[發明專利]一種低倍聚光光伏組件

無效

• 申請號: 201310344610.9
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103456806A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 劉慶云
• 申請（專利權）人: 劉慶云
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/048
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光伏發電組件，尤其涉及一種非運動跟蹤的管狀低倍聚光光伏組件。

背景技術

太陽能作為一種可再生綠色能源具有廣闊的發展前景，太陽能光伏發電已成為新能源利用的一種重要方法。太陽能光伏發電系統中，光伏發電組件是實現光電轉換的主要器件，也是光伏發電系統中最大的一部分成本。目前的主流光伏模組均為板狀光伏模組，直接將光伏電池封裝在玻璃板內，接收正常輻照強度的太陽光線照射發電，一方面光伏模組的成本絕大部分來自光伏電池，光伏電池成本很難再有大幅度降低，造成光伏系統成本居高不下；另一方面，板狀模組很容易受風力影響，需要堅固的金屬支架予以固定，成本較高。此外，模組受光面后部會形成大塊陰影區域，嚴重影響到后部空間的采光，也會阻礙光伏模組的安裝。

聚光光伏組件采用光學聚光系統將正常太陽光線匯聚一定倍數后照射到光伏電池組件上進行發電，可以節省大量光伏電池成本。雖然通過聚光系統進行跟蹤，可使聚光光伏組件獲得較高發電效率，但因一般的聚光跟蹤過程中需要加裝運動跟蹤裝置，不僅增加了一部分成本，并且由于運動跟蹤裝置制作、安裝、運行過程中的實際精度與系統要求存在一定偏差，也會對系統運行的可靠性和效率產生不良影響；此外，通過光學聚光系統聚光后光伏電池組件接收光照密度大幅增加，為保持光伏電池組件發電效率，散熱量也隨之急劇增大。有數據表明，光伏電池溫度每升高1℃，發電效率下降0.35%~0.5%左右，因此需要額外增加散熱裝置，才能保持光伏電池組件正常的發電效率；另外，透射式聚光往往采用有機材料透鏡如菲涅爾透鏡結構，該菲涅爾透鏡結構常采用聚烯烴材料注壓形成薄片，有機材料暴曬在陽光中不可避免地老化、透光率下降，使聚光光伏電池組件壽命及效率受到影響。

另外，一般聚光光伏組件倍數較高（從七倍至一千多倍），只能將接收到的直射光及很少部分散射光匯聚到電池上，無論菲涅爾透射式還是拋物面反射式結構，經過這類光學系統的散射光由于偏離設計聚光光軸角度較大，絕大部分散射光都無法到達光伏電池組件表面；在絕大部分地區，特別是適合分布式布置光伏系統的市區，太陽光線全輻照中包含較多的散射光，如果無法對散射光進行有效接收，會對單位功率組件年發電量產生較大影響，導致整體年發電效率降低，也增加了單位光伏電池組件的發電成本。

一般聚光光伏組件實施運動跟蹤聚光發電，通常包括單軸跟蹤和雙軸跟蹤兩種方式。其中單軸跟蹤例如東西軸向布置的南北方向的太陽光高度方向跟蹤（聚光光伏組件繞東西軸向旋轉跟蹤太陽光）或南北軸向布置的東西方向上的太陽光方位方向跟蹤（聚光光伏組件繞南北軸向或極軸方式旋轉跟蹤太陽光）；雙軸跟蹤分別在在南北方向及東西方向實施跟蹤，將太陽光垂直入射于光伏電池組件上，通常情況雙軸跟蹤比單軸跟蹤的聚光倍率要高，但跟蹤成本會增加不少。無論是單軸跟蹤還是雙軸跟蹤，只要存在運動機構，其長期在室外自然環境中的運行可靠性都存在很大挑戰。

管狀結構具有很好的機械強度，特別是透明玻璃管外殼具有重量輕、成本很低、密封性能優異、耐候性好、機械強度大、自支撐力強及使用壽命長等顯著優點。

常見聚光光伏組件采用鋼材結構、平板玻璃封裝，實施單軸或多軸跟蹤，均存在上述諸多問題。如何獲得一種結構簡單、封裝方便、密封性能優異、耐候性好、成本低、機械強度大、自支撐力強、光伏電池組件使用量較少，發電效率較高，且能夠在安裝位置及角度都固定的情況下全部接收特定角度范圍內的太陽光照及該角度范圍之外的部分太陽光照的一種聚光發電裝置，是本發明的主要工作。從而簡化系統設計，提高系統的可靠性，實現非運動跟蹤的聚光發電。

發明內容

本發明目的在于克服以上描述的傳統平板光伏組件使用的光伏電池較多，鋼架支撐及封裝成本較高，易受風力影響，安裝不方便等問題；以及傳統聚光光伏組件結構復雜，制造成本高昂，實施單軸或雙軸的運動跟蹤成本較高，長期運行可靠性不高，且傳統聚光光伏組件基本只能接收直射光等問題；?本發明提供一種低倍聚光光伏組件包括低倍聚光系統、光伏電池組件及與光伏電池組件良好導熱接觸的散熱裝置；其特征在于，所述低倍聚光光伏組件具有兩端封閉的玻璃管外殼，并且所述低倍聚光光伏組件可對較大角度范圍內的入射太陽光線實施非運動跟蹤，實施高效聚光發電。