CN101097095A - 非跟踪组合聚光太阳能管 - Google Patents

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Abstract

非跟踪组合聚光太阳能管。由置于透明玻璃管内的2个非跟踪槽型反射聚光器组合而成，第一槽型反射聚光器开口面向太阳光，接收入射的太阳光，反射至该第一槽型反射聚光器聚焦面。第二槽型反射聚光器开口和第一槽型反射聚光器开口相反，置于第一槽型反射聚光器聚焦面处，接收第一槽型反射聚光器聚集的太阳光，并将其反射聚集于该第二槽型反射聚光器底部的聚焦面上。将太阳能光电池或太阳能集热管置于该第二槽型反射聚光器底部聚焦面上，太阳能即可转换为电能或热能。

Description

非跟踪组合聚光太阳能管
所属领域：本发明涉及非跟踪聚光型太阳能收集领域.既适用于太阳能光伏发电，也适用于太阳能光热应用.
背景技术：目前广泛应用的太阳能光伏发电为非聚光平板太阳能电池.广泛应用的太阳能集热器也为非聚光的平板或真空管集热器.
聚光太阳能电池和聚光太阳能集热器通常采用跟踪太阳光的方法，成本较高.
非跟踪太阳光的一次聚光的聚光比较低.
因此有必要发明一种非跟踪组合聚光太阳能管，通过非跟踪组合二次聚光，提高聚光比，用于太阳能光伏发电，可进一步降低成本；用于太阳能光热应用，可进一步提高太阳能集热器工作温度.
发明内容：本发明的目的在于发明一种非跟踪组合聚光太阳能管，通过组合二次聚光，提高聚光比，用于太阳能光伏发电，可进一步降低成本；用于太阳能光热应用，可进一步提高太阳能集热器工作温度.
本发明的目的可以用如下技术方案来实现：非跟踪组合聚光太阳能管.由置于透明玻璃管内的2个非跟踪太阳光的槽型反射聚光器组合而成，第一槽型反射聚光器开口面向太阳光，接收入射的太阳光，反射至该第一槽型反射聚光器聚焦面.所述的第一槽型反射聚光器可为复合抛物面CPC或非成象复合抛物面ICPC，其理论聚焦面为圆柱面.该反射聚光器通常采用单面镀铝的铝板，有较高的镜面反射率.第二槽型反射聚光器开口和第一槽型反射聚光器开口相反，置于第一槽型反射聚光器理论聚焦面直径处，接收第一槽型反射聚光器聚集的太阳光，并将其反射聚集于该第二槽型反射聚光器底部的理论聚焦面上.所述的第二槽型反射聚光器可为复合抛物面CPC或槽型平面.其理论聚焦面可以是条型平面.该第二槽型反射聚光器通常采用双面镀铝的铝板，正反两面均有较高的镜面反射率.外反射面起到一次聚光作用.
本发明的非跟踪组合聚光太阳能管可用于太阳能光电光热转换.将多片多晶硅或单晶硅电池片背面粘贴在一带肋片金属管的肋片上，电池片和肋片间置有一绝缘导热层.电池片放置于所述的第二槽型反射聚光器理论条型聚焦平面上，并将各电池片串并联连接，接收组合聚光后的太阳光，太阳能即转换为电能.所产生的电流由金属导线引出玻璃管.
金属管内的工质可将电池片吸收的热量传递出玻璃管外.以降低太阳能电池的工作温度.将该金属管镀以选择性集热镀层，直接面向太阳光，吸收太阳能并转换成热能.
本发明的非跟踪组合聚光太阳能管可单独用于太阳能光热转换.将太阳能集热管放置于所述的第二槽型反射聚光器理论聚焦面处，该太阳能集热管一半圆柱面接收第二槽型反射聚光器反射聚焦的太阳能；另一半圆柱面直接面向太阳光，直接吸收入射的太阳能，转换成热能.所产生的热能由太阳能集热管内的工质传递出玻璃管外.太阳能集热管镀以选择性集热镀层.
本发明的组合聚光器，太阳能电池及太阳能集热管均置于透明玻璃管内，玻璃管两端封闭，管内抽成真空或充以氮气.太阳能电池电极引线，金属集热管穿过玻璃管端引出管外.
本发明的非跟踪组合聚光太阳能管用于太阳能光电光热转换时，组合聚光器将入射的太阳光多次反射聚集至第二槽型反射聚光器理论聚焦面处，位于该理论聚焦面的太阳能电池将一部分太阳能转换为电能，晶体硅太阳能电池将另一部分太阳能转换为热能，通过带肋片的金属管内工质传递出玻璃管外.在输出热量的同时降低了太阳能电池工作温度，提高了光电转换效率.金属管这一面直接面向太阳光，吸收太阳能并转换成热能.增强了非跟踪组合聚光太阳能管的集热功能.
本发明的非跟踪组合聚光太阳能光电管因使用较少的太阳能电池片及封装材料，生产成本较平板太阳能电池低.
本发明的非跟踪组合聚光太阳能管单独用于太阳能光热转换时，组合聚光器将入射的太阳光多次反射聚集至第二槽型反射聚光器理论聚焦面处，位于该理论聚焦面的太阳能集热管将太阳能转换为热能.该太阳能集热管面向第二槽型反射聚光器的一半圆柱面接收第二槽型反射聚光器反射聚焦的太阳能；该太阳能集热管另一半圆柱面直接面向太阳光，直接吸收入射的太阳能.所产生的热能由太阳能集热管内的工质传递出玻璃管外.由于本发明的非跟踪组合聚光太阳能集热管有较高的聚光比，在较高的温度工作时，太阳能热效率相对非聚光集热器要高.
附图简要说明
图1本发明实施例1正面图
图2本发明实施例1剖面图
图3本发明实施例1局部剖面放大图
图4本发明实施例2剖面图
图5本发明实施例2正面图
具体实施方式
实施例1：如图1，图2，图3所示，本实施例的非跟踪组合聚光太阳能管用于太阳能光电光热转换.如图2所示，第一槽形反射聚光器1是非成象复合抛物面ICPC.可以在铝板正面镀铝或银制成，面向太阳光.该槽形反射聚光器1置于透明玻璃管3内.第二槽形反射聚光器2可为复合抛物面CPC或平面槽形聚光器，在铝板两面镀铝或银制成.该槽形反射聚光器2置于透明玻璃管3内，开口向下，位于第一槽形反射聚光器1理论圆柱型聚焦面6直径处，接收第一聚光器1反射的太阳光.该第二槽形反射聚光器2的外反射面起到一次聚光作用.
如图2.图3所示，金属管肋片8上的单晶硅太阳能电池12置于第二槽形反射聚光器2底部理论聚焦面上.单晶硅太阳能电池12这一面朝下，接收两次聚光的太阳光，将太阳能转换为电能.
如图3所示的金属肋片8可为有良好导热性能的铜带或铝带，该肋片8作为太阳能电池的散热片，应通过绝缘导热胶11和单晶硅电池片12粘结.肋片8的另一面及金属铜管7表面可沉积太阳能选择性集热镀层8.1及7.1，直接面向太阳光，将太阳能转换为热能.在本实施例中，铜管7的一端7.2封闭，铜管内的传热工质经另一端向外传热.
如图1，图2所示的铜管7与肋片8通过超声或激光焊接，以形成良好导热接触.
肋片8上的单晶硅太阳能电池12由多片单晶硅电池片串并联组成.
如图1所示，铜管7从透明玻璃管3一端3.1伸出，该玻璃管端3.1和铜管7可通过金属端盖4和玻璃管端3.1的热压封接方法封接.玻璃管3内太阳能电池12的电极引线9穿过金属端盖4上的玻璃绝缘子10引出玻璃管3.玻璃管3另一端3.2封闭.
如图2所示，玻璃管内5抽成真空或充氮气.一方面保护了太阳能电池12免受氧化，受潮等侵蚀.一方面减少铜管7及肋片8热损.提高非跟踪组合聚光太阳能管光电光热转换效率.
实施例2：如图4，图5，所示，本实施例的非跟踪组合聚光太阳能管只用于太阳能光热转换.和实施例1不同的是实施例1中图1，2，3所示的单晶硅太阳能电池12，铜管7，绝缘导热胶11及金属肋片8被实施例2中图4，图5所示的集热铜管7所替代.铜管7表面可沉积太阳能选择性集热镀层.本实施例的集热铜管7是铜热管.
组合聚光器将入射的太阳光多次反射聚集至第二槽型反射聚光器2聚焦面处，位于该聚焦面的太阳能集热管7将太阳能转换为热能.该太阳能集热管7面向第二槽型反射聚光器的一半圆柱面接收第二槽型反射聚光器2反射聚焦的太阳能；该太阳能集热管7另一半圆柱面直接面向太阳光，直接吸收入射的太阳能.所产生的热能由热管7的蒸发管7.2传递至玻璃管外，通过热管7的冷凝端7.1输出给用户.由于本发明的非跟踪组合聚光太阳能集热管有较高的聚光比，在较高的温度工作时，太阳能热效率相对非聚光集热器要高.
上述实施例仅是本发明的两种实施方式，仅用于说明本发明而非用于限制本发明.

Claims (9)

1.非跟踪组合聚光太阳能管.由置于透明玻璃管内的2个非跟踪槽型反射聚光器组合而成，第一槽型反射聚光器开口面向太阳光，接收入射的太阳光，反射至该第一槽型反射聚光器聚焦面.第二槽型反射聚光器开口和第一槽型反射聚光器开口相反，置于第一槽型反射聚光器聚焦面处，接收第一槽型反射聚光器聚集的太阳光，并将其反射聚集于该第二槽型反射聚光器底部的聚焦面上.将太阳能光电池或太阳能集热管置于该第二槽型反射聚光器底部的聚焦面上，太阳能即可转换为电能或热能.
2.如权利要求1所述的第一槽型反射聚光器可为复合抛物面CPC或非成象复合抛物面ICPC.其理论聚焦面为圆柱面.
3.如权利要求1所述的第二槽型反射聚光器可为复合抛物面CPC或槽型平面.其理论聚焦面可以是条型平面.该第二槽型反射聚光器内外两面均镀有镜面反射层.外发射面起到一次聚光作用.
4.如权利要求1所述的太阳能光电池可以是串联的多晶硅或单晶硅电池片，放置于权利要求3所述的第二槽型反射聚光器理论条型聚焦平面上，接收组合聚光后的太阳光，太阳能即转换为电能.所产生的电流由金属导线引出玻璃管.
5.如权利要求4所述的多晶硅或单晶硅电池片背面可粘贴在带肋片金属管的肋片上.电池片和肋片间置有一绝缘导热层.
6.如权利要求5所述的该金属管可镀以选择性集热镀层，直接面向太阳光，吸收太阳能并转换成热能.金属管内的工质可将电池片吸收的热量传递出玻璃管外.
7.如权利要求1所述的太阳能集热管放置于权利要求3所述的第二槽型反射聚光器理论聚焦面处，该金属集热管一半圆柱面接收第二槽型反射聚光器聚焦的太阳能；另一半圆柱面直接面向太阳光，直接吸收入射的太阳能，并转换成热能.所产生的热能由该太阳能集热管内的工质传递出玻璃管外.
8.如权利要求5，权利要求7所述的金属管可以是热管或一端封闭的金属管.
9.如权利要求1所述的透明玻璃管内抽成真空或充以氮气.
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CN106091420A (zh) * 2016-06-16 2016-11-09 昆山诃德新能源科技有限公司 非跟踪组合聚光太阳能管

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