蝶式光伏发电聚光器的研制.PDF

第 28 卷 　第 2 期 太　阳　能　学　报 Vol 28 , No2 2007 年 2 月 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA Feb ,2007 文章编号 : 2007) 蝶式光伏发电聚光器的研制 许志龙 , 刘菊东 , 冯培锋 , 侯达盘 , 张建一 , 张耀明 (集美大学机械工程学院 ,厦门 361021) 摘 　要 : 通过跟踪聚光的方法 ,增加太阳光伏电池板的光照强度 ,使得同样数量的光伏电池板产生更多电能 ,并大 幅度降低光伏发电系统的成本。介绍了一种自动跟踪太阳的蝶式光伏发电聚光器及其聚光参数优化过程 ,在保证 聚光器的机械强度时得到了最佳聚光比。 关键词 : 聚光器 ;太阳能 ;聚光光伏发电 ;聚光比 中图分类号: TK5131 　　　文献标识码 : A 镜 ,太阳电池组件固定在聚光器顶端 ,聚光器通过光 0 　引　言 电传感器、电控系统和驱动装置自动跟踪太阳转动, 由于自动跟踪太阳的聚光光伏发电系统将数倍 确保实时变化的太阳光线与聚光器始终保持一定的 的太阳光聚集到太阳电池组件上 ,产生同样电能所 位置关系。图 1 为蝶式光伏发电聚光器平面镜与太 需要的半导体材料大大减少 ,相当于用普通材料代 阳电池组件之间的位置关系 ,入射光线经各块平面 替昂贵的半导体材料 , 因此能够大幅度降低光伏发 镜反射后 ,均匀地照射到对应一侧的太阳电池阵列 电成本。通过聚光提高太阳电池组件发电的效益, 上 ,实现数倍聚光功能。图 2 为蝶式光伏发电聚光 国外已经有过一些工业化尝试 ,如美国利用菲涅尔 器的数学模型 ,在电池板和平面镜间建立直角坐标 透镜可实现 3～7 倍的聚光 ,但由于透射聚光的光强 系 ,假设电池板的放置角度和宽度分别为 和 AB1 , 均匀性较差和制造难度大 ,性价比并不高 ;德国 ZSW 图中入射光线B O 经平面镜 O O 的端点 O 反射 1 1 1 2 1 公司的V 型聚光器 ,通过平面镜反射实现 2 倍聚光 ; 后的光线 O A 反射到电池板的端点 A 。由入射光线 1 美国 Falbel 的四面体聚光器实现了 236 倍聚光 ,尽 和反射光线可得平面镜 O O 的放置角度 β。经电 1 2 1 管实现 2 倍聚光可以少用 50 %左右的太阳电池组 池板另一端点 B ,作反射光线 B O AO ,可得平面 1 1 2 1 件 ,但是相对于聚光器所增加的成本 ,总体的经济效 镜的另一端点 O , 同理可得出其余平面镜 O O 、 益并不明显[2 ]