聚光光伏

多曲面槽式聚光光伏发电组件光学性能研究侯静;常泽辉;温雯;郑宏飞;江钒【摘要】根据多曲面槽式聚光器的聚光性能,提出一种新的应用于光伏发电系统的聚光器结构设计方法,建立详细完整的三维模型,采用光学追迹、几何光学分析等方法对模型中的光学性能进行仿真计算研究.通过追迹模拟,直观地再现了聚焦光线的分布、焦斑宽度,并对其几何光学效率、聚焦中心偏移量随入射偏角的变化关系进行了计算和分析.结果表明,当入射偏角不大于2.8.时,此聚光系统的几何光学效率为99.81％,聚焦中心偏移量随入射偏角呈线性变化.所建立的模型可为聚光光伏发电系统的光学效率研究提供参考.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2014(038)006【总页数】4页(P1081-1084)【关键词】多曲面槽式聚光;光学性能;光伏组件【作者】侯静;常泽辉;温雯;郑宏飞;江钒【作者单位】内蒙古建筑职业技术学院机电与暖通工程学院,内蒙古呼和浩特010070;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081;内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古建筑职业技术学院机电与暖通工程学院,内蒙古呼和浩特010070;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TM914聚光光伏发电系统是降低光伏发电成本的有效途径之一，它通过使用聚光器来提高入射到光伏组件单位面积上的辐照度，这有助于在相同电能负荷下，减少光伏组件所需的面积，用便宜的光学材料代替昂贵的半导体材料，提高了发电系统的成本综合效益[1]。

应用在光伏发电系统上的聚光装置分为菲涅尔(Fresnel)透镜折射聚光系统和抛物面反射聚光系统。

但是两者都需要使用成本较高的太阳跟踪装置、易集尘、风阻大[2]，而且在较高的聚光比下，常规光伏组件工作温度超过100℃，导致光电性能提高有限，需要附加生成空冷型或水冷型的电热联供系统才能保证系统工作稳定[3-4]。

太阳辐照度对太阳电池特性的影响文献综述摘要：本文综述了太阳辐照度对太阳电池特性的影响的相关文献。

所研究的内容与聚光光伏技术密不可分，所以本文先对聚光光伏技术及其发展做了简单的归纳总结。

接着从太阳电池整列（单晶硅、多晶硅、空间太阳电池、砷化镓太阳电池）、太阳电池组件（晶体硅、多结电池、薄膜太阳电池）等多个方向综述了太阳辐照度对不同太阳电池特性的影响。

得出太阳辐照度的改变会对太阳电池有两个显著的影响：一、随着太阳辐照度的增加，光生电流随之增加，从而导致短路电流I sc线性增加，开路电压V oc对数增加，输出功率P、填充因子FF和转换效率η也随之变化；二、太阳辐照度增加了，电池表面的温度升高，从而使禁带宽度变窄，短路电流I sc小幅度增加，开路电压V oc减小，串联内阻变大，对输出功率P、填充因子FF和转换效率η产生影响。

关键词：太阳辐照度；太阳电池特性；聚光；转换效率1引言现今，能源危机问题日渐严峻，人类迫切需要研究开发新的节能、环保、可持续发展的能源以代替已日渐拮据的传统常规能源。

太阳能光伏发电技术便是在这种趋势下研究出来一种非常重要的新能源利用方式。

现在制约太阳能光伏发电技术大规模的运用的仍是发电成本太高，降低发电成本有两种途径：提高光电转换效率和降低电池组件生产成本。

直接入射到地球表面的太阳辐照能流密度很低，为了获得较高的电流、电压需要大面积的太阳电池。

如果聚光，一可以增加太阳辐照能流密度，从而增加电池输出功率，提高效率等；二又可以用相对便宜的聚光器部分代替昂贵的太阳电池,从而达到降低光伏发电系统成本的目[1]。

因此就能节省下来大量资金，可以使用工艺先进、效率更高而价格较贵的电池来提高整个系统的性能[2]。

正是因为这样的原因，聚光光伏技术具有广阔的应用前景。

聚光的目的就是为了提高太阳辐照度，所以了解太阳辐照度对太阳电池特性的影响非常有必要。

本文是有关不同太阳辐照度对太阳电池特性影响的综述，在与聚光光伏技术有关的文献中对这方面有大量提及，在其他对太阳电池特性研究的文献中也有不少提及。

“采用数倍聚光的光伏发电系统”是由２００４年回国的剑桥大学应用物理学家、现为中国科技大学和中科院理论物理所特聘研究员的陈应天教授，在他独创的新的光学聚焦与跟踪理论的诸多应用下的重要发明之一。

这个新的光学聚焦与跟踪理论，已经在国际上引起强“八面玲珑展威风”１—介绍一种新的“采用数倍聚光的光伏发电系统”王亦楠（国家发改委能源局ＣＲＥＳＰ项目管理办公室，北京　１０００３８）烈反响（以色列著名太阳能专家特拉维夫大学Ｋｒｉｂｕｓ教授评论“这是在一个多年几乎没有进展的光学基础领域中的第一个突破”），而理论的突破将带来诸多适用光学的技术应用领域的突破，如大型望远镜、新型雷达、激光并束、超精瞄准及变焦照相机、太阳能聚光等等，而太阳能方面又可以有太阳能光伏发电、太阳能热发电、太阳炉（产生３５００℃高温）、太阳灶（用于炊事）等多项技术发明或重大改进。

笔者从２００５年５月以来，一直关注着“采用数倍聚光的光伏发电系统”新技术的进展，在不到一年的时间里，该项新技术经过了原理的论证、实验室试验、收稿日期：2005-12-01作者简介：王亦楠（1971-），女，1996年毕业于清华大学，取得工学硕士学位，2001年毕业于北京大学，取得科学技术哲学博士学位，副研究员，工作于国家发改委中国可再生能源规模化发展项目管理办公室，目前重点研究方向为中国可再生能源的规模化发展。

摘要：尽管太阳能是发展潜力最大的可再生能源资源，但由于太阳能光电的成本远远高于风电、生物质发电，使得人们对太阳能的大规模利用还依然是一种奢望。

那么，如何使太阳能从“高处不胜寒”的境遇走入寻常百姓家呢？关键在于技术突破！本文介绍的“采用数倍聚光的光伏发电系统”　使我们看到了太阳能光电大规模发展的希望。

根据陈应天教授的聚光和跟踪理论而开发的这种系统，可以使太阳能光电成本比传统的平板固定式光电技术降低１倍！本文以详实的数据介绍了这项完全自主创新的新技术的特点和经济优势。

高倍聚光光伏模组中不同二次聚光结构性能郭银;舒碧芬;汪婧;杨晴川;江景祥;黄研;周正龙【摘要】目前高倍聚光光伏(high concentrating photovoltaic,HCPV)模组效率与Ⅲ-V多结高倍聚光太阳电池效率相比还有很大差距;而在高倍聚光光伏模组中,常用菲涅尔透镜及二次聚光器作为聚光器件.不同的聚光结构会对光照及温度分布产生影响,进而影响模组整体的输出特性.通过对室外条件下不同二次聚光类型的高倍聚光光伏模组性能进行实验探究.结果表明二次聚光棱镜模组具有较好的温度均匀性和光线接收角,实际发电性能较优.对于二次聚光模组的设计具有参考意义.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)017【总页数】5页(P187-191)【关键词】菲涅尔透镜;Ⅲ-Ⅴ三结电池;二次聚光;非均匀性【作者】郭银;舒碧芬;汪婧;杨晴川;江景祥;黄研;周正龙【作者单位】中山大学广东省光伏技术重点实验室,广州510006;中山大学广东省光伏技术重点实验室,广州510006;中山大学广东省光伏技术重点实验室,广州510006;中山大学广东省光伏技术重点实验室,广州510006;中山大学广东省光伏技术重点实验室,广州510006;中山大学广东省光伏技术重点实验室,广州510006;中山大学广东省光伏技术重点实验室,广州510006【正文语种】中文【中图分类】TK511.8光伏应用的成本主要集中在太阳电池上，而采用高倍聚光光伏(high concentrating photovoltaic，HCPV)技术，通过聚光模块使单位面积的太阳电池上获得较大的能量输入，提高电池的光电转化效率，以此提高太阳电池的利用率，降低光伏应用的成本。

随着聚光技术的进步及产业化应用加快，据预计到2020 年全球聚光光伏装机量将猛增750%[1]。

为了更适合用于聚光太阳电池，菲涅尔透镜存在各种设计方式[2—7],同时，为提高实际工作状况下菲涅尔透镜的光学效率和可靠性，因温度引起的透镜变形对聚光性能的影响也是重要研究方面[8—11]，菲涅尔透镜式聚光可以达到较高的几何聚光倍数，但单纯菲涅尔透镜得到的聚光光斑是高度非均匀的，这会对电池性能造成很大负面影响[12]。