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光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)全解

作者: 時(shí)間:2013-09-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

一、前言

  太陽能的價(jià)格一直居高不下!主要原因是因?yàn)樘柲艿拿芏鹊?!太陽照射到地面上的平均光?qiáng)為1千瓦/平米;單晶硅的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到23%,多晶可以達(dá)到16%,薄膜只能可以達(dá)到8%。轉(zhuǎn)換效率最高的砷化鎵電池片能到35%以上,但是用砷化鎵制造的太陽能整體轉(zhuǎn)換效率只有25%左右。

  所以為了降低太陽能的價(jià)格,增加太陽光強(qiáng)是一個(gè)好的解決辦法,要想增大光強(qiáng)需要用凸透鏡或者菲尼爾透鏡或者反光板把光聚起來;這樣就能大大降低硅與砷化鎵的使用量,從而降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)的價(jià)格;這就是CPV(聚光發(fā)電系統(tǒng))的由來。

  二、CPV系統(tǒng)的

  CPV太陽能發(fā)電系統(tǒng)原理比較簡單,為什么到現(xiàn)在全世界也沒有幾家公司做出特別穩(wěn)定且便宜的發(fā)電系統(tǒng)呢!在CPV領(lǐng)域原則上講聚光倍數(shù)越高造價(jià)就越便宜但是使用聚光的方式就會出現(xiàn)以下問題。

  1、 讓單晶硅承受較高倍聚光

  雖然砷化鎵可以承受1000倍的光強(qiáng),但是現(xiàn)在砷化鎵價(jià)格昂貴,并且砷化鎵中的砷是劇毒物質(zhì),不可能大幅度的降低制造成本,另外在以環(huán)保為主題的國際環(huán)境下也不可能大量使用,最后只能是單晶硅;但是單晶硅一般只能承受3到5倍的光強(qiáng),在CPV領(lǐng)域3到5倍的聚光幾乎不怎么能降低成本,要想大幅度降低成本必須達(dá)到10左右。為了達(dá)到10倍的聚光必須用特制的單晶硅。

  2、 散熱:

  普通的硅光電池板在夏日中午時(shí)溫度能到75度以上,普通的硅電池板在兩倍太陽光強(qiáng)下時(shí)間一長就會起泡,在5倍太陽光強(qiáng)下10分鐘就會就會起泡,在10倍太陽光強(qiáng)下5分鐘就會起泡,起泡后太陽能電池片就會被氧化,在很短的時(shí)間內(nèi)就會大幅降低效率,另外起泡后由于受熱不均勻,常常有電池片炸裂的,這樣系統(tǒng)就完全不可用。

  如果太陽能電池板使用鋁或者銅制的散熱片進(jìn)行自然散熱,需要大量的散熱片,造價(jià)特別貴,貴到比硅光片還要貴;如果使用強(qiáng)制風(fēng)冷,就要使用大量的電能,得不償失,并且風(fēng)扇的壽命與可靠性不高,要想達(dá)到高可靠性必須有錯(cuò)誤檢查與冗余設(shè)置,這樣就會成幾倍增加造價(jià),如果在夏天的中午風(fēng)扇壞了,整個(gè)硅光電池板有可能被徹底燒壞。如果使用水冷除了要使用電力外,造價(jià)也不便宜,水冷由于管路多,連接點(diǎn)多,還需要水泵,故障點(diǎn)必然多,可靠性還不如風(fēng)冷,當(dāng)然水冷的效率要高于風(fēng)冷,但是在故障率決定一票否決制的太陽能系統(tǒng)中不可用。

  3、 反光板:

  普通的鏡子,塑料反光板由于反射層與骨架層(比如玻璃)熱脹冷縮系數(shù)不一樣在室外2-4年反射面就會脫落,在沙漠高溫差地方可能幾個(gè)月就完全不能使用了,并且反光率會慢慢下降。

  另外國內(nèi)外也有用高反射率的薄鋁板,但是這種鋁板不能經(jīng)受冰雹,并且不能擦洗,如果擦洗會產(chǎn)生永久性損傷,這種鋁板使用期限為8年左右,并且反光率逐年降低,8年就基本只有40%的反光率了,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到太陽能系統(tǒng)要求的25年;鋁板有貼保護(hù)膜的,但是保護(hù)膜造價(jià)高,也不防冰雹,不能解決所有問題。另外為了降低成本鋁板一般都為0.3毫米左右,這樣加工特別困難,加工成本特別高。

  4、 跟蹤器:

  電池只有在聚光器的焦點(diǎn)才能工作,因?yàn)榈厍蜿柮繒r(shí)每刻都在轉(zhuǎn)動,所以必須使用跟蹤器才能保證電池處于聚光器的焦點(diǎn);跟蹤器是CPV系統(tǒng)的主要系統(tǒng)之一,沒有跟蹤器系統(tǒng)就不能運(yùn)行,跟蹤器除了保證系統(tǒng)能運(yùn)行外還能比不帶跟蹤的系統(tǒng)平均多30-40%的電。但是跟蹤器是機(jī)械結(jié)構(gòu),長年累月的運(yùn)行會出故障,并且會有磨損,跟蹤器如果出現(xiàn)故障系統(tǒng)就不能運(yùn)行(發(fā)不出電),如果有磨損了跟蹤精度就會降低,由于CPV系統(tǒng)對跟蹤精度是有要求的,如果精度降低真?zhèn)€發(fā)電系統(tǒng)就不能正常運(yùn)行。


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