聚光光伏综述
光伏技术方案范文
光伏技术方案范文
一、光伏技术的综述
光伏技术作为绿色可再生能源的重要分支之一，是利用太阳光照射到
半导体表面发生光电效应而获取能量的一种技术。
首先，太阳辐射会照射
到太阳能电池板表面，太阳能电池板上表面覆盖有多层半导体物质，它们
会将太阳光能量转化为电能，并将电能通过电路输出，完成太阳能电池板
的整个工作。
光伏技术的应用范围相当广泛，从可再生能源、家庭、工业到军事等，都能够发挥光伏技术的优势。
此外，光伏技术的发展也受到了社会的广泛
关注，越来越多的企业开始进入光伏技术的应用开发领域，为社会发展做
出了积极的贡献。
二、典型光伏技术方案
1、太阳能光伏电池
太阳能光伏电池是一种能将太阳辐射能纳入半导体结构中转换成电能
的器件，它是最常用的光伏技术形式，多用于家庭、建筑、农业等场合。
太阳能光伏电池由多片半导体材料组成，硅是最常用的半导体，它具有较
高的光电转换效率，能将太阳能转换为电能。
2、太阳能聚光系统
太阳能聚光系统是一种利用太阳辐射发生凝聚效应而获得更大的功率，并将这些功率转化为电能的光伏技术系统。
聚光光伏技术及研究进展
聚光光伏技术及研究进展作者：王敬蕊陈锐蔡晓晨蒋碧蕾来源：《电子世界》2012年第21期聚光光伏技术是指利用光学元件将太阳光汇聚后，通过高转化效率的光伏电池（GaAs 基）直接转换为电能的技术，被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术，即聚光光伏（CPV）。
1.聚光光伏技术概述GaAs基太阳能电池可分为单结和多结叠层式太阳能电池两类。
GaAs、Ge单结太阳电池理论效率27%，实验室效率达到25.8%；多结叠层太阳能电池效率理论效率能够达到63%，目前实验室效率达到43%。
CPV可以按汇聚太阳光的方式不同分为两个大类，即采用镜面聚光的反射式和采用透镜聚光的透射式，其结构可参见图1。
目前各大生产厂家的CPV系统具有多种不同的表现形式，但其结构均离不开四大部分，即：聚光模块、光电转换模块（光伏电池）、太阳追踪模块、冷却模块。
各部分的成本构成如图2所示：（1）GaAs基太阳能电池的优势①规模化潜力较大：CPV技术因其具有光电转化效率高等特点，是未来发展大型支撑电源的最理想的太阳能发电技术。
②成本下降空间巨大：与晶硅和薄膜太阳能发电技术建设成本1.6美元/瓦相比，CPV目前3～4美元/瓦的建设成本并无优势，但作为一项新兴技术，随着生产规模的扩大、电池效率的提高、聚光模块的改进等，成本有巨大的下降空间。
③占地面积小：在同等发电量的情况下，CPV电厂的土地占用面积比平板式太阳能要小得多。
CPV系统由支柱承载其主要结构体，占地面积极小，且由于系统在地面产生的阴影面积是移动的，所以对电厂所在地的生态影响也较小，面板下方的土地仍然可以用于畜牧等用途。
④能量回收期短：聚光组件的效率比晶硅和薄膜组件大大提高，建设想同规模的电站，所需的半导体材料大大减少，因而能量回收期大大缩短。
（2）GaAs基太阳能电池的劣势技术和规模化进度存在不确定性：作为一项正在由实验室走向工程化的新技术，CPV的技术路线尚未定型，产业链也未形成；材料昂贵，成本上无优势，另外CPV系统建设地区对太阳光照条件有较高的要求，不利于大规模推广。
2024年聚光光伏CPV模块市场环境分析
2024年聚光光伏CPV模块市场环境分析1. 概述聚光光伏（Concentrated Photovoltaics，简称CPV）是一种利用光学透镜或凸透镜，将太阳光线聚集到小面积的太阳能电池上，提高光伏电池的效率的技术。
聚光光伏模块由高效率太阳能电池、透镜模组、联接模块和机械结构组成。
本文将对聚光光伏CPV模块市场环境进行分析。
2. 市场规模目前，全球光伏市场规模庞大，聚光光伏CPV模块占有一定份额。
根据市场研究数据显示，2019年全球聚光光伏CPV模块市场规模达到XX亿美元。
预计在未来几年内，聚光光伏CPV模块市场将继续保持增长势头。
3. 市场发展趋势3.1 技术创新和提升随着科技的进步和光学材料的研发，聚光光伏CPV模块的效率和稳定性不断提高。
近年来，研究人员不断努力改进CPV模块的光学透镜、太阳能电池和连接技术，以提高模块的转换效率和寿命，降低成本。
这些技术创新和提升推动了聚光光伏CPV模块市场的发展。
3.2 环保意识的增强环境保护意识的增强促使人们对可再生能源的需求不断增加，太阳能作为最重要的可再生能源之一，受到了广泛关注。
聚光光伏CPV模块凭借其高效率和节约资源的特点，成为可再生能源市场的重要组成部分。
3.3 政策支持和补贴政策各国政府纷纷出台政策支持和补贴措施，以推动太阳能产业的发展。
大部分国家都将太阳能列为优先发展的清洁能源，给予相应的政策和财政支持。
这些政策和补贴政策为聚光光伏CPV模块市场的发展提供了有力支持。
4. 市场竞争格局目前，聚光光伏CPV模块市场竞争激烈，主要厂商包括ABC公司、XYZ公司、123公司等。
这些公司通过不断提升产品性能、降低成本以及拓宽渠道等方式来取得竞争优势。
此外，聚光光伏CPV模块市场还存在一些小型厂商进入市场，增加了竞争的复杂性。
5. 市场挑战和机遇5.1 挑战•技术瓶颈：虽然聚光光伏CPV模块在效率和稳定性方面有较大突破，但仍存在技术瓶颈需要克服。
聚光光伏技术
聚光光伏技术聚光光伏技术是一种利用镜子或透镜将太阳光聚焦到太阳能电池上的光伏发电技术。
它可以提高光电转换效率，增加太阳能电池的发电能力。
聚光光伏技术在太阳能领域具有重要的应用前景。
聚光光伏技术的一大优势是可以提高太阳能电池的光电转换效率。
在传统的太阳能电池中，光线只能直接照射到电池表面，而聚光光伏技术则可以将光线通过镜子或透镜聚焦到一个小的区域上，这样可以提高单位面积上的光照强度，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
研究表明，通过聚光光伏技术，太阳能电池的光电转换效率可以提高10%以上，这对于提高太阳能发电的经济性和可行性具有重要意义。
聚光光伏技术还可以增加太阳能电池的发电能力。
由于聚光光伏技术可以将光线聚焦到一个小的区域上，因此可以在有限的空间内安装更多的太阳能电池。
相比之下，传统的太阳能电池需要占用较大的面积来实现相同的发电能力。
通过聚光光伏技术，可以在有限的空间内安装更多的太阳能电池，从而提高发电能力。
这对于场地有限的太阳能发电项目来说，具有重要的意义。
聚光光伏技术有多种实现方式。
其中，一种常见的方式是利用平面镜将太阳光聚焦到太阳能电池上。
平面镜具有反射光线的特性，通过合理设计平面镜的形状和角度，可以将光线聚焦到太阳能电池上。
另一种方式是利用透镜将太阳光聚焦到太阳能电池上。
透镜具有折射光线的特性，通过合理设计透镜的形状和曲率，可以将光线聚焦到太阳能电池上。
通过不同的实现方式，可以根据具体的应用需求选择合适的聚光光伏技术。
虽然聚光光伏技术具有很多优势，但也存在一些挑战和限制。
首先，聚光光伏技术需要合理设计和安装光学器件，这对于工程设计和施工来说具有一定的技术要求。
其次，聚光光伏技术对太阳光的追踪和跟踪要求较高，需要配备精密的太阳追踪装置，这增加了系统的复杂性和成本。
此外，聚光光伏技术还存在光热转化损失的问题，即部分光能被转化为热能而无法转化为电能。
尽管存在挑战和限制，聚光光伏技术在太阳能领域具有广阔的应用前景。
2024年聚光光伏市场分析现状
2024年聚光光伏市场分析现状一、引言随着能源危机的愈发严重，以及对环境保护意识的不断增强，可再生能源的发展逐渐成为全球的热点话题。
光伏能源作为一种可再生能源的重要组成部分，受到了广泛的关注。
聚光光伏作为光伏能源的一种创新形式，因其高发电效率和更小的占地面积而备受关注。
本文旨在分析聚光光伏市场的现状和发展趋势。
二、聚光光伏市场概述1. 聚光光伏的定义和原理聚光光伏是一种利用聚光技术将太阳能集中到太阳能电池上的光伏发电方式。
其原理是通过光学器件将太阳光线聚焦到光伏电池上，提高光电转换效率。
聚光光伏系统通常包括聚光器、跟踪设备和太阳能电池。
2. 聚光光伏市场规模和发展趋势近年来，聚光光伏市场呈现出快速增长的趋势。
根据市场调研数据显示，2019年全球聚光光伏市场规模达到XX亿美元，预计到2025年将达到XX亿美元。
聚光光伏市场的快速发展主要得益于对可再生能源的需求增加和技术的进步。
3. 聚光光伏市场的主要应用领域聚光光伏系统的高发电效率使其在许多领域中得到了广泛的应用。
目前，聚光光伏主要应用于以下领域： - 太阳能农业灌溉系统 - 太阳能供电系统 - 太阳能发电站三、聚光光伏市场的现状1. 国内聚光光伏市场的发展状况中国作为全球光伏市场的主要参与者之一，聚光光伏市场也在不断发展。
国内聚光光伏市场的发展主要受益于国家政策的支持和资源丰富。
目前，聚光光伏系统已经在一些地区实现了商业化运营，并呈现出良好的推广前景。
2. 国际聚光光伏市场的发展状况国际聚光光伏市场的发展相对较为成熟，多个国家开展了聚光光伏项目。
例如，美国、西班牙等国家的聚光光伏项目规模较大，技术水平相对较高。
同时，国际聚光光伏市场也面临着一些挑战，如高昂的成本、技术瓶颈等。
四、聚光光伏市场的发展趋势1. 技术进步推动市场发展随着聚光光伏技术的不断进步，聚光器件的成本逐渐降低，效率不断提升，这将进一步推动聚光光伏市场的发展。
2. 政策支持促进市场增长各国政府对可再生能源的支持政策将进一步促进聚光光伏市场的增长。
2024年聚光光伏市场发展现状
2024年聚光光伏市场发展现状引言近年来，光伏发电作为一种清洁能源形式，得到了广泛的关注和应用。
而聚光光伏作为光伏发电的一种新技术，具有高转换效率和较小占地面积等优势。
本文将对聚光光伏市场的发展现状进行深入分析，并探讨其未来的发展前景。
聚光光伏技术及工作原理聚光光伏技术是利用光学聚焦将太阳光线聚集到光伏电池上，从而提高电能的产生效率。
其工作原理是通过反射镜或透镜将太阳光线聚焦到较小的光伏电池上，使得单位面积上的光照强度大大增加，进而提高光伏发电的效率。
聚光光伏市场概况聚光光伏市场处于快速发展阶段，主要体现在以下几个方面：技术创新推动市场发展随着科技的进步，聚光光伏技术不断创新，不断提高光伏发电效率，降低成本。
一些新型聚光光伏系统如高集成度聚光光伏系统和微透镜全息聚光光伏系统等的出现，为聚光光伏市场的发展带来了新的机遇。
政策支持带动市场需求政府对可再生能源的政策支持和鼓励，为聚光光伏市场的发展提供了有力支撑。
一些国家和地区通过减税、补贴等政策，吸引了众多企业投资光伏发电项目，促进了聚光光伏市场的快速增长。
市场竞争激烈，企业积极布局随着市场需求的增加，聚光光伏市场竞争也日益激烈。
许多光伏企业积极布局聚光光伏市场，加大研发投入，提高产品质量和技术水平，争取在市场竞争中获得更大的份额。
聚光光伏市场面临的挑战尽管聚光光伏市场发展迅猛，但仍然面临一些挑战：技术难题有待解决聚光光伏技术的进一步提升和突破仍然面临一些技术难题。
例如，如何解决高浓度太阳能光束对光伏电池产生的热量问题，以及如何克服光伏系统在温度、湿度等环境条件变化下的不稳定性等。
市场规模与成本之间的矛盾聚光光伏技术相较于传统光伏技术更为昂贵，因此成本是制约其市场发展的一个重要因素。
然而，随着市场规模的扩大，一些成本问题如光伏电池材料成本和生产成本的高昂，成为制约聚光光伏市场进一步发展的瓶颈。
聚光光伏市场未来发展趋势尽管聚光光伏市场面临一些挑战，但其未来仍然具有广阔的发展前景。
聚光光伏(CPV)
聚光光伏聚光光伏（CPV）是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术，CPV是聚光太阳能发电技术中最典型的代表。
使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换，分别是第一、第二代太阳能利用技术，均已得到了广泛应用。
利用光学元件将太阳光汇聚后再进行利用发电的聚光太阳能技术，被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术。
使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换，分别是第一、第二代太阳能利用技术，均已得到了广泛应用。
利用光学元件将太阳光汇聚后再进行利用发电的聚光太阳能技术，被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术。
技术展望有别与传统硅晶型以及薄膜型，聚光型太阳光电(HCPV)的技术最显着的优点在于它的高光电转换效率。
这种太阳电池芯片在聚焦太阳光500倍左右时它的光电转换效能介于36-40%之间，光电模组的效能在22-28%之间。
整个系统的效能在18-20%之间。
以年度发电量而言，在相同的条件下，系统(结合双轴追日技术)约是传统硅晶型的1.2-1.4倍左右，此点是HCPV技术的竞争优势。
HCPV技术最适合应用于大型电厂，特别是在阳光日照充足、干燥、低湿度的地区。
目前HCPV 的核心技术-三结化合物电池和高倍聚光技术的开发和制造已经突破了国外企业的封锁，目前在国内实现大规模量产的企业有国内上市企业三安光电旗下的日芯光伏，他们已经能够实现1000倍聚光和40%以上的光电转换效率。
日芯光伏科技有限公司参与了我国《聚光型光伏模块和模组设计鉴定和定型》认证技术规范制定工作，为通过本次认证，日芯光伏科技有限公司经过了申请、送样、型式试验、工厂检查、合格评定、发证等认证环节，也为我国今后聚光光伏组件的质量认证工作积累了宝贵经验。
系统效率比较能量转化效率薄膜型太阳能 7%～9%晶硅型太阳能 14%～17%第一代核能电厂 30%火力发电 36.8%聚光光伏(CPV) 27%～30%聚光光热 (CSP) 13%～19%。
聚光光伏组件介绍
聚光光伏组件介绍聚光光伏简介目录一聚光光伏技术定义 (1)二聚光光伏优势 (1)（一）聚光光伏优势 (1)（二）聚光型模组与单晶硅模组比较 (2)（三）太阳能跟踪器精度和有效性提高CPV性能 (4)三聚光光伏组件简介 (4)内容一聚光光伏技术定义使用晶硅电池和薄膜电池进行光电转换，分别是第一、第二代太阳能利用技术，均已得到了广泛应用。
利用光学元件将太阳光汇聚后再进行利用发电的聚光太阳能技术，被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术，即聚光光伏（CPV）。
聚光光伏技术是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术。
聚光光伏技术通过加入光学聚光部件，将阳光汇聚到一个面积很小的电池上，通过提高单位面积光照强度，来提高系统输出功率。
该技术降低了光伏材料的用量，提高系统的系统输出功率，进而降低了发电成本。
而且其维护费用还不到传统PV的一半。
二聚光光伏优势（一）聚光光伏优势对CPV的发展前景持谨慎乐观的态度，主要基于如下三点优势：1、极高的规模化潜力：CPV技术因其光电转化效率高等特点，是在可预见的未来时间里能用于建造大型支撑电源的最理想的太阳能发电技术。
2、成本下降空间巨大：与晶硅和薄膜太阳能发电技术相比，CPV 目前3~4美元/Wp的建设成本并无优势，但作为一项新兴技术，随着生产规模的扩大、电池效率的提高、聚光模块的改进等，成本有巨大的下降空间。
3、技术和规模化进度存在不确定性：作为一项正在由实验室走向工程化的新技术，CPV的技术路线尚未定型，产业链也未形成。
对于相关企业，我们需要关注其技术或成本取得优势地位。
（二）聚光型模组与单晶硅模组比较与晶硅和薄膜型平板式太阳能发电系统相比，CPV因其高转换效率和小得多的半导体材料用量，是最具有发展成为大型支撑电源潜力的太阳能发电方式。
通过简单复制的规模化部署，单一CPV电厂可以轻易达到MW级规模，未来这一数字甚至有望达到100MW。
占地面积小：在同等发电量的情况下，CPV电厂的土地占用面积比平板式太阳能要小得多。
聚光光伏介绍
2015年目标 < $2/Wp < $0.07/kWh $3 ~ $5/cm2 20 年 29%~36% 48% 42% 90%
安装费用 3% 逆变器 16%
电池装配 19%
电池芯片 22%
追踪系统 21%
组件装聚光光伏的研发历史约30年，但其商业化运营仍处于初期 阶段，目前全球聚光光伏系统的装机量不超过200MW； • 中国：内蒙古、西昌、青岛；重庆 • 2011年12月，美国能源部决定在未来3年内投资6000万美 元，目前这笔资金正在部署中，能源部竞争方案的目标是 发展聚光光伏技术，使太阳能电池成本降低75%。
• 占地面积小 • 耗水量极低 • 极高的规模化潜力
缺点：
• 技术和规模化进度存在不确定性 • 成本上无优势
聚光光伏系统的成本构成
CPV系统成本及效率情况
项目 建造成本(美元/Wp) 度电成本(美元/kWh) III-V族电池成本(美元/cm2) 系统寿命 商用系统综合效率 实验室电池效率 商用电池效率 聚光系统效率 2007年水平 $7 ~ $10/Wp > $0.3/kWh $10 ~ $15/cm2 5年 17% 40.70% 35% ~ 37% 75% ~ 85% 2009年水平 $3 ~ $5/Wp NA $7 ~ $10/cm2 NA 25% (最高29%) 41.60% 39% 80% ~ 85%
反射式CPV系统 透射式CPV系统
CPV系统的结构——光电转换模块
• 在CPV 系统对光伏电池的转换效率和耐高温性能都有较高的要 求； • 该模块多选择III-V 族元素化合物多结电池； • 该电池能够转换更宽光谱范围内的太阳光，达到更高的光电转 换效率，并且聚光程度越高，电池转换效率越高； • Solar Junction公司示范性生产线上所生产的多结电池样品的 转换率已达到了43.5%。
2024年聚光光伏市场规模分析
2024年聚光光伏市场规模分析1. 引言近年来，能源危机和环境污染问题日益严重，太阳能作为一种可再生清洁能源受到了广泛关注。
然而，传统的平板太阳能发电技术在能源转换效率和成本方面存在一定的局限性。
为了克服这些问题，聚光光伏技术应运而生。
本文将对聚光光伏市场规模进行分析，探讨其发展前景。
2. 聚光光伏技术概述聚光光伏技术是利用光学器件将太阳光聚焦到太阳能电池上，从而提高光伏电池的能量利用率。
这种技术通过采集并聚焦大量的太阳能，使得照射到光伏电池上的光强度大大增加，从而提高电池发电效率。
聚光光伏技术可以分为平面聚光和点聚光两种形式，分别适用于不同场景的应用。
3. 聚光光伏市场规模根据市场调研数据显示，聚光光伏市场在过去几年中呈现了快速增长的趋势。
随着技术的不断进步和成本的降低，聚光光伏逐渐成为太阳能行业的热点之一。
据统计，2019年全球聚光光伏市场规模达到了XX亿美元，并预计到2025年将达到XX亿美元，年均复合增长率预计将超过XX%。
4. 聚光光伏市场驱动因素聚光光伏市场的快速增长主要受到以下几个因素的推动：4.1 政府政策支持各国政府纷纷出台一系列支持太阳能发电的政策，包括资金补贴、税收优惠等，促进了聚光光伏技术的发展。
政府的政策支持为聚光光伏市场提供了良好的发展环境。
4.2 技术进步和成本下降随着光学技术的不断改进和太阳能电池的研发，聚光光伏技术的效率不断提高，同时成本也逐渐下降。
这使得聚光光伏对比传统太阳能发电更具有竞争力。
4.3 可持续能源发展需求在全球能源危机和环境问题的背景下，聚光光伏技术作为一种可持续能源发展模式备受关注。
聚光光伏不仅满足了能源供应的需求，还可以减少对化石能源的依赖，降低对环境的污染。
5. 聚光光伏市场前景聚光光伏市场具有良好的发展前景。
随着技术的进步和成本的下降，聚光光伏的竞争力将进一步增强。
特别是在大规模能源发电项目中，聚光光伏技术能够更好地满足能源需求，并提供更高的效益。
聚光光伏技术
聚光光伏技术聚光光伏技术是一种利用镜面或透镜将太阳光聚焦在太阳能电池上的技术，以提高光伏电池的发电效率。
随着对可再生能源的需求不断增加，聚光光伏技术逐渐受到关注。
聚光光伏技术的原理是通过光学器件将太阳光聚焦到一个较小的面积上，以增加光照强度。
这些光学器件可以是镜子或透镜，它们能够将太阳光线反射或折射，并将其聚集到一个焦点上。
这个焦点上通常放置着高效率的太阳能电池，使得光伏电池能够更充分地吸收太阳能，并将其转化为电能。
相比传统的平板太阳能电池，聚光光伏技术具有明显的优势。
首先，聚光光伏技术能够提高电池的光吸收率。
由于光线经过聚光后的光伏电池面积较小，光子在单位面积上的能量密度更高，从而增加了光伏电池的发电效率。
其次，聚光光伏技术可以降低材料成本。
由于聚光光伏系统使用的光伏电池面积较小，需要的材料也相应减少，降低了制造成本。
此外，聚光光伏技术还可以提高系统的空间利用率。
通过聚光光伏技术，可以在较小的面积上安装更多的光伏电池，从而提高了单位面积上的发电量。
然而，聚光光伏技术也存在一些挑战和限制。
首先，聚光光伏系统对光照条件要求较高。
由于光线需要经过光学器件的聚光和反射，因此对于聚光光伏系统来说，天气条件对系统的影响较大。
在阴天或夜晚，聚光光伏系统的发电效率会明显下降。
其次，聚光光伏技术的维护和管理成本较高。
由于聚光光伏系统使用了光学器件，这些器件需要定期清洁和维修，否则可能会影响系统的性能。
此外，聚光光伏系统还需要跟踪太阳的位置并调整光学器件的角度，以确保光线能够准确地聚焦在光伏电池上。
尽管聚光光伏技术存在一些挑战，但它仍然具有广阔的应用前景。
聚光光伏技术可以广泛应用于太阳能发电领域，尤其适用于一些光照条件较好的地区。
此外，聚光光伏技术还可以与其他技术相结合，如光热发电技术，进一步提高能源利用效率。
聚光光伏技术的发展也受到了政府和企业的支持和关注，许多国家都出台了相关政策和措施，以促进聚光光伏技术的推广和应用。
聚光光伏系统分析报告
聚光光伏系统分析报告一、聚光光伏系统简述聚光光伏技术是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术。
聚光光伏技术通过加入光学聚光部件，将阳光汇聚到一个面积很小的电池上，通过提高单位面积光照强度，来提高系统输出功率。
二、聚光系统的组成目前各大生产厂家的CPV系统具有多种不同的表现形式，但其结构均离不开四大部分，即：聚光模块、光电转换模块（光伏电池）、太阳追踪模块、冷却模块。
（一）聚光模块聚光子系统可以说是CPV系统最重要的组成部分，也是CPV与传统平板式太阳能发电技术的最大区别所在。
聚光模块通常由主聚光器和二次聚光器组成，它很大程度上决定了整套CPV系统的性能高低。
按聚光强度的不同，可以分为低、中、高倍率聚光器。
按聚光方式的不同，可以分为反射式聚光器和透射式聚光器；透射式聚光系统一般采用菲涅尔（Fresnel）透镜，与普通凸透镜相比，它只保留了有效折射面，可节省近80%的材料。
目前用于制作菲涅耳透镜最常用的材料是一种光学塑料，与玻璃透镜相比，它的优点非常明显，那就是重量轻、易加工成型，但作为一种聚酯类材料，长时间使用后透光性能的衰退是它的劣势。
反射式聚光系统可以克服透射聚光系统口径难以做大的缺陷，其主要类型有抛物面镜、平板、抛物面槽等。
反射聚光系统不存在色散现象，反射效率可接近100%，但对反射面清洁度要求较高，如受到污染，反射效率会急剧下降，因此通常在组件表面还要覆盖一层高透光玻璃以便于清洁。
二次聚光器安装在电池表面，用于提高对入射光角度与聚光器轴线偏离角度的容忍度。
追踪系统的精度和风的作用，都会引起太阳光入射角度的偏差，因此二次聚光系统在高倍率CPV系统中是一项必须的组件。
（二）光电转换模块（电池模块）在 CPV 系统中，太阳光被汇聚到很小的一块面积上进行光电转换，因此对光伏电池的转换效率和耐高温性能都有较高的要求。
因此，在高温条件下（200℃以上）仍能保证较高转换效率的III-V族元素化合物多结电池是目前CPV系统中电池模块的理想选择。
太阳能聚光光伏(CPV)聚光光热(CSP)介绍
一、CPV概述聚光光伏(CPV)太阳能是指利用透镜或反射镜等光学元件，将大面积的阳光汇聚到一个极小的面积上，再将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转化为电能。
光伏发电在经历了第一代晶硅电池和第二代薄膜电池之后，目前第三代CPV发电方式正逐渐成为太阳能领域的投资重点，并且CPV模式相对于前两代具有诸多的优势：（1）节省昂贵的半导体材料：CPV是通过提高聚光倍数的方式，减少光伏电池的使用量，而透光镜及反光镜等光学元件的成本远远低于减少的光伏电池成本。
（2）提升光电转换效率：CPV系统采用砷化镓电池并依靠太阳追踪系统实现了更高的光电转换效率，较前两代光伏系统明显缩短能量回收期。
（3）极高的规模化潜力：CPV系统因其光电转换效率高、占地面积小等特点，是建造大型电源电站的最理想的太阳能发电技术，通过简单复制的规模化部署，单一CPV电厂可较容易的达到MW级规模。
（4）成本下降空间巨大：硅电池和薄膜电池已实现产业化生产，规模化效应已得到充分体现，并且其技术较为成熟，未来成本下降的空间已经有限。
而CPV系统的成本下降仍然较大，大批量生产的规模效应，以及聚光系统、电池、冷却系统等效率的进一步提高是成本下降的两大途径。
二、CPV太阳能系统的结构尽管各大厂商所生产的CPV系统的模式不尽相同，但各类CPV系统的组件主要是由四大部分组成，即聚光系统，光伏电池、太阳追踪系统、冷却系统。
1、聚光系统聚光系统是整个CPV系统的最重要的组成部分，它通常由主聚光器和二次聚光器组成，聚光系统的聚光精度很大程度上决定了整个CPV系统的性能高低。
根据聚光方式的不同，聚光系统可分为透射式聚光系统和反射式聚光系统。
（1）透射式聚光系统透射式聚光系统一般采用菲涅耳透镜聚焦的方式，与普通凸透镜相比，菲涅尔透镜只保留了有效折射面，可节省近80%的材料。
目前用于制作菲涅耳透镜的最常用材料是PMMA(俗称“亚克力”或“有机玻璃”)，与玻璃透镜相比，它的优点是重量轻、易加工成型、成本低，而且对自然环境适应性能强，即使长时间在日光照射、风吹雨淋也不会使其性能发生改变。
聚光光伏
聚光光伏行业：成本下降将带来井喷式发展
来源:东海证券作者: 【大中小】浏览:38次评论:0条
聚光光伏(CPV)技术是聚光型太阳能应用的一种,通过透镜或镜面将接收到的太阳能放大成百上千倍,然后将放大的能量聚焦于效率极高的小光电池上。
CPV与晶硅和薄膜发电的本质区别在于光伏反应前是否将太阳光汇聚。
我们调研的格尔木3兆瓦CPV电站一期工程自9月30日正式并网发电以来设备运行稳定,光电转换效率达25%以上,满足设计要求。
这是迄今为止国内最大规模的高倍聚光光伏电站,也是世界上规模最大的几个并网高倍聚光光伏电站之一。
电站二期工程聚光倍数更高,发电成本更低。
二期工程预计明年7月份可完成全部3MW 装机容量,聚光倍数将翻番至1090倍,电池芯片使用量减少,系统光电转换效率更高,可靠性进一步提高,维护成本降低,模组体积减小使太阳追踪系统更加轻便,安装及维护更加灵活,发电成本将进一步降低。
CPV发电成本未来将进一步下降,从而使其具有大规模推广的可能。
成本下降的主要途径包括技术进步与产业化。
电池与透镜技术革新将提升整体效率,间接降低系统成本。
产业化推进后,规模效应终将显现。
未来CPV发电将会快速发展,但不会取代晶硅与薄膜的位置,CPV的电池转换效率高、耗材少,系统占用土地面积小,但是整体系统结构也较为复杂,这些特点使得它较为适合建设中大型电站。
聚光、晶硅、薄膜三者各自的比较优势决定了在未来一段时间内它们将齐头并进,各有其适合发展的领域。
聚光光伏技术
聚光光伏技术聚光光伏技术是一种利用太阳能发电的新兴技术。
与传统的光伏发电技术不同，聚光光伏技术通过聚光镜将太阳光线聚焦到太阳能电池上，从而提高光电转换效率。
在聚光光伏技术中，聚光器件起到了关键的作用。
聚光光伏技术的核心是聚光器件。
聚光器件通常由透镜或反射镜组成，其作用是将太阳光线聚焦到太阳能电池上。
透镜和反射镜的选择及设计对聚光光伏系统的性能有重要影响。
一种常见的聚光器件是透镜组，它可以将太阳光线聚焦到一个小面积上，从而提高单位面积上的光电转换效率。
另一种常见的聚光器件是反射镜组，它通过反射和聚焦太阳光线，使其集中到太阳能电池上。
聚光光伏技术的优势在于其高光电转换效率。
由于聚光器件的作用，太阳光线可以被聚焦到一个小面积上，从而提高单位面积上的光电转换效率。
聚光光伏技术的光电转换效率通常可以达到30%以上，远高于传统的光伏发电技术。
聚光光伏技术还可以节省太阳能电池的使用量。
由于光电转换效率的提高，聚光光伏系统可以使用更少的太阳能电池来实现相同的发电功率。
这不仅可以降低成本，还可以减少对稀有材料的需求，对环境更加友好。
聚光光伏技术在实际应用中具有广阔的前景。
它可以被应用于太阳能发电站、太阳能电池板等领域。
在太阳能发电站中，聚光光伏技术可以提高发电功率，减少占地面积，降低发电成本。
在太阳能电池板中，聚光光伏技术可以增加发电量，提高利用效率。
此外，聚光光伏技术还可以被应用于太阳能热发电、太阳能热水器等领域，进一步扩大其应用范围。
然而，聚光光伏技术也存在一些挑战和限制。
首先，聚光器件的制造和安装相对复杂，需要高精度的加工和定位技术。
其次，聚光光伏系统对光照条件的要求较高，对于阴天或光照不足的情况，发电效果会大打折扣。
此外，聚光光伏系统的维护和管理也需要一定的技术和成本。
聚光光伏技术是一种高效利用太阳能发电的新兴技术。
它通过聚光器件将太阳光线聚焦到太阳能电池上，提高光电转换效率。
聚光光伏技术具有高光电转换效率、节省太阳能电池使用量等优势，可以应用于太阳能发电站、太阳能电池板等领域。
聚光光伏系统你了解
聚光光伏系统你了解聚光光伏系统是将用来发电的阳光聚集在光伏板表面的设备组成的系统。
原理及构成太阳能聚光光伏技术(CPV)是一种有效降低光伏发电成本的途径，它将光学技术与新能源结合，使光伏电池的发电大大增加，同时效率不断得到提高，使用透镜或反射镜面等光学元件，将大面积的阳光汇聚到一个微小的面积上，再通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能。
聚光光伏系统主要由三部分构成：光学系统;跟踪太阳最大照耀角运动系统;光伏电池系统。
其中的跟踪运动系统是自动追随阳光驱动系统，以转变电池板的倾角。
技术难点CPV太阳能发电系统原理比较简洁，为什么到现在全世界也没有几家公司做出特殊稳定且廉价的发电系统呢!在CPV领域原则上讲聚光倍数越高造价就越廉价但是使用聚光的方式就会消失以下问题。
让单晶硅承受较高倍聚光虽然砷化镓可以承受1000倍的光强，但是现在砷化镓价格昂贵，并且砷化镓中的砷是剧毒物质，不行能大幅度的降低制造成本，另外在以环保为主题的国际环境下也不行能大量使用，最终只能是单晶硅;但是单晶硅一般只能承受3到5倍的光强，在CPV领域3到5倍的聚光几乎不怎么能降低成本，要想大幅度降低成本必需达到10左右。
为了达到10倍的聚光必需用特制的单晶硅。
散热一般的硅led/'' target=''_blank''光电池板在夏日中午时温度能到75度以上，一般的硅电池板在两倍太阳光强下时间一长就会起泡，在5倍太阳光强下10分钟就会就会起泡，在10倍太阳光强下5分钟就会起泡，起泡后太阳能电池片就会被氧化，在很短的时间内就会大幅降低效率，另外起泡后由于受热不匀称，经常有电池片炸裂的，这样系统就完全不行用。
假如太阳能电池板使用铝或者铜制的散热片进行自然散热，需要大量的散热片，造价特殊贵，贵到比硅光片还要贵;假如使用强制风冷，就要使用大量的电能，得不偿失，并且风扇的寿命与牢靠性不高，要想达到高牢靠性必需有错误检查与冗余设置，这样就会成几倍增加造价，假如在夏天的中午风扇坏了，整个硅光电池板有可能被彻底烧坏。
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文献综述太阳能是一种洁净的自然再生能源，取之不尽，用之不竭。
而且太阳能是所有国家和个人都能够得以分享的能源。
为能经济有效的利用这一能源，人们从科学技术上着手研究太阳能的收集、转换、储存以及输送，已经并正在取得显著进展，这无疑对人类的文明具有重大意义。
太阳能在转换过程中效率较低，10～20%可转变为电能，其余能量以散热的形式损失掉了，这就限制了太阳能的广泛应用，因此必须根据各地不同的气候和不同的需要来提高太阳能利用的转换效率，改善现有技术，减少装置成本。
太阳能在未来能源结构中将占有主要地位，除了被动式的用于室内采光，建筑供暖和生活热水，主动式太阳能利用技术可以把太阳能转化其他形式的能源而获得更广阔的应用前景。
太阳能的利用基本方式主要分为光热利用，光化学利用，光生物利用以及太阳能发电等。
对太阳能的利用主要是太阳能发电，对太阳能的利用主要是太阳能发电，在太阳能发电系统中，技术最复杂的组成部分应属太阳能电池。
可以说，太阳能电池是太阳能发电系统的核心，其开发、生产直接影响到太阳能发电的普及和发展。
早在1839年，法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。
这种现象后来被称为“光生伏打效应”，简称“光伏效应”。
1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
硅是最理想的太阳能电池材料，这是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。
在所有太阳电池中单晶硅太阳能电池是最常用的，技术也最为成熟光电转化效率较高的可达23.3％。
但由于单晶硅材料价格及相应的繁琐工艺影响，单晶硅成本价格居高不下，大幅降低成本非常困难，无法实现太阳能发电的大规模普及。
采用聚光方法和光电/光热（Photovoltaic/Thermal,PV/T）综合转换，降低已经大规模生产的常规太阳电池光伏转换的成本，提高太阳电池的利用效率和经济性的可能性。
用廉价的菲涅尔透镜聚光提高电池表面太阳辐射强度，从而达到提高单位电池面积输出功率，降低电池发电成本。
这实际上是相当于用廉价的聚光器代替昂贵的半导体材料，使系统成本中的一部分从电池成本转移到聚光元件成本中去，因此降低了系统光伏转换的成本。
另一方面通过冷却电池来降低电池工作温度，使电池能够在高效率下工作，同时得到一定量的余热回收，使太阳能得到综合利用。
太阳能高倍聚光的几何聚光比一般在120倍以上,是传统线性聚光器如复合抛物面型(CPC)和槽式抛物面型(PTC)等所不能实现的。
点聚焦和两级聚焦作为高倍聚光方式,逐步成为探索和研究的前沿而被应用于诸如太阳能聚光发电、太阳能医疗、纳米材料加工、光化学以及自然采光等多种领域。
聚光光伏系统中的聚光器经过几十年的发展,为了尽量提高效率和节省材料,聚光光伏系统经历了一次次的革新,其中,聚光器件也不断地发生相应的变化,这里按其类型介绍如下:1)传统折射式的光能收集器折射式的光能收集器可以是传统的连续透镜,也可以是菲涅尔型透镜,而菲涅尔型透镜更具优势[1]:(1) 菲涅尔透镜当口径很大时可以制作得薄并且轻。
(2) 用菲涅尔透镜作聚光器比采用镜片可以有更大的口径,也就是菲尔透镜可以具有很低的f数。
(3) 制作菲涅尔透镜的材料可以是塑料或者是有机玻璃,不仅比玻璃便宜轻便,而且可以批量生产。
菲涅尔透镜有点聚焦（见图1）和线聚焦(见图2)两种,跟踪系统类型可以相应为二维跟踪和一维跟踪。
根据不同的应用场合可选取不同的聚焦方式。
图1点聚焦菲涅尔透镜图2线聚焦菲涅尔透镜2)传统反射镜式光能收集器反射镜式光能收集器(见图3)主要是利用反射镜将入射太阳光聚焦到PV电池板上。
图3曲面反射镜式聚光镜3)非成像太阳能聚光器非成像聚光器设计的最终要求是在单位面积上获得最大强度的光,其实质是一个光学“漏斗”,它要求大面积上的入射光被折射或反射后能通过一块小得多的面积来达到聚能的目的。
因此,非成像光学应用于太阳能聚光器不仅可以得到很高的聚光比,还能获得较大的接收角以及较小的体积。
这非常适合作为非跟踪式的静态聚光器,并进行集成[2,3]。
美国特拉华大学最新研制的超高效硅太阳能电池,在标准的陆地日光条件下,其太阳能转换效率达到创纪录的42.8%,比其他种类太阳能电池高出大约30%,是目前最好的硅太阳能电池的2倍,其采用的聚光器便为非成像式的光学系统。
非成像聚光器有以下几种:(1)复合曲面线式非成像聚光器这是一种三维光学系统,四壁为复合曲面式的反射镜,底部为PV电池板,复合曲面可以为复合抛物面(CPC，见图4(a)),复合双曲面(CHC，见图4(b)),复合椭球面(CEC，见图4(c))。
但是这类聚光器轴向长度一般比较长,体积大[4,5]。
图4复合曲面聚光器(2)理想管状聚光器这种聚光器的PV电池板一般需要竖直放置,且两面均可吸收光能。
(3)折射式聚光镜(RR)这种类型的透镜(见图5)外形类似于传统的透镜,光线经过两次折射后到达PV电池,该聚光镜的优点是接收角度可以很大(半角可>15°),但实际聚光比相比于理论聚光比差距较大,只有理论聚光极值的30%左右,导致这种情况的原因是由于聚光镜横纵比较小,即中心厚度过大,因此材料的散射、吸收对最终结果影响加大[6]。
图5 RR式聚光镜(4)反射折射式聚光镜(XR)在XR型聚光镜(见图6)中,光线先经过反射再经过折射汇聚到光伏电池上,相比于RR型透镜,相同接收角度时, XR型的聚光比大大提高,透过率却相对较低,原因是接收电池的背部朝向光源,由于遮挡而增加了阴影面积,减小了透过率。
另外,由于镜面和电池是两个相对独立的元件,封装固定较为困难[7,8]。
图6 XR式聚光镜(5)折反射式聚光镜(RX)鉴于XR型透镜难于集成封装的缺点,逐渐演变出了RX型聚光镜(见图7),RX 聚光镜可以铸造成一个整体元件,电池有效表面虽然仍背向光源,但聚光效果明显优于XR型聚光镜,并且体积可以做得较大。
在不考虑材料成本而考虑集成难度时,RX型聚光镜是一个较好的选择[9]。
图7 RX式聚光镜(6)全反射式聚光镜(RXI)区别于前几种聚光镜,RXI聚光镜(见图8)的电池有效接收面朝向光源,使电池的底部封装变得简易,而且由于引入了上表面的一次全反射,使能量损失减小,透过率提高,能以较小的体积获得较高的聚光比,适合集成。
通过注塑成型,可以大大降低成本,发展前景很大[10,11]。
图8 RXI式聚光镜(7)二次结构内部全反射式聚光镜(TIR-R)TIR-R聚光镜(见图9)主聚光镜为锯齿形,次镜为折射镜,聚光镜内部有些不能一次到达次镜的光线会因发生全反射而改变光路,因此可以进一步成为有效光线而减小能量损失,避免了其他类型聚光镜存在的散射等损失[12,13]。
图9 TIR-R型聚光镜通过研究上述几种聚光器，发现当前的任务是如何能够使聚光光学系统更加稳定、使用寿命更长、成本降低。
目前,普遍认为非成像的聚光光学系统是未来聚光光学系统的发展趋势。
跟踪系统目前国内的光伏发电系统多为固定安装,该方式虽然控制、安装简便,但是由于大部分时间太阳光不能直射,造成利用率比较低。
若对太阳光进行跟踪,使太阳光始终垂直照射在接收面,则接收到的太阳辐射将大大增加,从而达到提高光伏系统发电效率、降低成本的目的。
太阳的方位随着观测位置和观测时间的不同而不同,因此,欲跟踪太阳就必须先对太阳进行定位。
进行定位可以使用光敏电阻或其他种类的传感器,组件的朝向对散射光线不很敏感,主要影响因素是太阳辐照中的直射部分。
固定安装的太阳电池组件在早、晚的光入射角都很大,而随着角度的继续增加,组件上的光学损失将增大。
跟踪方式有单轴跟踪和双轴跟踪两种,双轴跟踪比单轴跟踪能产出更多的电能,然而单轴跟踪实现起来比双轴跟踪更容易,制造和维护成本更低,所以在大部分场合可以使用单轴跟踪方式来节约成本。
但无论是何种跟踪装置,都要确保传感器适应风、雨、冰雹等各种恶劣环境,即使其被浮尘和大雪覆盖,仍要保证正常跟踪。
此外采用铸铝外壳加光学衰减片保护电路元件,可抗紫外线和高温。
跟踪系统在整个聚光光伏系统中所占的成本是比较大的,并且与跟踪精度成正比,而跟踪精度又由聚光元件的接收角决定。
在精度和成本间取得平衡,这是聚光光伏系统能否充分推广的重要因素。
聚光光伏系统中的光伏电池聚光是降低光伏电池利用总成本的一种措施。
通过聚光器使较大面积的阳光聚在一个较小的范围内形成“焦斑”或“焦带”,并将光伏电池置于“焦斑”或“焦带”上,以增加光强,克服太阳辐射能流密度低的缺陷,从而获得更多的电能输出。
聚光光伏电池与普通光伏电池略有不同,因需耐高倍率的太阳辐射,特别是在较高温度下的光电转换性能要得到保证,故在半导体材料选择、电池结构设计等方面都要进行一些特殊考虑。
这里根据聚光比的要求对电池进行分类介绍[14]:1)适用于低倍聚光比(1～100)的电池如薄膜电池、单晶硅电池、多晶硅电池。
薄膜电池很薄,可以制成叠层式以充分吸收太阳光,或采用集成电路的方法制造在一个平面上,用适当的掩模工艺,一次制作多个串联电池,以获得较高的电压。
其存在的问题是光电转换不够稳定,所以尚未大量用作大型太阳能电源。
这几种电池价格普遍较低,但转换效率亦较低,单晶硅为24.7%;多晶硅为19.8%;非晶硅(薄膜)仅为14.5%。
2)适用于中倍聚光比(100～300)的电池如多晶薄膜电池(背接触电池)。
价格一般,转换效率一般为14% ～18%。
3)适用于高倍聚光比(300以上)的电池这类电池主要是多元化合物电池,多元化合物电池是指不是用单一元素半导体材料制成的光伏电池,通常是由III-V半导体制成的多节电池。
现在各国研究的品种繁多,主要有硫化镉光伏电池、砷化镓光伏电池、铜铟硒光伏电池几种。
这类电池需要特殊设计以适应高倍太阳光的照射,虽然价格较高,但转换效率也较高,可达到25%～35%或者更高。
光伏电池当前的任务是如何能够低成本地生产出大批量的多节光伏电池,转换效率在适当的聚光比下为36%左右。
聚光光伏系统商业化所面临的问题聚光光伏最终是否能实现到大规模的并网发电，在保证可靠性的前提下尽量降低成本是非常重要的，主要的技术问题包括[15,16]：高效低成本的聚光技术；由聚光的不均匀所带来的热性能和电性能的变化；电池组件的散热问题；高效的聚光光伏电池；可靠低成本的跟踪系统；可靠的封装技术等。
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