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自20世纪80年代以来，光伏产业是世界上增长最快的高新技术产业之一。随着世界各国对可再生能源的重视和太阳电池转换效率的不断提高，世界光伏市场的发展超过了工业历史上已有的任何一次突破，光伏发电的前景已被越来越多的国家和金融投资机构所看好。近几年来世界光伏发电产业均以30%的速度高速增长。据预测，到2050年，太阳能约占到人类能源利用的13%～15%。
同时为了更进一步地提高光伏发电装置的性能价格比，人们开始研究太阳的聚光技术。该技术是根据太阳能电池在一定条件下最佳输出功率与接受的光照强度成比例增加而又不会影响寿命的特性，采用易于制造、成本低廉的聚光器跟踪太阳，增加太阳能电池所接受的太阳光照射强度，在获得同样电能的情况下，太阳能电池的用量仅为普通固定式光伏发电系统的1/3到1/5，也就是通常所说的用普通的金属玻璃等材料代替昂贵的半导体材料，性价比提高30%以上，有利于光伏发电系统在我国的推广应用。
南京中材天成新能源有限公司针对当前比较流行的平板光伏发电的各种特点进行优化，提出了一种十字型聚光光伏发电系统。本系统的结构框架是由2个反射聚光光伏发电装置和连接发电系统的呈十字形的连接架组成，十字架的中心装有齿轮机构，可用来进行系统的旋转跟踪。反射聚光装置可以利用V型槽式聚光发电装置，也可以用蝶形发电装置。这两种装置都已取得了国家专利。这里着重介绍一下蝶形十字型聚光光伏发电系统。
对于该系统的优点如下：
1、该系统使用了聚光的形式，利用相对便宜的玻璃材料对相对较大面积的太阳光进行聚光，投射到较小面积的太阳能电池板上。这样可以使投射到电池板上的太阳光温度升高，提高电池板的效率。相对来说节省了比较昂贵的电池板。
2、利用了特有的蝶形聚光结构，可以进一步的提高反射的效率。该结构已申请国家专利，为天成公司独创。
3、由于太阳能电池组件被照射面朝下安置，因此可以避免灰尘、鸟粪等污物在被照射面上堆积，形成热斑，从而避免出现热岛效应，可延长太阳能电池组件的寿命。
4、采用水冷和风冷可选择式的太阳能电池板散热方式，在夏季天气炎热水源充足的地区，可采用水冷的方式对电池板进行散热，可始终对电池板的温度控制在40-50度之间。同时冷却水采用给水阀喷水的方式进行冷却，可以节省水源。一般水冷的效果要高于风冷。
5、在系统的顶部装有避雷针，在雷雨天气可保护系统不会受到损害。
6、对太阳光进行二维的跟踪，使聚光面始终正对太阳，可使系统的发电率比平板式提高30%。
7、本系统运用太阳与地球的相互运行规律，根据聚光反射系统的具体跟踪要求，建立系统模型，设计为开闭环相结合的跟踪技术方案。当太阳光充足的时候进行开环跟踪，当遇到多云和太阳光不充足的时候进行闭环跟踪，这样可以更准确的对太阳光进行跟踪。
8、反射玻璃利用叠加的形式，使太阳光反射时没有阴影，保证了太阳能电池板受光均匀。
9、系统对于小型发电系统（10Kw-100Kw）可采用在系统上安装充气泵或水洗装置来对玻璃进行清洗。对于大型发电站，采用水车的方式进行清洗。在北方地区由于冬季天气寒冷，为防止玻璃突然受冷破裂，应采用风车风吹的方式进行清洗。
10、在玻璃的背面加装了不锈钢弹性防护网，在天气恶劣的情况下（冰雹、雪），聚光器可以翻转过来，背面向上，来保护电池和玻璃。
11、高度角的跟踪利用当前具有无间隙高精度的谐波齿轮减速器跟踪机构，来达到准确的跟踪。
12、安装了风速传感器，当风速达到一定范围时，可使聚光器自动放置水平，减少受风面积，有效的保护了系统、提高了抗风性能。
13、由于玻璃采用叠加的形式，当风速在正常范围内的时候，可以通过叠加的缝隙卸载掉风荷载对聚光器大部分的作用力，保证了系统的正常运行。
14、对于钢框架结构进行了充分的力学分析和计算，使该结构可在≤6级风的情况下正常工作。而系统的整体钢性可抵抗超过9级的大风。
15、方位角的跟踪采用了大小齿轮啮合的传动方式。此方式机构对地面没有特殊的要求，可放置在各种地形的地区，应用面广泛。同时由于不与地面接触，减小了摩擦力，在达到相同的运动要求下，功率负载更小，使系统的运动更快捷、更准确。
16、系统采用具有无油自润滑功能的石墨涂敷铜齿轮与钢齿轮啮合的方式，从而避免了润滑油脂粘裹沙尘的缺陷。
17、由于大、小齿轮材质、硬度的差异，长时间啮合后，小齿轮相对易于损坏，而本系统的设计特点使得小齿轮相对容易更换、代价小、操作简单。
18、在方位角跟踪机构的大齿轮上加装了不锈钢齿轮保护盖，可以保护齿轮在天气恶劣的条件下不结冰、不上锈，提高了系统的有效运行寿命。
19、由于采用了垂直齿轮机构，在风沙较大的地区，沙尘不会在齿轮上沉积而影响系统的跟踪精度。
20、为了保证系统在恶劣天气的安全性，在系统十字梁的四个角上安装了可伸缩的立柱支架。当风速较大时，立柱支架自动伸出到地面，来保护系统不倾翻。
21、安装了光敏传感器，在白天阳光充足的情况下，系统正常运行。到了夜晚光照度不足10LUX时，镜架可自动翻转来保护镜面。
22、持续可靠供电。机组配置合理、功率大，高效率的聚光太阳能电池组，若配备储能型胶体蓄电池，可实现持续不间断供电。
23、全自动智能化。逆变控制器采用微电脑芯片、无干扰、高可靠， 全自动数字化控制，运行无需管理人员值守。
24、安全可靠。控制器设有过载、短路、机器过热、低压放电、高压充电、充电饱和等多重保护功能，一般故障自动恢复，正常使用无需维修。
25、使用寿命长。聚光太阳能电池板设计寿命18年逆变控制器设计寿命18年，胶体蓄电池设计寿命3年，是普通蓄电池的两倍。一次性购入设备，不需再购买燃油等能源，可长久无费用用电。
26、绿色环保。全部能量取自大自然，运行过程中无噪音和污染排放，若采用高能胶体蓄电池储能，无酸液和酸雾外溢，可在室内安全使用。
27、产品规格齐全。规格有：1500W、2500W、3000W、5000W、并可根据用户要求设计生产。
28、系统结构设计合理、材料运用得当、聚光效果好，可大量的节省系统的成本即降低发电的成本。大约 4万/Kw。
29、系统机构外形美观，可用作地区的亮化景观。
缺点：
1、本系统占地面积较大，比一般平板式光伏发电系统占地面积增加大约1/3作用。
2、本系统与同发电量的平板式光伏发电系统相比重量和体积较大，运输和安装的费用较多。
本系统结构具有自主知识产权，在全球太阳能发电领域内尚属首次应用，因此对于我国的太阳能光伏发电产业起到了巨大的推动作用。
蝶形反射聚光光伏发电系统和常规光伏发电系统的主要区别在于产生电能的核心部分——太阳能电池，该部分占据了整套系统成本的70%以上，而充放电控制器、并网逆变器等其它部分完全一样，为了能够更清楚地说明成本问题，在这里仅仅分析比较太阳能电池部分。
根据我们最新的市场调查，目前常规太阳能电池组件的市场价格在3.5万元/kW—4万元/kW，对于固定式光伏发电系统，由于余弦效应，要发1KW的电，所需电池板实际功率应达到1.35KW左右。这样导致电池板的使用数量，大约增加35%左右，暂取5.13万元/kW，并网逆变器等平衡部分以及其它部分的成本在0.8万元/kW左右，支撑和连接系统的钢结构框架的成本及电路接线在0.2万元/kW左右，并网平板固定光伏发电系统投资约6.13万元/kW。
采用蝶形反射聚光光伏发电系统，由于采用了弧形聚光结构和跟踪系统，使得反射面始终正对太阳光，这样可以有效的克服余弦效应。蝶形反射系统的几何聚光比为5.7，反射镜本身的反射效率可达90%以上，考虑灰尘等各种因素影响，按照综合反射效率80%计算，聚光比约为4.5。同样产生1kW功率的输出功率，成本分析如下表所示：
表一 小量生产时的成本估算
序号 项目 投资(万元) 说明
1 聚光太阳能电池组件（太阳能电池板、散热器） 1.64 用量为常规的1/4.5
2 钢结构以及加工费 1 用量约为0.6吨/kW
3 反射镜 0.1
4 跟踪驱动控制 0.6
5 增加的安装调试等人工费用 0.2 是指相对于常规光伏发电系统增加的人工费用估算
6 其它 0.2
合计 3.74 小量生产时的估算
表二 规模化生产时成本的估算
序号 项目 投资(万元) 说明
1 聚光太阳能电池组件（太阳能电池板、散热器） 1.64 用量为常规的1/4.5
2 钢结构以及加工费 0.8 用量约为0.6吨/kW
3 反射镜 0.08
4 跟踪驱动控制 0.2
5 增加的安装调试等人工费用 0.08 是指相对于常规光伏发电系统增加的人工费用估算
6 其它 0.15
合计 2.95 规模化生产时的估算
由以上分析可知：
在小量生产时（20~100KW以内），蝶形反射聚光光伏发电系统电能输出部分的成本为3.74万元/kW，仅为常规太阳能电池发电系统电能输出部分的70.2%，蝶形反射聚光光伏发电系统每kW的投资为4.54万元，是常规光伏发电系统的74.1%。这是经过试验已经可以达到的成本。
在大规模生产时(1MW以上)，由于部分可以采用模具，而且一套机构驱动的聚光太阳能电池部分更大更多，因而成本大幅度下降。大规模蝶形反射聚光光伏发电系统电能输出部分的成本为2.95万元/kW，仅为固定式太阳能光伏发电的55.3%，蝶形反射聚光光伏发电系统每kW的投资为3.75万元，是常规光伏发电系统的61.2%。换言之，可以节约38.8%的投资！
根据上述核算的成本，在新疆等太阳光辐照度强的地区，按每天发电8小时、一年发电300天、系统寿命18年算，小量生产时预计每度电的成本大约在1.40元左右。大规模生产时预计每度电的成本大约在1.16元左右。
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同时为了更进一步地提高光伏发电装置的性能价格比，人们开始研究太阳的聚光技术。该技术是根据太阳能电池在一定条件下最佳输出功率与接受的光照强度成比例增加而又不会影响寿命的特性，采用易于制造、成本低廉的聚光器跟踪太阳，增加太阳能电池所接受的太阳光照射强度，在获得同样电能的情况下，太阳能电池的用量仅为普通固定式光伏发电系统的1/3到1/5，也就是通常所说的用普通的金属玻璃等材料代替昂贵的半导体材料，性价比提高30%以上，有利于光伏发电系统在我国的推广应用。
南京中材天成新能源有限公司针对当前比较流行的平板光伏发电的各种特点进行优化，提出了一种十字型聚光光伏发电系统。本系统的结构框架是由2个反射聚光光伏发电装置和连接发电系统的呈十字形的连接架组成，十字架的中心装有齿轮机构，可用来进行系统的旋转跟踪。反射聚光装置可以利用V型槽式聚光发电装置，也可以用蝶形发电装置。这两种装置都已取得了国家专利。这里着重介绍一下蝶形十字型聚光光伏发电系统。
对于该系统的优点如下：
1、该系统使用了聚光的形式，利用相对便宜的玻璃材料对相对较大面积的太阳光进行聚光，投射到较小面积的太阳能电池板上。这样可以使投射到电池板上的太阳光温度升高，提高电池板的效率。相对来说节省了比较昂贵的电池板。
2、利用了特有的蝶形聚光结构，可以进一步的提高反射的效率。该结构已申请国家专利，为天成公司独创。
3、由于太阳能电池组件被照射面朝下安置，因此可以避免灰尘、鸟粪等污物在被照射面上堆积，形成热斑，从而避免出现热岛效应，可延长太阳能电池组件的寿命。
4、采用水冷和风冷可选择式的太阳能电池板散热方式，在夏季天气炎热水源充足的地区，可采用水冷的方式对电池板进行散热，可始终对电池板的温度控制在40-50度之间。同时冷却水采用给水阀喷水的方式进行冷却，可以节省水源。一般水冷的效果要高于风冷。
5、在系统的顶部装有避雷针，在雷雨天气可保护系统不会受到损害。
6、对太阳光进行二维的跟踪，使聚光面始终正对太阳，可使系统的发电率比平板式提高30%。
7、本系统运用太阳与地球的相互运行规律，根据聚光反射系统的具体跟踪要求，建立系统模型，设计为开闭环相结合的跟踪技术方案。当太阳光充足的时候进行开环跟踪，当遇到多云和太阳光不充足的时候进行闭环跟踪，这样可以更准确的对太阳光进行跟踪。
8、反射玻璃利用叠加的形式，使太阳光反射时没有阴影，保证了太阳能电池板受光均匀。
9、系统对于小型发电系统（10Kw-100Kw）可采用在系统上安装充气泵或水洗装置来对玻璃进行清洗。对于大型发电站，采用水车的方式进行清洗。在北方地区由于冬季天气寒冷，为防止玻璃突然受冷破裂，应采用风车风吹的方式进行清洗。
10、在玻璃的背面加装了不锈钢弹性防护网，在天气恶劣的情况下（冰雹、雪），聚光器可以翻转过来，背面向上，来保护电池和玻璃。
11、高度角的跟踪利用当前具有无间隙高精度的谐波齿轮减速器跟踪机构，来达到准确的跟踪。
12、安装了风速传感器，当风速达到一定范围时，可使聚光器自动放置水平，减少受风面积，有效的保护了系统、提高了抗风性能。
13、由于玻璃采用叠加的形式，当风速在正常范围内的时候，可以通过叠加的缝隙卸载掉风荷载对聚光器大部分的作用力，保证了系统的正常运行。
14、对于钢框架结构进行了充分的力学分析和计算，使该结构可在≤6级风的情况下正常工作。而系统的整体钢性可抵抗超过9级的大风。
15、方位角的跟踪采用了大小齿轮啮合的传动方式。此方式机构对地面没有特殊的要求，可放置在各种地形的地区，应用面广泛。同时由于不与地面接触，减小了摩擦力，在达到相同的运动要求下，功率负载更小，使系统的运动更快捷、更准确。
16、系统采用具有无油自润滑功能的石墨涂敷铜齿轮与钢齿轮啮合的方式，从而避免了润滑油脂粘裹沙尘的缺陷。
17、由于大、小齿轮材质、硬度的差异，长时间啮合后，小齿轮相对易于损坏，而本系统的设计特点使得小齿轮相对容易更换、代价小、操作简单。
18、在方位角跟踪机构的大齿轮上加装了不锈钢齿轮保护盖，可以保护齿轮在天气恶劣的条件下不结冰、不上锈，提高了系统的有效运行寿命。
19、由于采用了垂直齿轮机构，在风沙较大的地区，沙尘不会在齿轮上沉积而影响系统的跟踪精度。
20、为了保证系统在恶劣天气的安全性，在系统十字梁的四个角上安装了可伸缩的立柱支架。当风速较大时，立柱支架自动伸出到地面，来保护系统不倾翻。
21、安装了光敏传感器，在白天阳光充足的情况下，系统正常运行。到了夜晚光照度不足10LUX时，镜架可自动翻转来保护镜面。
22、持续可靠供电。机组配置合理、功率大，高效率的聚光太阳能电池组，若配备储能型胶体蓄电池，可实现持续不间断供电。
23、全自动智能化。逆变控制器采用微电脑芯片、无干扰、高可靠， 全自动数字化控制，运行无需管理人员值守。
24、安全可靠。控制器设有过载、短路、机器过热、低压放电、高压充电、充电饱和等多重保护功能，一般故障自动恢复，正常使用无需维修。
25、使用寿命长。聚光太阳能电池板设计寿命18年逆变控制器设计寿命18年，胶体蓄电池设计寿命3年，是普通蓄电池的两倍。一次性购入设备，不需再购买燃油等能源，可长久无费用用电。
26、绿色环保。全部能量取自大自然，运行过程中无噪音和污染排放，若采用高能胶体蓄电池储能，无酸液和酸雾外溢，可在室内安全使用。
27、产品规格齐全。规格有：1500W、2500W、3000W、5000W、并可根据用户要求设计生产。
28、系统结构设计合理、材料运用得当、聚光效果好，可大量的节省系统的成本即降低发电的成本。大约 4万/Kw。
29、系统机构外形美观，可用作地区的亮化景观。
缺点：
1、本系统占地面积较大，比一般平板式光伏发电系统占地面积增加大约1/3作用。
2、本系统与同发电量的平板式光伏发电系统相比重量和体积较大，运输和安装的费用较多。
本系统结构具有自主知识产权，在全球太阳能发电领域内尚属首次应用，因此对于我国的太阳能光伏发电产业起到了巨大的推动作用。
蝶形反射聚光光伏发电系统和常规光伏发电系统的主要区别在于产生电能的核心部分——太阳能电池，该部分占据了整套系统成本的70%以上，而充放电控制器、并网逆变器等其它部分完全一样，为了能够更清楚地说明成本问题，在这里仅仅分析比较太阳能电池部分。
根据我们最新的市场调查，目前常规太阳能电池组件的市场价格在3.5万元/kW—4万元/kW，对于固定式光伏发电系统，由于余弦效应，要发1KW的电，所需电池板实际功率应达到1.35KW左右。这样导致电池板的使用数量，大约增加35%左右，暂取5.13万元/kW，并网逆变器等平衡部分以及其它部分的成本在0.8万元/kW左右，支撑和连接系统的钢结构框架的成本及电路接线在0.2万元/kW左右，并网平板固定光伏发电系统投资约6.13万元/kW。
采用蝶形反射聚光光伏发电系统，由于采用了弧形聚光结构和跟踪系统，使得反射面始终正对太阳光，这样可以有效的克服余弦效应。蝶形反射系统的几何聚光比为5.7，反射镜本身的反射效率可达90%以上，考虑灰尘等各种因素影响，按照综合反射效率80%计算，聚光比约为4.5。同样产生1kW功率的输出功率，成本分析如下表所示：
表一 小量生产时的成本估算
序号 项目 投资(万元) 说明
1 聚光太阳能电池组件（太阳能电池板、散热器） 1.64 用量为常规的1/4.5
2 钢结构以及加工费 1 用量约为0.6吨/kW
3 反射镜 0.1
4 跟踪驱动控制 0.6
5 增加的安装调试等人工费用 0.2 是指相对于常规光伏发电系统增加的人工费用估算
6 其它 0.2
合计 3.74 小量生产时的估算
表二 规模化生产时成本的估算
序号 项目 投资(万元) 说明
1 聚光太阳能电池组件（太阳能电池板、散热器） 1.64 用量为常规的1/4.5
2 钢结构以及加工费 0.8 用量约为0.6吨/kW
3 反射镜 0.08
4 跟踪驱动控制 0.2
5 增加的安装调试等人工费用 0.08 是指相对于常规光伏发电系统增加的人工费用估算
6 其它 0.15
合计 2.95 规模化生产时的估算
由以上分析可知：
在小量生产时（20~100KW以内），蝶形反射聚光光伏发电系统电能输出部分的成本为3.74万元/kW，仅为常规太阳能电池发电系统电能输出部分的70.2%，蝶形反射聚光光伏发电系统每kW的投资为4.54万元，是常规光伏发电系统的74.1%。这是经过试验已经可以达到的成本。
在大规模生产时(1MW以上)，由于部分可以采用模具，而且一套机构驱动的聚光太阳能电池部分更大更多，因而成本大幅度下降。大规模蝶形反射聚光光伏发电系统电能输出部分的成本为2.95万元/kW，仅为固定式太阳能光伏发电的55.3%，蝶形反射聚光光伏发电系统每kW的投资为3.75万元，是常规光伏发电系统的61.2%。换言之，可以节约38.8%的投资！
根据上述核算的成本，在新疆等太阳光辐照度强的地区，按每天发电8小时、一年发电300天、系统寿命18年算，小量生产时预计每度电的成本大约在1.40元左右。大规模生产时预计每度电的成本大约在1.16元左右。