聚光太阳能跟踪系统的原理

wyn070312 · 发表于 2010-3-22 19:43

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聚光太阳能跟踪系统的原理

一、原理：
1、聚光模组的原理
聚光太阳能跟踪系统 (简称CPVTS)通过镜面或者透镜将收到的太阳能放大，放大的倍数根据实际聚光板的聚光倍率，然后将接收到的放大后的太阳能聚焦于效率极高的小镜片上。有效地减少了太阳能电池材料的用量。倍率越高，所需的太阳能电池越少。其效益也越高，成本就越底。菲涅尔透镜作为聚光光伏系统中重要的光学器件，其性能优劣直接影响着CPV系统的聚光率的高低。更多信息在：中国新能源联盟- www点 xnycn 哦对了，后缀是点net 里面有详细介绍。
　　从光学效果上来讲，要求有尽量高的光线透过率、能量汇聚率及较高的聚光倍数；
　　从耐候性能上来说，因为在户外使用，要求能抵挡外界环境的侵蚀，以及具有较强的抗冻耐热能力，保证在户外长时间正常工作。
二、聚光跟踪系统的组成
　　聚光光伏电站由聚光电池阵列及架体、方位和仰角驱动器、跟踪器、交流和直流控制系统、
逆变器和蓄电池组等部分组成，图１所示是聚光光伏电站原理图。
１聚光电池阵列
　　聚光电池阵列由若干聚光电池模块串并联构成，其发电功率为１．５ｋＷ至２０ｋＷ。若干阵列的串并联还可构成不同规模的聚光电站。模块固定在阵列架上，陈列架既要求十分平整，又要求具有抗七、八级风的能力，同时还要有避雷措施２
２驱动器
　　聚光电池阵列必须采用跟踪系统，且聚光４００倍的阵列还必须采用双轴自动跟踪系统，
所示是双轴自动跟踪系统原理图，其跟踪精度小于０．２°，驱动器的速比设计为１０００００∶１。
３跟踪器
　　跟踪器要求：①工作可靠，保证阵列在白天任何时刻都正对太阳；②夜间自动返回原始位
置；③遇到大风时可使阵列迅速收帆；④具有保护功能，当传动机构失效时，能使阵列停止运
转；⑤自身功耗小。考虑上述要求，跟踪器采用间歇工作方式，方位每跟踪３～４分钟，电机运行４～５秒，这样既省电，又能满足跟踪精度要求。仰角跟踪，由于是非线性运动，早晚变化较快，中午前后变化缓慢，耗电不大，加上夜间阵列自动返回，电机的总耗电量每天不超过２ｋＷｈ。跟踪器采用逻辑电路，对从传感器送来的信号进行比较和处理，控制随动电机按所要求的方向（东西南北）转动，以满足跟踪要求。
４传感器
　　跟踪器所用传感器有三种：方位和仰角太阳传感器，风力传感器，日光开关。
　　太阳传感器是把聚光电池阵列法线偏离太阳光线的角度信号转变为电信号的装置，它是跟踪系统的重要部件，在很大程度上决定跟踪的精度。太阳传感器由四个光敏器件组成，分别代表东西南北四个方向，并均布在底座上。中间为遮光柱，当阳光与太阳传感器垂直时，四路比较器输出端均为“０”电位，只有当太阳传感器偏向某一方向，如偏向东时，那么西边传感器受光照使比较器输入端电位下降而使输出端呈高电位，进而使阵列向西运转。
　风力传感器采用感应式器件，当风力达到一定强度（如８级风）时，比较器输出高电位，仰
角驱动电机转动，使阵列向北方向运行，直到阵列受力最小为止。在这种状况下，仰角驱动电
机，不受方位太阳传感器控制。
　　日光开关也是采用光敏器件，白天比较器输出低电位，阵列受方位太阳传感器控制而运转；
夜间，比较器输出高电位，此时阵列不受方位太阳传感器控制，而仅受日光开关控制向东方向运行，即阵列返回到早晨初始位置。
５交直流控制系统及其它配套设备
　　直流控制系统功能：防反充、防过充、防过放以及过载保护、电量计量等。
　　交流控制系统起交流开关柜作用。　配套设备有：逆变器（逆变效率达９０％以上）；蓄电池（密封式）

三、优势
（1）较常规的硅基太阳能电池跟踪系统的造价成本有所降低。
（2）系统转换效率更高。硅基太阳能电池的发电效率在13%-15%，CPV系统转换效率是硅基太阳能电池的发电效率的2倍，达到28％-32%。

本人也是刚接触聚光太阳能跟踪发电系统，更多信息请大家进入中国新能源联盟- www 点 xnycn 哦对了，后缀是点net 里面有详细介绍。

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