门户-光伏|太阳能|PV|技术|质量|认证|标准
三、聚光光伏的启发与个人想法 通过文献查阅以及相关的学术期刊的阅读,对于聚光光伏有了一定的认识,首先聚光光伏潜力巨大,是我们现在的主要研究方向,一旦大规模应用,就能在一定程度上解决能源危机。对于我们人来说,太阳能是取之不尽用之不竭的,我们应该心想办法充分利用它。在聚光光伏系统方面,因为目前效率低是主要问题,我认为研究合理的高效率的新型透镜等材料,以能够使光强被均匀吸收,除了新型材料外,还可以改进现有材料的光照承受能力,以降低成本。敏锐的跟踪系统的改进大有必要,如何能够随时感受光强变化以最大量的吸收转化太阳能。至于说是不是一定要同时满足这三个条件,我认为并不一定,通过系统集成优化设计,以实现最大化的能源利用率,三大部分之间的优势互补同样很重要。由于其深入的研究原理设计等,我并不懂,在这里只是想说自己的一个想法,针对聚光系统我们可以通过研制一些具有特殊性能的光学有机材料,以减少折射所产生的能量损失。而对于电池系统,研制多结的新型材料,采用一些能量密度高的电池等,针对跟踪系统及散热系统,作为化工的一分子,我们可以设计一定形式的蓄热器以及热电偶,感知热量变化,并配以传感系统以随时跟踪太阳并及时散热和充分利用预热,同时还要考虑系统的维修养护等。以上只是个人的想法,限于自己的能力,请老师批评指正。 四、未来的发展与展望 1) 高倍聚光器+跟踪系统:高倍聚光镜的接收角度一般都比较小,因此需要与跟踪系统相结合来保证聚焦效果,西班牙UPM机构已经研制出来的聚光比为1 000的光学元件,接收角为±115°。这种聚光器可以由单一材料注塑成型,非常适合封装集。 2) 低倍大角度聚光器+分光元件+多节电池。美国特拉华大学最新研制的光伏聚光系统转换效率达到了42.18%。电池采用了一种新型的横向光学聚焦系统,该系统将入射光分成高、中、低3个不同的能量束,分别照射到不同的感光材料上,这些感光料总的吸收光谱则覆盖了整个太阳光谱。该聚焦系统包含一个静止的宽接收角光学系统,可以捕获大量的光能,而不需要复杂的跟踪装置。 3)III-V族半导体耐高温,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,产生同样多的电能只需要很少的太阳电池芯片。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,可以对太阳光进行全谱线吸收。不久即会大规模制备而用于实践。 4)聚光光伏的并网发电和与建筑相结合的方式供电。大规模并网光伏电站的兴建渐成热潮。高效聚光光伏的规模应用开始加速,据报道,美国Emcore 公司、美国Boeing 公司下属的SpectroLab、德国Azur公司等主要从事三结砷化镓太阳电池生产的公司等均获得大规模聚光电池订单。另外还可以从其他方面进行研究,视野很广阔。但是聚光光伏也面临着挑战,我们应该抓住机会,迎接挑战。首先,产品的研发能力和创新的提高,产品的标准化和检测,成本的控制。其次,大规模生产,一体化,连续化,信息化也是产业面临的主要问题。还有就是聚光光伏在应用时遇到各种因素的影响该如何克服。如何解决各种问题是每个研究人员所必须思考的问题。 综上,聚光光伏产业具有巨大前景,将会有大规模的应用,从而解决能源紧张问题,尽管面临很多挑战,但依然阻止不了前进的趋势。势必会发挥巨大的作用。 参考文献: 1,《地面光伏发电系统及应用》,李瑞生,周逢权,李燕斌编著,中国电力出版社,2011年9月第一版。 2,《太阳能光伏发电技术图解指南》,冯垛生,王飞编著,人民邮电出版社2011年5月第一版。 3,《应用于聚光光伏模组的全反射式二次聚光器的设计与性能分析》。茹占强,安志勇,宋贺伦,李望,卢鑫,于秋水,张耀辉。 4,《太阳能等照度带聚焦菲涅耳透镜研究》,王刚,陈则韶,胡芄,程晓舫,莫松平,江守利,太阳能学报,2012年1月 5,《III- V高效三结电池聚光光伏应用进展》 孙强.孙彦铮,电源技术期刊。 6,《高倍聚光光伏的系统构成概述》成松 刘晓晖 成佰新 毛占春 杨帆 太阳能期刊。 7,《国外屋顶高倍聚光光伏发电系统相关问题研究》——ENERGY INNOVATIONS公司的设计理念 成松 毛占春 钱毅 杨帆 刘晓晖 太阳能期刊。 8,《聚光光伏系统的发展及未来趋势》 刘 华,卢振武,朱 瑞,张洪鑫 中国光学与应用光学报。 9,《太阳能聚光光伏发电技术前景无限》,中国科学院院士 何祚庥 10,《1 000 倍聚光的光伏聚光器的非成像设计 赵清亮,陈俊云,吴晓光,胡宜宁。哈尔滨工业大学学报。 11,《旋转曲面光伏发电聚光器优化设计》许志龙 机械设计与制造报。 |