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。