得到的数据如表3所示.
由表3可知,聚光后所有电池阵列的FF都变小,
P m和R s都增加.因为聚光后,太阳能量密度增加,电池中的光生载流子变多,电池的短路电流变大,同时引起电池温度升高,R s增加,当R s增加,电池的FF降低.聚光后,前3种晶硅电池阵列的FF和η下降较多, FF分别下降了33162%,6192%和39106%;η分别下降了5173%,6154%和6161%;在理论聚光比为16192时,最大功率分别放大了2135,1146和5102倍.砷化镓电池阵列的FF由78152%下降到73174%,下降了4178%,叠层砷化镓电池的极限效率可以达到40%左右[13],本系统采用砷化镓电池阵列聚光后效率增加了2184%,最大输出功率放大了1112倍.由表3可得,在
2242
第12期徐永锋等:
槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列
图2 普通光强下不同种类电池阵列的I 2V 曲线
Fig.2 I 2V curve of different cell arrays in common
irradiance
同种聚光条件下,晶硅电池阵列的R s 越大,其输出功率会越小,并且η会越低.
3.3 不同光强下各种太阳电池阵列的I 2V 曲线
图2是各种太阳电池在普通光强下的I 2V 曲线对比图.在不聚光情况下,砷化镓电池阵列的I 2V 曲线最好,多晶硅电池阵列的I 2V 曲线最差.该种多晶硅太阳电池阵列的串联内阻大,在普通光强下其I 2V 曲线都接近直线,输出性能不高,若用在聚光太阳能系统中会影响系统的效率.对于太阳电池,自身的I 2V 曲线越接近矩形,则其FF 和η会越高.因此FF 和η的高低顺序依次是砷化镓电池阵列、空间太阳电池阵列、单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列,与表2计算值顺序相符.图3为聚光后各种太阳电池阵列的I 2V 曲线对比图.由图可知,晶硅电池阵列的I 2V 曲线都接近直线,而砷化镓电池阵列的I 2V 曲线图形与聚光前比变化不大,仍接近矩形.
太阳电池阵列的I 2V 特性公式为:
I =I L -I 0{exp [
q nA KT (
V +I R s )]-1}-V +I R s R sh
(7)
图3 聚光光强下不同种类电池阵列的I 2V 曲线
Fig.3 I 2V curve of different cell arrays in concentrating irradi 2
ance
图4 不同聚光光强下砷化镓电池阵列的I 2V 曲线
Fig.4 I 2V curve of G aAs cell array in different irradiance
由(7)式可得电池阵列的输出功率公式为:
P m =
nA KTI q
ln
I L -I I 0+1-I 2R s (8)其中 I L 为光生电流;I 0为反向饱和电流;I 为负载电流;R s 为电池的并联电阻;n 为太阳电池串联的片数.由
(8)式可知当有大电流通过时,如果电池的串联内阻大,内阻上损失的功率多,则输出功率相应较小.晶硅电池阵列串联内阻大,聚光后其P m 上不去,FF 和η也急剧下降.另外由于抛物镜面的制造工艺精度和镜面厚度引起光强的不均匀性,对电池阵列的输出特性也有严重影响,为减小光强不均匀性的影响,尽量用自身内阻小和单片面积小的太阳电池.砷化镓电池阵列串联内阻小,其P m 、FF 和η品质较高.
由图2和3可知砷化镓电池阵列在聚光前后都保持好的I 2V 特性曲线,I sc 由0115A 放大到1180A ,V oc 由12159V 变为11150V ,略有下降.因为砷化镓材料具有带宽(E g =1143eV )与太阳光谱匹配良好、吸收系数
大、抗辐射能力强、高温性能好等优点[14]
.砷化镓电池在阳光的激发下,其光生载流子属直接跃迁型,相应的吸收系数很大,砷化镓电池阵列的I sc 会增大.聚光后太阳电池温度升高,而电池的V oc 随温度的升高而降低,砷化镓电池阵列的V oc 在聚光后会有所下降.
为较好地开发利用聚光光伏发电系统,需找出聚光后晶硅电池阵列光伏发电系统最佳聚光比,因此,采用遮光方法进行实验研究.由图4可知,随着光强的增加,砷化镓电池阵列的I 2V 特性曲线图形始终保持不变,I sc 随着光强的增加逐渐增加,最大功率点逐步升高.
单片晶硅电池可以工作在10～20倍太阳下,但聚光光伏发电系统中电池阵列由许多单片电池组成,阵列的整体内阻比单片电池的内阻要大,因此研究电池阵列的最佳聚光比具有较高的实用价值.从图5和8可以看出,在0125倍聚光光强(理论聚光比为4123)下,该种单晶硅电池阵列有较好的I 2V 曲线,且在此聚光倍数下,其效率最高,为5167%.由图6可知,在015倍聚光光强(理论聚光比为8146)下,该种空间太阳电池阵列有较好的输出特性,由图8可知空间太阳电池阵列的效率随着光强的增加先增加然后减小,在015倍聚光光强时达到最大值为8166%.
3
242
半 导 体 学 报第29
卷
图9 空间太阳电池阵列的P m,FF和η随温度的变化
Fig.9 Change of P m,FF andηof super cell array at diff ere nt
te mperatures
在该聚光太阳能系统中,10片单晶硅电池串联阵
列最佳工作时的理论聚光比为4123;16片空间太阳电
池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为8146.由图7
和图8可知,砷化镓电池阵列的FF随光强的变化不
大,且其效率随光强的增加而增加,因此综合性能较好
的砷化镓电池阵列是聚光光伏系统最优的选择.
聚光后温度对电池的负面影响很大,V oc,FF和η
均有负的温度系数.文献[2,15,16]已对常规晶硅电池
在聚光条件下温度的影响作了研究,本文只对空间太
阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行温度实验.实验结
果如图9和10所示,聚光后,这两种电池的P m、FF和
η都随着温度升高而减少,空间太阳电池阵列P m、FF
和η的温度系数分别为-0107W/K,-01007%/K和
-0101%/K;砷化镓电池阵列P m、FF和η的温度系数
分别为-0112W/K,-0110%/K和-0121%/K.空间
太阳电池用作空间卫星电源系统,其抗高温能力强,输
出性能受温度影响小;砷化镓电池阵列的输出性能受
温度的影响也不是很大,考虑其有较高效率,在聚光太
阳能系统中,砷化镓电池阵列是较好的选择.为了高效
率利用太阳能,必须采用换热系数高的工质对太阳电
池阵列进行强制对流以提高电效率,并根据工质带来
热量的品质进行热能的梯级利用.实验测试表明,采用空
间太阳电池阵列后,系统的热效率为42103%,由于砷化镓
电池阵列是由5片串联,并未覆盖整个腔体,
只能测得
图10 砷化镓电池阵列的P m,FF和η随温度的变化
Fig.10 Cha nge of Pm,FF a ndηof GaAs cell array at diff er2
e nt temp eratures
4242
第12期徐永锋等: 槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列
电效率为26150%,但是其内腔体和太空电池阵列的内腔体一样,测试条件也相同,若忽略两种电池导热系数的差别,则采用砷化镓电池阵列的太阳能聚光系统的太阳能利用效率可达到68153%左右.
4 结论
(1)基于槽式聚光太阳能系统,对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列、砷化镓电池阵列进行测试实验并分析,得知砷化镓电池阵列是理想的聚光光伏发电电池阵列;对电池阵列在不同光强下的研究表明,低倍聚光光伏发电系统中,可以采用单晶硅电池阵列和空间太阳电池阵列.
(2)串联内阻的影响是聚光光伏发电系统的一大障碍,常规单片电池可以工作在10～20倍的太阳下, 10片单晶硅电池串联后却只能工作在4123倍的太阳下,再加上光强不均匀性的影响,因此在大规模聚光光伏发电系统中必须用自身内阻小和单片面积小的电池.
(3)在聚光光伏发电系统中,温度对电池的输出特性影响巨大,采用强制冷却的方式保证电池效率的同时又对外供热.采用砷化镓电池阵列后系统太阳能的利用率达到68153%左右,做到了高效合理的利用太阳能.
(4)本实验通过对电池阵列在聚光后的特性研究,分析输出功率和效率的影响因素.研究工作对槽式聚光系统进一步优化提供依据,为聚光光伏发电提供较好的科学依据和参考.
致谢 本项目研究工作中,得到可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室、云南省“十一五”重点学科、云南师范大学创新团队等的帮助,在此表示感谢.
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Experimental Study on Solar Cell Arrays of Trough Concentrating Solar System3
Xu Yongfeng1,Li Ming1,2, ,Wang Liuling1,He Jianhua1,Zhang Xinghua1,
Wang Yunfeng1,and Xiang Ming1
(1S chool of Physics an d Elect ronic I n f orm ation,Y unnan N orm al U niversit y,Kunmin g 650092,Chi na)
(2S olar Energ y Research I nstit ute,Y unnan N orm al U niversit y,K unmin g 650092,China)
Abstract:A se ries exp erime nt w or ks have bee n done wit h single crystalline silicon sola r cell a r ray,p olysilicon sola r cell ar ray,su2 p e r cell a rray a nd GaAs cell a r ray t h rough t he t r ough conce nt rating sola r syste m.The exp erime ntal results show t hat t he I2V curve of t he crystalline silicon,p olysilicon a nd sup er cell a r rays are beeline in t he conce nt rating solar ir ra dia nce,w hic h re duce t he eff i2 cie ncy a nd decrease t he outp ut p ow er.H ow eve r t he I2V curve of GaAs cell a rray is ve ry good in t he conce nt rating sola r ir ra di2 a nce,t he eff icie ncy of GaAs cell a r ray increases f r om23166%t o26150%,a nd t he outp ut of GaAs m agnif ies12times.So it is conside ra ble t o imp r ove t he eff icie ncy if t he GaAs cell has bee n a dop ted in t he conce nt rating PV syste m.The te mp erature coeff i2 cie nts of P m,F F a ndηof GaAs cell a r ray a re-0112W/K,-0110%/K,a nd-0121%/K.In or de r t o keep better eff icie ncy,t he f orce d cooling m ust be applie d.A t t he sa me time,t he qua ntity of heat ca n bee n recove red f or using.All t hose w or k a re be nef its t o f urt her study in imp r oving t he eff icie ncy of t r ough conce nt rating solar syste m a nd cosmically m a king use of conce nt rating PV sys2 te m.
K ey words:conce nt rating sola r syste m;outp ut p ow e r;f ill f act or;te mp e rature coeff icie nt
EEACC:8230G;8250;8420
Article ID:025324177(2008)1222421206
3Project supp orted by t he N ational High Tech nology Resea rc h a nd D evelop me nt Progra m of China(N o.2006A A05Z410),t he Ea rlier Sp ecial Re2 sea rc h Progra m of t he State Key D evelop me nt Progra m f or Basic Resea rch of China(N o.2007CB216405),t he Key Progra m of t he N atu2 ral Science Foundation of Yunna n Province(N os.2007C0016Z,2005E0031M),a nd t he Foundation of t he Chinese Minist ry of Education
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Received14J une2008,revised ma nuscrip t received15J uly2008Ζ2008Chinese Institute of Elect ronics
航天器太阳电池阵的研究进展 摘要：太阳电池阵是在轨航天器主要的电源系统。太阳电池阵由连入一定电路的太阳电池纵横排列而成，利用阳光直接发电而无化学过程。在太阳电池阵的发展历程中，其构型不断演变，变得日趋先进与完善。如今太阳电池阵的设计更多的融入发散思维与创新思维，在向新的台阶跨进，以满足更为复杂的航天任务。在本文中，我们将对太阳电池阵的发展历程进行回顾，并了解其发展现状以及展望未来的前景。 关键词：航天器、电池阵、结构、材料、功率大、质量小、发展过程 1.引言 太阳电池阵简称太阳阵（Solar Array），是航天器上的太阳能电池组成的阵列，由多个带盖片的单体太阳电池按供电要求以串、并联方式组成。①它有着功率大、寿命长、质量小、构造简单、可靠等一系列优点，在宇宙空间中，它能吸收太阳的辐射能并将其转化为电能，为在轨航天器提供动力源。1957年前苏联发射的第一颗人造地球卫星开启了人类的空间探索时代。随着各种航天器的发射运行，太阳电池阵作为航天器的电源不断更新以适应日益严苛的工作条件。20世纪60年代以来，随着载人飞船、空间站以及深空探测计划的进一步实施，对航天器太阳电池阵提出了更高的要求。②如今人类对于宇宙空间的探索不断加深，航天器太阳电池阵所承担的任务也不断加剧，功能方面的不断细致化以及电力方面不断提高的需要等都在促使着航天器太阳电池阵不断地创新与进步。 2 航天器太阳电池阵的发展过程 第一种实用性的太阳电池是1954年研制成功的。然而由于这类早起点吃的价格较高，效率较低，加之顾客对许多新产品通常持有的怀疑态度，因此阻碍了它们的广泛应用。20世纪60年代，日本、法国、苏联等国家通过不同的方法使太阳阵的功能及效益得到改善得以使之投入应用之中。而太阳阵在航空器上的应用则是从人类探索宇宙后不久即开始了。1957年10月4日，苏联把第一颗人造卫星送入地球轨道，意味着空间时代的开始，但是这颗卫星和苏联之后发射的第二颗人造卫星一样都只是使用化学电池作为能源。1958年，苏联第一次将太阳阵用在了卫星上，但是其效率很低，6年多的时间里，该太阳能系统提供的功率不到一瓦。③ 自从1957年以来，太阳阵的尺寸在不断增大，而且越来越复杂。1958 年3 月,美国的Vanguard1星上首次安装了太阳电池板进行飞行实验④。那时的太阳电池阵是体装式，即把太阳能电池直接铺设或安装在航天器本体表面的某些位置上。对于这类太阳电池阵，支承太阳电池的结构（基板）往往就是卫星的外壳结构，或者是固定在外壳表面上的结构。体装式太阳阵分为多面体型与圆柱体型。⑤体装式的太阳阵较好的实现了航天器在空间对于太阳能的收集，很大程度解决了能源的供给问题，使卫星寿命明显延长，但是发电效率较低的问题却仍然没能很好解决，只能供给功率较小的小型卫星。为了解决这一问题，出现了展开式太阳电池阵。太阳桨（solar paddle）是展开式太阳电池阵的初级形式，往往以单块基板与卫星本体相连。但是不久之后，卫星设计提出了大功率太阳电池阵的要求，它们所提供的功率比太阳浆提供的更大，一种方法是采用定向式或半定向式太阳板（图1），另一种方法是在较大直径的飞行器上采用圆柱形或其他形状的本体安装式太阳电池阵（图2）。
聚光太阳能发电 ?聚光太阳能发电（CONcentrating Solar Power）简称CSP是采用反射镜把太阳光反射并聚集到接收器，该接收器能够聚集太阳能并将其转换为热能，利用这种热能生产的热蒸汽，推动涡轮发动机，从而驱动发电机发电，满足电力需求。太阳能到电能的高效率转换特性，使CSP技术成为具有吸引力的可再生能源项目。 目录 ?聚光太阳能发电的几种主要形式 ?聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电的发展现状 ?聚光太阳能发电的发展优势 聚光太阳能发电的几种主要形式 ?一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体
加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日
江西科技师范大学 毕业论文 题目（中文）：聚光条件下太阳能电池性能的理论研究（外文）：Study of the power characteristic of solar cells in concentration 院（系）：xxxxxxxxxxxxxx 专业：xxxxxxxxxxxxxx 学生姓名：xxx 学号：xx xx 指导教师：x x 2016年4月20 日
目录 1.概述........................................................................................................................ - 1 - 2.聚光型太阳能材料及技术.................................................................................... - 1 - 2.1聚光用的太阳能电池原材料...................................................................... - 2 - 2.2产品构成与关键技术.................................................................................. - 2 - 3.聚光条件下太阳能电池发电的理论分析............................................................ - 3 - 3.1非聚光条件下的太阳能电池发电.............................................................. - 3 - 3.2聚光条件下的太阳能电池发电.................................................................. - 5 - 3.3聚光倍数与电池输出功率关系.................................................................. - 6 - 3.3.1 传热分析........................................................................................... - 6 - 3.3.2 聚光倍数与电池输出功率关系....................................................... - 7 - 3.3.3 计算实例......................................................................................... - 10 - 3.4聚光降低光伏发电成本............................................................................ - 11 - 3.4.1 聚光提高电池片转换效率............................................................. - 11 - 3.4.2 聚光减少昂贵的电池片消耗......................................................... - 11 - 4.总结与展望.......................................................................................................... - 12 - 结束语..................................................................................................................... - 14 - 参考文献................................................................................................................. - 15 -
聚光太阳能发电?聚光太阳能发电（CONcentrating Solar Power）简称CSP是采用反射镜把太阳光反射并聚集到接收器，该接收器能够聚集太阳能并将其转换为热能，利用这种热能生产的热蒸汽，推动涡轮发动机，从而驱动发电机发电，满足电力需求。太阳能到电能的高效率转换特性，使CSP技术成为具有吸引力的可再生能源项目。 目录 ?聚光太阳能发电的几种主要形式 ?聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电的发展现状 ?聚光太阳能发电的发展优势 聚光太阳能发电的几种主要形式 ?一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收
器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日跟踪，连续发电，发电效率高达30%，在相同的运行温度下，发电效率明显高于槽式和塔式，是所有太阳能热发电系统中效率最高的。缺点是碟式太阳能热发电系统的单元发电容量较小。 三、塔式系统 塔式太阳能热发电系统主要由日光反射镜子系统。接收器组成，见图。其中日光反射镜子系统由大量大型。平坦的太阳跟踪反射镜构成，对太阳进行实时跟踪，把太阳光聚焦到塔顶的接收器。在接收器中对传热流体进行加热，产生高温过热蒸汽，过热蒸汽推动常规涡轮发电机组发电。一些电力塔利用水。蒸汽作为传热流体。由于其卓越的传热和能量存储能力，在其他先进的设计中，对其进行了熔融硝酸盐试验。具有商业规模的工厂可以生产200MW的电力造价十分昂贵，建设电站的投资很高
聚光太阳能热发电技术 中国科学院电工研究所: 王志峰杜凤丽 1．发电原理和技术分类 聚光太阳能热发电（以下简称太阳能热发电）是通过光-热-功的转化过程实现发电的一种太阳能发电技术形式。发电原理为：反射镜将太阳光反射聚集到吸热部件上，产生高温蒸汽或空气，然后利用常规的发电循环实现发电。 根据聚光方式的不同，太阳能热发电技术主要点聚焦和线聚焦系统。点聚焦系统是将太阳光聚集到中央吸热器上，包括塔式和碟式；而线聚焦系统则把太阳光聚集到线性的集热管上，包括槽式和菲涅耳式。 塔式 碟式 槽式 菲涅耳式 各种聚光热发电技术的技术性能如下表所示：
表1 各种太阳能热发电技术性能 注：(d) =示范，(p) = 预计，ST 蒸汽轮机，CC 联合循环，SE斯特林机，GT 燃气轮机 各种太阳能热发电技术投入商业化应用的时间不同，因此技术的成熟程度也不尽相同。其中，槽式技术由于最早（1984年）投入商业化应用，电站运行经验相对丰富，因此是目前已建和在建装机容量中占比最多的技术类型。塔式电站虽然数量上没有槽式电站多，但是由于运行温度高、系统效率高，有后来居上之势。菲涅耳式也有小规模的示范电站，目前正在西班牙进行规模化电站建设（30MW）。碟式斯特林技术虽然系统效率最高，然而由于技术开发难度大，只是在今年年初才有首座1.5MW的电站投入运行。
2．优点 可再生能源发电面临的主要挑战之一是如何把能量储存起来，实现电力的可调节性。太阳能热发电的一个显著特点是其输出电力稳定，电力具有可调节性，可以满足尖峰、中间或基础负荷电力市场需求。太阳能热发电站可以设计蓄热系统，在云遮或日落后，蓄存的热能可以被释放出来，使汽轮机持续运行，从而保证输出电力的稳定性，并增加全负荷运行时数。此外，太阳能热发电站也可以和传统的蒸汽或联合循环电站整合（混合发电）。化石燃料辅助太阳能电站的循环，在提高汽轮机的最佳利用状态和电力输出可靠性方面都具有优势。 太阳能和光伏电力输出曲线
摘要 近年来，多晶硅原材料的紧缺，已制约了单晶硅或多晶硅的硅级电池的规模生产。由于高昂的上游原料的成本导致光伏发电成本居高不下，与传统的电力价差悬殊是光伏并网发电市场尚不能全面启动的主要因素之一。高倍聚光电池及系统的规模应用，将在缓解太阳能电池对硅原料的依赖和降低成本方面有很大的改进和创新。 关键词：硅级电池高倍聚光电池低成本新型技术
绪言 (4) 一.聚光型太阳能材料及技术 (5) 1.1聚光用的太阳能电池原材料 (5) 1.2产品构成与关键技术 (5) 二.产品与技术发展模式 (5) 三.产品核心优势 (6) 3.1 光电转换效率高 (6) 3.2 单位面积输出功率高 (7) 3.3 市场应用现状 (7) 四.未来太阳能电池市场前景展望 (7) 4.1 聚光电池应用前景 (8) 五.行业重点技术和公司关注 (9) 参考文献13
聚光电池是降低太阳电池利用总成本的一种措施，通过聚光器使较大面积的阳光聚在一个较小的范围内，形成“焦斑”或“焦带”，并将太阳电池置于“焦斑”或“焦带”上，以增加光强克服太阳辐射能流密度低的缺陷，从而获得更多的电能输出。通常聚光器的倍率大于几十，其结构可采用反射式或透镜式。聚光器的跟踪一般用光电自动跟踪，散热方式可以是气冷或水冷，有的与热水器结合，既获得电能，又得到热水。用于聚光太阳电池的单体，与普通太阳电池略有不同，因需耐高倍率的太阳辐射，特别是在较高温度下的光电转换性能要得到保证，故在半导体材料选择、电池结构和栅线设计等方面都比较特殊。最理想的材料是砷化镓，其次是单晶硅材料。在电池结构方面，普通太阳电池多用平面结构，而聚光太阳电池常采用垂直结构，以减少串联电阻的影响。同时，聚光电池的栅线也较密，典型的聚光电池的栅线约占电池面积的1O％，以适应大电流密度需要。
第29卷 第12期2008年12月 半 导 体 学 报 J OU RNAL O F S EM ICOND U C TO RS Vol.29 No.12 Dec.,2008 3国家高技术研究发展计划(批准号:2006AA 05Z 410),国家基础研究发展规划计划前期研究专项(批准号:2007CB 216405),云南省自然科学基金重点资 助项目(批准号:2007C 0016Z ,2005E 0031M )及教育部出国留学回国人员基金资助项目 通信作者.Email :l mdocyn @p https://www.doczj.com/doc/4118180241.html, 2008206214收到,2008207215定稿Ζ2008中国电子学会 槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列3 徐永锋1 李 明1,2, 王六玲1 何建华1 张兴华1 王云峰1 项 明1 (1云南师范大学物理与电子信息学院,昆明 650092) (2云南师范大学太阳能研究所,昆明 650092) 摘要:基于槽式聚光太阳能系统分别对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行测试 实验.结果表明,聚光后,前3种电池阵列的I 2V 曲线都趋于直线,输出功率急剧减少,系统效率下降较快.而砷化镓电池阵列有较好的I 2V 曲线,其效率由聚光前的23166%增加到26150%,理论聚光比为16192时,输出功率放大1112倍,聚光光伏系统中可采用砷化镓电池阵列以提高效率.砷化镓电池阵列P m 、F F 和η的温度系数分别为-0112W/K 、-0110%/K 和-0121%/K ,为避免温度的影响须采用强制冷却方式保证电池效率,同时对外供热.研究表明,10片单晶硅电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为4123;16片空间太阳电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为8146.研究工作对提高槽式聚光系统效率和大规模利用聚光光伏发电提供了依据. 关键词:聚光太阳能系统;输出功率;填充因子;温度系数EEACC :8230G ;8250;8420中图分类号:TN 304 文献标识码:A 文章编号:025324177(2008)1222421206 1 引言 目前,开发利用太阳能已成为世界各国可持续发展的主要战略决策,但是,太阳能量的分散性却成为利用太阳能的主要障碍[1].采用聚光方法,几倍乃至几百倍地提高太阳能辐射功率密度,以提高单位面积太阳电池的输出功率,降低光伏发电成本,具有较好的应用前景[2].国际上,20世纪70年代末至80年代初,美国M I T 的Hendire 及美国B r ow n 大学的Russell 教授最先涉及光伏与光热的研究[3,4];1995年挪威学者对PV/ T 系统进行了实验研究[5,6] ;而希腊学者于2002年对 PV/T 系统进行了实验研究[7,8] ,较为详细地报道了用水或用空气作为太阳电池板冷却工质时,系统的供电与供热特性;澳大利亚国立大学可再生能源研究中心采用80个槽式抛物面跟踪太阳反射镜系统,聚22倍光作用于太阳电池板,此时电池的效率达到22%以上,在同等功率输出条件下,采用槽式抛物面聚光太阳能光伏发电的成本仅为非聚光平板太阳能光伏发电成本的60%,该大学在2004年对槽式聚光系统在热电联供方面做了较系统的研究[9].目前国内只是对单片常规电池进行实验和模拟计算研究,并没有相关的实验研究.因此本文基于槽式聚光太阳能系统,汇集高密度太阳能对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列、砷化镓电池阵列进行实验研究,根据太阳电池阵列的特性曲线分析电池性能,找出影响电池阵列输出特性的因素,并分析了不同光照情况下的I 2V 曲线. 为保证电池效率及防止电池温度过高,采用冷却方法,控制冷却流体的流速来调节电池的温度,同时得到热能.研究工作对槽式聚光太阳能系统进一步优化提供依据. 2 实验 槽式聚光太阳能系统集热装置如图1所示,采用结构简单、跟踪方便、应用最广泛的槽式抛物面反射聚光器,集热器内腔体为纯铝型材,内腔体与外腔体之间用保温层隔开,太阳电池由导热绝缘胶贴在集热器下表面.太阳光由镜面反射汇集在电池上,成倍增加单位面积电池的输出功率,通过背面圆形管道中的水强制冷却电池温度,热水流出导管后被存储起来对外供热.在聚光条件下,太阳电池阵列输出电功率,同时得到热能,系统可实现热电联供 . 图1 槽式聚光太阳能系统集热装置图 Fig.1 Diagra m of collect or of t he t rough conce nt rating solar e negy syste m
聚光太阳能发电的几种主要形式 一、线性聚光系统 线性聚光太阳能发电采用线聚焦技术，线性聚光器包括抛物面槽式系统和线性菲涅耳反射系统2种，利用很大的反射镜来捕获太阳的能量，并把太阳光反射和对焦集中到焦线上，在这条焦线上安装有线性管状集热器，集热器吸收聚焦后的太阳辐射能，把吸热管内的流体加热，然后产生过热蒸汽，驱动涡轮发电机产生电力。线性集中聚光器系统通常由按南北向平行排列的大量聚光器组成，这样保证最大限度地聚集太阳能。 1.抛物面槽式系统 目前，在美国太阳能热发电领域中占主导地位的是抛物面槽式线性聚光系统，槽式太阳能发电系统由太阳能聚光器，以及吸热配件或接收器和跟踪机构组成。 其中太阳能聚光器由许多弯曲的反射镜组合装配而成，安装在支架上。吸热管或接收器管沿着每个抛物形反射镜的焦线固定安装，用以吸收太阳辐射能，传热工质(不管是传热流体还是水/蒸汽)都要从太阳能集热管中流过，从而产生过热蒸汽，直接输送到涡轮机用以发电。 2.线性菲涅尔反射器系统 第二种线性聚光技术是线性菲涅尔反射器系统，该系统由反射镜。聚光器和跟踪机构组成。把平坦的或略有弯曲的反射镜安装配置在跟踪器上，在反射镜上方的空间安装吸热管，反射镜把阳光反射到吸热管。有时在聚光器的顶部加装小型抛物面反射镜，以加强阳光的聚焦。 二、碟式引擎系统 与其他聚光太阳能发电技术相比，碟式引擎系统产生的电力功率相对较少，通常在3~25万kW的范围内，很适合分布式应用，如果将多个这样分布安装的
单元碟式。引擎系统整合成一簇，可以实现集中向电网供电，不但能缓解电力能源需求，还可以提高整个电网的运行安全性。整个发电系统安装在一个双轴跟踪支撑机构上，实现定日跟踪，连续发电，发电效率高达30%，在相同的运行温度下，发电效率明显高于槽式和塔式，是所有太阳能热发电系统中效率最高的。 缺点是碟式太阳能热发电系统的单元发电容量较小。 三、塔式系统 塔式太阳能热发电系统主要由日光反射镜子系统。接收器组成，见图。其中日光反射镜子系统由大量大型。平坦的太阳跟踪反射镜构成，对太阳进行实时跟踪，把太阳光聚焦到塔顶的接收器。在接收器中对传热流体进行加热，产生高温过热蒸汽，过热蒸汽推动常规涡轮发电机组发电。一些电力塔利用水。蒸汽作为传热流体。由于其卓越的传热和能量存储能力，在其他先进的设计中，对其进行了熔融硝酸盐试验。具有商业规模的工厂可以生产200MW的电力造价十分昂贵，建设电站的投资很高 聚光太阳能发电的基本原理 ?聚光太阳能发电使用抛物镜将光线聚集到充有合成油的吸热管上，再将加热到约400摄氏度的合成油输送到热交换器里，将热量通过此加热循环水，将水加热，产生水蒸气，推动涡轮转动使发电机运转，以此来发电。 聚光太阳能发电与太阳能电池不同，太阳能电池使用太阳电池板将太阳能直接变成电能，可以在阴天操作，CSP一般只能够在阳光充足、天气晴朗的地方进行。 聚光太阳能发电系统的组成 ?聚光太阳能发电系统由聚光太阳能接收器,聚光镜,阳跟踪机构组成.聚光太阳能接收器包括聚光太阳能电池,旁路二极管和散热系统等.聚光太阳能电池是将
高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐成 为太阳能领域的新焦点 经过30多年的发展，高倍聚光光伏(HCPV)电池作为第三代太阳能发电技术正逐渐成为太阳能领域的新焦点，引起了行业内企业的追逐。在日光照射较好的几个欧美国家，已通过了优惠的上网电价法，随着具有40%转换效率的Ⅲ-V 族半导体多结太阳能电池的普及和成本下降，高倍聚光光伏电池市场进入快速增长期。与前两代电池相比，HCPV采用多结的砷化镓电池，具有宽光谱吸收、高转换效率、良好的温度特性、低耗能的制造过程等优点，使它能在高倍聚焦的高温环境下仍保持较高的光电转换效率。高倍聚光光伏系统技术门槛较高且行业跨度大，涵盖半导体材料及工艺制造、半导体封装、光学设计制造、自动化控制、机械设计制造、金属加工等领域。HCPV行业的产品包括了多结电池片外延材料、光电转换芯片、光接收器组件、聚光器、光伏模组、双轴跟踪器等。 电池芯片采用多结技术大幅提高光电转换效率 与硅基材料相比，基于III-V族半导体多结太阳能电池具有最高的光电转换效率，大致要比硅太阳能电池高50%左右。III-V族半导体具有比硅高得多的耐高温特性，在高照度下仍具有高的光电转换效率，因此可以采用高倍聚光技术，这意味着产生同样多的电能只需要很少的太阳电池芯片。多结技术一个独特的方面就是材料——可选择不同的材料进行组合使它们的吸收光谱和太阳光光谱接 近一致，相对晶硅，这是巨大的优势。后者的转换效率已近极限(25%)，而多结器件理论上的转换效率可达68%。目前最多使用的是由锗、砷化镓、镓铟磷3种不同的半导体材料形成3个p-n结，在这种多结太阳能电池中，不但这3种材料的晶格常数基本匹配，而且每一种半导体材料具有不同的禁带宽度，分别吸收不同波段的太阳光光谱，从而可以对太阳光进行全谱线吸收。 HCPV芯片的生产过程如下，首先利用MOCVD技术在4英寸锗衬底上外延砷化镓和铟镓磷形成3结电池片的材料，然后在外延片上利用光刻、PECVD、蒸镀等技术，制备减反膜以及主要成份为银的金属电极，再经划片清洗等工艺，生产出HCPV芯片。HCPV芯片的主要生产商有美国的Spectrolab、Emcore，德国的Azurspace，加拿大Cyrium，中国台湾Arima、Epistar等。衬底剥离的芯片和量子点技术是目前HCPV芯片领域的新热点。 接收器要安全可靠稳定地应用于系统 聚光太阳能电池芯片被封装到光接收器中，接收器封装对太阳能电池进行保护，对会聚光均匀化，同时起到散热的作用。接收器组件还包括旁路二极管和引线端子。芯片的主要焊接工艺有回流焊和共晶焊，二者最主要的区别在于前者使用助焊剂焊接，在焊接后需要清洗去除残留助焊剂，而共晶焊使用无助焊剂的焊片焊接。为了将电从芯片导出，需要进行金带键合将芯片和外围电路连接起来。接收器组件的检验指标主要包括空洞率和电性能测试，空洞率是检验焊接良好与否的标准。电性能方面，5.5mm×5.5mm接收器组件在500倍太阳光下的光电 转换率高达38.5%以上。在实际使用中，还需要将接收器组件与二次光学器件、散热器封装在一起，组成完整的接收器。二次光学器件可以降低对跟踪器高精准度的要求，并使通过涅尔透镜聚焦后的光斑更加均匀地照射到电池芯片上。 二次光学元件通常是光学玻璃棱镜或中空的倒金字塔金属反射器。为了最大限度地利用太阳能资源，节省芯片材料以降低成本，可以提高电池的聚光倍数，
太阳能光电工程学院 《太阳能电池及其应用》 课程设计报告书 题目：聚光型太阳能电池技术及现状 姓名： 设计成绩： 指导教师： 摘要 本文概述了目前全球能源现状，以及聚光型太阳能电池的市场背景，表明了太阳能发电的重要性和前景，详细介绍了聚光型太阳能电池的技术、现状以及与普通太阳能电池的区别，并对普通太阳能电池与聚光型太阳能电池发电所需发电成本进行比较。详细介绍了塔式、槽式、碟式太阳能发电的原理及优缺点。
指出电池冷却技术的必要性和冷却技术。同时指出聚光型太阳能电池发展面临的困难和解决措施，以及今后的发展方向。通过改造电池制造工艺、提高转换效率、聚焦技术的应用等手段，可以有效降低光伏发电成本，也是国内外本领域研究的热点。其中采用聚焦技术是一个有效地方法。对常规太阳能电池进行聚光，使太阳电池工作在几倍乃至几百倍的光强条件下，一定程度上克服了太阳能量的分散性，可以提高单位面积太阳电池的输出功率，大大降低光伏发电成本，具有很好应用前景。 关键词：聚光型太阳能电池技术措施 目录 绪言 (2) 1.聚光型太阳能原理及技术 (3)
1.1聚光型太阳能电池的原理 (3) 1.2聚光型太阳能电池的关键技术 (4) 1.3塔式太阳能发电技术 (5) 1.4槽式太阳能发电 (6) 1.5碟式太阳能发电 (7) 1.6电池的冷却技术 (7) 2.产品的的核心优势 (10) 2.1光电转换效率高 (10) 2.2单位面积输出功率高 (10) 3.现状与展望 (10) 3.1我国聚光型太阳能电池的现状 (10) 3.2展望 (11) 参考文献 (12) 绪言 随着经济的发展，社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，由于全球气候变迁、空气污染问题以及资源的日趋短缺之故，传统的燃料能源正在一天天减少，与此同时全球还有约20亿人得不到正常的能源供应。寻找新能源成
太阳能聚光板发电技术项目 可行性研究报告 ——太阳能聚光发电、海水淡化技术可行性报告 华夏高科技产业创新奖办公室 华夏高科技产业创新奖能源科技产业化发展研究中心 北京梧桐岭能源科技有限公司 2011年12月04日
目 录 第一章 项目意义------------------------------------------1第二章 国内外发展现状------------------------------------4 一、 国外发展现状--------------------------------------4 二、 国内发展现状--------------------------------------8 第三章 政策分析-----------------------------------------11第四章 太阳能资源---------------------------------------12 一、 太阳能的特点-------------------------------------12 二、 我国太阳能热能资源分布情况-----------------------13 三、 太阳能聚光热电技术首入中国-----------------------14 第五章 太阳能聚光板-------------------------------------15 一、 需求趋势-----------------------------------------15 二、 研发背景-----------------------------------------16 三、 市场前景-----------------------------------------17 四、 技术优势-----------------------------------------18 五、 财务分析-----------------------------------------18 第六章 市场预测-----------------------------------------20 一、 主要潜在市场-------------------------------------20 二、 目前太阳能产品的应用-----------------------------22 三、 自动跟踪技术应用前景-----------------------------23 第七章 效益分析-----------------------------------------26 一、 大型太阳能发电站---------------------------------26 二、 新型10倍聚光太阳能发电机------------------------29 第八章 项目总体方案-------------------------------------30 一、 聚光系统-----------------------------------------30 二、 储热系统-----------------------------------------31
聚光太阳能光伏发电系统商业计划书 XX(总经理) 2008.07
目录 一、经营概述-------------------------------------------------------------------------------------（2） 二、机构计划-------------------------------------------------------------------------------------（4） 2.1公司概况-------------------------------------------------------------------------------（4） 2.2公司法律体制-------------------------------------------------------------------------（5） 2.3产品和服务----------------------------------------------------------------------------（5） 2.4管理团队-------------------------------------------------------------------------------（6） 2.5管理体系建设-------------------------------------------------------------------------（8） 2.6会计制度-------------------------------------------------------------------------------（8） 2.7保险和安全措施----------------------------------------------------------------------（9） 三、营销计划-------------------------------------------------------------------------------------（10） 3.1市场简介-------------------------------------------------------------------------------（10） 3.2太阳能电池技术简介----------------------------------------------------------------（11） 3.3风险和竞争分析----------------------------------------------------------------------（13） 3.4主要核心技术-------------------------------------------------------------------------（13） 3.5发展历程-------------------------------------------------------------------------------（15） 3.6战略规划-------------------------------------------------------------------------------（17） 3.7生产和销售----------------------------------------------------------------------------（19） 四、财务分析-------------------------------------------------------------------------------------（21） 4.1财务需求概述-------------------------------------------------------------------------（21） 4.2财务预测分析和假设----------------------------------------------------------------（21） 4.32007-2010年，年财务预测表------------------------------------------------------（22） 4.42007-2010年，月财务预测表------------------------------------------------------（22） 4.52007-2010年，财务分析表---------------------------------------------------------（22） 五、证明文件--------------------------------------------------------------------------------------（23） 5.1营业执照复印件-----------------------------------------------------------------------（23） 5.2董事会决议文件-----------------------------------------------------------------------（23） 5.3管理团队个人简历--------------------------------------------------------------------（23） 5.4工厂租约复印件-----------------------------------------------------------------------（23） 5.5产品第三方鉴定报告-----------------------------------------------------------------（23） 5.6与ARISE Technologies Corporation . 合作意向书------------------------------（23） 5.7与Soleid Energy Inc. 合作意向书--------------------------------------------------（23） 5.8与Eco-Stream Inc. 合作意向书-----------------------------------------------------（23） 5.9与江苏顺风光电有限公司合作意向书---------------------------------------------（23） 5.10与精钻机床有限公司合作意向书-----------------------------------------------------(23) 经营概述
文章编号:1006-1630(2003)04-0010-05 空间实验室大面积太阳电池阵技术研究 李瑞祥,王治易,肖 杰,狄文斌,肖余之 (上海宇航系统工程研究所,上海201108) 摘 要:介绍了空间实验室大面积太阳电池阵的方案构型,并进行了模态分析、热结构耦合分析和动力学仿真分析。生产出了全尺寸的集成演示样机,进行了展开试验、主展开机构的模态试验,以及半刚性太阳电池板和二自由度驱动机构的振动试验。计算和试验结果表明,技术方案是可行的。 关键词:空间实验室;太阳电池阵;展开机构;演示系统中图分类号:V 442;T M 914.43 文献标识码:A Study on Technology of Large Area Solar Array in Space Lab LI Ru-i x iang ,WANG Zh-i yi,XIAO Jie,DI Wen -bin,XIAO Yu -zhi (A erospace System Engineering Shang hai,Shanghai 201108,China) Abstract :T he co nfiguration of large solar array in space lab is put forward in this paper,and the mode,ther mal coupling and dynamics stimulat ion analysis is made.T he integrated demonstration system model of large so lar array has been produced already.O n the base of the sampler,the tests of deplo yment,main deployment mechanism mode,sem-i r igidity so lar cell panel vibration and two -dimension driv e mechanism are carr ied out.T he result o f the analysis and test is show ed that this technology project is feasible. Keywords :Space lab;Solar array ;Deployment mechanism;Demonstration mo del 收稿日期:2002-06-14;修回日期:2003-05-21 作者简介:李瑞祥(1964~),男,研究员,主要研究方向为航天器结构与机构。 0 引言 未来空间实验室和大型航天器的太阳电池阵单翼展开长度将大于几十米。由此带来了一系列必须解决的技术问题,即应尽量满足质量小、展开可靠性高和弯曲自然频率尽可能高的要求。但这3个独立的设计参数是相互制约的,必须进行特定优化和权衡设计。若采用大面积的刚性太阳电池阵,则质量就成为突出的问题。为实现超轻型化,国际上普遍采用半刚性和柔性的太阳电池阵作为主要研究对象[1]。 加拿大技术卫星(CTS)第1次使用柔性折叠式太阳电池阵,它由若干块柔性敷层组成。这些敷层在收藏时能像手风琴那样折叠起来,进入空间后可用1根可伸展的支杆展开。德国MBB 公司制造的超轻板(U LP)太阳阵,采用刚性框架支撑预紧的薄 膜基板。法国戈纳航空空间公司也进行了类似的研究,其每块板都由空心的碳纤维复合材料方形管组 成,太阳电池安装在预紧的柔性Kapton 基板上。美国洛克希德公司研制的电推进(SEPS )太阳电池阵是第1次采用电推进的大型可回缩柔性太阳电池阵。它每翼有41块折叠太阳板,用可盘绕的格子式连续梁支柱展开。为了使太阳电池阵可以回缩,每半块板用碳纤维复合材料框架加强。美国休斯公司研制的柔性卷式太阳阵(FRU SA)已应用于/哈勃0太空望远镜。日本的大型地球观察卫星ADEOS 、美国的飞行试验太阳电池阵(SAFE)和洛克希德公司为俄罗斯/和平号0空间站生产的太阳电池阵,以及美国洛克#马丁公司为国际空间站制造的可展开、可收缩的太阳电池阵均为半刚性和柔性的太阳电池阵[2,3]。 包装式柔性太阳阵的中心机械元件是能使太阳电池基板伸展和收缩的展开支柱。它在整个太阳阵系统中占的比重很大,要求质量轻、包装尺寸小、可靠性高、热变形小和定位精度高,并有足够的刚度与