CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：華北電力大學(xué)徐超教授正在研發(fā)一種新型的聚光光伏/光熱混合發(fā)電系統(tǒng)。

　　一般來(lái)說(shuō)，常規(guī)的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)只有一小部分光能被轉(zhuǎn)化為電能，而聚集的大部分光能則轉(zhuǎn)化為熱能散失了。雖然在傳統(tǒng)的光伏光熱混合系統(tǒng)中可以把這部分余熱利用，但是因?yàn)橛酂釡囟容^低而在應(yīng)用方面受到了很大限制。針對(duì)這個(gè)難題，華北電力大學(xué)徐超教授和他的研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了一種新型的聚光光伏/光熱混合發(fā)電系統(tǒng)。該研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)將常規(guī)聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)損失的熱能與ORC（有機(jī)朗肯循環(huán)）發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)的思路，將液體有機(jī)工質(zhì)加熱成為過(guò)熱蒸汽并通過(guò)ORC系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電，以此提高整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。

　　近年來(lái)，聚光光伏發(fā)電技術(shù)因其相比普通光伏發(fā)電技術(shù)（不帶聚光器）更具成本效益和更加高效的特點(diǎn)吸引了全球眾多太陽(yáng)能行業(yè)人士的關(guān)注。

　　但是，伴隨聚光光伏系統(tǒng)的運(yùn)行必然產(chǎn)生一部分低品級(jí)熱能。因?yàn)橐环矫嬖谙到y(tǒng)運(yùn)行中大多數(shù)聚光太陽(yáng)能被轉(zhuǎn)化成了熱能，另一方面太陽(yáng)能電池模塊的溫度必須限制在一定的范圍內(nèi)（通常低于100攝氏度），過(guò)高的系統(tǒng)溫度會(huì)降低硅材料的禁帶寬度，進(jìn)而影響組件的性能參數(shù)，最終會(huì)導(dǎo)致輸出功率降低。

　　為了充分利用這部分低品級(jí)熱能，在過(guò)去幾年里聚光光伏熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)獲得了一定的發(fā)展。但是，在傳統(tǒng)的聚光光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中這部分低品級(jí)熱能往往被應(yīng)用于加熱制冷劑而服務(wù)于供暖或制冷方面。事實(shí)上這種技術(shù)因?yàn)槠潆娔芎蜔崮苄枨笈c供應(yīng)的比例失調(diào)以及運(yùn)行所需的復(fù)雜能源管理系統(tǒng)等方面原因在推廣應(yīng)用方面受到了嚴(yán)重的限制。

　　此外，對(duì)于常規(guī)聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只有聚光器核心區(qū)域能量密度高并相對(duì)穩(wěn)定的光能被系統(tǒng)利用，而聚光器外圍的低聚光能量則白白損失掉了。

　　為了更好地利用太陽(yáng)能電池散失的熱能和聚光器外圍輻射密度較低的光能，徐超教授及其研究團(tuán)隊(duì)提出了一種新型的聚光光伏光熱混合發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由聚光光伏發(fā)電模塊、模塊背面的蒸發(fā)冷卻裝置、環(huán)繞模塊的光熱接收裝置和ORC發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備組成。

　　據(jù)徐超及其研究團(tuán)隊(duì)介紹，該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，太陽(yáng)能電池組件可以直接利用聚光器收集的中心區(qū)域高輻射密度的光能進(jìn)行發(fā)電，同時(shí)其散失的熱能將把液體有機(jī)工質(zhì)加熱成為飽和蒸汽。然后利用熱量吸收裝置將聚光器外圍低聚光能量轉(zhuǎn)化為熱能，并利用該部分熱量將從聚光器中心向邊緣輸送的有機(jī)工質(zhì)飽和蒸汽加熱變成過(guò)熱蒸汽后通過(guò)ORC發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電。

　　因此，該聚光光伏光熱混合發(fā)電系統(tǒng)將形成一個(gè)復(fù)合的電力生產(chǎn)裝置，從而解決了傳統(tǒng)聚光光伏熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)市場(chǎng)應(yīng)用有限的問(wèn)題。

　　另外，徐超教授及其團(tuán)隊(duì)還為該混合發(fā)電系統(tǒng)建立了穩(wěn)態(tài)物理模型并對(duì)其進(jìn)行能量分析。分析結(jié)果顯示，利用聚光器外圍可用的低聚光能量將有機(jī)工質(zhì)飽和蒸汽加熱成過(guò)熱蒸汽的效果相當(dāng)可觀，同時(shí)可以使整個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的整體效率大大提高。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)聚光比為500倍時(shí), 該系統(tǒng)可以將整體光電轉(zhuǎn)換效率從傳統(tǒng)的聚光光伏電池的28.4%顯著提高到44%。因此, 該混合發(fā)電系統(tǒng)為太陽(yáng)能的更高效率發(fā)電提供了新的發(fā)展方向。

　　據(jù)了解，該項(xiàng)研究獲得了中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)、 中央高校基本科研基金、熱流科學(xué)與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等相關(guān)機(jī)構(gòu)支持。

　　有關(guān)該研究的論文發(fā)表在2015年第四期的《科學(xué)通報(bào)》雜志上（可下載附件查閱）。

附件：2015-Energy analysis of a hybridsolar CSP-CPV SYSTEM.pdf