聚光光伏发电系统的技术难点分析

因为太阳能的密度低！太阳照射到地面上的平均光强为

1 千瓦/平米；单晶硅的转

化率可以达到

23%，多晶可以达到 16%，薄膜只能可以达到 8%。转换效率最高的砷化镓

电池片能到

35%以上，但是用砷化镓制造的太阳能发电系统整体转换效率只有 25%左右。

　　所以为了降低太阳能发电系统的价格，增加太阳光强是一个好的解决办法，要想增
大光强需要用凸透镜或者菲尼尔透镜或者反光板把光汇聚起来；这样就能大大降低硅与
砷化镓的使用量，从而降低太阳能发电系统的价格；这就是

CPV(聚光光伏发电系统)的

由来。

　　

CPV 系统的技术难点

　　

CPV 太阳能发电系统原理比较简单，为什么到现在全世界也没有几家公司做出特

别稳定且便宜的发电系统呢！在

CPV 领域原则上讲聚光倍数越高造价就越便宜但是使

用聚光的方式就会出现以下问题。

　　

1、 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，不可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
可能大量使用，最后只能是单晶硅；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须达到 10 左右。为

了达到

10 倍的聚光必须用特制的单晶硅。

　　

2、 散热：

　　普通的硅

led/'' target=''_blank''>光电池板在夏日中午时温度能到 75 度以上，普通的

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均匀，常常有电池片炸裂的，这样系
统就完全不可用。

　　如果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
价特别贵，贵到比硅光片还要贵；如果使用强制风冷，就要使用大量的电能，得不偿失，
并且风扇的寿命与可靠性不高，要想达到高可靠性必须有错误检查与冗余设置，这样就
会成几倍增加造价，如果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。
如果使用水冷除了要使用电力外，造价也不便宜，水冷由于管路多，连接点多，还需要
水泵，故障点必然多，可靠性还不如风冷，当然水冷的效率要高于风冷，但是在故障率
决定一票否决制的太阳能系统中不可用。

　　

3、 反光板：