[實用新型]一種低倍聚光光伏發電模塊

有效

• 申請號: 201120280082.1
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN202217686U
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 李國昌;杜阿青
• 申請（專利權）人: 廣西天洋機電設備有限公司;李國昌
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052;H02N6/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

技術領域

本實用新型涉及一種聚光太陽能電池組件模塊，屬太陽能光伏技術領域。

背景技術

隨著全球能源的日漸枯竭和人類環保意識的增強，以硅光伏電池為核心的太陽能發電事業近年來有了飛速的發展。目前，太陽能電池組件主要有兩種，即傳統的平板式太陽能光伏電池板和聚光式太陽能電池組件。

傳統的平板式太陽能光伏電池板在太陽光照射下發電，使用的硅片較多，發電成本居高難下，無法與火電、水電等競爭，而且由于其硅光電池串使用EVA膠層固封，易發生令業界頭痛的黃斑效應，影響透光，甚至燒毀，且又無法局部更新，結果使昂貴的整塊組件模板報廢。此外，這種硅光電池采用0.3-0.6mm厚的EVA密封保護膠層、以及未加有效技術處理的玻璃板，會削弱入射的有效光強、降低光電轉換效率。

聚光式太陽能電池組件減少了昂貴的電池片的使用量，一般使用費涅耳透鏡、拋物面鏡等光學元件實現高倍聚光。這種發電系統均設置太陽跟蹤和水冷裝置，以解決光斑偏離電池片的問題或因溫升而致電池片失效的問題。雖然跟蹤技術和冷卻技術是成熟的，但其設備的制造、運行、維修等成本較高，要占總系統成本的30%以上，從而使通過聚光技術降低發電成本的初衷落空。此外，這種聚光光斑的光強分布均勻性差，不利于電池片的正常工作。

有的聚光式發電系統使用反射式斗型聚光裝置，它適合低倍聚光系統，雖然省去了水冷系統、避免了光強分布均勻性差的缺點，但因其聚光效率較低，十幾倍的聚光比設計在實踐中只能得到3倍左右的聚光效果，聚光效率不到10%（此處所謂聚光效率是指照射到硅電池片上的光能與入射光能的比值）。有的聚光式發電系統還需另設跟蹤系統，結果使降低成本的初衷也大打折扣。此外，已有聚光式發電系統的玻璃板外表面因未加保護，3-5年就會因自然侵蝕而透光率下降，降低了系統的使用效果與壽命。

因此，如何克服現有光伏發電系統的技術瓶頸，大幅度降低光伏系統發電成本，使太陽能發電系統的效率得到提升，是有關技術人員面臨的難題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足、提供一種發電成本低的低倍聚光光伏發電模塊。

本實用新型所述問題是以下述技術方案實現的：

一種低倍聚光光伏發電模塊，它包括太陽能電池片、金屬散熱底板、鏡面聚光器、鍍膜透明蓋板和邊框；所述各太陽能電池片成行設置，它們通過絕緣導熱粘接層均勻粘結于金屬散熱底板上，并通過匯流帶串聯成電池串；相鄰兩行太陽能電池片之間設置與金屬散熱底板整體擠壓成型或分離成型的橫截面為人字形的條狀鏡面聚光器，把入射光線會聚在電池片上；所述鍍膜透明蓋板覆蓋在鏡面聚光器的上方；金屬散熱底板（9）、鏡面聚光器（1）與鍍膜透明蓋板（4）密封裝配成一體，內部充入保護性氣體。

上述低倍聚光光伏發電模塊，所述鍍膜透明蓋板采用玻璃或透明樹脂基板，所述玻璃或透明樹脂基板外表面為平面，內表面為橫截面呈鋸齒形的折面，把入射光線經折射會聚到太陽能電池片下方幾個厘米處，在玻璃或透明樹脂基板的外表面或/和內表面鍍有光學薄膜，所述光學薄膜采用常規膜料，所述常規膜料取自二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鋯、三氧化二鋁、五氧化二鈮、五氧化二鉭、或氟化鎂，鍍成單層、雙層、三層或多層復合光學介質薄膜。

上述低倍聚光光伏發電模塊，相鄰兩鏡面聚光器的上部間距與下部間距（即電池片寬度）之比（即幾何聚光比）為2～15，鏡面聚光器側面與太陽能電池片平面之間的夾角在115°～135°范圍內，聚光器反射面為平面、折面或曲面。設計透射聚光+反射聚光系統，使入射光線在垂直入射和不太大仰角的斜入射時，最多經一次反射就能全部會聚在硅片上，保證了聚光效率不會因斜入射而急劇下降。一個典型的包容仰角是±7°，大于一天中主要光照時段內太陽仰角的變化量，因此可以免去日跟蹤機構，只需在日常維護中季節性地調整發電模塊的仰俯角，夏季大約一個月、冬季大約一周調整一次即可，以保證獲得更多的電能。

上述低倍聚光光伏發電模塊，所述太陽能電池串上設置保護性的致密透明介質薄膜，所述致密透明介質薄膜覆蓋在太陽能電池片、匯流帶和焊點上，使之免受潮氣、氧氣等的自然侵蝕，所述致密透明介質薄膜的厚度為10-200nm。

上述低倍聚光光伏發電模塊，所述金屬散熱底板上設置鏡面聚光器的定位槽，金屬散熱底板的厚度為0.5～3mm，其正面是定位凹槽，背面是凸槽。

上述低倍聚光光伏發電模塊，入射太陽光經鍍膜透明蓋板折射匯聚后的直線稱為焦線，所述焦線平行于條狀鏡面聚光器且位于太陽能電池片的下方處。