一,、前言
太陽能發(fā)電系統(tǒng)的價(jià)格一直居高不下,！主要原因是因?yàn)樘柲艿拿芏鹊停√栒丈涞降孛嫔系钠骄鈴?qiáng)為1千瓦/平米,；單晶硅的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到23%,，多晶可以達(dá)到16%，薄膜只能可以達(dá)到8%,。轉(zhuǎn)換效率最高的砷化鎵電池片能到35%以上,，但是用砷化鎵制造的太陽能發(fā)電系統(tǒng)整體轉(zhuǎn)換效率只有25%左右。
所以為了降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)的價(jià)格,，增加太陽光強(qiáng)是一個(gè)好的解決辦法,，要想增大光強(qiáng)需要用凸透鏡或者菲尼爾透鏡或者反光板把光聚集起來；這樣就能大大降低硅與砷化鎵的使用量,，從而降低太陽能發(fā)電系統(tǒng)的價(jià)格,；這就是CPV(聚光光伏發(fā)電系統(tǒng))的由來。
二,、CPV系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)
CPV太陽能發(fā)電系統(tǒng)原理比較簡單,，為什么到現(xiàn)在全世界也沒有幾家公司做出特別穩(wěn)定且便宜的發(fā)電系統(tǒng)呢！在CPV領(lǐng)域原則上講聚光倍數(shù)越高造價(jià)就越便宜但是使用聚光的方式就會(huì)出現(xiàn)以下問題,。
1,、 讓單晶硅承受較高倍聚光
雖然砷化鎵可以承受1000倍的光強(qiáng)，但是現(xiàn)在砷化鎵價(jià)格昂貴,，并且砷化鎵中的砷是劇毒物質(zhì),，不可能大幅度的降低制造成本，另外在以環(huán)保為主題的國際環(huán)境下也不可能大量使用,，最后只能是單晶硅,；但是單晶硅一般只能承受3到5倍的光強(qiáng)，在CPV領(lǐng)域3到5倍的聚光幾乎不怎么能降低成本,，要想大幅度降低成本必須達(dá)到10左右,。為了達(dá)到10倍的聚光必須用特制的單晶硅。
2,、 散熱：
普通的硅光電池板在夏日中午時(shí)溫度能到75度以上,，普通的硅電池板在兩倍太陽光強(qiáng)下時(shí)間一長就會(huì)起泡，在5倍太陽光強(qiáng)下10分鐘就會(huì)就會(huì)起泡,，在10倍太陽光強(qiáng)下5分鐘就會(huì)起泡,，起泡后太陽能電池片就會(huì)被氧化，在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)大幅降低效率,，另外起泡后由于受熱不均勻,，常常有電池片炸裂的，這樣系統(tǒng)就完全不可用。
如果太陽能電池板使用鋁或者銅制的散熱片進(jìn)行自然散熱,，需要大量的散熱片,，造價(jià)特別貴，貴到比硅光片還要貴,；如果使用強(qiáng)制風(fēng)冷,，就要使用大量的電能，得不償失,，并且風(fēng)扇的壽命與可靠性不高,，要想達(dá)到高可靠性必須有錯(cuò)誤檢查與冗余設(shè)置，這樣就會(huì)成幾倍增加造價(jià),，如果在夏天的中午風(fēng)扇壞了,，整個(gè)硅光電池板有可能被徹底燒壞。如果使用水冷除了要使用電力外,，造價(jià)也不便宜,，水冷由于管路多，連接點(diǎn)多,，還需要水泵,，故障點(diǎn)必然多，可靠性還不如風(fēng)冷,，當(dāng)然水冷的效率要高于風(fēng)冷,，但是在故障率決定一票否決制的太陽能系統(tǒng)中不可用。
3,、 反光板：
普通的鏡子,，塑料反光板由于反射層與骨架層(比如玻璃)熱脹冷縮系數(shù)不一樣在室外2-4年反射面就會(huì)脫落，在沙漠高溫差地方可能幾個(gè)月就完全不能使用了,，并且反光率會(huì)慢慢下降,。
另外國內(nèi)外也有用高反射率的薄鋁板，但是這種鋁板不能經(jīng)受冰雹,，并且不能擦洗,，如果擦洗會(huì)產(chǎn)生永久性損傷，這種鋁板使用期限為8年左右,，并且反光率逐年降低,，8年就基本只有40%的反光率了，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到太陽能系統(tǒng)要求的25年,；鋁板有貼保護(hù)膜的,，但是保護(hù)膜造價(jià)高，也不防冰雹,，不能解決所有問題,。另外為了降低成本鋁板一般都為0.3毫米左右，這樣加工特別困難，加工成本特別高,。
4,、 跟蹤器：
光伏電池只有在聚光器的焦點(diǎn)才能工作，因?yàn)榈厍蜿柮繒r(shí)每刻都在轉(zhuǎn)動(dòng),，所以必須使用跟蹤器才能保證光伏電池處于聚光器的焦點(diǎn)；跟蹤器是CPV系統(tǒng)的主要系統(tǒng)之一,，沒有跟蹤器系統(tǒng)就不能運(yùn)行,，跟蹤器除了保證系統(tǒng)能運(yùn)行外還能比不帶跟蹤的系統(tǒng)平均多30-40%的電。但是跟蹤器是機(jī)械結(jié)構(gòu),，長年累月的運(yùn)行會(huì)出故障,，并且會(huì)有磨損，跟蹤器如果出現(xiàn)故障系統(tǒng)就不能運(yùn)行(發(fā)不出電),，如果有磨損了跟蹤精度就會(huì)降低,，由于CPV系統(tǒng)對(duì)跟蹤精度是有要求的，如果精度降低真?zhèn)€發(fā)電系統(tǒng)就不能正常運(yùn)行,。
三,、解決方法
為了解決CPV解決系統(tǒng)的問題，掌握CPV系統(tǒng)的核心技術(shù),，北京安信高科的陳平堅(jiān)總經(jīng)理帶領(lǐng)他的研發(fā)團(tuán)隊(duì)從2008年3月份開始,，經(jīng)過2年多的攻關(guān)在投入了上百萬的資金，在經(jīng)過了數(shù)不清的失敗后終于悉數(shù)圓滿解決了單晶硅10倍聚光的核心技術(shù),，已獲取或者正在申請(qǐng)的專利達(dá)到8個(gè)之多,。
1、 讓單晶硅承受較高倍聚光
我們經(jīng)過多次改良,，終于制造出了能承受15倍光強(qiáng)的單晶硅光伏電池片,，并且比同類電池片的功率要增加15%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了世界上的同類產(chǎn)品,。
2,、 散熱：
進(jìn)過幾十次的設(shè)計(jì)，上10次的試制與修改,，終于設(shè)計(jì)了一套獨(dú)特的廉價(jià)的散熱器,，散熱器不需要任何動(dòng)力，沒有任何運(yùn)動(dòng)部件,，非常穩(wěn)定,；在外界溫度45度，13倍聚光的情況下能能保證光伏電池的溫度在規(guī)定范圍內(nèi),。無動(dòng)力,、無運(yùn)動(dòng)部件就意味著免維護(hù)，高穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間長而改變性能,。是同類產(chǎn)品散熱/價(jià)格比最低的散熱器,。
3、 反光板：
反光板設(shè)計(jì)制作還比較順利,，進(jìn)過半年多的思考一次制作就成功,，這種反光板的放光率大概在77%，使用壽命不會(huì)少于25年,，反光率也不會(huì)逐年減低,，能經(jīng)受冰雹，并且能擦洗,，價(jià)格每平米大約200元,；另外我們設(shè)計(jì)了一套獨(dú)特的加工方法，特別簡單的就能加工,。 完全解決了其他反光板的所有問題,。
4、 跟蹤器：
經(jīng)過10幾次的改進(jìn),，設(shè)計(jì)了全動(dòng)型跟蹤器,，即整體在一個(gè)大盤上，東西轉(zhuǎn)向整體進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),，南北通過聯(lián)軸器也進(jìn)行統(tǒng)一俯仰,，大大的提供了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也大大的降低了造價(jià),，降低了風(fēng)阻,，另外設(shè)計(jì)了一套特別的軸套，不怕水不怕沙,，使用壽命為10萬次（我們整個(gè)系統(tǒng)的全壽命為1.8萬次）,，另外智能的控制系統(tǒng)能在有云遮擋的情況下也能使聚光器始終對(duì)準(zhǔn)太陽，只要太陽一出來系統(tǒng)就立刻能發(fā)電,，完全解決了現(xiàn)有跟蹤器的缺點(diǎn),。
四、系統(tǒng)價(jià)格
由于我們的CPV系統(tǒng)幾乎解決所有問題,，使造價(jià)相對(duì)現(xiàn)有太陽能發(fā)電系統(tǒng)來說已經(jīng)大大降低,。500千瓦的系統(tǒng)可以做到0.8元/度電；1兆瓦可以做到0.7元/度電,；2兆瓦可以做到0.6元/度電,；10兆瓦可以做到0.5元/度電；國家能源局測定只有太陽能發(fā)電到0.8元/度電國家才能補(bǔ)貼得起,，使用我們的CPV系統(tǒng)完全可以達(dá)到要求,。