“聚光+跟踪”：太阳能利用技术的新突破

     我国太阳能光伏产业目前步履艰难。这既与金融危机的冲击有关，也与我国太阳能光伏企业技术落后有关。不论在多晶体的生产，还是在组件的加工制造方面，我国太阳能光伏企业所掌握的大多核心技术都是控制在别人手里的落后技术．耗能多、成本高。对于光伏行业目前所遇到的困难．笔者认为唯一的出路是大力推进先进的光伏技术，大力改造我国的光伏产业，大幅度降低光伏发电成本。我国自主研发的一种先进技术——“4倍聚光+跟踪”的光伏发电技术，值得行业借鉴。

     “4倍聚光+跟踪”光伏发电系统的成本已降到0.8元／度电。

     传统的光伏电池是将光电池做成平板，固定放在屋顶或墙面，或按最佳方位，用支架排成接受阳光的阵列。优点是结构简单、易加工。缺点是有较大的余弦损失，每块光电池只接受一倍阳光，利用率太低。 

何祚麻 中国工程院院士

     提高电能有效产出的办法之一是聚光+跟踪。

     已有测量数据证明：在4倍光强的条件下，光电池的输出量是平均电池输出量的3．3倍。如果再加上跟踪装置，可比平板电池提高30％，也就是说一块光电池能产生4.3倍的电力。

     为什么这一4倍聚光技术能在短期内获得成功?原因在于以下四个方面：一、仅要求“4倍”而不是“高倍”聚光，可用目前市场上供应充分的光伏电池，不必要求有能承受l0倍-20倍聚光的“特殊”电池；二、这一光漏斗能保证太阳光在光电池表面有均匀的光强分布．这就极大地减少了由于热应力的不均匀和受热量的不均匀而带来的“光漏斗”在制作和散热方面的困难。事实上，如果选择市场上随便买来的劣质光电池，四倍聚光会扭曲成“碗”；三、由于这是光的均匀“折叠”，仅要求太阳光的垂直输入．使“光漏斗”成为“向日葵”；四、只需将地球绕太阳公转和自转的高精密的运行公式输入芯片，就能将阳光垂直送进光漏斗，不必采用“测量”和“反馈”等复杂而又不甚精密的控制方案．也大幅度降低了跟踪成本。

     已在安徽省蚌埠市建造的一台直径为3 5米、峰值功率为50千瓦的光伏发电机，所用结构材料更少．占地面积更小，控制更简单，成本也更低。这种发电机现在已接到国外大批订单，将出口到国外市场。极重要的是：该装置已正式通过长达一年的欧洲TUV的国际强化试验．有关部门已认同“这一新产品的持续运转寿命可大于25年”。

     为什么不是薄膜电池? 
     通过对薄膜电池、平板式晶硅、传统跟踪式晶硅、“聚光+跟踪+晶硅”和“改进式聚光+跟踪+晶硅”从占用土地情况、价格、安装的便捷程度和承受风载的能力四个方面分析发现：“聚光+跟踪+晶硅”系统具有用地效率高、廉价、轻巧、承受风载大的特点。人们最终得出结论：“聚光+跟踪+晶硅”是唯一在性价比上可以和薄膜电池相竞争的一项新技术。当然．薄膜电池也有它不可取代的优点：轻巧而低廉，能比聚光电池多接受散射光，在阳光微弱地区，也有优势，在未来市场仍将占一定份额。薄膜电池、晶体硅电池和各种跟踪式电池在承受风载能力方面的比较，见表一。

     “4倍聚光+跟踪”技术在太阳能供热方面有新的突破。

     “4倍聚光+跟踪”的光伏发电技术在太阳能供热方面有了新的突破： 

     一、已研发出廉价的太阳能蒸汽发生器，其供热成本将下降到0.12元／度热。与此对比的是：我国太阳能热水器供热成本是0．25元，度热，欧洲是0.9元，度热。有人曾以15年使用寿命的假定和煤供热锅炉做过对比，这一供热成本约相当于500元／吨煤的价格。太阳能热水器和太阳能蒸汽发生器的性能和价格的比较，见表二。 

      二、已研发出可放置在屋顶上同时“供热+供电”的转盘，其重量约为33公斤／平方米。 

      三、已研发出“鹅卵石+导热油”的廉价储热罐，体积为4米×2 5米×2．5米．可调节4000平方米的供热面积。

      四、性价比优越

      综合结论：低倍聚光蒸汽发生器是太阳能热水器技术的一个跃进，不但大大扩展了应用范围．而且能够大幅度降低成本。（SY0904）

表一

表二