[發明專利]∧型聚光雙軸跟蹤太陽能光伏發電裝置

無效

• 申請號: 200710302612.6
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101471615A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 盧育發;李倩
• 申請（專利權）人: 安徽電子信息職業技術學院;盧育發
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;G05D3/00;F24J2/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種太陽能發電裝置，屬于太陽能應用技術領域。

背景技術：

世界各國都在積極研究開發可再生能源技術，太陽能因取之不盡用之不竭而尤為受到各國研究者的青睞，但因用于太陽能光伏發電的高純度的硅材料緊缺且價格昂貴而使發電成本居高不下，所以制約著太陽能產業的推廣應用。為此很多的科學工作者們在研究聚光和跟蹤裝置，以達到提高光伏電池的利用率和太陽能的接收效率。

當前研究的聚光裝置主要分為平面鏡聚光，曲面鏡聚光和凸透鏡聚光三大類，聚光比從幾倍到幾百倍，但2到3倍以上的聚光比使得光伏電池因溫度高而必須改變傳統的封裝工藝，在光伏電池的背面不得不用片金屬或散熱進行散熱，聚光比更高的光伏發電裝置，光伏電池的背面還必需增加循環水進行冷卻，使得聚光發電裝置因解決散熱問題而使得生產工藝和結構復雜，從而使得成本增加較大，有些非平面鏡的聚光方式因聚光不均勻而使得光伏電池的發電效率不能得到充分的提高，反而因局部的熱點而降低光伏電池的使用壽命。

發明內容：

本發明目的在于通過低倍聚光和雙軸自動跟蹤使光伏組件的發電量增加，從而降低太陽能光伏發電的成本。

為了實現以上目的，∧型聚光雙軸跟蹤太陽能光伏發電裝置的∧型反射鏡聚光比只設計在1.3倍-2倍之間，是采用兩片平面反射鏡呈∧型安裝，因聚光比小，光伏電池所增加的溫度很低，在光伏電池和傳統封裝材料EVA等承受的范圍以內，不需要采用金屬或散熱片作為光伏電池封裝的襯底和散熱材料，只需要已經產業化的光伏組件，所以其成本較低，且可靠性好。

設有的雙軸跟蹤裝置，置于聚光和發電部分的重心附近，也正好在∧型反射鏡下的內部中間部位，使得跟蹤能耗很低，該裝置方位跟蹤角最大能達到170°，經本發明者理論計算，僅因跟蹤而增加的發電量為39％左右，如果再加上∧型聚光，增加發電量的計算示例如下：

例如，設計∧型反射鏡的頂角為60度，聚光比為1.5倍，則該發電裝置因聚光和跟蹤比使用相同面積固定安裝的光伏組件的發電量增加約(1+0.39)×1.5＝2.085倍，扣去鏡面反射效率的影響和跟蹤能耗，發電量比平板固定式的光伏組件發電量仍增加約2倍，同時因其工藝可靠、結構簡單、易于清掃和散熱、聚光均勻和成本低等優點，具有較高的實用價值，易于推廣應用。

為了實現以上目的，本發明的技術方案是：聚光部分采用兩個平面玻璃鏡或金屬反射鏡呈∧型安裝，兩塊光伏組件分別安裝在∧型反射鏡兩斜面外側的底部。為了使照射在反射鏡上的太陽光能覆蓋在全部的光伏組件上，使光伏組件接受疊加的太陽能量均勻，所以設有雙軸跟蹤裝置。其有如下的兩個實施方案：

附圖說明

圖1為本發明實施例一

圖2為本發明實施例二

實施例一：

如圖1所示，本實施例的∧型聚光雙軸跟蹤太陽能光伏發電裝置，包括呈∧型安裝的兩塊聚光反射鏡1，兩塊光伏組件2分別安裝在∧型反射鏡1兩斜面外側的底部，∧型反射鏡安裝于∧型母線和東西方向平行，跟蹤裝置的箱體11上輸出垂直或交叉的方位轉軸6和仰角轉軸9，方位轉軸6安裝于南北方向。

方位方向的跟蹤是由時鐘速率的控制電路控制箱體11上的方位電機7轉動，電機7的轉動通過箱體內方位減速傳動鏈帶動方位轉軸6的轉動，方位轉軸6兩端緊固在手調鎖緊塊5上，手調鎖緊塊5固定在光伏組件支架3上，因此方位轉軸6的轉動也帶動光伏組件支架3、聚光反射鏡1、光伏組件2一起做方位轉動，實現方位角白天跟蹤和夜晚返回。當初次安裝或因其它原因需要使光伏組件2在方位方向快速地對準太陽時，可松開手調鎖緊塊上的鎖緊螺絲4，進行手動快速調校。

仰角方向的跟蹤是由采集光伏組件的最大功率點控制電路控制箱體11上的仰角電機12轉動，電機12的轉動帶動箱體內仰角減速傳動鏈的轉動，因仰角轉軸9固定在支承叉10上，支承叉10又緊固在立柱13上，所以迫使箱體11和減速傳動鏈的部件繞仰角轉軸9轉動，此時光伏組件支架3、聚光反射鏡1、光伏組件2也一起做仰角方向的轉動，實現仰角跟蹤。當初次安裝或因其它原因需要使光伏組件2在仰角方向快速地對準太陽時，可松開支承叉上的鎖緊螺絲8，進行手動快速調校。

因太陽的方位運動為勻速運動，因而采用時間速率控制方位電機白天跟蹤和夜晚的自動返回，在方位轉軸上設計有下午跟蹤結束和夜間返回到早晨起始跟蹤位置的限位停止開關。因為太陽的仰角每天變化較小，并且其變化是非線性的，所以仰角方向的跟蹤采用采集最大功率點的跟蹤方式，可控制仰角電機12運轉。

實施例二：

如圖2所示，本實施例的基本原理和結構和實施例一相同，唯一不同的地方在于∧型反射鏡的安裝于∧型母線和南北方向平行。此實施例比較實施例一的缺點是，對于有些日照時間較長的地方，在早晨還沒開始跟蹤時就有了太陽或下午跟蹤停止時仍然有太陽時，∧型反射鏡就擋住了一側光伏組件的太陽光線，影響組件的發電，而實施例一則沒有這種現象。