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一、聚光光伏組件

聚光光伏組件技術(shù)融合多結(jié)砷化鎵太陽電池外延技術(shù)和菲涅爾高倍聚光光學(xué)設(shè)計(jì)，創(chuàng)造出在1000倍光強(qiáng)下，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)27%的IEC記錄，為聚光光伏領(lǐng)域創(chuàng)造了一個(gè)新的基準(zhǔn)。
優(yōu)勢：
   1)自主研發(fā)生產(chǎn)的高效多結(jié)砷化鎵太陽電池，25年性能衰降小于5%。
   2)相對于晶硅組件，由高溫環(huán)境應(yīng)用引起的功率衰降時(shí)大大降低。
   3)使用透射式、非成像光學(xué)菲涅爾透鏡和多級聚光器件，聚光效率大于85%。
   4)采用堅(jiān)固的鋼化玻璃和陽極氧化金屬框架，可抵抗冰雹沖擊和2400MPa以上的靜力載荷。
   5)采用模塊化裝配技術(shù)，無暴露的電路和導(dǎo)線，避免了火災(zāi)危險(xiǎn)。
   6)內(nèi)部無活動部件，避免了機(jī)械失效，保證運(yùn)輸安全。
   7)基于玻璃的聚光器件可有效避免紫外輻射造成的光學(xué)效率衰降。

圖2 聚光光伏產(chǎn)業(yè)鏈

聚光接收器是運(yùn)用SMT技術(shù)和IC封裝技術(shù)將三結(jié)砷化鎵太陽電池、旁路二級管、金屬連接器等封裝至鍍金覆銅陶瓷基板表面。這種封裝形式可以很容易的將聚光電池應(yīng)用到聚光光伏系統(tǒng)中。

圖3 聚光接收器

聚光光路設(shè)計(jì)中，入射光通過三級聚光部件進(jìn)行聚光。其中初級光學(xué)器件（菲涅爾非成像玻璃透鏡）裝配到組件框架結(jié)構(gòu)上，二三級光學(xué)器件裝配到聚光接收器模塊上。這種設(shè)計(jì)將入射接收角提高至±0.86°，同時(shí)提高光線均勻度。有效的提高了功率和效率。該光學(xué)器件及光路解決方案由德國知名光學(xué)設(shè)計(jì)公司提供。

圖4聚光光路

聚光光伏組件由12個(gè)獨(dú)立的聚光接收器模塊、一塊陣列式平板透鏡和鋁材框架組成。寬泛的入射角容差設(shè)計(jì)，有效的降低了追日跟蹤器等平衡系統(tǒng)的成本。從組件到跟蹤器，全方位密封設(shè)計(jì)確保產(chǎn)品對可靠性的要求，實(shí)現(xiàn)防水延年。

圖5 聚光光伏組件安裝尺寸

千倍聚光光伏組件CM3D的性能參數(shù)如表1所示。

表1 聚光光伏組件性能參數(shù)

二、追日跟蹤器

由于地球的自轉(zhuǎn)，相對于某一個(gè)固定地點(diǎn)的追日跟蹤系統(tǒng)，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太陽的光照角度時(shí)時(shí)刻刻都在變化。為了保證聚光光伏組件板能夠時(shí)刻正對太陽，需要為系統(tǒng)中配置追日跟蹤器，使組件單位面積接收的太陽輻射最多，保持最大發(fā)電功率。
      追日跟蹤系統(tǒng)由：結(jié)構(gòu)部分、傳動部分、控制部分等組成。如圖6。

圖6 追日跟蹤器

根據(jù)追日跟蹤器跟蹤的維數(shù)（從一個(gè)或兩個(gè)方向上跟蹤太陽）我們將跟蹤系統(tǒng)分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤，作為高倍聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)中，我們使用雙軸跟蹤方式。
       雙軸追日跟蹤器的優(yōu)點(diǎn)和作用：
      1)提高多達(dá)50%以上的發(fā)電量，降低發(fā)電成本；
      2)延長逆變器滿最佳載荷工作時(shí)間，提高逆變效率；
      3)發(fā)電功率穩(wěn)定、可預(yù)測，減小對電網(wǎng)沖擊；
      4)自潤滑銷軸，免除維護(hù)成本；
      5)抗風(fēng)沙設(shè)計(jì)，有效適應(yīng)沙漠、戈壁惡劣環(huán)境；
      6)模塊化控制電路，具有群控和監(jiān)視功能，降低系統(tǒng)成本；
      7)適應(yīng)不同場地施工（減少土地平整、施工費(fèi)用）；
      8)降低灰塵、雪對電池組件表面的遮擋，消除或減少組件陰影遮擋，提高發(fā)電量，增加壽命。

圖7 雙軸追日跟蹤器全年對發(fā)電功率的影響

圖8 雙軸追日跟蹤器某一日對發(fā)電功率的影響（新疆哈密）

TT追日跟蹤器的參數(shù)如表2所示。
表2 T10追日跟蹤器參數(shù)

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)共6臺型號為TT的追日跟蹤器，每臺追日跟蹤器上安裝1塊聚光光伏組件CM3D。系統(tǒng)可采用并網(wǎng)或離網(wǎng)發(fā)電方式?？筛鶕?jù)用戶需求進(jìn)一步設(shè)計(jì)。系統(tǒng)初步配置如表3。

表3 聚光發(fā)電系統(tǒng)初步配置

圖9 聚光系統(tǒng)

圖10聚光發(fā)電系統(tǒng)示意圖

TT追日跟蹤器設(shè)計(jì)高度角為20°～80°，因此在設(shè)計(jì)跟蹤器排布時(shí)需考慮到太陽高度角在大于20°時(shí)，跟蹤器之間不會互相遮擋。

圖11 跟蹤器不同俯仰角及方位角時(shí)的遮擋曲線

圖12跟蹤器不同俯仰角及方位角時(shí)的遮擋系數(shù)