1MW高倍聚光光伏发电并网系统的设计

本文选云南石林地区为电站场址,通过对高倍聚光光伏组件选择、光伏阵列运行方式选择、光伏阵列设计及布置方案、并网逆变器选型等光伏发电系统构成方面进行了研究设计。分析得出该电站的理论年发电量为170.07万kWh,具有良好的经济效益和环保效益。

基于聚光光伏电池系统热管式换热器的数值研究

针对在高倍聚光下光伏电池效率受表面温度的影响,文章对聚光光伏电池系统中耦合翅片热管散热器进行了数值模拟研究。在水冷、风冷情况下,研究了热管散热器的翅片数量、分布、流体流量对电池效率、温度表面均匀性的影响,并将研究结果与普通散热器进行比较。结果表明:水冷型热管散热器的电池表面温差较低,均匀性和电池效率较高;在流量为0.64 m/s,翅片间距为1.5 mm,翅片厚度为0.4 mm的工况下,电池的综合性能最优,表面温度为314 K,温差小于1 K,均匀性良好,电效率为31.25%,热效率为66.03%。

高倍聚光光伏可拆卸型二次反射镜设计与研究

高倍聚光光伏技术是将垂直入射于菲涅耳透镜上的太阳光聚焦到电池片上,通过光电转换产生电能,但实际应用时,由于跟踪器跟踪精度低、支架受风会抖动等因素存在,无法保证太阳光始终垂直入射于菲涅耳透镜。针对该问题,在菲涅耳透镜和太阳能电池之间增加一个可拆卸的倒置的去掉顶部的棱锥形二次反射镜来提高聚光光伏的接收角,给出了具体的设计实例,并应用Solidworks软件和Tracepro软件对设计实例进行了计算机光学模拟。结果证实:该二次反射镜能很好地提高聚光光伏的接收角,并改善了菲涅耳透镜聚焦光斑的能量均匀性。

高倍聚光光伏可拆卸型二次反射镜设计与研究

高倍聚光光伏技术是将垂直入射于菲涅耳透镜上的太阳光聚焦到电池片上,通过光电转换产生电能,但实际应用时,由于跟踪器跟踪精度低、支架受风会抖动等因素存在,无法保证太阳光始终垂直入射于菲涅耳透镜。针对该问题,在菲涅耳透镜和太阳能电池之间增加一个可拆卸的倒置的去掉顶部的棱锥形二次反射镜来提高聚光光伏的接收角,给出了具体的设计实例,并应用Solidworks软件和Tracepro软件对设计实例进行了计算机光学模拟。结果证实该二次反射镜能很好地提高聚光光伏的接收角,并改善菲涅耳透镜聚焦光斑的能量均匀性。

一种高倍聚光光伏系统中太阳电池冷却的实验研究

针对高倍聚光光伏系统电池片发电效率受温度制约的问题,设计并搭建一个双轴跟踪的碟式聚光光伏发电系统,并进行户外实验。系统采用两相闭式虹吸热管为三结Ga In P/Ga In As/Ge太阳电池进行散热。研究结果表明:在聚光比为150,蒸汽饱和温度为343.2 K的工况下,热管中水的充注率为30%时,电池片温度与热管蒸发端平均温度最低;在充注率为30%,蒸汽饱和温度为343.2 K的工况下,随着聚光比的增大,电池和蒸发端的平均温度也随之增大;同时,电池片与蒸发端底部的温差较大,特别是在高倍数聚光工况下。所收集的数据可对碟式聚光光伏系统散热问题的研究提供一定的参考价值。

基于Ⅲ-Ⅴ多结电池高倍聚光光伏系统的技术进展

首先详细介绍了Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池的最新发展,包括电池效率的发展现状和预测以及具备提供这种电池的公司总结;然后介绍了国内外在研发基于Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池高倍聚光光伏系统方面有代表性的研究机构的最新状况;接着总结了高倍聚光光伏系统冷却技术的最新进展;最后对高倍聚光光伏技术进行了展望。

高倍聚光光伏产业及市场分析

从2000年至今,高倍聚光电池芯片的实验室最高效率从32%提升到43.5%,绝对转换效率增加11.5%,并有潜力在未来达到50%。与此同时,晶硅电池和薄膜电池的最高效率增长几乎停滞。高倍聚光光伏产业当前并没有绝对的龙头企业,即使是在产业化进程领先的企业也没有太多的产能,多数还只是在扩产阶段。

高倍聚光光伏模组中菲涅尔透镜沿光轴方向的光照非均匀性变化及影响

对于菲涅尔透镜作为主要聚光器件的高倍聚光光伏模组,应用中通常把多结电池放置于透镜焦平面处,然而光学系统非理想性造成焦平面处的光照非均匀性,会影响三结电池及模组整体的输出特性。通过光线追踪模拟和三维三结电池网络模型,分析沿光轴方向不同位置菲涅尔透镜聚光光照非均匀性的变化,以及对高倍聚光光伏模组的影响机理和优化。结果表明沿光轴填充因子与光照非均匀性有密切关系,沿光轴不同程度的光照非均匀性导致不同程度的横向电流,填充因子随之发生变化,在远离焦平面的位置存在更优的填充因子,提升最大输出功率。实验结果也很好地验证了模拟的结果,结论对实际应用中高倍聚光光伏模组的结构优化有参考意义。

太阳能高倍聚光光伏电——热联产复合系统的研究

本项论文以提高太阳能综合利用效率为目标,围绕高效太阳能光电-光热复合利用的理论建模问题,在太阳能高倍聚光光伏发电技术的基础上,发展高效太阳能光电-光热复合利用技术。在提高太阳能综合利用效率的同时,解决高倍聚光光伏发电中太阳能电池冷却这一瓶颈问题,为太阳能利用开辟了一条新的途径,具有广泛的应用前景和重要的社会意义。

聚光光伏发电技术的研究

聚光光伏发电是新能源生产的先进技术,将其投入到实际发电作业中具有能源战略意义。结合聚光光伏发电项目前景,研究了砷化镓薄膜电池聚光发电系统技术,提出基于GPS系统的远程发电控制技术方案。

基于棱镜二次聚光的高倍聚光模组聚光特性与三结电池光谱响应匹配与优化

目前Ⅲ-Ⅴ多结高倍聚光(HCPV)太阳电池实验室效率记录已高达46%,而相对应的模组效率与之相差仍较大,其中由于模组中聚光非理想性引起的损失就高达20%.本文通过建立光学模型和非均匀光照的三维电池电路网络模型,以Ⅲ-Ⅴ族三结电池为例,研究了菲涅耳透镜一次聚光、棱镜二次聚光的HCPV模组的聚光特性和光电特性.结果发现.由于光线非平行入射和-菲涅耳透镜的色散现象,使得沿光轴方向短、中、长波段聚光发散及聚光不均匀,从而造成了三结电池的上、中、下各子电池光谱响应失配损失,模组光电转换性能下降;进一步,通过采用棱镜二次聚光,能较好地改善聚光和温度均匀性;通过对光轴方向上短、中、长波段的聚光特性与三结电池光谱响应匹配优化,使得模组输出功率提高10%以上.模拟结果己得到实验验证.

一种新型聚光光伏组件的光学设计

传统的聚光光伏组件(CPV)采用菲涅耳透镜聚光或者大型反射式聚光。这些组件的尺寸较大,不利于聚光光伏组件的小型化与模块化。该文主要设计制作了一种新型平板反射式聚光器,并应用到聚光光伏系统中完成相关测试,上述工作均在顺德中山大学太阳能研究院完成。该文提出了一种新型的平板反射式聚光器的设计方法。文章首先介绍聚光器的建模方法,然后进行软件模拟与分析,最后制作聚光器并组装成聚光光伏组件(CPV)进行相关测试,组件的结构设计也将详细介绍。测试结果表明通过该光学设计方法能够灵活,有效的设计适应不同应用要求的反射式聚光器。

高能流密度下太阳能密集光伏组件射流冲击冷却特性

针对高能流密度下密集阵列光伏组件的冷却控温问题,采用模块化阵列射流冲击装置实现电池控温。基于Fluent软件对密排光伏组件阵列射流冲击换热进行数值模拟,研究不同射流孔径、冲击间距比与射流孔长径比等关键参数对其电池冷却的影响特性,综合分析了质量流量和能流密度变化对其冷却效果和所获电能的影响规律。结果表明冲击间距比对电池的换热效果存在最优值,在本文范围内h_(3)/d=4.5时换热效果最佳,但随着孔径的增大其换热均匀性有所下降;射流孔高度增大,换热效果和电池表面温度均匀性均降低;随着电池表面聚焦能量增加,其发电功率将成比例增加,而电池温度仅有小幅度升高;随着质量流量的合理增加,电池温度大幅度降低,且所产生的压降功耗基本不变。该文工作能为高倍聚光密集阵列光伏组件的高效均匀控温设计提供基础。

上海世博行政中心光伏发电并网系统分析

介绍了上海世博行政中心的光伏示范项目,数倍均匀聚光光伏发电机和非晶硅电池板的实际运用效果和产电量情况。

浸没冷却液体对聚光三结电池电性能的影响

为把直接液浸冷却方式应用于采用密排III-V族电池组件的高倍聚光光伏系统,分析了适用于浸没冷却高倍聚光下III-V族聚光三结电池候选液体的种类、液膜厚度对Ga In P/Ga In As/Ge聚光三结电池电性能的影响,探索了该电池在液浸条件下电性能变化的机理.结果表明:不同液体液膜厚度对聚光三结电池短路电流的影响远大于对其开路电压的影响;随着浸没液体厚度的不断增加,聚光三结电池的效率呈现先升高后降低的趋势,在4.0 mm液厚时效率达到最大,其中化妆级白油在此厚度浸没下电池效率可提升8.99%.机理分析表明:薄液膜的存在降低了聚光三结电池表面的菲涅尔反射的光学效应和液体分子的吸附降低了电池表面复合速率的电学效应是引起电池效率提升的主要原因.

高倍聚光与双轴平板发电经济性分析

分别对敦煌、上海2地区采用高倍聚光和双轴平板(晶体硅组件配双轴跟踪器)的光伏电站的发电成本进行了比较。结果表明,在当前市场条件下,敦煌地区高倍聚光的发电成本比双轴平板高40.2%,上海地区高倍聚光的发电成本比双轴平板高109.5%。高倍聚光的发电成本明显高于双轴平板,2者之间的差距与当地的直接辐射强度有关,直接辐射越弱,2者之间的差距越大。

HCPV用平板式环路热管实验研究

设计了一种用于高倍聚光光伏太阳能电池(HCPV)散热的混合烧结芯平板式环路热管,并实验研究了负荷、倾角、冷凝器参数等对热管启动和运行性能的影响.实验表明,该热管基本可满足HCPV负荷及安装角度要求,热面温度100℃内的最大负荷可达320 W(热流密度为40 W/cm2).蒸发器和储液器、蒸发器和冷凝器相对位置对热管性能影响很大.当储液器在蒸发器下方时启动更容易;冷凝器在蒸发器上方时低负荷启动温度下降.可通过减少冷凝器内冷却水流量,提升热管反重力运行的启动能力.

战略性新兴新能源产业——西部HCPV太阳能光伏发电

国务院颁发了"加快培育和发展战略性新兴产业"的决定,确定了重点发展七大战略性新兴产业,太阳能光伏发电产业位列其中。我国西部具有充裕的阳光资源和广阔的草地、荒滩和沙漠地域资源,是建设太阳能光伏发电站的最佳选择,是我国亟待开发的太阳能光伏发电市场。高倍聚光光伏发电(HCPV)技术的应用,可能使大规模太阳能发电得以实现。

等厚型平板菲涅尔透镜设计与研究

针对当前曲面菲涅尔透镜普遍存在的加工工艺复杂、面型精度难于控制、制作成本较高等问题,在研究非等厚型平板菲涅尔透镜设计方法的基础上,提出一种中心透镜为球面、外侧环带为倾斜面的等厚型平板菲涅尔透镜的设计方法,给出了具体的设计实例,并进行了建模和光学仿真,模拟结果表明:该菲涅尔透镜设计的光学效率达到90.7%。

平板菲涅尔透镜设计及组合优化方法

为了解决传统的球面菲涅尔透镜模具加工工艺难度大、精度低、制作成本高等问题,提出一种中心透镜为球面、外侧环带为倾斜面的平板菲涅尔透镜的设计方法,并进行了基于多平面拟合和基于多焦点的组合优化设计,给出了具体设计实例,进行了光学仿真.结果表明:优化后菲涅尔透镜聚光效率达93%,聚焦光斑能量均匀性4.9,满足设计要求.