聚光方阵的优点是明显的。但是它与普通太阳电池方阵不同,有着自己的特殊要求。
实现聚光并不困难,但要求聚光效率高却不容易。首先,所用聚光器材料的透光率(对折射式聚光器)或反射率(对反射式聚光器)要足够高;其次,聚光器的形状要加工得很淮确。反射材料用镀银玻璃,可以得到较高的反射率,但不经济。
目前出现的涂铝塑料也可采用,但由于一般塑料对湿气的防护作用较差,所以这种材料的寿命较短,一般不超过2一3年。更重要的是,铝在0.85微米波长处有一个很陡的吸收峰,会影响太阳电池的效率。采用抛光铝板也有同样的问题。
另外,反射式聚光器的收集器位于入射阳光一侧,不可避免要遮蔽部分受光面积。因此,用反射式聚光器做成的聚光组件,其效率比折射式聚光器要低10%左右。折射式聚光器采用透镜聚光,目前几乎无例外地都采用菲涅耳透镜。菲涅耳透镜的原料为有机坡璃,其透光率约为92%。
采用不同的设计可灵活地改变菲涅耳透镜的聚焦特性。菲涅尔透镜一般采用塑料模压或注塑工艺成形,目前透镜效率已超过85%。
为了使聚光方阵正常工作,应该采用跟除控制器使方阵正对太阳。平板方阵采用跟踪,可使方阵输出功率提高30%。几十倍以上的聚光方阵(荧光式聚光器除外)如不采用跟踪,光斑就会偏离电池,使方阵无功率输出。根据不同方阵设计,可采用一维跟踪或二维跟踪。跟踪精度的要求因所用聚光器不同而不同。一般来说,聚光率越高对跟踪精度的要求就越高。通常40倍左右的聚光方阵,对跟踪精度的要求大约为0.5。
聚光方阵作为一种地面用太阳能发电系统,是相当庞大和笨重的,因此要有坚固的支撑。同时它又要跟踪太阳,能灵活转动,故对机械设计和加工提出了较高的要求。机械传动部分要灵活而又坚固,能抗击工作地区的基本风压。
一片聚光电池可以代替几十片电池工作,在它上面集中了较多的能量,这些能量中转换为电能的部分通过互联条被引导到外负载,互联条要有足够的截面积,在它上面要流过几安培甚至几十安培的电流。其余部分的能量以热的形式散失掉。因此要求电池组件的热阻要小,否则会使电池温升过高,甚至烧毁电池。电池的温度是影响方阵效率的重要因素。