高倍聚光与双轴平板发电经济性分析

蒋华庆，田景奎

（中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司，北京市，100120）

0 引言

聚光光伏（concentration photovoltaic，CPV）发电技术发展的初衷是通过光学器件将太阳光聚集到较小面积的太阳能电池上，从而实现使用较少的太阳能电池产生较多的电能[1-2]。这种技术在太阳能电池昂贵时具有特别的优势。太阳能电池可以是晶体硅电池，也可以是Ⅲ-Ⅴ族太阳能电池（如砷化镓电池）。但是晶体硅电池固有的峰值功率温度系数较高（典型值在-0.5%/K左右），当聚光倍数上升时，其自身的温度损失较大，对自身的寿命有影响，因此主要用在低倍聚光领域。与晶体硅相比，砷化镓电池峰值功率温度系数较低（典型值在-0.15%/K），耐高温，因此广泛应用在高倍聚光光伏（high concentration photovoltaic，HCPV）领域。由于砷化镓电池非常昂贵，因此产业界一直致力于通过提高聚光倍数来尽可能减少这种太阳能电池的用量。目前，国际上成熟HCPV产品聚光比大多在500倍左右，大部分采用砷化镓太阳能电池。

与常规晶体硅发电技术相比，HCPV作为一种新兴的技术，其工程应用前景值得关注。目前，已有一些大型企业通过自主研发或引进技术开始生产HCPV设备，并计划开展示范电站建设。除了设备成熟、可靠的要求外，HCPV必须具有更具竞争力的发电成本优势才可能得到广泛的应用。本文选取了敦煌和上海2个地区，对HCPV和双轴平板（晶体硅组件配套双轴跟踪器）的发电成本进行探讨。

1 敦煌和上海地区辐照参数

敦煌（40.0N，94.5E）近30年平均年总辐射为1771.5 kW·h/m2（水平面上），直接辐射为2158.4 kW·h/（m2·年），属于I类“最丰富带”，直接辐射强；……