BG112341A - Photovoltaic elements location system - Google Patents

Photovoltaic elements location system Download PDF

Info

Publication number
BG112341A
BG112341A BG112341A BG11234116A BG112341A BG 112341 A BG112341 A BG 112341A BG 112341 A BG112341 A BG 112341A BG 11234116 A BG11234116 A BG 11234116A BG 112341 A BG112341 A BG 112341A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
photovoltaic
angle
photovoltaic elements
elements
modules
Prior art date
Application number
BG112341A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG67028B1 (en
Inventor
Чавдар ГЕОРГИЕВ
Георгиев Георгиев Чавдар
Original Assignee
Чавдар ГЕОРГИЕВ
Георгиев Георгиев Чавдар
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чавдар ГЕОРГИЕВ, Георгиев Георгиев Чавдар filed Critical Чавдар ГЕОРГИЕВ
Priority to BG112341A priority Critical patent/BG67028B1/en
Priority to PCT/BG2017/000017 priority patent/WO2018018100A1/en
Priority to EA201900076A priority patent/EA036209B1/en
Priority to EP17787870.9A priority patent/EP3488522A1/en
Publication of BG112341A publication Critical patent/BG112341A/en
Publication of BG67028B1 publication Critical patent/BG67028B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • F24S20/25Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants using direct solar radiation in combination with concentrated radiation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

The present invention relates to a system for location of photovoltaic elements that will find application in solar energy production. The system which has been created consists of photovoltaic elements (4) arranged in a frame (2) forming a photovoltaic module (1), established on a support structure (3). According to the invention, in each photovoltaic module (1) two or more than two of the photovoltaic elements (4) are arranged in one or different planes tangential to each other and forming rows of elements. Each of these two adjacent planes forms a v- or turned v - shaped row forming an angle Beta between them in the range of 52° to 108°. The plane of each row of the photovoltaic elements (4) forms an angle alpha in the range of 36° to 64° with the mounting surface of the module (1). The adjacent v- or turned v - shaped rows of the photovoltaic elements (4) form a spatial shape resembling a roof structure of a series of two-sided roofs.

Description

(54) СИСТЕМА ЗА РАЗПОЛОЖЕНИЕ НА ФОТОВОЛТАИЧНИ ЕЛЕМЕНТИ (57) Настоящото изобретение се отнася до система за разположение на фотоволтаични елементи, която ще намери приложение при производството на електроенергия от слънчева радиация.(54) The present invention relates to a system for the arrangement of photovoltaic cells, which will find application in the production of electricity from solar radiation.

Създадена е система, съставена от фотоволтаични елементи (4), разположени в рамка (2), формиращи фотоволтаичен модул (1), установен върху опорна конструкция (3). Съгласно изобретението, във всеки фотоволтаичен модул (1) два или повече от два от фотоволтаичните елементи (4) са разположени в една или в различни равнини, допиращи се помежду си и формиращи редици от елементи. Всеки две от тези съседни равнини, образуват v или л- образна редица, сключвайки помежду си ъгъл бета в диапазон от 52о до 108о. Равнината на всяка редица от фотоволтаичните елементи (4) сключва с монтажната повърхнина на модула (1) ъгъл а в диапазон от 36о до 64о. Разположените една до друга v или л - образни редици от фотоволтаичните елементи (4) формират пространствена форма, наподобяваща покривна конструкция на поредица от двускатни покриви.A system is created, consisting of photovoltaic elements (4), located in a frame (2), forming a photovoltaic module (1), mounted on a supporting structure (3). According to the invention, in each photovoltaic module (1) two or more of the two photovoltaic elements (4) are arranged in one or in different planes, touching each other and forming rows of elements. Each of these two adjacent planes forms a v or l-shaped series, forming a beta angle with each other in the range from 52o to 108o. The plane of each row of photovoltaic elements (4) makes an angle a with the mounting surface of the module (1) in the range from 36o to 64o. Adjacent v or l-shaped rows of photovoltaic elements (4) form a spatial shape resembling a roof structure of a series of gable roofs.

претенции, 2 фигури За публикуване: фиг. 1claims, 2 figures For publication: fig. 1

СИСТЕМА ЗА РАЗПОЛОЖЕНИЕ НАSYSTEM FOR THE LOCATION OF

ФОТОВОЛТАИЧНИ ЕЛЕМЕНТИPHOTOVOLTAIC ELEMENTS

Област на техникатаField of technology

Настоящото изобретение се отнася до система за разположение на фотоволтаични елементи във фотоволтаични модули и/или на фотоволтаичните модули във фотоволтаични централи (ФЕЦ) за по-ефективно електропроизводство от единица площ, която система ще намери приложение при производството на електроенергия от слънчева радиация.The present invention relates to a system for arranging photovoltaic elements in photovoltaic modules and / or photovoltaic modules in photovoltaic plants (FEC) for more efficient electricity generation per unit area, which system will find application in the production of electricity from solar radiation.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

От практиката е известно, че съществуващите фотоволтаични елементи са изработени от различни материали, като най-голямо промишлено приложение имат тези от силиций. По форма, съществуващите фотоволтаични елементи са плоски, с различна геометрична структура и с различна дебелина. Плоски са и различните по размери и мощност фотоволтаични модули, представляващи система от свързани помежду си фотоволтаични елементи, поставени в рамка. Свързаните помежду си фотоволтаични елементи или модули образуват система за електропроизводство с различна мощност. Плоската работеща повърхност на фотоволтаичните модули е изложена към слънцето и слънчевата радиация. Обичайно, те са прикрепени чрез опорна конструкция към повърхността на земята или на външната страна на сградите - главно върху покриви или други изложени на слънцето повърхности.It is known from practice that the existing photovoltaic elements are made of different materials, with those of silicon having the greatest industrial application. In shape, the existing photovoltaic elements are flat, with different geometric structure and different thickness. The photovoltaic modules of different sizes and power are also flat, representing a system of interconnected photovoltaic elements placed in a frame. The interconnected photovoltaic elements or modules form a power generation system with different power. The flat working surface of the photovoltaic modules is exposed to the sun and solar radiation. Typically, they are attached by a supporting structure to the ground surface or on the outside of buildings - mainly on roofs or other sun-exposed surfaces.

Мощността на плоските фотоволтаични елементи както и на фотоволтаичните модули зависи преди всичко от работещата им повърхност, насочена към слънцето и интензитета на слънчевата радиация, която пада върху тях; а също и от присъщото им КПД, който определя ефективността на преобразуване на слънчевата радиация в електричество. Мощността на фотоволтаичните модули е приблизителен сбор от мощността на съставящия ги брой фотоволтаични елементи, които са монтирани и свързани в модула върху някаква плоскост.The power of flat photovoltaic elements as well as photovoltaic modules depends primarily on their working surface facing the sun and the intensity of solar radiation that falls on them; and also by their inherent efficiency, which determines the efficiency of converting solar radiation into electricity. The power of photovoltaic modules is an approximate sum of the power of the number of photovoltaic elements that make them up and are mounted in the module on a plane.

Аналогично, мощността на ФЕЦ е приблизителен сбор от мощността на съставящите я фотоволтаични модули.Similarly, the power of a power plant is an approximate sum of the power of its photovoltaic modules.

Например - стандартните фотоволтаични модули са с около 60 - 70 бр. поликристални фотоволтаични елементи, които имат КПД около 15% и мощност на електропроизводство от около 200 250 вата. Размерите на подобен модул са приблизително 1700 х 1000 х 50 mm, а обичайните размери на стандартните фотоволтаични елементи са 156 х 156 mm, като дебелината им е пренебрежимо малка около 1 и под 1 mm. Така че, върху площ от около 1.5 - 1.7 квадратни метра се монтират около 60-70 броя стандартни фотоволтаични елементи, които дават обща електрическа мощност от около 200- 250 вата.For example - the standard photovoltaic modules are about 60 - 70 pcs. polycrystalline photovoltaic cells having an efficiency of about 15% and a power generation of about 200,250 watts. The dimensions of such a module are approximately 1700 x 1000 x 50 mm, and the usual dimensions of standard photovoltaic cells are 156 x 156 mm, with a negligible thickness of about 1 and less than 1 mm. So, on an area of about 1.5 - 1.7 square meters are installed about 60-70 pieces of standard photovoltaic elements, which give a total electrical power of about 200-250 watts.

По този начин на изграждане на система от фотоволтаични елементи, свързани във фотоволтаични модули, електропроизводството й е ограничено от площта, на която е разположена.Thus, the construction of a system of photovoltaic elements connected in photovoltaic modules, its electricity generation is limited by the area on which it is located.

Същият извод важи и за изграждането на фотоволтаична електроцентрала (ФЕЦ), независимо от колко фотоволтаични модули е изградена. Следователно, основният ограничаващ фактор за електропроизводството е площта, на която се монтират фотоволтаичните елементи или модули, т.е. монтажната повърхнина, която е изложена на слънчева радиация.The same conclusion applies to the construction of a photovoltaic power plant (FPP), regardless of how many photovoltaic modules it has been built. Therefore, the main limiting factor for power generation is the area on which the photovoltaic elements or modules are mounted, i. the mounting surface, which is exposed to solar radiation.

Моментната мощност и електропроизводството на един фотоволтаичен елемент, на един фотоволтаичен модул или на ФЕЦ, освен от площта на преобразуващите фотоволтаични елементи, зависи и от ъгъла на падане и от интензитета на слънчевата радиация, падаща върху единица площ работеща повърхност на фотоволтаичния елемент или модул. Ако радиацията пада приблизително перпендикулярно върху работещата равнина, мощността й е най-голяма и фотоволтаичните елементи, съответно фотоволтаичните модули постигат най-голям КПД и процент на преобразуване на слънчевата радиация в електрическа енергия.The instantaneous power and electrical output of a photovoltaic cell, a photovoltaic module or a power plant, in addition to the area of the converting photovoltaic cells, depends on the angle of incidence and the intensity of solar radiation falling on a unit area of the photovoltaic cell or module. If the radiation falls approximately perpendicular to the working plane, its power is the highest and the photovoltaic elements, respectively the photovoltaic modules achieve the highest efficiency and percentage of conversion of solar radiation into electricity.

Така, ако върху фотоволтаичен модул с площ от един квадратен метър падат, например 1000 вата слънчева радиация под приблизително перпендикулярен ъгъл, при 15% КПД на фотоволтаичните елементи се получават приблизително 150 вата електрическа мощност.Thus, if, for example, 1000 watts of solar radiation fall on a photovoltaic module with an area of one square meter at an approximately perpendicular angle, at 15% efficiency of the photovoltaic elements, approximately 150 watts of electrical power are obtained.

зwith

Мощността на един фотоволтаичен елемент или на един фотоволтаичен модул зависи и от условията на средата температура, запрашеност, ъгъл на падане на слънчевата радиация, засенчване и други.The power of a photovoltaic cell or a photovoltaic module also depends on the environmental conditions, temperature, dust, angle of incidence of solar radiation, shading and others.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Задача на изобретението е да се създаде такава система за разположение на фотоволтаични елементи и/или фотоволтаични модули, чрез която да се увеличи производството на електроенергия от единица площ.It is an object of the invention to provide such a system for the arrangement of photovoltaic elements and / or photovoltaic modules, by means of which the production of electricity per unit area is increased.

Задачата е решена като е създадена система за разположение на фотоволтаични елементи, съставена от фотоволтаични елементи, разположени пространствено в различни равнини, и разположени в рамка, формиращи фотоволтаичен модул, установен върху опорна конструкция. Съгласно изобретението, във всеки фотоволтаичен модул повече от два от фотоволтаичните елементи са разположени един спрямо друг в една и съща равнина, допиращи се помежду си и формиращи редица, или в различни срещуположни равнини. Всеки две от тези съседни срещуположни равнини, образуват ν и/или λ - образни по форма редици, сключвайки помежду си ъгъл β в диапазон от 52° до 108°. Равнината на всяка редица от фотоволтаичните елементи сключва с монтажната повърхнина на модула ъгъл а в диапазон от 36° до 64°. Разположените една до друга v и/или л - образни редици от фотоволтаичните елементи формират пространствена форма, наподобяваща покривна многоскатна конструкция.The problem is solved by creating a system for the arrangement of photovoltaic elements, consisting of photovoltaic elements located spatially in different planes and located in a frame forming a photovoltaic module mounted on a support structure. According to the invention, in each photovoltaic module more than two of the photovoltaic elements are arranged relative to each other in the same plane, touching each other and forming a series, or in different opposite planes. Each of these two adjacent opposite planes forms ν and / or λ-shaped rows, forming an angle β in the range from 52 ° to 108 °. The plane of each row of photovoltaic elements makes an angle a in the range of 36 ° to 64 ° with the mounting surface of the module. The adjacent v and / or l-shaped rows of photovoltaic elements form a spatial shape resembling a roof multi-slope structure.

При създаване на фотоволтаична централа, повече от два фотоволтаични модула са разположени в една и съща равнина, допиращи се помежду си, или в различни равнини, като формират редица от допрени един до друг модули. Всеки две от тези съседни равнини, образуват v и/или а - образни редици, сключвайки помежду си ъгъл β в диапазон от 52° до 108°. Равнината на всяка редица от фотоволтаичните модули сключва с монтажната повърхнина на централата ъгъл а в диапазон от 36° до 64°, като разположените една до друга ν и/или а - образни редици от фотоволтаичните модули формират пространствена форма, наподобяваща покривна конструкция.When creating a photovoltaic plant, more than two photovoltaic modules are located in the same plane, touching each other, or in different planes, forming a series of adjacent modules. Each of these adjacent planes forms v and / or a - shaped series, forming an angle β with each other in the range from 52 ° to 108 °. The plane of each row of photovoltaic modules makes an angle a with the mounting surface of the plant in the range from 36 ° to 64 °, as the adjacent ν and / or a-shaped rows of photovoltaic modules form a spatial shape resembling a roof structure.

Възможни са вариантни изпълнения на системата, при които фотоволтаичните елементи и/или фотоволтаичните модули са разположени пространствено така, че формират пространствени тела, чиито форми могат да бъдат конусообразни, пирамидални, сферични, полусферични и параболично вдлъбнати или комбинации от тях.Embodiments of the system are possible in which the photovoltaic elements and / or the photovoltaic modules are arranged spatially so as to form spatial bodies, the shapes of which can be conical, pyramidal, spherical, hemispherical and parabolically concave or combinations thereof.

Възможно е вариантно изпълнение на системата, при което ъгъл а и ъгъл β са равни помежду си и са по 60°.A variant implementation of the system is possible, in which the angle a and the angle β are equal to each other and are 60 ° each.

При друго вариантно изпълнение на изобретението ъгъл а е 45°, а ъгъл β е 90°.In another embodiment of the invention, the angle a is 45 ° and the angle β is 90 °.

Възможни са вариантни изпълнения, при които ъгъл а е 50°, а ъгъл β е 80°, или ъгъл а е 55°, а ъгъл β е 70°, или други.Various embodiments are possible in which the angle a is 50 ° and the angle β is 80 °, or the angle a is 55 ° and the angle β is 70 °, or the like.

Предимство на създаденото изобретение е начина на разполагане фотоволтаичните елементи - в различни равнини под ъгъл един спрямо друг и под ъгъл спрямо монтажната повърхнина. Аналогично - и на фотоволтаичните модули при изграждане на ФЕЦ, благодарение на което се увеличава електропроизводителната площ за единица монтажна площ.An advantage of the invention is the way the photovoltaic elements are arranged - in different planes at an angle to each other and at an angle to the mounting surface. Similarly - to the photovoltaic modules during the construction of the power plant, thanks to which the electricity production area per unit of installation area increases.

Разположението на фотоволтаичните елементи/модули под ъгъл спрямо монтажната повърхнина формира пространствени форми и води до допълнително увеличаване на електропроизводителната площ и мощност от единица монтажна площ.The arrangement of the photovoltaic elements / modules at an angle to the mounting surface forms spatial shapes and leads to a further increase in the power generation area and power per unit mounting area.

Още повече, че разположението на фотоволтаичните елементи/модули под ъгъл позволява да се използва както първичната, така и отразената, вторична слънчева радиация. При този начин на разполагане на фотоволтаичните елементи/модули отразената слънчевата радиация не се излъчва обратно в пространството, а попада вторично върху плоскостта на насрещно монтираните елементи/модули. При такова разположение (в различни равнини под ъгъл една спрямо друга) фотоволтаичните елементи/модули са изложени на пряка и на вторична слънчева радиация - от отразената слънчева радиация от повърхността на насрещно монтиран елемент/модул.Moreover, the arrangement of the photovoltaic elements / modules at an angle allows the use of both primary and reflected, secondary solar radiation. In this way of arranging the photovoltaic elements / modules, the reflected solar radiation is not radiated back into space, but falls secondarily on the plane of the oppositely mounted elements / modules. In such an arrangement (in different planes at an angle to each other) the photovoltaic elements / modules are exposed to direct and secondary solar radiation - from the reflected solar radiation from the surface of the counter-mounted element / module.

Всичко това води до значително увеличаване на електропроизводството от единица монтажна повърхност.All this leads to a significant increase in electrical production per unit mounting surface.

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures

Настоящето изобретение е илюстрирано на приложените фигури, където:The present invention is illustrated in the accompanying drawings, in which:

Фигура 1 представлява принципна схема на фотоволтаичен модул, установен върху опорна конструкция;Figure 1 is a schematic diagram of a photovoltaic module mounted on a support structure;

Фигура 2 представлява схема на разположение на равнините на два съседни фотоволтаични елемента/модула, спрямо монтажната повърхнина.Figure 2 is a diagram of the arrangement of the planes of two adjacent photovoltaic elements / modules, relative to the mounting surface.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of the invention

Производството на електроенергия от единица площ може значително да се увеличи - с над 25 %, ако плоските фотоволтаични елементи се монтират в различни равнини - под ъгъл една спрямо друга и под ъгъл спрямо монтажната повърхнина, образувайки различни пространствени форми. Този начин на подреждане на фотоволтаичните елементи във фотоволтаичните модули, както и при аналогично конструиране и подреждане на фотоволтаичните модули на ФЕЦ води до увеличено електропроизводство от единица площ и като цяло до повишаване на мощността и електропроизводителността на фотоволтаичните модули и/или ФЕЦ, без увеличаване на заеманата монтажна площ.Electricity production per unit area can increase significantly - by more than 25% if the flat photovoltaic elements are mounted in different planes - at an angle to each other and at an angle to the mounting surface, forming different spatial shapes. This way of arranging the photovoltaic elements in the photovoltaic modules, as well as in similar construction and arrangement of the photovoltaic modules of FEC leads to increased electricity production per unit area and in general to increase the power and productivity of photovoltaic modules and / or FEC without increasing the occupied installation area.

На фигура 1 е показано примерно изпълнение на обемен фотоволтаичен модул 1, съставен от рамка 2, разположена върху опорна конструкция 3. В рамката 2 са монтирани фотоволтаични елементи 4, образуващи пространствена форма, подобна на покривна конструкция, с поредица от двускатни покриви, образувани от поставени в редици фотоволтаичните елементи 4. Заедно с монтажната повърхнина, редиците от фотоволтаични елементи 4 представляват поредица от триъгълни призми. Ако така образуваната мислима триъгълна призма е правилна, то тя ще е с напречно сечение равностранен триъгълник, на който една от страните ще представлява основа - част от монтажната повърхнина, а върху другите две страни от триъгълника ще бъдат монтирани фотоволтаичните елементи 4. Повърхнините, върху които се монтират фотоволтаичните елементи 4 са разположени една спрямо друга и всяка една спрямо основата под ъгъл 60°. По този начин, сбора от площта на две от стените на мислимата триъгълна призма, върху които са монтирани фотоволтаичните елементи 4, винаги ще е по-голяма от площта на третата стена, която служи за основа. В конкретния случай на правилна равностранна триъгълна призма, площта на двете редици от фотоволтаични елементи 4, ще бъде два пъти по-голяма от площта на основата (монтажната повърхнина), над която те са монтирани.Figure 1 shows an exemplary embodiment of a volumetric photovoltaic module 1 consisting of a frame 2 located on a support structure 3. In the frame 2 are mounted photovoltaic elements 4 forming a three-dimensional shape, similar to a roof structure, with a series of gabled roofs formed by the photovoltaic elements 4 are placed in rows. Together with the mounting surface, the rows of photovoltaic elements 4 represent a series of triangular prisms. If the conceivable triangular prism thus formed is correct, it will have an equilateral triangle with a cross section on which one of the sides will form a base - part of the mounting surface, and on the other two sides of the triangle will be mounted photovoltaic elements 4. The surfaces on which are mounted photovoltaic elements 4 are located relative to each other and each to the base at an angle of 60 °. Thus, the sum of the area of two of the walls of the conceivable triangular prism on which the photovoltaic elements 4 are mounted will always be greater than the area of the third wall which serves as the base. In the specific case of a regular equilateral triangular prism, the area of the two rows of photovoltaic elements 4 will be twice the area of the base (mounting surface) above which they are mounted.

Например при стандартен фотоволтаичен модул с горепосочените размери 1700x1000 mm, който например е с 60 броя фотоволтаични елемента, то върху такъв модул, със същата площ, ако фотоволтаичните елементи 4 се поставят под ъгъл 60° един спрямо друг и спрямо основата, ще могат да се монтират два пъти повече фотоволтаични елементи 4, т. е. 120 броя които са с два пъти по-голяма елктропроизводителна площ, съответно мощност.For example, in the case of a standard photovoltaic module with the above dimensions 1700x1000 mm, which for example has 60 photovoltaic elements, then on such a module, with the same area, if the photovoltaic elements 4 are placed at an angle of 60 ° to each other and to the base, install twice as many photovoltaic elements 4, ie 120 pieces that have twice the electricity production area, respectively power.

Електропроизводителната площ на фотоволтаичните елементи/модули при така описания по-горе пространствено обемен монтаж ще е толкова по-голяма, колкото по-голям е ъгълът, сключен между монтажната повърхнина и равнината, на която са разположени фотоволтаичните елементи/модули. Този ъгъл, обозначен като ъгъл а е от 0° до 90° - фигура 2. Колкото по голям е ъгъл а, толкова е по- голям броя на фотоволтаичните елементи/модули, които могат да се монтират върху единица монтажна площ. При нарастване на ъгъл а, намалява ъгъла на падане на слънчевата радиация 5 върху повърхността на електропроизводителната площ на фотоволтаичния елемент/модул. Практически е установено, че когато ъгъл а е в границите от 36° до 64°, електропроизводителността на фотоволтаичния елемент/модул е най-висока.The electrically productive area of the photovoltaic elements / modules in the three-dimensional installation described above will be the greater, the greater the angle concluded between the mounting surface and the plane on which the photovoltaic elements / modules are located. This angle, denoted as angle a, is from 0 ° to 90 ° - Figure 2. The larger the angle a, the greater the number of photovoltaic elements / modules that can be mounted on a unit of mounting area. As the angle a increases, the angle of incidence of the solar radiation 5 on the surface of the power generation area of the photovoltaic element / module decreases. In practice, it has been found that when the angle a is in the range of 36 ° to 64 °, the electrical productivity of the photovoltaic element / module is the highest.

Ъгълът, сключен между равнините, по които са монтирани фотоволтаичните елементи/модули, е обозначен като ъгъл β. При нарастване на ъгъл β, намалява ъгъл а, и обратно. Следователно, при стойности на ъгъл β клонящи към 180° площта на фотоволтаичните елементи/модули се изравнява с площта на монтажната повърхнина, а ъгъл а клони към нула. Практически е установено, че когато ъгъл β е в границите от 52° до 108°, електропроизводителността на фотоволтаичния елемент/модул е най-висока.The angle between the planes on which the photovoltaic elements / modules are mounted is denoted as angle β. As the angle β increases, the angle a decreases, and vice versa. Therefore, at values of angle β tending to 180 °, the area of the photovoltaic elements / modules is equalized with the area of the mounting surface, and the angle a tends to zero. In practice, it has been found that when the angle β is in the range of 52 ° to 108 °, the electrical productivity of the photovoltaic element / module is the highest.

От практически приложимия диапазон за стойностите на ъгъл а в диапазона от 36° до 64°, най-ефективно увеличение на електропроизводството се получава за диапазона от стойности на ъгъл а от 43° до 57°.From the practically applicable range for the values of angle a in the range from 36 ° to 64 °, the most effective increase in electricity generation is obtained for the range of values of angle a from 43 ° to 57 °.

При едно вариантно изпълнение на изобретението ъгъл а е равен на 45°, а ъгъл β е равен на 90°. При този начин на формиране на фотоволтаичния модул 1, сечението на мислимата триъгълна призма представлява равнобедрен триъгълник с ъгъл 90° между бедрата на триъгълника. В този случай върху бедрата на триъгълника ще има монтирани фотоволтаични елементи 4 с приблизителна електропроизводителна площ 1.5 по-голяма от тази на площта на монтажната повърхнина, върху която са монтирани.In one embodiment of the invention, the angle a is equal to 45 ° and the angle β is equal to 90 °. In this way of forming the photovoltaic module 1, the cross section of the conceivable triangular prism is an isosceles triangle with an angle of 90 ° between the thighs of the triangle. In this case, photovoltaic elements 4 will be mounted on the thighs of the triangle with an approximate power generation area 1.5 larger than that of the area of the mounting surface on which they are mounted.

При така конструираните фотоволтаични модули 1, ефективността на електропроизводството се увеличава не само в резултат на общата увеличена електропроизводителна площ на фотоволтаичните елементи 4, но и от отразената слънчева радиация от повърхността на даден фотоволтаичен елемент 4. При този начин на разполагане на фотоволтаичните елементи 4 отразената слънчева радиация 5 не се излъчва обратно в пространството, а попада вторично върху плоскостта на насрещно монтираните елементи 4 от повърхността на прилежащата съседна мислима триъгълна призма. По този начин фотоволтаичните елементи 4 или фотоволтаичните модули 1 са изложени и на вторична радиация - отразената слънчева радиация от повърхността на насрещната стена на всяка прилежаща съседна мислима призма.With the thus constructed photovoltaic modules 1, the efficiency of electricity generation increases not only as a result of the total increased power generation area of the photovoltaic cells 4, but also by the reflected solar radiation from the surface of a photovoltaic cell 4. In this way the photovoltaic cells 4 solar radiation 5 is not radiated back into space, but falls secondarily on the plane of the oppositely mounted elements 4 from the surface of the adjacent adjacent conceivable triangular prism. In this way, the photovoltaic elements 4 or the photovoltaic modules 1 are also exposed to secondary radiation - the reflected solar radiation from the surface of the opposite wall of each adjacent adjacent conceivable prism.

Същото се отнася и за монтажа на фотоволтаичните модули 1 в една фотоволтаична електроцентрала.The same applies to the installation of photovoltaic modules 1 in a photovoltaic power plant.

Ако ъгъл β е приблизително 90° или по-малък, или незначително по-голям, то цялата отразена слънчева радиация от насрещната повърхност на фотоволтаичния елемент/модул или значителна част от нея ще попада вторично върху насрещната равнина, на която също са монтирани фотоволтаични елементи/модули. Частта на вторична радиация при ъгъл β надIf the angle β is approximately 90 ° or less, or slightly larger, then all or a significant part of the reflected solar radiation from the opposite surface of the photovoltaic element / module will fall secondarily on the opposite plane on which the photovoltaic elements are also mounted. / modules. The part of the secondary radiation at an angle β above

IIII

90° зависи от големината на елементите/ модулите. Колкото поголям от 90° е ъгъл β, толкова по-малка част от отразената слънчева радиация ще попада върху насрещно монтираните фотоволтаични елементи/модули, следователно вторичния фотоволтаичен ефект ще намалява. Ако ъгъл β е равен или помалък на 90°, то вторичната радиация ще попада изцяло върху насрещно монтираните фотоволтаични елементи/модули и общото електропроизводство ще се увеличава допълнително.90 ° depends on the size of the elements / modules. The greater the angle β of 90 °, the less of the reflected solar radiation will fall on the oppositely mounted photovoltaic elements / modules, therefore the secondary photovoltaic effect will decrease. If the angle β is equal to or less than 90 °, then the secondary radiation will fall entirely on the counter-mounted photovoltaic elements / modules and the total power generation will increase further.

Още по-голямо увеличение на електропроизводството от единица площ се постига, когато фотоволтаичните модули 1 са така разположени, че формират пространствени форми, като конусообразни или пирамидални тела, сфери, полусфери, параболично вдлъбнати форми и други подобни и/или комбинации от тях, защото тогава площта на монтираните фотоволтаични модули ще е значително по-голяма от площта на монтажната повърхнина на системата.An even greater increase in power generation per unit area is achieved when the photovoltaic modules 1 are arranged to form three-dimensional shapes, such as cone-shaped or pyramidal bodies, spheres, hemispheres, parabolically concave shapes and the like and / or combinations thereof, because then the area of the mounted photovoltaic modules will be significantly larger than the area of the mounting surface of the system.

Например, при неедноплоскостен монтаж на фотоволтаичните елементи/модули по разположени под ъгъл различни равнини и пространствени форми, представляващи равностранна триъгълна пирамида -тетраедър, съотношението между площта на фотоволтаичните модули и монтажната площ е 3 : 1; т. е. при такъв монтаж, когато фотоволтаичните елементи/модули при пространствения монтаж образуват равностранни триъгълни пирамиди работещата площ на фотоволтаичните елементи/модули е приблизително три пъти поголяма от монтажната повърхност. При този монтаж стойностите на ъглите между равнините, по които се монтират фотоволтаичните елементи/модули, както и между тези равнини и монтажната повърхност е 60° - ъгълите а и β са 60°.For example, in the case of non-uniform mounting of photovoltaic elements / modules on different planes and spatial shapes located at an angle, representing an equilateral triangular pyramid - tetrahedron, the ratio between the area of the photovoltaic modules and the mounting area is 3: 1; ie in such an installation, when the photovoltaic elements / modules in the spatial installation form equilateral triangular pyramids, the working area of the photovoltaic elements / modules is approximately three times larger than the mounting surface. In this installation, the values of the angles between the planes on which the photovoltaic elements / modules are mounted, as well as between these planes and the mounting surface is 60 ° - the angles a and β are 60 °.

При такъв пространствено - обемен монтаж на фотоволтаичните елементи/модули се увеличава и вторичният фотоволтаичен ефект, предизвикан от отразената слънчева радиация, като увеличението на електропроизводството е над 45 %.With such a spatial installation of photovoltaic elements / modules, the secondary photovoltaic effect caused by the reflected solar radiation increases, as the increase in electricity generation is over 45%.

При друго разполагане на елементите/модулите в различни равнини могат да се образуват и други пространствени форми различни от ν или а - образни.If the elements / modules are arranged in different planes, other spatial forms other than ν or a-shaped ones may be formed.

Claims (8)

1. Система за разположение на фотоволтаични елементи, съставена от фотоволтаични елементи, разположени в рамка, формиращи фотоволтаичен модул, установен върху опорна конструкция, характеризираща се с това, че във всеки фотоволтаичен модул (1) два или повече от два от фотоволтаичните елементи (4) са разположени в една или в различни равнини, като допиращи се помежду си формират ν и/или л - образни редици от различни равнини, сключвайки помежду си ъгъл β в диапазон от 52° до 108°, а всяка редица от фотоволтаичните елементи в една равнина (4) сключва с монтажната повърхнина на модула (1) ъгъл а в диапазон от 36° до 64°, като разположените една до друга ν и/или д- образни редици от фотоволтаичните елементи (4) формират пространствена форма, наподобяваща покривна конструкция на поредица от двускатни покриви.A system for arranging photovoltaic elements, consisting of photovoltaic elements arranged in a frame forming a photovoltaic module mounted on a support structure, characterized in that in each photovoltaic module (1) two or more of the two photovoltaic elements (4). ) are located in one or in different planes, as touching each other form ν and / or l - shaped rows of different planes, making an angle β in the range from 52 ° to 108 °, and each row of photovoltaic elements in one a plane (4) forms an angle a with the mounting surface of the module (1) in the range from 36 ° to 64 °, as the adjacent ν and / or e-shaped rows of the photovoltaic elements (4) form a spatial shape resembling a roof structure. on a series of gable roofs. 2. Система съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че във всяка фотоволтаична централа два или повече от два фотоволтаични модула (1) са разположени в една или в различни равнини, като допиращи се помежду си формират ν и/или а- образни редици от различни равнини, сключвайки помежду си ъгъл β в диапазон от 52° до 108°, а всяка редица от фотоволтаичните модули (1) в една равина сключва с монтажната повърхнина на централата ъгъл а в диапазон от 36° до 64°, като разположените една до друга ν и/или а- образни редици от фотоволтаичните модули (1) формират пространствена форма, наподобяваща покривна конструкция на поредица от двускатни покриви.System according to Claim 1, characterized in that in each photovoltaic plant two or more of the two photovoltaic modules (1) are arranged in one or different planes, the ν and / or α-shaped rows forming adjacent to each other. from different planes, concluding an angle β in the range from 52 ° to 108 °, and each row of photovoltaic modules (1) in one plane concludes with the mounting surface of the plant an angle a in the range from 36 ° to 64 °, as located one to another ν and / or a-shaped rows of photovoltaic modules (1) form a spatial shape resembling the roof structure of a series of gable roofs. 3. Система, съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че фотоволтаичните елементи (4) са разположени така, че формират пространствени тела, чиито форми могат да бъдат конусообразни, пирамидални, сферични, полусферични и параболично вдлъбнати или комбинации от тях.System according to claim 1, characterized in that the photovoltaic elements (4) are arranged to form three-dimensional bodies, the shapes of which can be conical, pyramidal, spherical, hemispherical and parabolically concave or combinations thereof. 4. Система, съгласно претенция 2, характеризираща се с това, че фотоволтаичните модули (1) са разположени така, че формират пространствени тела, чиито форми могат да бъдат конусообразни, пирамидални, сферични, полусферични и параболично вдлъбнати или комбинации от тях.System according to claim 2, characterized in that the photovoltaic modules (1) are arranged to form spatial bodies whose shapes can be conical, pyramidal, spherical, hemispherical and parabolically concave or combinations thereof. 5. Система, съгласно......претенции 1 и/или 2, характеризираща се с това, че ъгъл а и ъгъл β са равни помежду си и са по 60°.System according to ...... claims 1 and / or 2, characterized in that the angle a and the angle β are equal to each other and are 60 ° each. 6. Система, съгласно претенции 1 и/или 2, характеризираща се с това, че ъгъл а е 45°, ъгъл β е 90°.System according to claims 1 and / or 2, characterized in that the angle a is 45 °, the angle β is 90 °. 7. Система, съгласно претенции 1 и/или 2 характеризираща се с това, че ъгъл а е 50°, ъгъл β е 80°.System according to claims 1 and / or 2, characterized in that the angle a is 50 °, the angle β is 80 °. 8. Система, съгласно претенции 1 и/или 2, характеризираща се с това, че ъгъл а е 55°, ъгъл β е 70°.System according to claims 1 and / or 2, characterized in that the angle a is 55 °, the angle β is 70 °.
BG112341A 2016-07-25 2016-07-25 Photovoltaic elements location system BG67028B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112341A BG67028B1 (en) 2016-07-25 2016-07-25 Photovoltaic elements location system
PCT/BG2017/000017 WO2018018100A1 (en) 2016-07-25 2017-07-20 Photovoltaic element arrangement system
EA201900076A EA036209B1 (en) 2016-07-25 2017-07-20 Photovoltaic element arrangement system
EP17787870.9A EP3488522A1 (en) 2016-07-25 2017-07-20 Photovoltaic element arrangement system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112341A BG67028B1 (en) 2016-07-25 2016-07-25 Photovoltaic elements location system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG112341A true BG112341A (en) 2018-01-31
BG67028B1 BG67028B1 (en) 2020-03-16

Family

ID=60161901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG112341A BG67028B1 (en) 2016-07-25 2016-07-25 Photovoltaic elements location system

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3488522A1 (en)
BG (1) BG67028B1 (en)
EA (1) EA036209B1 (en)
WO (1) WO2018018100A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108400754B (en) * 2018-02-02 2020-05-22 武汉工程大学 W-shaped arrangement integrated photovoltaic power generation waterproof coiled material and preparation method thereof
US20210203274A1 (en) * 2019-02-27 2021-07-01 Nanovalley Co., Ltd. Photovoltaic cell module
RU2766384C1 (en) * 2021-04-02 2022-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) Method of arranging photovoltaic modules of solar station without tracking the sun

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006042808A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-27 Koller, Alexander, Dipl.-Ing. solar roof
US20120132260A1 (en) * 2010-11-29 2012-05-31 Thomas Hirsch Assembly, Sub-Structure and Photovoltaic System
DE102012016797B4 (en) * 2012-08-23 2017-04-20 Adensis Gmbh Roof substructure in zigzag shape
JP2015124537A (en) * 2013-12-26 2015-07-06 株式会社Siソーラー Solar panel arrangement structure
US9780719B2 (en) * 2014-08-22 2017-10-03 Solarcity Corporation East-west photovoltaic array with spaced apart photovoltaic modules for improved aerodynamic efficiency

Also Published As

Publication number Publication date
BG67028B1 (en) 2020-03-16
EA036209B1 (en) 2020-10-14
WO2018018100A4 (en) 2018-03-29
WO2018018100A1 (en) 2018-02-01
EA201900076A1 (en) 2019-07-31
EP3488522A1 (en) 2019-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li Design and development of a lens-walled compound parabolic concentrator-a review
JP2009231315A (en) Solar power generator
Al-Shohani et al. Optimum design of V-trough concentrator for photovoltaic applications
Renzi et al. Performance analysis of two 3.5 kWp CPV systems under real operating conditions
Masoudi Nejad A survey on performance of photovoltaic systems in Iran
BG112341A (en) Photovoltaic elements location system
KR102103279B1 (en) Bifacial photovoltaic module device and method of using the same
Messina et al. Comparative study of system performance of two 2.4 kW grid-connected PV installations in Tepic-Nayarit and Temixco-Morelos in México
WO2022105949A1 (en) Spatial structure of a photovoltaic cell or of a concentrator of solar radiation
WO2012172296A1 (en) Improvement in or relating to three dimensional solar panel apparatus
CN102607195A (en) Distributed solar light-heat mirror field for equilibrium power generation
RU2395758C1 (en) Solar power station
US20200358392A1 (en) Solar towers
Suto et al. Power-generation characteristics of an FPM by simulation with shadow-effect analysis
JP2005142383A (en) Solar power generation device
JP2015228729A (en) Solar panel site
JP2010192777A (en) Photovoltaic power generation facility and installation method of solar cell array
CN111244208A (en) Solar cell and application thereof
Appelbaum Shading and masking affect the performance of photovoltaic systems—a review
Cabuk et al. Solar panel orientation based on building power consumption
Mukaiyama et al. Output power of 1/3-phyllotaxis FPM under various stage shape and cell size conditions
WO2022162845A1 (en) Reflection unit for solar cell modules
RU223343U1 (en) Prismatic solar power plant
RU2474927C1 (en) Design of system of concentrator photovoltatic plants
KR102485598B1 (en) Solar cell module