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太阳能追日系统

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太阳能追日系统

1.原理及分类

太阳能跟踪系统是光热和光伏发电过程中，最优化太阳光使用，达到提高光电转换效率的机械及电控单元系统，包括：电机（直流、步进、伺服、行星减速电机、推杆电机等）、涡轮蜗杆、传感器系统等等。

在太阳能光伏应用方面：保持太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，采用太阳能跟踪系统能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。

目前使用广泛的有四种太阳光伏自动跟踪系统，包括水平单轴跟踪、双立柱斜单轴跟踪、垂直单轴跟踪和双轴跟踪，其中水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪、垂直单轴跟踪只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。三种跟踪系统采用的跟踪控制策略为主动式跟踪控制策略，通过计算得出太阳在天空中的方位，并控制光伏阵列朝向。这种主动式光伏自动跟踪系统能够较好的适用于多霜雪、多沙尘的环境中，在无人值守的光伏电站中也能够可靠工作。从跟踪是否连续的角度看，所研制的光伏自动跟踪系统采用了步进跟踪方式，与连续跟踪方式相比，步进跟踪方式能够大大的降低跟踪系统自身能耗。

一个设计合理的光伏跟踪系统可以将整个系统提高40%的效率，而本身电机的耗电一年只有20kwh，并且成本低廉，安装方便。

传感器安装在太阳电池方阵上,与其同步运行。光线方向一旦发生细微改变,则传感器失衡,系统输出信号产生偏差,当偏差达到一定幅度时,传感器输出相应信号,执行机构开始进行纠偏,使光电传感器重新达到平衡—即由传感器输出信号控制的太阳电池方阵平面与光线成角时停止转动,完成一次调整周期。如此不断调整,时刻沿着太阳的运行轨迹追随太阳,构成一个闭路反馈系统,实现自动跟踪。系统不需设定基准位置,传感器永不迷失方向。系统设有防杂光干扰及夜间跟踪电路,并附有手动控制开关,以方便调试。

由于地球的自转，相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，有效的保证太阳能电池板能够时刻正对太阳，发电效率才会达到最佳状态。目前世界上通用的太阳能跟踪系统都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度，将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，都要靠计算该固定地点每一时刻的太阳位置以实现跟踪。采用的是电脑数据理论，需要地球经纬度地区的的数据和设定，一旦安装，就不便移动或装拆，每次移动完就必须重新计算参数、设定数据和调整各个参数；原理、电路、技术、设备都很复杂，非专业人士不能够随便操作。

2.汇融光伏发电设备有限公司的太阳能跟踪仪

河北某太阳能光伏发电企业独家研发出了具有世界领先水平、不用计算各地太阳位置数据、无软件、不怕阴天、雷雨、多云等各种恶劣天气、已经预设系统设备保护程序、防尘效果好、抗风能力强、简单易用、成本低廉、可在移动设备上随时随地准确跟踪太阳的智能太阳能跟踪系统。该太阳能跟踪系统在该公司第一代跟踪仪的技术基础上，综合各地各种环境下的使用情况，对太阳能跟踪系统进行了全面的升级和改进，使该太阳能跟踪系统成为全天候、全功能、超节能、智能型太阳能跟踪系统。该太阳能跟踪系统具有常态（好天气情况）下的对日跟踪状态和恶劣气候条件下的系统自我保护装态以及从自我保护状态自动快速转为常态对日跟踪三种情形。

增加了GPS定位系统，该太阳能跟踪系统是国内首家完全不用电脑软件的太阳空间定位跟踪仪，具有国际领先水平，能够不受地域、天气状况和外部条件的限制，可以在-50℃至70℃环境温度范围内正常使用；跟踪精度可以达到±0.001°，最大限度的提高太阳跟踪精度，完美实现适时跟踪，最大限度提高太阳光能利用率。该太阳能跟踪系统可以广泛的使用于各类设备的需要使用太阳跟踪的地方，该太阳能跟踪系统价格实惠、性能稳定、结构合理、跟踪准确、方便易用。把加装了太阳能跟踪系统的太阳能发电系统安装在高速行驶的汽车、火车，以及通讯应急车、特种军用汽车、军舰或轮船上，不论系统向何方行驶、如何调头、拐弯，该太阳能跟踪系统都能保证设备的要求跟踪部位正对太阳！该太阳能跟踪控制技术属于具有我国自主知识产权的国家发明专利产品，发明专利申请号：CN200610146201现已大批量投产。

该太阳能跟踪系统的工作状态有四种：

1. 常态（好天气情况）下的对日跟踪状态；

2. 间歇式跟踪。如一天当中有一段时间为多云或阴天或恶劣天气时，该系统将甄别为不适宜跟踪，整个系统便处于暂停状态。待光线和跟踪条件适宜时，系统会有一个快速跟踪指令，使跟踪仪大致对准太阳。之后，程序会进行另一组信号采集处理，完成精细跟踪；

3. 自动回位。日落后，系统会自动进入休眠状态，并自动回归到太阳升起的方位。第二天再自动进入新一轮的运转。

4. 恶劣天气状态的保护：当环境风速或降水等因素不适宜系统工作时，跟踪仪会自动停止工作，并使整个大系统的受光面与地平面成平行状态或垂直状态，以避免系统遭到破坏。

该太阳能跟踪系统的主要应用领域：

（1）光伏领域的平板光伏发电和500倍以下的CPV系统；

（2）光热领域的抛物面跟踪（如太阳灶、高温太阳能采暖、太阳能热化工等）；

（3）太阳能槽式集热；

（4）太阳能塔式热电等。

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光热发电塔式定日镜的规格对比

光热发电塔式定日镜的规格对比

CSPPLAZA光热发电网报道：定日镜一次来源于英文单词“heliostat’”，而heliostat一

词又是希腊单词helios (太阳) 和stat (固定的)的组合，其意即“固定住太阳”，形象地诠释

了太阳能定日镜依托支撑结构和跟踪控制系统时刻追踪太阳的特点。

塔式定日镜由跟踪控制器、机械支撑结构和反射镜三大组件构成，和槽式集热系统不同，

槽式集热器已经形成了较为统一的国际惯例，如槽式RP1~RP5的反射镜规格伴随多种槽式

集热器的设计变化而更迭，最成熟的RP3反射镜的大规模应用。塔式定日镜的规格因设计

方的不同而不同，不同的设计方有不同的尺寸设计，甚至于会因项目的不同而有不同的定日

镜规格设计。可以说，塔式定日镜完全不是标准化产品，而是定制化产品。

不同规格的定日镜

塔式定日镜的主体即反射镜，反射镜的制造由反射镜厂商负责，但反射镜的规格，如长

度、宽度及面积则由项目设计方设计。从1980年代的solar one塔式电站开始，塔式定日

镜开始走向规模化的实际电站应用。到今天30余年过去了，塔式定日镜的规格设计依然因

不同的项目开发商而各具特色。

图：solar one电站定日镜

图：solar two电站新型定日镜

Solar One和Solar Two是美国能源部主导建设的一个科研性的10MW大规模塔式电站，Solar One采用的定日镜大小为40平方米，单套定日镜共配置12面小反射镜 ；Solar Two

在Solar One的镜场基础上增加了108套新型定日镜，新增定日镜的面积大小为95平方米，

由64面反射镜按每16面（4*4）组成一个正方形布置。

图：SEDC项目的定日镜

图：Coalinga项目的定日镜

图：Ivanpah项目的定日镜

BrightSource作为塔式光热电站的领先开发商，其定日镜的规格设计也经历了多次变

化。2007年，其在以色列建设的首个6MWth的SEDC光热发电示范项目采用的定日镜的面

十大光伏跟踪器企业

十大光伏跟踪器企业

十大光伏跟踪器企业

光伏跟踪系统通过实时跟踪太阳运动，使太阳光直射光伏阵列，从而增加光伏阵列接收到的太阳辐射量，提高太阳光伏发电系统的总体发电量。目前使用广泛的有四种光伏自动跟踪系统，包括水平单轴跟踪、双立柱斜单轴跟踪、垂直单轴跟踪和双轴跟踪，其中水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪、垂直单轴跟踪只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。北极星太阳能光伏网编辑按照已知销售商数量(非静态指标)列出了国内前十名光伏跟踪器制造商，仅供参考。

1、无锡昊阳新能源科技有限公司

无锡昊阳新能源科技有限公司是一家集技术开发、生产及工程服务为一体的高新技术型企业。多年来，公司在太阳能离网供电、太阳能并网发电、聚光太阳能组件等领域积累了坚实的技术实力和丰富的项目经验，拥有多项专利及权威认证资质，可以为用户提供包括系统设计，产品定制开发，系统集成及工程实施在内的整体解决方案。公司总部位于江苏省无锡宜兴经济开发区，并在北京、西安、中东、印度及美国均设有办事处。

昊阳一直专注于跟踪系统的研发创新，在太阳能跟踪系统方面已拥有全面的生产线，产品包括水平单轴跟踪器，倾角单轴跟踪器，垂直单轴跟踪器，双轴跟踪器，HCPV高倍聚光跟踪器及跟踪系统驱动机构等。

2、江阴凯迈机械有限公司

凯迈集团是世界领先的回转驱动装置供应商，产品广泛应用于太阳能跟踪系统、高空作业车、工程机械车辆、园林机械、起重机和造船业、建筑机械、游乐场、自动停车场、矿用和隧道钻床、交通运输和输送装置、通讯雷达车及卫星地面接收器等，是全球化美资公司。

公司通过2009年的组织架构重建，目前集团公司设立三个全资子公司，分别为凯迈北美公司，凯迈欧洲公司和凯迈中国公司。作为全球生产基地，研发中心和市场销售分区，凯迈中国致力于为我们尊贵的客户持续不断的提供优质的服务和产品，以期达到或超越客户的期望。到2010年为止，公司已经向全世界各主要市场提供了超过110,000多套各类回转驱动装置。

参观爱康太阳能公司的感想

参观爱康太阳能公司的感想

参观爱康太阳能公司的感想

11月18日下午，我们光伏二班在大二的师姐的带领下，参观了爱康太阳能公司，了解了太阳能电池的生活应用和制作生产过程。虽然只是参观了很短的时间，却给我留下了很深的印象。

首先我们在工作人员的介绍下，了解了爱康太阳能公司的一些基本情况。广东爱康太阳能科技有限公司（Aikosolar）是集研发、生产、销售太阳能电池一体化的高新技术企业。是广东首家规模化的晶硅太阳电池生产企业，全球GW级太阳能电池企业，也是华南地区太阳能龙头企业和国内领先的专业光伏电池制造商。该公司总投资超过18亿元，主要从事晶硅太阳电池的研究、制造、销售和售后服务。该公司年产太阳能电池600MW，占广东太阳能电池全省产量60%以上。他们专注于制造高品质、高效率的太阳能电池片，并且以电池片稳定、转换率高、碎片率低和衰减低的优势在同行业中获得了良好的口碑。他们秉持着精益求精的追求，本着“让太阳能成为最经济的清洁能源”的使命，努力开拓创新，以求供给全人类更可靠、更优质、更高效的清洁能源产品。

随后我们参观了室外的太阳能电池板应用示范基地。这里展示了许多非晶硅、单晶硅、多晶硅在生活中的应用产品。总监控室里的电子版上标示着每样光伏产品的当日产电量和年总发电量，各种光伏产品的优劣在这里一览而清，也从性能上非常直观地向我们展示了近几十年来光伏产品发展历程。从这里我们也清楚了为什么要建立追日系统的太阳能板：为了提高太阳能的利用率。建立太阳能板追日系统，可以在有限的使用面积内收集更多的太阳能。太阳能板对于太阳的跟踪与非跟踪，能量的接收率相差37.7%，精确的跟踪太阳可使接收器的接收效率大大提高，进而提高了太阳能装置的太阳能利用率，提高了15%的发电量，又拓宽了太阳能的利用领域。

之后我们就到了生产车间的楼顶参观发电的太阳能面板，在这里我们通过工作人员的介绍，了解了为何楼顶上的太阳能板的底部是封闭的问题：为了美观。我们也了解到了一些太阳能板的成本问题。以30平米的太阳能板为例，大约需要20块180W的板或者15块240W的板（总计约4000W)，现在市场价大约是15元 1W，不算政策补贴，预计成本在6万元左右。

太阳能聚光光伏（CPV）聚光光热（CSP）介绍

太阳能聚光光伏（CPV）聚光光热（CSP）介绍

太阳能聚光光伏（CPV）聚光光热（CSP）介绍

⼀、CPV概述

聚光光伏(CPV)太阳能是指利⽤透镜或反射镜等光学元件，将⼤⾯积的汇聚到⼀个极⼩的⾯积上，再将汇聚后的太通过⾼转化

效率的光伏电池直接转化为电能。光伏发电在经历了第⼀代晶硅电池和第⼆代薄膜电池之后，⽬前第三代CPV 发电⽅式正逐

渐成为太阳能领域的投资重点，并且CPV模式相对于前两代具有诸多的优势：

（1）节省昂贵的半导体材料：CPV是通过提⾼聚光倍数的⽅式，减少光伏电池的使⽤量，⽽透光镜及反光镜等光学元件的成

本远远低于减少的光伏电池成本。

（2）提升光电转换效率：CPV系统采⽤砷化镓电池并依靠太阳追踪系统实现了更⾼的光电转换效率，较前两代光伏系统明显

缩短能量回收期。

（3）极⾼的规模化潜⼒：CPV系统因其光电转换效率⾼、占地⾯积⼩等特点，是建造⼤型电源电站的最理想的太阳能发电技

术，通过简单复制的规模化部署，单⼀CPV电⼚可较容易的达到MW级规模。

（4）成本下降空间巨⼤：硅电池和薄膜电池已实现产业化⽣产，规模化效应已得到充分体现，并且其技术较为成熟，未来成

本下降的空间已经有限。⽽CPV系统的成本下降仍然较⼤，⼤批量⽣产的规模效应，以及聚光系统、电池、冷却系统等效率

的进⼀步提⾼是成本下降的两⼤途径。

⼆、CPV太阳能系统的结构

尽管各⼤⼚商所⽣产的CPV系统的模式不尽相同，但各类CPV系统的组件主要是由四⼤部分组成，即聚光系统，光伏电池、

太阳追踪系统、冷却系统。

1、聚光系统

聚光系统是整个CPV系统的最重要的组成部分，它通常由主聚光器和⼆次聚光器组成，聚光系统的聚光精度很⼤程度上决定

了整个CPV系统的性能⾼低。根据聚光⽅式的不同，聚光系统可分为透射式聚光系统和反射式聚光系统。

（1）透射式聚光系统

透射式聚光系统⼀般采⽤菲涅⽿透镜聚焦的⽅式，与普通凸透镜相⽐，菲涅尔透镜只保留了有效折射⾯，可节省近80%的材

料。⽬前⽤于制作菲涅⽿透镜的最常⽤材料是PMMA(俗称“亚克⼒”或“有机玻璃”)，与玻璃透镜相⽐，它的优点是重量轻、易加