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第２ ６卷
第 １ 期
河北省科學院學報
年 ３月
文章編號
聚光和非聚光太陽能光伏電池發電實驗比較
劉自強， 王建輝， 偉， 劉彭國輝
（ 河北省能源研究所 ， 北石家莊河
摘要 ： 文主要比較了聚光和非聚光條件下太陽能光伏電池的伏安特性以及光伏系統的發電效能 。 實驗結本
果表明 ， 用平面鏡反射的低倍聚光方式可以增加常規太陽能光伏電池的輸出功率 ． 採而且能改善光伏發電系
統的可靠性 ， 效增加光伏發電系統的日發電量 。 有關鍵詞 ： 聚光 ；太陽能電池 ；伏安特性 ；光伏發電系統
中圖分類號文獻標識碼 ： ａ
１ 前言
隨著經濟的發展 ， 社會的進步 ， 人們對能源提
主要原因是光伏發電的成本太高 。通過改進電池
製造工藝 、 高轉換效率 、 焦技術的應用等手提聚
段 ，可以有效地降低光伏發電的成本 ， 是國內也外本領域研究的熱點 。其中採用聚焦技術是乙個
有效的方法 。
出了越來越高的要求 ， 由於全球氣候變遷 、 空氣汙染問題以及資源日趨短缺之故 ， 統的燃料能源傳
正在一天天減少 ， 與此同時全球還有約 ２ ０億人得不到正常的能源** 。尋找新能源成為當前人類面臨的迫切課題 。太陽能以其獨有的優勢成為人
對常規太陽電池進行聚光 ， 太陽電池工作使
在幾倍乃至幾百倍的光強條件下 ， 一定程度上克服了太陽能量的分散性可以提高約 ｋ ｍ。 ， 單位面積太陽電池的輸出功率 ， 大降低光伏發大
們關注的焦點 。 由於太陽能發電具有火電 、 電 、 水核電所無法比擬的清潔性 、 安全性 、 資源的廣泛性和充足性等優點 ， 陽能被認為是 ２ 世紀最重要太 １
的能源 。
電的成本 ， 有很好的應用前景 。但是對於特定具
的太陽電池 ， 就不可以無限制地提高聚光倍數 。 因為隨著聚光倍數的增加 ， 陽電池本身的串聯太內阻和工作溫度都會提高 。特別是工作溫度公升高
但是目前光伏發電作為社會整體能源結構的
組成部分所佔比例尚不足 １ ，造成這種狀況的
收稿日期作者簡介 ： 自強北元氏人 ， 劉 １ ６ 一） 男河副研究員 ， 主要從事可再生能源技術的研究 ．
第 １ 期
劉自強等 ： 光和非聚光太陽能光伏電池發電實驗比較聚
３ ７
到一定程度 ， 導致太陽電池電壓的急劇下降以會
電池在戶外實際光照條件下的總累積發電量 ， 其
定義為太陽能電池日均發電量 。
及轉換效率的下降 。因此高倍聚光要求特製的聚
光太陽電池 、 制的聚光器以及高精度太陽跟蹤特
ｑ 一『 ｌ
系統 。但它的開發難度大 、 本很高 。因而人們成
把更多的目光投向了低成本的常規電池的低倍聚
光。其中 ，。為測試起始時問 ， ｔ ￡ 為測試終止時
間。ｒ ｆ
目前 ，國內外大多數研究活動集中在拋物柱曲面反射鏡 、 ｒｓ ｅ 透鏡聚光系統等的研究開發 ｆ ｅｎ ｌ 上 。但拋物柱面和 ｆ ｅ ｎ ｌ透鏡曲面加工難度 ｒｓ ｅ
當己不變時有
而要計算日發電量 ， 有則
ｒ（） ２
大 、 度低 、 用高和產品壽命短 。不易推廣應精費
用。一 （） ｔ
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根據式 （ ） 以知道 ， 固定電壓條件下 ， ３可在太陽能光伏電池發電系統的日發電量取決於太陽能光伏電池的感應電流強度和發電時間的累積積
本文**了利用一種簡單的聚光形式 ， 提來
高太陽能光伏電池發電系統的發電效率 ， 效降有
低太陽能光伏電池發電系統的發電成本的方法 。 並分別對晴天和陰天條件下普通平板太陽能電池和聚光太陽能電池發電量進行了對比實驗 ， 其對結果進行了比較分析 。
分 。因此 ， 固定光伏發電系統的輸出電壓 ， 使光生
感應電流隨光強的不同變化而改變 ， 只需測出其
電流強度 ｊ 和時間 ｔ累積積分 ， 能測量出其並就發電量 ｑ。我們把光伏系統的輸出電壓設定為
擬太陽能光伏電池發電系統向 １ｖ 蓄 ４７ 模 ２
２ 實驗原理
要對聚光太陽能光伏電池和非聚光普通平板太陽能光伏電池的發電效能進行比較 ， 要是衡主量是在戶外條件下太陽能電池組件在一天太陽日照有效時問內的發電量 ， 括這段時間內所有戶包外光照情況下的發電量總和 ， 它能較好反映太陽能電池組件在應用中的實際發電能力 。
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