隨著社會的進步，科技的發(fā)展，人們對能源的需求越來越大，而現(xiàn)有的能源有限，需要人們不斷發(fā)展新能源，而光能就是一個不錯的選擇，人們開始大力發(fā)展太陽能發(fā)電，聚光光伏發(fā)電技術發(fā)電效率高，占地面積小，是光伏產(chǎn)業(yè)的重點革新方向。中國科學院工程熱物理研究所傳熱傳質(zhì)研究中心近年來基于高強度傳熱技術研制出高倍聚光光伏電池的控溫冷卻方法，在高倍聚光光伏光熱產(chǎn)業(yè)中取得新進展。本文主要講解太陽能發(fā)電的相關知識。

聚光光伏發(fā)電技術是一種通過聚光器件將大面積的太陽光匯聚到小面積光伏電池上發(fā)電的技術，大幅減少了光伏電池的用量，相比傳統(tǒng)的光伏電池，聚光光伏電池的用量減少到1/7000~1/10000，是對光伏發(fā)電行業(yè)的重要革新。然而，聚光光伏電池會產(chǎn)生較大熱量，從而降低光伏電池效率，甚至燒毀電池。因此，對電池進行有效散熱、控制電池表面溫度是對系統(tǒng)進行優(yōu)化的重要途徑。

某太陽能發(fā)電

由于聚光光伏電池在高溫環(huán)境下發(fā)電效率較低，課題組將散熱和熱利用巧妙結合，開發(fā)了獨特的高效散熱兼熱回收系統(tǒng)，將回收的余熱用于冬季供暖和夏季制冷除濕，給用戶提供冷熱濕電一體化解決方案，既可有效降低單位投資成本，又能滿足用戶的各種需求。這種光伏光熱一體化系統(tǒng)，適合于鄉(xiāng)村校舍、醫(yī)院、廠房等公共建筑，偏遠鄉(xiāng)村和別墅區(qū)用戶，海島、邊防站以及光伏農(nóng)業(yè)等，具有廣闊市場前景。

針對高倍聚光光伏光熱一體化系統(tǒng)，課題組完成了聚光光伏發(fā)電及余熱利用系統(tǒng)的熱力學建模和優(yōu)化分析，確定了最佳運行參數(shù)和方案。對于光伏電池的控溫問題，課題組設計研發(fā)了以熱管技術為核心的被動式傳熱控溫器件，實現(xiàn)聚光光伏電池熱面溫度的控制以及余熱的傳遞和轉(zhuǎn)換。在實驗方面，課題組對研發(fā)設計的系統(tǒng)模組箱進行了室外實驗測試，結果表明模組發(fā)電效率平均達到26%，太陽能綜合利用率超過75%，均達到國際先進水平。

目前，研究團隊已經(jīng)在河北衡水建設完成發(fā)電量15kW的高倍聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)的支架和跟蹤系統(tǒng)，正在進行其他各部件的安裝工作，預計7月份實現(xiàn)示范運行。未來兩年內(nèi)在衡水地區(qū)展開中等規(guī)模的示范推廣，并進一步推向光伏農(nóng)業(yè)、海島邊防區(qū)等民用領域。還可以與火電廠結合，實現(xiàn)光煤互補發(fā)電，并用余熱制冷解決火電空冷機組的渡夏問題。

該項目獲得了國家重點研發(fā)計劃國際科技合作項目(2016YFE0118100)的支持，目前已發(fā)表SCI論文3篇，授權發(fā)明專利3項和實用新型專利2項，并參與了1項行業(yè)標準的制定。太陽能雖然可以產(chǎn)生很大能量，但是現(xiàn)在的技術還不足以保證人類所有的運轉(zhuǎn)，這就需要我們保護能源，從自己做起，從身邊的點滴做起，節(jié)約能源，是我們?nèi)祟惷恳粋€人應盡的責任。