槽式均匀聚光系统设计及分析

潘同洋

(大唐东北电力试验研究院有限公司，吉林 长春 130012)

0 引言

第四次能源革命将节能提高到了“第一能源”的优先位置[1]，新型能源结构条件下，太阳能在我国能源占比逐年增加[2]。采用聚光的方法使得太阳能电池工作在几倍乃至几百倍的强光条件下可以提高单位面积太阳能电池的输出功率，减少光伏发电系统的发电成本[3-4]。传统的晶硅太阳能电池温度每升高1℃,效率将下降0.4%～0.65%,长期局部高温会缩短其使用寿命[4-5]。

LFR镜场中的平板反射镜之间会出现相互遮挡的情况，这在一定程度上会使反射镜的耗材产生浪费，研究得到初步解决这一问题的方法是增大反射镜之间的间距并提高太阳能接收装置的安装高度[6]，这就引起了LFR聚光太阳能利用系统太阳能光场利用率低，且系统的安装和后续维护困难等问题。紧凑式LFR太阳能聚光器可以在一定程度上解决上述问题[7]。在已有文献中LFR系统反射镜面的宽度距离通常为固定值，这样简单的光学系统中太阳能入射光线和反射光线均会造成阴影和遮挡，进而使系统的性能下降[8-11]。

Singh等人[12]提出了一种利用平板玻璃反射镜对称反射聚光的太阳能CPV系统，该系统可以在太阳能光伏电池板或太阳能接收面上得到相对高的太阳能流密度分布，但是由于该CPV系统结构的限制，太阳能光伏电池板的安装位置受到了一定的约束，故而其聚光器的最大几何聚光比也无法达到很大。

为了避免反射镜面之间的阴影遮挡，我们讨论过一种LFR均匀聚光系统，但是该系统的镜厂利用率相对较低，占地面积较大。……