[發明專利]菲涅爾柱面透鏡聚光太陽能光伏發電模塊

無效

• 申請號: 201010192067.1
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN101859806A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 孫可;金鴻;陳鈺
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052;H01L31/0352;H01L31/0232;H02N6/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王清義

技術領域

本發明屬于太陽能應用技術領域，具體地說，是一種線型菲涅爾柱面透鏡聚光太陽能光伏發電模塊。

背景技術

太陽能光電池是一種能把光能直接轉換成電能的結型光電器件，以太陽能光電池為光電轉換器件的發電型式具有結構簡單，可靠性較高，壽命較長等特點，在世界范圍內具有快速發展的趨勢，成為一種人類取之不盡的清潔能源。

目前，申請號為2008100420905的中國專利申請公開了一種聚光太陽能光伏發電模塊，它的構成是：多塊正方形太陽能光電池，每塊太陽能光電池的背面裝有散熱板，每塊散熱板獨立安裝在底板上，并且按照一定的順序排列。每塊太陽能光電池的正上方裝有點聚焦型菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡的材料是透光性能好的高分子材料，菲涅爾透鏡安裝在框架上，其作用是將太陽能直接會聚在所對應的太陽能光電池表面上。每塊太陽能光電池由銅箔聯接，而且每塊太陽能光電池接收光能的表面與菲涅爾透鏡之間還安裝了一個倒金字塔式的、四個內表面為鏡面的不銹鋼薄板的光能收集裝置，其作用：一是解決現有技術發電模塊跟蹤太陽和裝配精度誤差，所造成的太陽光斑偏離光電池表面問題；二是將部分反射和雜散光能投射到太陽能光電池的表面，從而提高太陽能的利用率。然而，它們的不足之處也是明顯的，正方形太陽能光電池組件之間的空間不能充分利用，限制了太陽能光電池面積的增加，此模塊發電量也不可能增加；太陽能光電池與散熱板構成了獨立組件，散熱效果不好，特別在高溫天氣光電池的性能會有所下降；銅箔的數量較多，太陽能的收集裝置制作工藝較為復雜，生產成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種太陽能光電池面積較大、能夠使得更多的太陽能會聚在太陽能光電池上，以增加模塊的發電量，提高發電效率的菲涅爾柱面透鏡聚光太陽能光伏發電模塊。

本發明的菲涅爾柱面透鏡聚光太陽能光伏發電模塊，包括多塊太陽能光電池，安裝在每塊太陽能光電池背面的散熱板，每塊太陽能光電池的正面具有與之對應的菲涅爾柱面透鏡；太陽能光電池之間以銅箔聯接；太陽能光電池呈條形，菲涅爾柱面透鏡為呈長方形的線聚焦型菲涅爾柱面透鏡。

本發明的有益效果：條形太陽能光電池正上方裝有與之對應的長方形菲涅爾柱面透鏡，菲涅爾柱面透鏡在接收太陽能時在條形太陽能光電池上形成長條形光斑的效果。本發明相對于現有技術，由于采用了條形太陽能光電池及呈長方形的線聚焦型菲涅爾柱面透鏡，如果光伏發電模塊在外形尺寸相同的前提下，增加了太陽能光電池的面積，本發明能夠使得更多的光子經菲涅爾柱面透鏡會聚到太陽能光電池上，太陽能光電池能夠把更多的光能轉化為電能。而現有技術采用的太陽能光電池正方形，光電池之間是獨立的，在二塊光電池之間具有設置4塊以上光電池的位置，顯然現有技術的光學特性決定了這些位置沒有光照，而本發明采用形成長條形光斑的長方形的線聚焦型菲涅爾柱面透鏡和條形太陽能光電池可以解決這個問題。另外，本發明采用線聚焦型菲涅爾柱面透鏡，相對于現有的點聚焦型的菲涅爾透鏡，焦距更容易縮短。因為點聚焦型菲涅爾透鏡焦距縮短，太陽能光電池表面上的光斑四個方向的尺寸會減小；線聚焦型菲涅爾柱面透鏡焦距縮短，光斑二個方向的尺寸會減小。如果二種菲涅爾透鏡接受光能的面積相同，顯然二者的焦距同時縮短且相等，點聚焦型構成的發電模塊發電量比線聚焦型構成的發電模塊減小更多。焦距縮短的有益效果是，太陽能光電池到菲涅爾柱面透鏡的距離可以更小，可以降低發電模塊的高度，減小發電模塊體積，有利于模塊向小型化，自動化方向發展。第三，條形太陽能光電池和現有的技術相比增加了面積，只有條形太陽能光電池之間才用銅箔連接，相對于現有技術來說，大大減少了銅箔的數量，降低了生產成本。

上述光伏發電模塊，在散熱板內具有對其冷卻的冷卻水管。使用時，冷卻水管通過冷卻水，以對散熱板進行冷卻。太陽能光電池的性能在高溫下容易發生改變，晶格結構會受到破壞。由于條形太陽能光電池面積較大，冷卻水管內流動的冷卻水在炎熱的夏天達到加速太陽能光電池的散熱的目的，保證其正常工作。

上述光伏發電模塊，菲涅爾柱面透鏡接收正入射的太陽能后，形成長條形光斑的寬度應小于太陽能光電池的寬度，這樣既使發電模塊的跟蹤精度與裝配誤差造成長條形光斑的中心偏離太陽能光電池中心，光斑仍然能分布在太陽能光電池表面。