湖南能源通讯内参 第十期

来源：亚欧能源网    发布时间：2014-11-18 10:27:20 

 
  

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欧委会将使用聚光镜获取太阳能技术 在非洲建太阳能发电厂向欧洲供电
到2018年，突尼斯境内撒哈拉沙漠地区的一个巨大的太阳能发电厂将开始把电力输送给能源短缺的西欧地区。经营这个电厂的公司表示，一旦完全投入运转，它提供的电量将是一个普通核电站发电量的两倍，可满足两百万欧洲家庭的需求。
    欧洲委员会能源研究所的数据显示，仅撒哈拉沙漠地区百分之0.3的太阳能就可以满足所有欧洲的电力需求。
    英国的努尔能源公司（Nur Energy）计划使用聚光镜来获取太阳能，而类似的技术在以色列的内杰夫沙漠中已经应用。与太阳能光伏板直接接收太阳光不同，这项技术还可以在阴天和夜晚转换能量。
    占地超过100平方千米的上千面聚光镜，将会把聚集的太阳光传送至发电塔，用来加热和熔化一种特制盐。
    凯文•萨拉（Kevin Sara）是努尔能源公司的总裁。他说，“通过使用聚光镜技术，储存热量变得十分方便，这样一来，即使太阳下山之后还可以继续发电。”
    在一个热能转换站中，熔盐受热开始流动，将接收装置中的水变成强大的蒸汽，推动涡轮机发电。
    萨拉说到，这项工程会大大减少欧洲国家矿物燃料的使用。“我们将会用沙漠的太阳能资源使欧洲国家电网逐步脱碳，将储存在撒哈拉沙漠地区的太阳能通过高压直流输电缆输送到欧洲，而且它的消耗非常小。”
    这个连接非欧的电缆是整个项目中另一个吸引人的部分。取代其他常见的现存输电方式，努尔能源公司计划利用海底专用直流电缆输送电力，这条电缆每一千公里的能量损耗只有百分之三。除此之外，这项技术不需要和其他不同的交流输电系统同步，这样一来又节省了开支。
    近期，突尼斯进行了第二次民主议会选举。萨拉说，这项太阳能工程可能有助于突尼斯的国家稳定。 “许多设备都可以由突尼斯当地工厂制造，这就可以给突尼斯的年轻人创造和提供许多工作机会。”
在突尼斯西南部的太阳能供电工程预计将在2016年年底开工，在2018年晚期开始供电。
      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。聚光型太阳能 (Concentration photovoltaic，简称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。
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。
 工作原理
 优势
    （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。
    聚光型太阳能系统模组编辑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光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。
CPV系统
CPV模组
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1/10至1/1000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。
    聚光太阳能系统所用的是正菲涅尔透镜，光线从一侧进入，经过菲涅尔透镜在另一侧出来聚焦成一点或以平行光射出。焦点在光线的另一侧，并且是有限共轭。菲涅尔透镜克服了普通透镜重量大的缺点，可省去约80%的材料成本，应用结构简单。在实际应用中，系统还应安装二次聚光设备，由于受到太阳光跟踪系统的精度和风向等影响，太阳光入射方向有可能偏离聚光轴向方向，以400倍菲涅尔透镜为例，如果入射角偏离0.5度，光学效率将降为64%，如果入射角偏离1度，光学效率将降为0。为增加对太阳光入射偏离容忍度，可在太阳能电池表面加上二次聚光器，可将容忍度提高到一度。
    3CPV中对菲涅尔透镜的要求编辑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。
 CPV用菲涅尔透镜
　　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。
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。