[實用新型]聚光太陽能光伏發電裝置

有效

• 申請號: 201320192942.5
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN203193548U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 容云
• 申請（專利權）人: 容云
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H01L31/052
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄭小粵

技術領域

本實用新型涉及太陽能應用領域，特別是涉及一種聚光太陽能光伏發電裝置。

背景技術

現在太陽能光伏電池多以單晶硅和多晶硅為主，其利用效率普遍為15%～19%；另一種光伏電池為III-V族聚光型光伏電池，例如多結砷化鎵，其光電轉換效率可達到超過40%，但砷化鎵電池元件成本較高，需要高倍聚焦才能實現成本合理化。

現有聚光型光伏電池的應用裝置結構復雜，成本高，不便于維護。其中一類，聚光裝置普遍聚光焦點位于聚光元件中心的投影上，例如，專利號為ZL200620093715.7的中國實用新型專利所公開的平面反射聚光太陽能光伏發電設備，專利號為ZL200920269864.8的中國實用新型專利所公開的一種雙拋物柱面反射聚光太陽能光伏發電組件，專利號為ZL200920158062.X的中國實用新型專利所公開的高倍聚光太陽能光伏家用發電系統及裝置。這些裝置中的光路設計使得各聚光光伏電池之間距離與聚光元件的間距等寬，從而支撐結構必須為箱式結構，因而增加了材料用量和成本；布置在箱式結構上的光伏電池適于一次性安裝，從而不便于更換維護；并且因為各聚光光伏電池之間距離較大，聚光光伏電池上的熱量不便于集中利用，連接各聚光光伏電池的導線長度也較長，不便于降低成本。其中另一類，如專利號為ZL201120271422.4的中國實用新型專利所公開的聚光太陽能光伏發電裝置，其中采用集中式拋物面聚光裝置，則又容易因為拋物面鏡的加工誤差而造成各光伏電池之間受光不均勻，從而使得系統在將光伏電池串聯形成串聯升壓電路時效率有所下降，不得不增加平衡電路以保持各光伏電池的理想工作電壓，因而增加了成本。

實用新型內容

基于此，有必要針對現有技術存在的問題，提供一種聚光太陽能光伏發電裝置，該裝置通過合理的光路設計，使得整個聚光太陽能光伏發電裝置的結構緊湊，不再需要箱式結構，降低了材料使用量，從而降低了成本；并且各光電轉換器的受光均勻，工作點相近，可以很好地滿足串聯升壓的要求。

本實用新型的目的是通過下述技術方案實現的：

一種聚光太陽能光伏發電裝置，包括支撐架、至少三個聚光元件和至少三個光電轉換器；所述支撐架的縱向沿著所述聚光太陽能光伏發電裝置的中心軸線的方向，所述至少三個光電轉換器圍繞所述中心軸線設置在所述支撐架上，所述至少三個聚光元件圍繞所述中心軸線設置；其中，各聚光元件具有彼此分立的聚光焦點，以垂直于所述中心軸線的平面作為投影平面，每個所述聚光焦點在所述投影平面上的投影到所述中心軸線的距離A小于所述聚光元件的有效范圍中心到所述中心軸線的距離B的一半，所述聚光元件有效范圍內各點的投影到所述中心軸線的投影的連線所形成的扇面內角F不超過120°，所述光電轉換器與聚光元件的數量相等，所述光電轉換器與聚光元件一一對應，分別設置于所對應的聚光元件的聚光焦點處，所述光電轉換器的受光面朝向其所對應的聚光元件。

在其中一個實施例中，各所述光電轉換器圍繞所述中心軸線均勻分布；各所述聚光焦點到所述中心軸線的距離相等；各所述光電轉換器的中心線與所述聚光太陽能光伏發電裝置的中心軸線的夾角G的角度值大于15°且小于45°，各所述聚光元件的受光區域的面積大致相等，面積差異不超過10%。

在其中一個實施例中，所述聚光元件為單個聚光反射鏡；在所述投影平面上，所述聚光反射鏡的聚光焦點的投影到所述聚光反射鏡的受光區域的幾何中心的投影的距離小于所述聚光反射鏡的受光區域的幾何中心的投影到所述聚光反射鏡的靠近所述中心軸線的頂點的投影的距離。

在其中一個實施例中，所述聚光元件是由多個聚光反射鏡組成的聚光反射鏡組，每個聚光反射鏡組中的所述多個聚光反射鏡具有同一個聚光焦點；在所述投影平面上，所述聚光反射鏡組的聚光焦點的投影到所述聚光反射鏡組的受光區域的幾何中心的投影的距離小于所述聚光反射鏡組的受光區域的幾何中心的投影到所述聚光反射鏡組的靠近所述中心軸線的頂點的投影的距離。

在其中一個實施例中，所述光電轉換器為單個聚光型光伏電池或為陣列狀布置的多個聚光型光伏電池。

在其中一個實施例中，每個所述光電轉換器包括二次聚光器和單個聚光型光伏電池；其中，所述二次聚光器為透射式光導型二次聚光器或反射式二次聚光器；所述二次聚光器的光入射面作為所述光電轉換器的光入射面；所述二次聚光器的光輸出面光學連接到所述單個聚光型光伏電池。