[發明專利]一種立式全反射聚光太陽能發電裝置

有效

• 申請號: 202110090611.X
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112769393B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 陳業華;方卓雅;劉泳志;陳思亦;陳思霖;陳俊杰;陸元峰;鄧鎮健;陳梓軒;龔海濤
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02S40/22
• 分類號: H02S40/22;H02S20/00;F24S23/70
• 代理公司: 北京沃知思真知識產權代理有限公司 11942
• 代理人: 王茜

本發明涉及太陽能發電裝置技術領域，且公開了一種立式全反射聚光太陽能發電裝置，包括用于使光線在體壁發生若干次全反射并逐級向下傳遞的聚光組件；內部設有用于吸收和轉換太陽能的光伏板并同時承載聚光組件的金屬底座。該立式全反射聚光太陽能發電裝置，將傳統的以大面積平面式聚光轉換為三維空間式聚光，通過空間對稱的玻璃圓臺體，無需過度依賴于太陽光線的具體方位，也無需考慮安裝輔助光線追蹤設施，對客觀環境的依賴性低，減少了太陽能裝置的占地面積，將采光的增加與三維空間中的“高度”因素緊密聯系起來，提高了單位面積的采光率。本發明設計新穎，具有成本低、壽命長、結構簡單、效率高、占地面積小的優點。

技術領域

本發明涉及太陽能發電裝置技術領域，具體為一種立式全反射聚光太陽 能發電裝置。

背景技術

太陽能發電裝置一般分為民用聚光太陽能發電裝置和商用聚光太陽能發 電裝置。但是，在實際應用中我們發現，無論是民用聚光太陽能發電裝置還 是商用聚光太陽能發電裝置，都存在有一定的不足之處，比如：

民用聚光太陽能發電裝置：1、通常置于居民房屋樓頂，占用樓頂大片 面積，空間選擇性小，并且裝置固定無法移動，安裝局限性較大；2、采用 大面積光伏板，不僅造價高昂，且由于常年暴露在外，受風吹、雨淋、電磁 等各種影響易腐蝕，壽命短，再考慮到安置于房屋樓頂的特性，太陽光線直 射引起光伏板局部發熱，使其壽命進一步縮短，因此，無論是維護費用或是 更換費用都非常高昂；3、大面積光伏板的單位面積集光率不高，無法確保其能達到飽和狀態，這將導致采光效果有限，無法滿足居民的用電需求； 4、缺少對光線的追蹤技術，光伏板接收太陽光線的時段受到天氣、太陽所 在方位的影響大，光伏板單位面積的利用率不高，可能會出現某部分光伏板 已完全飽和甚至局部過分受熱，而同時某些光伏板完全沒有發揮作用的失衡 局面，整體發電裝置不穩定性大，無法確保穩定供電，無法滿足居民的用電 需求。

商用聚光太陽能發電裝置：1、商用聚光太陽能發電裝置占用樓頂或者 占用大片土地面積，不利于中小型普通商業店面的運營，且可能造成地皮浪 費，與民用聚光太陽能裝置相似，大面積光伏板造價和維修費用偏高，壽命 較短，為商戶帶來了更高昂的店面成本費用，不利于商家的店面或企業經 營；2、稍大型企業為滿足商用需求，常采購具有輔助追蹤光能效果的太陽 能發電裝置或需計算機技術控制的太陽能發電裝置，前期建設成本高、前期 建設周期長，難以評判購入該類智能化太陽能聚光裝置經濟效益的高低，且 對于中小型企業，該花費完全超過了其經濟承受能力，商用聚光太陽能裝置 受眾門檻較高，受眾范圍較小。

基于此，我們提出了一種立式全反射聚光太陽能發電裝置，希冀解決現 有技術中的不足之處。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種立式全反射聚光太陽能發電裝 置，具備成本低、壽命長、結構簡單、效率高、占地面積小的優點。

(二)技術方案

為實現上述成本低、壽命長、結構簡單、效率高、占地面積小的目的， 本發明提供如下技術方案：一種立式全反射聚光太陽能發電裝置，包括：

用于使光線在體壁發生若干次全反射并逐級向下傳遞的聚光組件；

內部設有用于吸收和轉換太陽能的光伏板并同時承載聚光組件的金屬底 座。

作為本發明的一種優選技術方案，所述聚光組件是玻璃材質的實心臺 體，其中，臺體側邊與豎直方向的夾角θ的取值范圍為：

式中，n表示玻璃材質相對于空氣的折射率；

臺體高度的取值范圍為：

0＜h≤R cotθ，其中，當h＝Rcotθ時，聚光組件為圓錐體，當h＜R cotθ 時，聚光組件為圓臺體。