溫度是影響太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的因素
2012-08-15
鋰電世界佚名7930核心提示： 中國(guó)電池網(wǎng) 砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)意義 在各國(guó)政府的大力支持下，以及光伏市場(chǎng)的需求和聚光光伏技術(shù)迅猛提高的趨勢(shì)下，高效、低廉、可靠、穩(wěn)定的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)正在逐步走向產(chǎn)業(yè)化
鋰電世界 砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)意義
在各國(guó)政府的大力支持下，以及光伏市場(chǎng)的需求和聚光光伏技術(shù)迅猛提高的趨勢(shì)下，高效、低廉、可靠、穩(wěn)定的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)正在逐步走向產(chǎn)業(yè)化。在國(guó)際光伏市場(chǎng)巨大潛力的推動(dòng)下，中國(guó)作為世界能源消耗第二大國(guó)，對(duì)于高效、低成本的光伏發(fā)電系統(tǒng)的需求更為迫切。與國(guó)際上蓬勃發(fā)展的光伏發(fā)電相比，國(guó)內(nèi)平板式光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)還處于技術(shù)開發(fā)階段。只要我們抓住有利時(shí)機(jī)，瞄準(zhǔn)國(guó)際光伏鋰電池新材料及器件研究的前沿，積極引進(jìn)和開發(fā)成熟砷化鎵薄膜鋰電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)，就能在聚光光伏技術(shù)及應(yīng)用方面取得原創(chuàng)性的、突破性的進(jìn)展。
散熱器
溫度是影響太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的重要因素之一。聚光太陽(yáng)鋰離子電池在運(yùn)行過程中，未被利用的太陽(yáng)輻射能除一部分被反射外，其余大部分被電池吸收轉(zhuǎn)化為熱能。如果這些吸收的熱量不能及時(shí)排除，電池溫度就會(huì)逐漸升高，發(fā)電效率降低，而且電池長(zhǎng)期在高溫下工作還會(huì)因迅速老化而縮短使用壽命。因此，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組件的溫度控制，可采用無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管技術(shù)。即以多種無(wú)機(jī)元素組合而成的傳熱介質(zhì)，加入到管腔或夾壁腔內(nèi)，經(jīng)真空處理且密封后形成具有高效傳熱特性的元件。該元件將熱量由一端向另一端快速傳導(dǎo)的過程中，表面呈現(xiàn)出無(wú)熱阻快速波狀導(dǎo)熱特性。它既可保證聚光光伏鋰電池的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)又能獲得相當(dāng)可觀的光熱收益，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的電熱聯(lián)用，以滿足普通用戶日常生活用電和熱水。
砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)水平高、涉及學(xué)科多、帶動(dòng)作用強(qiáng)的綜合產(chǎn)業(yè)。在這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上，包括了研制系統(tǒng)所需要的鋼材、玻璃、塑膠材料等產(chǎn)業(yè)；包括了與聚光器、跟蹤器所密切相關(guān)的精密儀器加工和自動(dòng)控制等產(chǎn)業(yè)；包括了與高效太陽(yáng)能18650電池相關(guān)的關(guān)鍵設(shè)備制造、III-V族半導(dǎo)體材料外延和器件制作等產(chǎn)業(yè)，包括了與太陽(yáng)能光熱利用相關(guān)的傳熱、水箱、管道等產(chǎn)業(yè)，還有相關(guān)的蓄電池、逆變器和控制器等產(chǎn)業(yè)。因此，通過研發(fā)砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)，能夠帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)的整體研發(fā)水平，同時(shí)創(chuàng)造更多的就業(yè)崗位。
跟蹤器
對(duì)于砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)日跟蹤器必不可少。這主要是由于隨著聚光比的提高，聚光光伏系統(tǒng)所接收到光線的角度范圍就越小，為了更加充分地利用太陽(yáng)光，聚光光伏系統(tǒng)必須輔以對(duì)日跟蹤裝置。因此，通過對(duì)聚光光伏系統(tǒng)跟蹤信號(hào)的產(chǎn)生、自動(dòng)控制的機(jī)理、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部分的實(shí)現(xiàn)以及保護(hù)應(yīng)急措施的考慮，研究出跟蹤精度高、運(yùn)行安全可靠、抗干擾能力強(qiáng)、制造和運(yùn)用成本低、用戶操作界面友好的太陽(yáng)能跟蹤器，對(duì)于成功開發(fā)砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)是至為重要的。目前，對(duì)日跟蹤器的設(shè)計(jì)方案眾多，形式不拘一格。點(diǎn)聚光結(jié)構(gòu)的聚光器一般要求雙軸跟蹤，線聚光結(jié)構(gòu)的聚光器僅需單軸跟蹤。由于砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)不得不經(jīng)受安裝地區(qū)惡劣的氣候條件，如風(fēng)、沙、冰雹、雨、雪等的侵蝕和損壞，因此，跟蹤系統(tǒng)的可靠性仍需進(jìn)一步的提高。
發(fā)展砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)，具有良好的節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)和推廣應(yīng)用等社會(huì)效益。以年產(chǎn)聚光砷化鎵薄膜電池產(chǎn)量1MW計(jì)算，比同等產(chǎn)量的晶體硅光伏電池每年可減少耗電800萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)約標(biāo)煤0.30萬(wàn)噸，減排二氧化碳0.58萬(wàn)噸，二氧化硫40.78噸，二氧化氮34.40噸。此外，這些光伏光熱系統(tǒng)推廣應(yīng)用后每年能夠生產(chǎn)電力200萬(wàn)千瓦時(shí)，利用熱能266萬(wàn)千瓦時(shí)，基本滿足1400多個(gè)普通家庭的日常能源需求，由此又可節(jié)省標(biāo)煤0.18萬(wàn)噸，減排二氧化碳0.34萬(wàn)噸，二氧化硫23.40噸，二氧化氮19.70噸。同時(shí)，砷化鎵薄膜18650鋰電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)的研發(fā)和推廣，必將對(duì)普及太陽(yáng)能知識(shí)，增強(qiáng)全社會(huì)對(duì)新能源的認(rèn)識(shí)，加快新能源的推廣、應(yīng)用和普及步伐，產(chǎn)生積極而又深遠(yuǎn)的影響。同時(shí)會(huì)得到當(dāng)?shù)卣嚓P(guān)部門的大力支持。
在各國(guó)政府的大力支持下，以及光伏市場(chǎng)的需求和聚光光伏技術(shù)迅猛提高的趨勢(shì)下，高效、低廉、可靠、穩(wěn)定的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)正在逐步走向產(chǎn)業(yè)化。在國(guó)際光伏市場(chǎng)巨大潛力的推動(dòng)下，中國(guó)作為世界能源消耗第二大國(guó)，對(duì)于高效、低成本的光伏發(fā)電系統(tǒng)的需求更為迫切。與國(guó)際上蓬勃發(fā)展的光伏發(fā)電相比，國(guó)內(nèi)平板式光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)還處于技術(shù)開發(fā)階段。只要我們抓住有利時(shí)機(jī)，瞄準(zhǔn)國(guó)際光伏鋰電池新材料及器件研究的前沿，積極引進(jìn)和開發(fā)成熟砷化鎵薄膜鋰電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)，就能在聚光光伏技術(shù)及應(yīng)用方面取得原創(chuàng)性的、突破性的進(jìn)展。
散熱器
溫度是影響太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的重要因素之一。聚光太陽(yáng)鋰離子電池在運(yùn)行過程中，未被利用的太陽(yáng)輻射能除一部分被反射外，其余大部分被電池吸收轉(zhuǎn)化為熱能。如果這些吸收的熱量不能及時(shí)排除，電池溫度就會(huì)逐漸升高，發(fā)電效率降低，而且電池長(zhǎng)期在高溫下工作還會(huì)因迅速老化而縮短使用壽命。因此，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組件的溫度控制，可采用無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管技術(shù)。即以多種無(wú)機(jī)元素組合而成的傳熱介質(zhì)，加入到管腔或夾壁腔內(nèi)，經(jīng)真空處理且密封后形成具有高效傳熱特性的元件。該元件將熱量由一端向另一端快速傳導(dǎo)的過程中，表面呈現(xiàn)出無(wú)熱阻快速波狀導(dǎo)熱特性。它既可保證聚光光伏鋰電池的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)又能獲得相當(dāng)可觀的光熱收益，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的電熱聯(lián)用，以滿足普通用戶日常生活用電和熱水。
砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)水平高、涉及學(xué)科多、帶動(dòng)作用強(qiáng)的綜合產(chǎn)業(yè)。在這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上，包括了研制系統(tǒng)所需要的鋼材、玻璃、塑膠材料等產(chǎn)業(yè)；包括了與聚光器、跟蹤器所密切相關(guān)的精密儀器加工和自動(dòng)控制等產(chǎn)業(yè)；包括了與高效太陽(yáng)能18650電池相關(guān)的關(guān)鍵設(shè)備制造、III-V族半導(dǎo)體材料外延和器件制作等產(chǎn)業(yè)，包括了與太陽(yáng)能光熱利用相關(guān)的傳熱、水箱、管道等產(chǎn)業(yè)，還有相關(guān)的蓄電池、逆變器和控制器等產(chǎn)業(yè)。因此，通過研發(fā)砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)，能夠帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)的整體研發(fā)水平，同時(shí)創(chuàng)造更多的就業(yè)崗位。
跟蹤器
對(duì)于砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)日跟蹤器必不可少。這主要是由于隨著聚光比的提高，聚光光伏系統(tǒng)所接收到光線的角度范圍就越小，為了更加充分地利用太陽(yáng)光，聚光光伏系統(tǒng)必須輔以對(duì)日跟蹤裝置。因此，通過對(duì)聚光光伏系統(tǒng)跟蹤信號(hào)的產(chǎn)生、自動(dòng)控制的機(jī)理、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部分的實(shí)現(xiàn)以及保護(hù)應(yīng)急措施的考慮，研究出跟蹤精度高、運(yùn)行安全可靠、抗干擾能力強(qiáng)、制造和運(yùn)用成本低、用戶操作界面友好的太陽(yáng)能跟蹤器，對(duì)于成功開發(fā)砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)是至為重要的。目前，對(duì)日跟蹤器的設(shè)計(jì)方案眾多，形式不拘一格。點(diǎn)聚光結(jié)構(gòu)的聚光器一般要求雙軸跟蹤，線聚光結(jié)構(gòu)的聚光器僅需單軸跟蹤。由于砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)不得不經(jīng)受安裝地區(qū)惡劣的氣候條件，如風(fēng)、沙、冰雹、雨、雪等的侵蝕和損壞，因此，跟蹤系統(tǒng)的可靠性仍需進(jìn)一步的提高。
發(fā)展砷化鎵薄膜電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)，具有良好的節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)和推廣應(yīng)用等社會(huì)效益。以年產(chǎn)聚光砷化鎵薄膜電池產(chǎn)量1MW計(jì)算，比同等產(chǎn)量的晶體硅光伏電池每年可減少耗電800萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)約標(biāo)煤0.30萬(wàn)噸，減排二氧化碳0.58萬(wàn)噸，二氧化硫40.78噸，二氧化氮34.40噸。此外，這些光伏光熱系統(tǒng)推廣應(yīng)用后每年能夠生產(chǎn)電力200萬(wàn)千瓦時(shí)，利用熱能266萬(wàn)千瓦時(shí)，基本滿足1400多個(gè)普通家庭的日常能源需求，由此又可節(jié)省標(biāo)煤0.18萬(wàn)噸，減排二氧化碳0.34萬(wàn)噸，二氧化硫23.40噸，二氧化氮19.70噸。同時(shí)，砷化鎵薄膜18650鋰電池聚光跟蹤發(fā)電系統(tǒng)的研發(fā)和推廣，必將對(duì)普及太陽(yáng)能知識(shí)，增強(qiáng)全社會(huì)對(duì)新能源的認(rèn)識(shí)，加快新能源的推廣、應(yīng)用和普及步伐，產(chǎn)生積極而又深遠(yuǎn)的影響。同時(shí)會(huì)得到當(dāng)?shù)卣嚓P(guān)部門的大力支持。
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