菲涅尔透镜在太阳能聚光光伏系统(CPV)中的应用

2019-06-10 02:12:02 135

  能源问题,成为我国经济发展的一个重要问题。为了落实科学发展观,建设节约型社会,到十一·计划末,要实现资源利用效率显著提高,单位国内生产总值能源消耗降低20%左右。可再生能源的利用,将成为实现这一目标的关键。

  可再生能源是指可以永续利用的能源资源,如水能、风能、太阳能、生物质能和海洋能等非化石能源。业内专家称,我国在发展3大主流可再生能源太阳能、风能、生物质能的过程中,应将太阳能产业放在第一位,它最适合我国国情。从环境条件看,中国西部大部分地区适合发展太阳能;另外中国人口众多,类似于欧洲的购电补偿模式也非常适用。

  近年来,光伏发电和光热发电在我国已受到前所未有的重视,太阳能发电正在成为我国可再生能源一支生力军。









               太阳能                                风能

          水能                               生物能


 聚光型太阳能系统(CPV)应用开始起步

据报道,当人类创造清洁、可再生能源的竞争越来越激烈时,太阳能产业将注意力集中在了新技术“聚光光伏(CPV)太阳能”上,并希望通过这项技术生产具有规模效应的电力。  

聚光光伏太阳能将传统的太阳能光电技术与大规模聚热太阳能发电厂结合了起来,能够极大地强化太阳能生产。CPV技术通过透镜或镜面将接收到的太阳能放大成百上千倍,然后将放大的能量聚焦于效率极高的小光电池上。通过放大太阳能,该技术有效地减少了光电池中半导体材料的用量。  

 


聚光型太阳能系统(CPV)优势

基本原理: CPV通过聚光的方式把一定面积上的光通过聚光系统会聚在一个狭小的区域(焦斑),太阳能电池仅需焦斑面积的大小即可,从而大幅减少了太阳能电池的用量。同样条件下,倍率越高,所需太阳能电池面积越小。


1、 光伏发电新的成本降低技术路径。

2、 系统转换效率高。高倍率CPV采用GaAs等三五族化合 物电池,CPV      系统转换效率达到28%,较硅基太阳能电池和薄膜太阳能电池高出不少。

 


 菲涅尔透镜在聚光型太阳能系统(CPV)中的作用

     CPV 系统模组主要由太阳能电池、高聚光镜面菲涅尔透镜等光学聚光元件、太阳光追踪器组成。应用菲涅尔透镜的作用就是将

线从相对较大的区域面积转换成相当小的面积上,这种透镜也被称做集光器或聚光器。

 在太阳聚光领域,菲涅尔透镜是聚光太阳能系统(CPV)中重要的光学部件之一。太阳菲涅尔透镜聚光镜就是,透镜的焦点刚好落在太阳能芯片上。当透镜面垂直面向太阳时,光线将会被聚焦在电池片上,汇聚了更多的能量,因而需要较小的电池片面积,大大节约了成本。

应用菲涅尔透镜能够将太阳光聚焦到入光面1/101/1000甚至更小的接收面(高性能电池片)上,比传统平板光伏(FPV)发电效率提高30%以上,满足太阳能聚光发电(CPV)和聚热系统(TPV)中高能量高温需求。


五、 CPV用菲涅尔透镜

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。

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。

因此,对菲涅尔透镜本身品质具有较高的要求其设计和制造设计到多个技术领域,包括光学工程,高分子材料工程,CNC机械加工,金刚石车削工艺,镀镍工艺;模压、注塑、浇铸等制造工艺。


六、 菲斯特生产的菲涅尔透镜产品介绍

国内拥有菲涅尔透镜设计及制造能力的公司不多,成都菲斯特科技  有限公司作为成都光电显示工程技术中心的依托单位,从1999年开始致力于菲涅尔透镜的研究、开发和生产。 

拥有先进的大型单点金刚石超精密模具加工设备和多种生产手段,擅长大型、高精密菲涅尔透镜的设计、开发和生产,最大模具加工直径可达Φ2000mm。











单点金刚石超精密车床                            大型精密模具

      

 光学机械工程

 材料工程

 CNC机械加工

 金刚石车削工艺

 镀镍工艺

 制造工艺:模压、注塑、浇铸。


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