不同太阳波谱的聚光光伏系统冷却功率研究

当前高倍聚光光伏系统(CPV)的发电效率和功率仍受冷却条件限制。为实现光伏电池在低冷却热流密度条件下最大功率输出,提出通过光谱分频技术实现太阳波谱-发电效率-发电功率-冷却功率的匹配,首先基于光伏电池外量子效率,分析了不同太阳波谱分频后发电效率和发电功率的变化规律,然后搭建了基于微热管阵列冷却的光谱分频CPV试验系统,初步在400～700 nm和740～940 nm两段波谱进行了试验研究。结果表明,光伏电池在该两段波谱下发电功率相差不大,但400～700 nm波谱的发电效率比740～940 nm波谱小,后者最大接近23%,相比全光谱下的发电效率提高9%; 400～700 nm波谱需要冷却功率为740～940 nm波谱的2倍。可见,通过光谱分频技术控制光伏电池接收太阳辐照的波谱段,可以降低CPV系统的冷却功率,能在相同冷却功率条件下实现系统更大的发电功率输出。     

半导体温差发电模块传热特性的数值研究

针对在光伏-温差混合发电系统中加入温差发电模块能否强化传热、降低光伏电池温度这一问题,结合温差发电的基本原理及传热学理论,采用有限容积法,研究了负载电阻、冷端对流换热系数对温差模块电学特性和传热特性的影响情况。结果表明:随着负载电阻的增加,回路中的电流逐渐减小,电压升高,输出功率会在最佳匹配电阻下达到最大值;负载电阻的增大同时也会导致温差模块传热性能降低,当电阻小于相应温差下对应的临界值时,温差模块会起到强化传热的作用;冷端对流换热系数对系统的传热性能的影响较大,当热端与环境温度之差为150 K,冷端对流换热系数为500 W/(m2·K)时,温差模块的发电效率可达到2.14%,是相同条件下对流换热系数为50 W/(m2·K)的3倍。     

常规太阳能电池低倍聚光条件下的特性研究与应用

为了更好地实现光伏发电效率的最大化,在对常规单晶硅光伏电池光伏特性研究的基础上,研制带有冷却系统并且聚光倍数可调的光伏发电系统,以探究聚光光伏电池输出功率与聚光比之间的关系。通过理论推导和实验验证,得到当聚光倍数在1~50倍变化范围内的变化关系:在室内温度一定的情况下,存在一个聚光比极限,在未达到聚光比极限时,光伏电池输出功率随着聚光比的增加而提高,当达到聚光比极限后,输出功率随着聚光比的增大而减小。原因是随着聚光比的增加,光伏电池的温度急剧增加,影响输出功率。因此,在设计聚光系统时要增加有效的散热系统,以此提高光伏系统输出能力。     

国内首座太阳能聚光光伏示范电站在鄂尔多斯市建成

目前国内首座太阳能聚光光伏示范电站在鄂尔多斯市伊金霍洛旗建成。该项目由伊泰集团投资2100万元建设,2006年10月开工建设,采用中国科技大学陈应天教授发明的数倍聚光光伏发电系统,总装机容量205kW,安装了200kW太阳能聚光光伏电池和5kW常规平板太阳能光伏电池,将进行太阳能聚光光伏发电和常规平板太阳能光伏发电的对比试验。据该项目负责人李文山介绍,聚光光伏发电系统是陈应天教授针对太阳能光伏电池比较昂贵的情况,通过八面体聚光漏斗聚光的方式,增加照射到太阳能光伏电池板上的太阳光强度,从而提高单位面积太阳能电池的发电量,并配置…     

三结砷化镓光伏电池电学特性的理论和实验分析

太阳能高倍聚光光伏发电系统(high concentration photovoltaic system,HCPV)将高效聚光光伏电池与聚光器利用组合在一起,具有较高的效率。针对三结聚光 InGaP/lnGaAs/Ge 叠层光伏电池具有较高效率且温度特性较好的特点,基于单二极管模型等效电路,建立了三结聚光InGaP/lnGaAs/Ge叠层光伏电池电学特性的数学模型,并在不同聚光倍数下(120、130、140和150倍),对三结砷化镓光伏电池的开路电压和电池效率进行了理论分析和计算,并与实验结果进行了对比。结果表明：三结砷化镓光伏电池开路电压和电池效率随着聚光比的逐步增大而增加,随着电池温度的增大而减小。实验结果与理论计算进行了对比,在相同电池温度下,开路电压和电池效率的误差分别为2.04%和8.4%。所建立的三结砷化镓光伏电池的数学模型,为研究其电学性能提供了一定的理论基础,可用来分析和讨论相关参数对高倍聚光式光伏系统性能的影响。     

我国聚光型太阳能热发电技术发展现状

介绍了聚光型太阳能热发电技术的特点及国内太阳能热发电技术的发展现状,分析了太阳能热发电技术发展面临的难点,提出了将塔式和槽式太阳能热发电系统的优点相结合,发展辅助燃煤/燃气一体化的发电系统,以及发展太阳能光伏发电和光热发电的联合系统的建议。     

聚光时提高太阳电池效率的实验研究

为了能够更有效地提高聚光条件下太阳电池的转换效率,在重力热管和温差发电模块的基础上,建立了一种通过利用热管的高效传热性能和良好的均温性导出电池板的热量,同时利用温差发电模块将太阳电池板的余热转化为电能的新型太阳电池冷却系统,并且分别对三种不同冷却方式下三接面砷化镓电池板的性能进行了实验研究。实验结果表明,与"热管"冷却技术、不冷却技术相比,"热管+温差发电"冷却技术综合利用了光伏与光热发电技术,有效地降低了太阳电池的温度,较好地提高了电池板转换效率,并且使电池板的转换效率高达32%。     

聚光光伏发电技术研究与展望

太阳能光伏发电技术近年来发展迅速,但较高的发电成本制约了其大规模的发展。聚光光伏发电技术以其高转换效率,低成本等优势在光伏发电系统中倍受瞩目。文章介绍了聚光光伏系统的构成,以及国际上主要研究聚光光伏技术的公司和研究机构的技术水平、最新的研究成果及其产品,分析了聚光光伏技术的发展目标和应用前景。     

聚光太阳能光伏发电效率分析讨论

太阳能光伏发电技术是当前较为实用的利用方式,太阳能电池可以光能直接转化为电能,对常规式太阳能电池进行聚光,提升单位面积太阳能电池的输出功率。由于太阳能分布不均,辐射时间也会随着日照方位和天气影响而影响,因此如何在利用有效的太阳能资源已经成为当前我们首要解决的问题。本文将对聚光太阳能光伏发电效率进行系统的分析。     

光煤互补发电系统热力学性能分析

建立了纯燃煤发电系统和光煤互补发电系统的物理模型,从系统的能量平衡和平衡方程出发,推导了光煤互补发电系统太阳能净发电效率的解析式,并对该系统的热力学性能进行了分析,研究了集热温度、聚光比、太阳辐照强度对互补系统太阳能净发电效率的影响。结果表明:太阳能聚光集热替代的抽汽级越高,互补发电系统的太阳能净发电效率越高;当太阳能聚光集热替代同一级抽汽时,集热温度越高,互补系统的太阳能净发电效率越低;对于给定的聚光集热温度和太阳辐照强度,互补系统的太阳能净发电效率随着聚光比的增大而升高;对于给定的集热温度和聚光比,互补系统的太阳能净发电效率随着太阳辐照强度的增加而升高。本文的研究结果可为光煤互补发电系统的优化设计提供理论参考。