[實用新型]曲面光伏聚光器

無效

• 申請號: 201020022518.2
• 申請日: 2010-01-13
• 公開（公告）號: CN201594799U
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 余雷;張耀明;王軍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;G02B7/198;G02B5/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能利用聚光器，特別是一種一維跟蹤光伏聚光器，屬于太陽能聚光技術領域。

背景技術

太陽能作為一種清潔、無污染的可再生能源，其開發和利用被認為世界能源戰略的重要組成部分。

太陽能的利用主要包含太陽能熱利用和太陽能光伏發電兩大類。太陽能光伏技術中，通過聚光技術來減少在一個系統中使用的光伏電池的面積，進而降低成本，同時達到較高的光電轉換效率。因而大批科研工作者對太陽能利用中的聚光原理進行了探索和研究，根據光學原理的不同，主要分為折射式聚光器和反射式聚光器；按照聚光的形式分為點聚焦聚光器和線性聚焦聚光器。對于太陽能聚光光伏系統，常用的菲涅爾透鏡是一種點聚焦折射式聚光器，它可以實現高倍聚光，但它仍存在不少問題：采光口面積難以做大；由于透射率的限制而光學效率難以提高；聚合物材料的穩定性和可靠性差；成本較高；具有多結電池敏感的色散性能等。

合適的反射式聚光方案可以避免這些問題，目前采用的反射式聚光器主要是大型拋物面聚光器，但它的缺點是經拋物面反射后的光線到達電池組件接受面上時，能流密度不均勻。對于晶體硅太陽電池組件，表面陰影或光強分布不均勻是導致輸出功率降低的主要原因之一，光照不均勻導致的失配是光伏組件和光伏方陣中一個很嚴重的問題，此時組件或方陣的功率輸出往往受系統中最差的電池或組件影響非常大。正常電池的能量輸出就會加到光強較弱的電池上(或被旁通二極管卸荷)而不是輸出到負載或電網。

發明內容

技術問題：本實用新型要解決的技術問題是提供一種能夠實現光照均勻性的曲面光伏聚光器。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型提供的技術方案為：一種曲面光伏聚光器，該新曲面光伏聚光器包括長方體狀的光伏電池組件、與光伏電池組件相連的固定支桿、由固定支桿支撐和固定，并位于光伏電池組件下方的新曲面反光板、用于支撐新曲面反光板且設置在新曲面反光板下面的的支架、與支架相連接并設置在新曲面反光板中心正下方的轉動軸和通過光伏電池組件及轉動軸的對稱面，該對稱面將新曲面反光板分成對稱的兩部分，光伏電池組件有與新曲面反光板相對的接受面；

曲面反光板和光伏電池組件之間的位置固定，新曲面反光板可以通過轉動軸轉動；轉動軸轉動使得太陽光線與對稱面平行，該與對稱面平行的太陽光線經新曲面反光板的反射后覆蓋光伏電池組件的接受面；

曲面反光板的剖面曲線方程式為：

y＝(x-m(x))²/4f(x)+n(x)

其中x-新曲面反光板的剖面曲線的橫坐標，y-新曲面反光板的剖面曲線的縱坐標，f(x)、m(x)、n(x)為關于x的函數式。

優選的，光伏電池組件包括單品硅光伏電池和散熱鋁翅片；單晶硅光伏電池采用寬度為62.5mm的硅片，散熱翅片在單晶硅光伏電池的背部。

優選的，曲面反光板采用0.5mm-2mm的玻璃鏡或鍍反射膜的金屬板。

優選的，當對稱面與地面垂直時，光伏電池組件的接受面與地面所構成的角度在0°-90°之間。

有益效果：

1)采用了新曲線方程y＝(x-m(x))²/4f(x)+n(x)代替拋物面方程y＝x²/4f，可以根據實際設計需求，通過選擇合適的f(x)、m(x)、n(x)等函數式，實現光伏電池板接受面的光照均勻性的要求。因為光伏電池組件的輸出功率由接受的能流密度最小的部分決定，所以改善均勻性后能顯著提升光伏電池組件的輸出功率。

2)其設計簡單，效果明顯，將f(x)采用關于x的一次函數，m(x)和n(x)取為零就可以明顯改善光照的均勻性。

3)可變性強，通過該變f(x)、m(x)、n(x)等函數式，可以在各種不同的光伏電池組件的位置和接受面朝向的情況下達到需要的聚光效果。

附圖說明

圖1是曲面光伏聚光器的立體結構示意圖；

圖中有：光伏電池組件1、曲面反光板2、支架3、轉動軸4、對稱面5、固定支桿6、接受面11；

圖2a是本發明提供的一個實施例中曲面光伏聚光器的光路圖；

圖中有：接受面11、曲面反光板2；

圖2b是相關技術中拋物面光伏聚光器的光路圖；

圖中有：接受面11、拋物面反光板6。

圖3a是本實用新型提供的第二個實施例中新曲面光伏聚光器光路圖；

圖中有：接受面11、曲面反光板2；

圖3b是相關技術中拋物面光伏聚光器的光路圖；

圖中有：接受面11、拋物面反光板6。

具體實施方式