基于平面鏡反射的聚光光伏系統(tǒng)研究.pdf

1、由于太陽能能量密度低、隨機性大的特點，現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏電池的發(fā)電潛力大多未得到充分發(fā)揮，導致投資大，發(fā)電成本高，資金回收周期長等缺點，這些缺點與光伏器件生產(chǎn)過程中的高能耗和高污染一起為人所詬病，一定程度上影響了光伏發(fā)電系統(tǒng)廣泛應用。本文試圖通過平面鏡聚光的手段來成倍地提高以晶硅電池為代表的光伏器件的發(fā)電能力，從而降低相同功率光伏系統(tǒng)的成本，拓寬光伏發(fā)電技術應用的途徑。
　　論文工作的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點有：
　　1.

2、對光伏發(fā)電的物理與技術基礎，日地之間的幾何學，以及不同的聚光方法進行了綜合研究和分析。基于球面幾何學和矢量代數(shù)方法對太陽幾何學的研究演繹了一系列重要的基本公式，解決了面向跟蹤和聚光的基于太陽時角的時鐘法、日出日落時刻、日照時間以及大氣質(zhì)量等問題；對基于成像光學和非成像光學的聚光理論和技術進行了歸納和分析；上述工作為基于平面鏡反射的聚光系統(tǒng)研究提供了必要的理論與技術基礎。
　　2.提出了一個由太陽電池組件(電池板)和多個獨立平面鏡組

3、成的仿拋物面聚光系統(tǒng)，對該系統(tǒng)中各組成單元的位置和位姿的運動規(guī)律、優(yōu)化運行與協(xié)調(diào)控制策略進行了探討。
　　3.提出了一個電池板與多面平面鏡沿經(jīng)線排列的聚光光伏系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)中必須解決的一個關鍵問題是電池板表面的均勻輻照度問題，為此在該方案的展開中，依據(jù)太陽幾何學、幾何光學和投影幾何學原理，對平面鏡幾何尺寸優(yōu)化、電池板一平面鏡布局、二軸伺服系統(tǒng)的運動控制以及網(wǎng)絡化分級控制系統(tǒng)等方面進行了深入研究和具體設計。在電池板的傾角、多平面鏡