【正文】 仿真圖 以太陽 電 池 接收到 的光 能 量 和光 斑 強 度 分 布 均勻 性 為 評價 ， 經(jīng) 過 不 斷 的 仿真 優(yōu)化 得 到 了 全 反 射 式 二 次 聚 光器的 最 佳 結(jié)構(gòu) ， 其上 底 面 邊 長為 20 mm、 下 底 面邊 長為 10 mm、 高 為 39 mm。圖 （ b）為垂直入射時光斑輻射度仿真，圖 （ c）、圖 （ d）為光線偏移 176。時的輻照度分析圖，由此可以看出二次聚光器件對菲涅耳透鏡聚光光伏系統(tǒng)的重要性。時的電池表面輻照度分布圖 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 （ c） 偏移角為 176。時電池表面輻照度分布圖 由此得出，即便偏離角達(dá)到 1176。這使得對追日系統(tǒng)的機(jī)械精度要求降低了，間接 的降低了系統(tǒng)成本。 據(jù)發(fā)達(dá)國家的統(tǒng)計，建筑耗能占到總耗能的 30%～ 40%[24] ，于是出現(xiàn)了通過屋頂系統(tǒng)對建筑經(jīng)行供電的方法。 屋頂系統(tǒng)是將太陽能發(fā)電模組與建筑物有機(jī)結(jié)合，對建筑物內(nèi)的用電負(fù)載供電的一 種發(fā)電系統(tǒng)。當(dāng)用電高峰到來，屋頂系統(tǒng)無法滿足負(fù)載用電需求時，通過大電網(wǎng)經(jīng)行補充。其組成部分有發(fā)電單元、逆變器、儲能裝置。發(fā)電單元可以安裝在建筑的遮陽板、立面、坡屋頂和斜屋頂 上。 逆變器，這是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，由于太陽能電池輸出的電流是直流電不能被直接使用，所以需要用逆變器實現(xiàn)直流到交流的轉(zhuǎn)變。 逆變器不只具有直交流變換功用，還具有最大限制地發(fā)揚太陽電池功能的功用和系統(tǒng)毛病維護(hù)功 用。別的因為太陽電池組件具有電壓隨電流增大而下降的特征，因而存在能獲取最大功率的最 大功率 點。相關(guān)于這些轉(zhuǎn)變，一直讓太陽電池組件的任務(wù)點處于最大功率點，系統(tǒng)一直從太陽電池組件獲取最大功率輸出，這種節(jié)制就是最大功率跟蹤節(jié)制。 儲能裝置，儲能裝置是將電池模組輸出的直流電儲存或是間接傳送到逆變器的裝置。前者 功 率密度高、響應(yīng) 速度快、可進(jìn)行頻繁充放電 , 如飛輪儲能、超導(dǎo)儲能、超 級電容器等；后者 能量密度高、可進(jìn) 行大規(guī)模能量儲存 ,如抽水蓄 能、壓縮空氣、蓄電池儲能等。 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 目前的屋頂系統(tǒng) 目前，太陽能屋頂在國外的發(fā)達(dá)國家中得到較好的發(fā)展和普及，而在我國目前仍處于小規(guī)模試點工程階段。 在“京都協(xié)議” 的推動下， 1996年 6月 26日美國政府宣布實施“百萬太陽能屋頂計劃”，其目標(biāo)是到 2020年為止要在全美的住宅、學(xué)校、醫(yī)院、商業(yè)機(jī)構(gòu)和政府機(jī)關(guān)辦公樓安裝 100萬套太陽能裝置。 日本，從 90年代初期就開始了“屋頂計劃”，頒布了《可再生能源配額法》，目前裝機(jī)量已超過 5000MW，光伏屋頂系統(tǒng)的安裝量近五年年增長率達(dá) 96%，成為全球最大的光伏消費市場。于 2020年頒布可《上網(wǎng)電價法》，以 3倍零售電價和 8倍工業(yè)電價購買太陽能發(fā)電，這一法律極大的促進(jìn)了人們對光伏發(fā)電的積極性。隨著我過光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，屋頂系統(tǒng)越來越收到重視，尤其是對解決偏遠(yuǎn)地區(qū)無電人口的問題上，將起到重要的作用。這不僅得益于發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)還得益于積極的普及政策。到 2020為止，累計安裝的光伏系統(tǒng)總?cè)萘繛?3025MW，通過大規(guī)模的應(yīng)用促使了價格的下降，光伏發(fā)電成本有 22美分 /度將至 /度，并制造的 7萬余工作崗位。 1999年 1月，德國政府在歐盟“百萬太陽能屋頂計劃”的框架下頒布了《可再生能源法》，保證了購買和使用光伏發(fā)電裝置的居民和企業(yè)得到 的 /度的價格返還。 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 在我國，目前在太陽能屋頂系統(tǒng)仍處于示范性工程階段，中規(guī)院在湖北鄂州、新疆吐魯番等市建立了示范中 心。 基于聚光光伏的屋頂系統(tǒng) 無論是國外還是國內(nèi)，目前還仍未將聚光光伏系統(tǒng)應(yīng)用于屋頂系統(tǒng)。 在《 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中聚光光伏部分指出要重點發(fā)展聚光光伏產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)和 BIPV 組件技術(shù) [27] 。 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中指出，光伏項目的裝機(jī)容量不能小于50kWp，所使用的單晶硅類光伏組建效率不應(yīng)小于 16%[28] 。 首先，我們通過 SolarInfo Design 設(shè)計軟件對 50kWp 規(guī)模的晶硅光伏系統(tǒng)做出模擬。發(fā)電模組使用英利的 YL240P29b 型電池， 詳細(xì)數(shù)據(jù)如圖 。此時，系統(tǒng)顯示年最大功率達(dá) ，符合設(shè)計的容量要求。 接下來我們將對聚光光伏系統(tǒng)的成本經(jīng)行理論計算。數(shù)據(jù)見圖 。 由此可以看出，同等發(fā)電規(guī)模的情況下，聚光光伏要優(yōu)于傳統(tǒng)的晶硅光伏發(fā)電。 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 第五章 對聚 光光伏的總結(jié)與展望 不論是從經(jīng)濟(jì) 、 社會走可持續(xù)發(fā)展之路和保護(hù)人類賴以生存的地球生態(tài)環(huán)境的高度來審視 ， 還是從為世界上 20億無電人口和一些特殊用途解決現(xiàn)實的能源供應(yīng)出發(fā)，發(fā)展太陽能光伏發(fā)電均具有重大的現(xiàn)實意義 。例如 ,目前研究聚光光伏技術(shù)的企業(yè)很多 ,但各家的組件模式都不盡相同 ,孰優(yōu)孰劣還有待考察 ,可以說聚光組件設(shè)計趨同之時 ,就是其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之時。不可一味追求產(chǎn)量和價格戰(zhàn)，要有長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略眼光，在市場全球化的今天，若想長遠(yuǎn)的發(fā)展則必須掌握核心技術(shù)并有自己的創(chuàng)新。就聚光光伏技術(shù)本身而言，仍有不少問題需要我們?nèi)ソ鉀Q。所以我們應(yīng)該換個思考角度，從量子物理的角度思考進(jìn)一步提升電池的，國外的各大學(xué)、實驗室、科研機(jī)構(gòu)都 在著手經(jīng)行關(guān)于量子阱砷化鎵電池的研究，并取得了初步的成功。 二、 正如本文中所分析得出的，聚光器件及追日系統(tǒng)對電池效率有著直接的影響，所以致力于對菲涅耳透鏡的制作工藝的研究、及追日系統(tǒng)合理的設(shè)計及提高機(jī)械部分的機(jī)械精度將是我們所要做的另一件重要的事情。目前，機(jī)械支架、追蹤部分的占成本很大比重。 三、 聯(lián)網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)： 該系統(tǒng)在國外已步入大規(guī)模發(fā)電階段 ， 是當(dāng)今國際上光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢但在我國目前仍處于醞釀試驗階段 。 因而可使其成本下降 18%左右 。 與國際上蓬勃發(fā)展的光伏發(fā)電相比 ,國內(nèi)平板式光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)已比較成熟 ,而聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)還處于技術(shù)開發(fā)階段 ,只要 我們抓住有利時機(jī) ,瞄準(zhǔn)國際光伏電池新材料及器件研究的前沿 ,就能在聚光光伏技術(shù)及應(yīng)用方面取得突破性進(jìn)展 。本論文是在 老師的指導(dǎo)下完成的，從選擇課題 到確定方案，從論文初稿到最后審定，無不傾注了他悉心關(guān)懷和指導(dǎo)。在此，我謹(jǐn)向 老師表示衷心的感謝和深深的敬意 ! 其次在論文 的研究過程中，同學(xué)也給了我很多幫助，得到了他們在學(xué)習(xí)、研究和生活等方面上給予我的無私指導(dǎo)與幫助，在此向他們表示敬意和感謝 ! 最后，感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師！ 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 參考文獻(xiàn) [1] 胡學(xué)浩 .我國能源中長發(fā)展戰(zhàn)略研究專題報告 [R]， 2020. [2] BP 公司世界能源統(tǒng)計年鑒 [R]， 2020. [3] 崔淑卿，陳娟，楊蘇榮 .我國太陽能發(fā)電前景分析， [J]，內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)， 2020（ 17） . [4] Bowden S． A}ligh eficiency photovoltaic roof tile[D]． Sydney：University of new south wales(PhD thesis)， 1996. [5] 王科，崔文智，李隆鍵等．聚光型太陽能電熱聯(lián)用系統(tǒng)研究進(jìn)展 [J]太陽能， 2020， 8： 27— 32． [6] 陳諾夫，白一鳴．聚光光伏系統(tǒng) [J]．物理， 2020， 36(1 1)： 862— 868． [7] Pachon D， Anton I， G Sala． Rating and modelling of concentrator systems[A]． 29th IEEE PVSC[C]． New Orleans， 2OO2： 1600— 1603. [8] 田瑋，王一平，韓立君等．聚光光伏系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)展 [J]．太陽能學(xué)報，2020， 26(4)： 597— 604． [9] Viacheslav Andreev , Eugenia lonova , Valery Rumyant sev. Concentrator PV Modules of“ AllGlass” Design with Modified Structure[ C] , Photovoltaic Energy Conversion , 2020 ,873876. [10] Swanson R M. Photovoltaic Concentrators in Handbook of Photovoltaic Science and Engineering. Eds. Antonio L, Steven Sussex, England: John Wiley amp。 The development of small concentrating PV systems[A J． 29th IEEE PVSC[C]． New Orleans，2020： 1377— 1379． [19] Wagner D J . Refractive Spectrum Splitting Concentrator 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 System[P] . US 7206142 ,2020417. [20] Lorenzo E , Luque A. Fresnel Lens Analysis For Solar Energy Applications[J] . Applied Optics ,1981 ,20(17):29412945. [21] 戢運峰，謝永杰，段 劉華，等 . 復(fù)合熱像法定量測量紅外激光輻照度分布 [J].紅外與激光工程， 2020， 37(1): 8689. [22] 陳良惠 . Ⅲ Ⅴ族半導(dǎo)體全（多） 光譜焦平面探測器新進(jìn)展 [J].紅外與激光工程， 2020， 37(1): 18. [23] Leutz R,Suzuki A. Noimaging Fresnel lensesDesign an Performance of Solar Concentrators[M].Germany: Springer, 2020. [24] 胡學(xué)浩，周孝信，白曉民等 .極大規(guī)模發(fā)電在我國的發(fā)展前景展 [J]．科技導(dǎo)報， 2020， 11： 48． [25] A low cost high efficiency solar cell based on dyesensitized colloidal Ti 2O films[J]. Nature,1999,(353):737740. [26] 王長貴 ,中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)與市場 [J],太陽能學(xué)報 ,1999年特刊 . [27] 國家“十二五”發(fā)展規(guī)劃太陽能光伏產(chǎn)業(yè)篇， 2020年 . [28] 太陽能光電建筑應(yīng)用財政補助資金管理暫行辦法， 2020年 . [29] , , . 36 Junction Photovoltaic Cells for Space and Terrest rial Concentrator Applications [C] . Photovoltaic Specialist s Conference , . [30] 王亦楠．八面玲瓏展威風(fēng) — 一種新的采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)對成本降低的影響 [J]．太陽能， 2020,l： 33— 38．