[發(fā)明專利]一種主動均衡接收太陽輻射量的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102355162A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 苑進社;龍興明
• 申請（專利權）人: 重慶師范大學
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H01L31/052
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權代理有限公司 11275
• 代理人: 王海權

技術領域

本發(fā)明涉及太陽能光電利用技術領域，特別涉及一種主動均衡接收太陽輻射量的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術

由于太陽能的能流密度較低且隨時間和季節(jié)變化，使得同一地點同一個接收裝置冬天和夏天接收到的太陽輻射量差異較大；對為恒定負載供電的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)往往會出現(xiàn)夏季蓄電池過充電，冬季蓄電池過放電，造成系統(tǒng)的可靠性較差。此外比較低的太陽能能流密度使的太陽能電池組件在全年運行中大部分時間沒有達到額定輸出，聚光可以提高入射到太陽電池上的能流密度，進而提高太陽電池的輸出功率；但聚光不能解決太陽電池上接收的太陽輻射量保持全年相對均衡問題。在高倍聚光器應用需要不斷調整聚光器位置，跟蹤太陽才能保證能量接受的最大化。

太陽能跟蹤系統(tǒng)可以用于各種太陽能利用裝置中，尤其是高倍聚光太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，可以有效提高太陽能的能流密度。現(xiàn)有的一種帶有太陽跟蹤裝置的太陽能電池板能夠通過追蹤太陽的運行變化調整電池板的朝向角度，從而保證能量的接受，但是該種裝置不能解決不同季節(jié)太陽輻射差異，使得接收器獲得的太陽輻射量全年不均衡，造成系統(tǒng)可靠性比較差。

而對于采用旋轉拋物面聚光結構的太陽能接收裝置來說，目前還沒有一種能夠實現(xiàn)在自動跟蹤太陽的同時主動調整入射到接受器上太陽輻射量的裝置，使得接收光為平行光且接收到的太陽輻射量全年相對均衡。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供主動均衡接收太陽輻射量的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過采用兩級旋轉拋物面聚光結構，兩者之間的相對距離可以根據(jù)太陽輻射情況進行自動調節(jié)，從而改變?nèi)肷涞教柲茈姵啬＝M表面的太陽輻射量，實現(xiàn)聚光太陽能光伏電池模組接收到的太陽輻射量在設定的值附近、保持相對均衡且接收光為平行光。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

該主動均衡接收太陽輻射量的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括一級旋轉拋物面和二級旋轉拋物面，所述一級旋轉拋物面采用凹面作為反射面，形成旋轉拋物反射面I，所述旋轉拋物反射面I的中心位置設置有高倍聚光的太陽能光伏電池模組；

所述一級旋轉拋物面的開口面積與二級旋轉拋物面的開口面積之比為100~1500：1，所述二級旋轉拋物面采用凸面作為反射面，形成旋轉拋物反射面II，所述旋轉拋物反射面II朝向旋轉拋物反射面I設置，入射太陽光經(jīng)過旋轉拋物反射面I反射至旋轉拋物反射面II，再反射至太陽能光伏電池模組；

所述系統(tǒng)還包括反射面距離遠近調節(jié)裝置，所述反射面距離遠近調節(jié)裝置包括與二級旋轉拋物面相連接的伸縮支架以及用于驅動伸縮支架前后移動的驅動裝置，用于改變旋轉拋物反射面II與旋轉拋物反射面I之間的距離；

進一步，所述二級旋轉拋物面的旋轉拋物反射面II正對太陽能光伏電池模組進行設置，設置位置在旋轉拋物反射面I的焦點附近；

進一步，所述旋轉拋物反射面I和旋轉拋物反射面II上均設置有鍍鋁反光膜或為鍍銀鏡面玻璃，鍍鋁反光膜和鏡面反射率均大于80%；

進一步，所述系統(tǒng)還包括反射面自動跟蹤太陽裝置，所述反射面自動跟蹤太陽裝置集成設置于一級旋轉拋物面的凸面底部，在保持反射面I與反射面II之間距離不變的情況下，自動調節(jié)旋轉拋物反射面I的朝向跟蹤太陽；

進一步，所述反射面自動跟蹤太陽裝置為雙軸跟蹤結構；

進一步，所述驅動裝置為電機；

進一步，所述系統(tǒng)還包括控制器，所述控制器與反射面距離遠近調節(jié)裝置控制連接；

進一步，所述系統(tǒng)還包括控制器，所述控制器分別與反射面距離遠近調節(jié)裝置和反射面自動跟蹤太陽裝置控制連接；

進一步，所述系統(tǒng)還包括用于采集太陽能光伏電池模組實時輸出電流信息的電池模組輸出電流實時信息采集裝置，在每一設定的時間周期內(nèi)，所述控制器根據(jù)采集裝置提供的信息，通過與設定的數(shù)據(jù)進行比較后，向反射面距離遠近調節(jié)裝置和/或反射面自動跟蹤太陽裝置傳送控制信息。

本發(fā)明的有益效果是：

1．本發(fā)明創(chuàng)造性地使用了兩級旋轉拋物面，兩者之間的距離可以根據(jù)太陽輻射情況進行自動調節(jié)，從而實現(xiàn)高倍聚光太陽能光伏電池模組的最佳工作條件并保持相對均衡，其結構緊湊，使用方便；

2.本發(fā)明的二級旋轉拋物面結構將匯聚的各個方向太陽光變成平行光再入射到聚光太陽電池模組表面，從而實現(xiàn)太陽能光伏電池模組的最佳能量吸收，進一步保證了發(fā)電系統(tǒng)調節(jié)的靈活性，提高了系統(tǒng)的可靠性。