王宇辰 金以明 杜張李 張坤 錢(qián)之龍 楊帆

(1.東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 2.東南大學(xué)圖書(shū)館)

一 引言

聚光光伏發(fā)電技術(shù)(CPV)，使用價(jià)格相對(duì)低廉的聚光反射玻璃或透鏡來(lái)大幅減少昂貴的太陽(yáng)電池的使用面積，從而被視為一種有效降低太陽(yáng)能發(fā)電成本的重要途徑。但是入射到太陽(yáng)電池上的太陽(yáng)光能只有小部分轉(zhuǎn)化成電能(電池效率一般為20%)，其余大部分轉(zhuǎn)換為熱能，并儲(chǔ)存在電池里。太陽(yáng)電池溫度升高，在短期內(nèi)會(huì)影響電池的發(fā)電效率及輸出功率，長(zhǎng)期在高溫下工作還會(huì)引起太陽(yáng)電池迅速老化并嚴(yán)重縮短其使用壽命。因此，太陽(yáng)電池冷卻技術(shù)的研究是必要的，也是必須的。

太陽(yáng)能散熱系統(tǒng)根據(jù)太陽(yáng)電池的排列、聚光比、能耗等因素，有不同的分類。目前，根據(jù)主流的分類方法分為主動(dòng)式散熱和被動(dòng)式散熱兩種。被動(dòng)式散熱系統(tǒng)耗能為零，散熱溫度有限，主要應(yīng)用于聚光比較低的光伏發(fā)電系統(tǒng)，典型系統(tǒng)有加或未加翅片的鋁材料散熱背板，熱管散熱系統(tǒng)。主動(dòng)式散熱系統(tǒng)需要加泵等耗能實(shí)施強(qiáng)制流動(dòng)換熱，工質(zhì)可為氣體或液體，特點(diǎn)是散熱量大，主要應(yīng)用于高倍聚光太陽(yáng)電池的散熱。降低太陽(yáng)電池溫度有兩種途徑:一是減少電池入射的熱量；二是增強(qiáng)電池散熱。所以，按此分類，還有一種散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)為直接濾過(guò)可轉(zhuǎn)換為電能的有效太陽(yáng)能，從而有效降低太陽(yáng)電池溫度，并可對(duì)剩余太陽(yáng)能進(jìn)行再利用。對(duì)于要求更高的太陽(yáng)電池?fù)Q熱系統(tǒng)，如沖擊射流冷卻、微管道冷卻及強(qiáng)制兩相對(duì)流冷卻系統(tǒng)都有很好的發(fā)展前景。此外還應(yīng)考慮太陽(yáng)電池廢熱的利用，建立熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，最大限度地提高太陽(yáng)能利用率。

二 聚光光伏散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

1 太陽(yáng)電池溫度

太陽(yáng)電池制造商一般會(huì)給出太陽(yáng)電池的工作溫度以及能承受的最高溫度。散熱系統(tǒng)在滿足該溫度的前提下，平衡散熱成本后應(yīng)最大限度地降低太陽(yáng)電池溫度，這不僅可提高太陽(yáng)電池發(fā)電效率，還可減緩太陽(yáng)電池老化，延長(zhǎng)太陽(yáng)電池壽命。

2 太陽(yáng)電池組溫度的均勻性

研究表明，太陽(yáng)電池發(fā)電效率的降低在一定程度上受電池組溫度均勻性的影響。在目前的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，常將一系列太陽(yáng)電池串聯(lián)，再將每組電池并聯(lián)以提高發(fā)電效率。串聯(lián)的電池組在給定的輸出功率要求下，將提高輸出電壓并降低輸出電流，從而減少電阻的耗能損失。但根據(jù)電流匹配原則，整個(gè)電池組的輸出功率將受到電池組中輸出最小的電池的限制。因此，溫度最高且效率最低的太陽(yáng)電池將會(huì)制約整個(gè)光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率。

解決這一問(wèn)題有兩種方法:添加旁路二極管(當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，自動(dòng)切斷該電池功率輸出，從而保證整個(gè)系統(tǒng)電能輸出)或保持整個(gè)串聯(lián)電池組的溫度均勻性。研究表明，微管道冷卻技術(shù)雖然有很高的換熱效率，但沿管道的溫度均勻性較差，這個(gè)問(wèn)題后面會(huì)具體提出。

3 散熱系統(tǒng)的可靠性

散熱系統(tǒng)的可靠性將在很大程度上決定太陽(yáng)電池的使用效率及壽命，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到極端情況，如最高溫度限制、系統(tǒng)故障停運(yùn)等。

4 廢熱的利用

有效利用從太陽(yáng)電池中交換出來(lái)的熱量實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)，將極大提高整個(gè)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率。因此在滿足以上條件的前提下，應(yīng)最大限度考慮余熱利用問(wèn)題，而不是將熱能白白耗散到空氣中去。

5 散熱系統(tǒng)的實(shí)用性

系統(tǒng)實(shí)用性的考慮因素應(yīng)包括:耗能、耗材和設(shè)計(jì)施工的簡(jiǎn)單性。例如:對(duì)于高倍聚光系統(tǒng)，需考慮應(yīng)用散熱系統(tǒng)后發(fā)電功率的提高與散熱系統(tǒng)本身(如泵的耗電)的平衡；材料應(yīng)盡量廉價(jià)、環(huán)保，其重量因素也應(yīng)考慮在內(nèi)?？傊?，散熱系統(tǒng)最終是為了提高太陽(yáng)電池的發(fā)電效率，降低發(fā)電成本而設(shè)計(jì)的，絕不能使其本身的散熱成本高過(guò)前者，否則將會(huì)得不償失。

三 溫度對(duì)太陽(yáng)電池效率的影響

太陽(yáng)電池可在-65～125℃之間正常工作。如圖1所示，太陽(yáng)電池可在低溫下很好地工作，但在給定光強(qiáng)下，太陽(yáng)電池的輸出功率會(huì)隨工作溫度的升高而降低，呈線性遞減關(guān)系，使用壽命也隨之降低。當(dāng)超過(guò)90℃后，效率與溫度呈非線性變化，效率急劇下降。當(dāng)太陽(yáng)電池工作溫度高達(dá)200℃時(shí)，太陽(yáng)電池只能工作30 分鐘。

圖1 太陽(yáng)電池相對(duì)于20℃時(shí)，效率隨溫度變化的曲線

太陽(yáng)電池的效率受溫度和聚光比的雙重影響。Florschuetz通過(guò)對(duì)給定太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、太陽(yáng)電池溫度和太陽(yáng)電池效率的研究，計(jì)算得到特定輻射強(qiáng)度下最大輸出功率與太陽(yáng)電池冷卻系統(tǒng)的平衡關(guān)系，從而對(duì)散熱系統(tǒng)進(jìn)一步的研究奠定了基礎(chǔ)。

四 低倍CPV散熱系統(tǒng)

目前，尚未對(duì)已有的CPV系統(tǒng)的低、高倍聚光比做明確的規(guī)定，但通常把聚光比在50以下，電池呈線性排列的聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)稱為低倍聚光系統(tǒng)。

由于低倍聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的電池溫度不會(huì)很高，通常使用零耗能的被動(dòng)式散熱方式，如直接利用高傳熱系數(shù)的背板(加或未加翅片)散熱。對(duì)于溫度較高的光伏系統(tǒng)，則常采用主動(dòng)式散熱方式，例如熱管散熱等。

1 背板被動(dòng)散熱

Florschuetz的研究顯示，當(dāng)聚光比小于5倍時(shí)可直接采用平板散熱，而對(duì)于聚光比稍高于10倍的系統(tǒng)，則需要在背板上添加翅片以加強(qiáng)散熱。在風(fēng)速為2m/s的環(huán)境中，平板散熱適用于10倍聚光比的光伏系統(tǒng)，而對(duì)于加翅片的背板則適用于聚光比為14倍的系統(tǒng)，以上分析未考慮太陽(yáng)電池效率的衰減。

目前，常規(guī)太陽(yáng)電池組件一般由單片太陽(yáng)電池、EVA膠膜(或?qū)峁枘z)、低鐵鋼化玻璃和TPT(聚氟乙烯復(fù)合膜)薄膜構(gòu)成。針對(duì)TPT背板導(dǎo)熱差的缺點(diǎn)，可選取鍍膜5052防銹鋁合金代替TPT薄膜作為太陽(yáng)電池組件的背板材料。鍍膜鋁合金背板具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)鋁合金透射率比TPT小得多，基本小于0.2%，可更有效地防止漫反射的紅外光進(jìn)入組件從而引起升溫。

(2)鋁合金的反射率在紅外及紫外波段均比TPT高得多，而在太陽(yáng)電池可感應(yīng)波段(340～1100nm)卻比TPT低，這既可減少紅外光和紫外光的吸收，降低組件發(fā)熱量，又可提高可見(jiàn)光的吸收，提高組件效率。

(3)鍍膜5052鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)為144 W/(m·K)，比TPT導(dǎo)熱系數(shù)0.648W/(m·K)大得多。

(4)鍍膜鋁合金組件抗擊穿電壓高達(dá)2kV，符合組件電性能要求；鍍膜鋁合金背板具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，滿足組件壽命要求。

在太陽(yáng)輻照強(qiáng)度為400～1050W/m2、環(huán)境溫度30～34℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)與理論模型耦合分析結(jié)果顯示，鋁合金組件太陽(yáng)電池溫度比TPT組件太陽(yáng)電池低2～6℃，最大功率增加2.9%～8%。溫度差值與最大功率差值均隨環(huán)境溫度的上升、光照強(qiáng)度增大而增加，最大功率增加比則先增大再減少。

Solanki等人基于V型槽兩倍聚光系統(tǒng)，提出了一種新型增強(qiáng)散熱的背板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)理念是將一整塊連續(xù)不斷的鋁板，彎折成所需的V型結(jié)構(gòu)，對(duì)反射鏡起到支持作用的同時(shí)強(qiáng)化散熱，見(jiàn)圖2。連續(xù)的鋁板支架，使V型槽側(cè)面的上下表面都能與空氣接觸從而帶走熱量，散熱量比傳統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)增加了4倍。由于該鋁板結(jié)構(gòu)的散熱措施，此兩倍V型槽光伏系統(tǒng)的溫度維持在約60℃，和非聚光平板光伏系統(tǒng)相同，從而提高了系統(tǒng)效率(常規(guī)的V型槽設(shè)計(jì)，電池工作溫度會(huì)達(dá)到80℃)。

2 熱管散熱

Russell申請(qǐng)了一種主動(dòng)式熱管冷卻系統(tǒng)的專利，其設(shè)計(jì)思想是利用菲涅耳透鏡聚光照射一組線性排列的太陽(yáng)電池，并將太陽(yáng)電池安置在一個(gè)圓管型的熱管上進(jìn)行散熱，如圖3所示。

熱管內(nèi)部有蠟制材料將液體提升到換熱表面強(qiáng)化傳熱。太陽(yáng)電池積蓄的熱能被內(nèi)部循環(huán)的冷卻水系統(tǒng)帶走。冷卻水進(jìn)口、出口在同一端的設(shè)計(jì)使沿?zé)峁芊较虻臏囟忍荻炔恢劣谶^(guò)大，進(jìn)而保證了太陽(yáng)電池的發(fā)電效率。但該研究未提供聚光比的具體信息，實(shí)際由于熱管冷卻工質(zhì)蒸發(fā)液化的溫度限制，該系統(tǒng)聚光比不會(huì)很高。

針對(duì)常規(guī)的圓柱形熱管與平板形狀的電池板連接處存在很大的擴(kuò)散熱阻、傳熱效率不佳等問(wèn)題，趙耀華等人提出用新型平板熱管作為傳熱組件的太陽(yáng)電池散熱方案。平板熱管的形狀能夠與電池板良好接觸，有效減少擴(kuò)散熱阻的影響，實(shí)現(xiàn)零耗能熱管冷卻技術(shù)。

該散熱系統(tǒng)利用新型平板熱管的高效傳熱性能和均溫性能，將太陽(yáng)電池板的熱量導(dǎo)出，擴(kuò)大散熱面積，然后分別采用空氣自然對(duì)流方式(簡(jiǎn)稱“熱管+風(fēng)冷”)和水自然對(duì)流方式(簡(jiǎn)稱“熱管+水冷”)將導(dǎo)出的熱量帶走，從而降低太陽(yáng)電池板的溫度，提高光電轉(zhuǎn)換效率。系統(tǒng)裝置如圖4所示，新型平板熱管的蒸發(fā)段用導(dǎo)熱硅膠貼在太陽(yáng)電池板的背面，冷凝段分別暴露在空氣中(熱管+風(fēng)冷)和固定在集熱水槽上(熱管+水冷)，通過(guò)記錄不同時(shí)期一天內(nèi)天氣參數(shù)、太陽(yáng)電池溫度和太陽(yáng)電池輸出特性參數(shù)的變化，對(duì)比太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)化效率及輸出功率，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

圖4 新型平板熱管散熱的光伏系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:

(1)與無(wú)冷卻條件進(jìn)行比較，“熱管+風(fēng)冷”條件下，太陽(yáng)電池板表面溫度最大降低了4.7℃，溫度控制在54.8℃以內(nèi)，輸出功率最大增加了4.4%，光電轉(zhuǎn)換效率最大差值為2.6%(日輻射量為26.3MJ，最高環(huán)境溫度為36℃，最大風(fēng)速5.32m/s)。

(2)采用“熱管+水冷”時(shí)，太陽(yáng)電池板的溫度可控制在42.2℃以內(nèi)，在日輻射量為21.9MJ、環(huán)境最高溫度為35℃、最大風(fēng)速4.72m/s 的條件下，最大達(dá)到了13.5%的實(shí)際效率。表面溫度峰值比“熱管+風(fēng)冷”方案降低了8℃，輸出功率最大增加了13.9%，光電轉(zhuǎn)換效率最大差值為3%。

在以上結(jié)果的基礎(chǔ)上，加大熱管冷凝段的散熱面積，增大水箱高度以增大水流流速，或采用循環(huán)水泵等措施，冷卻效果將會(huì)更明顯。另外，采用新型平板熱管解決聚光光伏發(fā)電電池板的散熱問(wèn)題，以及在實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)方面，將有可能取得實(shí)質(zhì)性突破與經(jīng)濟(jì)效益。

五 高倍CPV(HCPV)散熱系統(tǒng)

HCPV電池蓄熱大、溫度高，電池排列也多為密集型，故散熱問(wèn)題尤為突出，只有采用主動(dòng)式液冷系統(tǒng)才能有效將廢熱散去，保持電池高效運(yùn)轉(zhuǎn)。相比低倍聚光冷卻系統(tǒng)，高倍冷卻系統(tǒng)散熱量更大、能耗更高，但如果能對(duì)巨大的廢熱加以利用，其收益也不容小視。

1 管道式水冷卻系統(tǒng)

Lasich申請(qǐng)了一個(gè)水循環(huán)冷卻系統(tǒng)的專利，主要針對(duì)于高倍聚光、密集型電池排布的光伏系統(tǒng)。該循環(huán)系統(tǒng)的換熱效果可達(dá)到500kW/m2，并維持40℃的電池工作溫度。數(shù)排并列的細(xì)管與太陽(yáng)電池緊密接觸，在構(gòu)成系統(tǒng)支架的同時(shí)，往其中通水強(qiáng)制流動(dòng)換熱。

Solar System公司在報(bào)告中稱，其在澳大利亞的拋物線蝶形光伏系統(tǒng)取得重大突破。該系統(tǒng)聚光比達(dá)到340倍，且應(yīng)用了上述水循環(huán)冷卻系統(tǒng)專利。系統(tǒng)冷卻水流量0.56kg/s，冷卻面積576cm2，電泵耗能86W，電池溫度維持在38.52℃，并獲得了24%的太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換效率。報(bào)告中還強(qiáng)調(diào)，如果廢熱能加以利用，該系統(tǒng)的總能量利用率將高達(dá)70%，這更好地說(shuō)明了該水循環(huán)系統(tǒng)的巨大優(yōu)勢(shì)。

2 冷卻液浸沒(méi)式電池冷卻系統(tǒng)

相比其他散熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是將太陽(yáng)電池直接浸沒(méi)在自循環(huán)的冷卻液中，從而使太陽(yáng)電池?zé)崃靠蓮奶?yáng)電池的兩個(gè)表面共同散失，冷卻液同時(shí)作為光學(xué)過(guò)濾器，將較低輻射能或不能被太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換為電的光在到達(dá)太陽(yáng)電池前吸收。通過(guò)冷卻液和系統(tǒng)壓力的選取，可以使太陽(yáng)電池有很好的溫度均勻性和很高的換熱系數(shù)，使光伏發(fā)電系統(tǒng)在最佳工作溫度工作。

Christian的理論表明，如果選取適當(dāng)?shù)睦鋮s液，使其在沸騰溫度下工作，液體汽化產(chǎn)生的氣泡從一個(gè)太陽(yáng)電池表面移動(dòng)到另一個(gè)太陽(yáng)電池表面，從而帶動(dòng)整個(gè)冷卻液的自然循環(huán)。Tanaka指出，電解冷卻液可作為光學(xué)聚焦的媒介，并可提高光電轉(zhuǎn)換效率。國(guó)內(nèi)學(xué)者王一平等人則對(duì)硅電池在不同冷卻液中的性能表現(xiàn)做了具體深入的研究，對(duì)冷卻液的選取及系統(tǒng)設(shè)計(jì)有重要的啟示。

盡管如此，冷卻液浸沒(méi)式電池冷卻系統(tǒng)仍存在不少弊端。冷卻液在濾去無(wú)用太陽(yáng)輻射的同時(shí)，也會(huì)被視為類鏡面介質(zhì)將一部分可用能反射出去，進(jìn)而降低光輻射強(qiáng)度。其次，該系統(tǒng)的冷卻液選擇、太陽(yáng)電池性能等因素需嚴(yán)格控制才能達(dá)到最佳效果。本文認(rèn)為該散熱系統(tǒng)的初期成本可能過(guò)高，設(shè)計(jì)可能比較復(fù)雜。如冷卻液的選取應(yīng)遵循以下原則:(1)冷卻液應(yīng)有較好的傳熱性能；(2)冷卻液對(duì)太陽(yáng)光的吸收波段應(yīng)與太陽(yáng)電池相匹配；(3)無(wú)毒且有良好的化學(xué)穩(wěn)定性；(4)經(jīng)濟(jì)性要好。此系統(tǒng)前景廣闊，但實(shí)際應(yīng)用到光伏發(fā)電領(lǐng)域還有較長(zhǎng)的路。

3 新型高倍聚光光伏電池冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

Horne針對(duì)碟式拋物線聚光光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)了新型的電池冷卻系統(tǒng)(圖5)，并申請(qǐng)了專利，該系統(tǒng)可看作是前述兩種散熱系統(tǒng)的綜合。與傳統(tǒng)的把太陽(yáng)電池碼放在水平平板上的工藝不同，該系統(tǒng)將太陽(yáng)電池安置在垂直放置的一系列圓環(huán)上，并做到無(wú)遮擋排列，利用中央泵使冷卻水強(qiáng)制流經(jīng)太陽(yáng)電池底部進(jìn)行散熱。其巧妙設(shè)計(jì)在于，冷卻水回流路徑將穿過(guò)布置在聚光器與太陽(yáng)電池間的“玻璃殼”，冷卻水不僅承擔(dān)了換熱的工作，而且可以充當(dāng)光學(xué)過(guò)濾器，吸收大量只能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃康淖贤饩€和低能量的輻射，從而起到雙重散熱的效果。

圖5 新型電池冷卻系統(tǒng)

六 太陽(yáng)能分頻利用與熱電聯(lián)產(chǎn)

1 太陽(yáng)能分頻利用

太陽(yáng)光譜中太陽(yáng)電池響應(yīng)波段以外的熱輻射，不會(huì)增加光伏發(fā)電量，其導(dǎo)致的熱量反而使太陽(yáng)電池溫度持續(xù)升高，降低光電轉(zhuǎn)換效率。如果在太陽(yáng)電池背面使用直接冷卻的方法，僅能獲得50～60℃的低溫?zé)崃?，?duì)于太陽(yáng)能發(fā)電站是廢熱。

為了提高太陽(yáng)能利用率，圖6給出了一種太陽(yáng)能分頻利用系統(tǒng)的方案。全反射聚光器把太陽(yáng)輻射集中反射到二次反射分光板上。分光板用限頻反射法把太陽(yáng)輻射分頻為兩部分:適合太陽(yáng)電池發(fā)電的頻段，被分頻器反射導(dǎo)向到太陽(yáng)電池板進(jìn)行發(fā)電；其余部分透過(guò)分頻器導(dǎo)向到熱接收器轉(zhuǎn)化為中溫?zé)崮?，供發(fā)電或制冷用。

圖6 太陽(yáng)能分頻利用系統(tǒng)

該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一定的問(wèn)題:首先是尚未找到合適的材料，可在過(guò)濾紫外線及其他熱射線的同時(shí)，仍具有良好的耐高溫特性。其次，從經(jīng)濟(jì)性考慮，該系統(tǒng)應(yīng)用后太陽(yáng)電池效率提高所降低的發(fā)電成本，是否可抵消甚至超過(guò)其冷卻成本尚待進(jìn)一步研究。

2 太陽(yáng)能熱電聯(lián)產(chǎn)

電熱聯(lián)供 PV/T 系統(tǒng)最簡(jiǎn)單實(shí)用的熱利用方式是通過(guò)熱風(fēng)供熱，熱風(fēng)可直接利用或成為熱泵熱水器的熱源。圖7所示的吸熱集熱結(jié)構(gòu)主要由透明的低鐵玻璃蓋板、復(fù)合拋物面型反射面、電池板、吸熱板、翅片及保溫層組成。陽(yáng)光透過(guò)上表面玻璃蓋板進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)，再通過(guò)聚光器照射到電池表面，上部空間封閉，以保持電池表面的清潔，并可減少通過(guò)玻璃表面的散熱損失?？諝馔ㄟ^(guò)風(fēng)機(jī)在吸熱板背部裝有翅片的下部通道內(nèi)流動(dòng)，翅片強(qiáng)化了空氣與吸熱板之間的換熱。

圖7 帶有翅片的復(fù)合拋物面聚光單通道空氣集熱器結(jié)構(gòu)和傳熱原理示意圖

目前應(yīng)用較成功的有槽式聚光太陽(yáng)能熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其構(gòu)成如圖8所示。該熱電聯(lián)供系統(tǒng)具有太陽(yáng)能利用效率高、裝置結(jié)構(gòu)緊湊、易安裝運(yùn)行、節(jié)省占地面積等特點(diǎn)。其中，復(fù)合接收器5由12～16組成，將聚光太陽(yáng)電池安放在冷卻管道上，在太陽(yáng)輻射能量作用下發(fā)電，并將產(chǎn)生的熱量進(jìn)行供熱。

其工作原理為:太陽(yáng)能反射鏡面l跟蹤太陽(yáng)11，將輻射光線7匯聚于熱電復(fù)合接收器5上，復(fù)合接收器5上的聚光太陽(yáng)電池12產(chǎn)生電能，通過(guò)電極6對(duì)外供電。聚光太陽(yáng)電池12產(chǎn)生的熱量通過(guò)導(dǎo)熱粘合劑13傳遞給金屬管板15后，再經(jīng)金屬管板傳遞給水流體17，通過(guò)循環(huán)水泵將水流體的熱量傳遞于貯水箱2內(nèi)供用戶使用。該裝置使用同一聚光集熱器對(duì)外供熱及供電，有效提高太陽(yáng)能利用效率，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供。

七 結(jié)論

提高太陽(yáng)電池效率，降低聚光光伏發(fā)電成本主要應(yīng)在三方面加以考慮:太陽(yáng)電池性能、散熱系統(tǒng)和太陽(yáng)能跟蹤器。其中，太陽(yáng)電池散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于聚光型光伏系統(tǒng)尤為重要。設(shè)計(jì)太陽(yáng)電池冷卻系統(tǒng)使其與相應(yīng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)達(dá)到最佳匹配，需要考慮不同因素的限制，如太陽(yáng)電池最佳工作溫度、電池溫度均勻性、散熱系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性等。最新的研究表明，今后有望利用仿生技術(shù)，將樹(shù)木對(duì)太陽(yáng)光的吸收和散熱機(jī)制模擬移植到太陽(yáng)電池的散熱器設(shè)計(jì)中。除了增強(qiáng)散熱，聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)還應(yīng)更多的考慮光能分頻利用和熱電聯(lián)產(chǎn)，將電池散熱器散失的廢熱加以利用，從而全面提高太陽(yáng)能利用效率。

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