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聚光光伏技术打破材料成本平衡状态(3)

北极星太阳能光伏网  来源:PV-Tech    2013/5/14 11:49:19  我要投稿  

经济效益

在传统光伏领域内,大型的半导体材料板同时起到了光收集和能量转换的作用。而CPV的基本前提即是不使用半 导体来进行光收集,而是用低成本材料来进行这一工作。 使用塑料、硅料或光学玻璃来取代半导体的使用可将光的收集过程与能量转换过程分隔开来,从而从根本上改变了 光伏系统的成本分布。目前,全球效率最高的太阳能电池 已经可以投产使用,而精密的跟踪系统也在全球各阳光充 沛的地区具有了较大的经济效益。CPV的一个附加益处就 是其电池电压随光照强度的增长而呈指数型增长,这就是 为什么电池效率可随聚光程度的增长而增长的原因。

凭借目前逾25%的交流系统效率,其所组成的CPV电站能够在全 年各时间段内实现较高的产能,并满足电力客户所需的各在量产规模下[1]对平板和双轴跟踪系统进行成本假设时,使用了 效率在40%及以上的电池的CPV系统预计可将其前期系统成 本降至与使用了单晶硅电池的平板系统成本相似的水平。 效率在CPV系统中所起到的巨大作用同时也为创新发展留出了很大的空间——其在性能和耐久性方面所取得的改善在其他仅能自给自足的低效率CPV系统中可能会更为昂贵。这些优势可为CPV电站的扩张提供动力。一旦CPV的发展规模 达到了其他技术的水准,即可成为平准化能源成本最低的技术(见图三)。

CPV的系统经济模式可维持最高水平的效率,因此能源的低成本可通过III-V多结太阳能电池来实现。CPV电厂 的核心组成部分——电池——目前已具有最大程度地利用 通过聚光形式传输至电池内部的能源的能力。可实现商业运营的电池目前已经在标准测试环境下(25℃, 1000W/m2,AM1.5 spectrum)实现了40%的效率。III-V多结产品的温度系数相较于其他半导体产品(如碲化铬和硅)来说,其负面影 响较小,并且该系数也会随着聚光程度增加而出现衰减现象[3]。在与适当的光学设计相结合后,聚光程度在500x以 上的被动冷却组件的直流效率可达到30%以上(见图四(a)),同时,多个CPV公司也展示了超过25%的交流系统效率。

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