CN101436620A - 双u形二次反射聚光太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
双U形二次反射聚光太阳能电池组件包括聚光器、基板、太阳能电池组件、散热部件以及支撑钢架，所述聚光器包括两部分，第一部分由四组呈一定角度安装在太阳能电池侧上方的直接反射镜构成，每组直接反射镜直接将太阳光反射到太阳能电池组件上，相对应的两直接反射镜和底部的太阳能电池组件呈U形，四组直接反射镜和太阳能电池构成双U形；第二部分由四组间接反射镜组成，间接反射镜位于四组直接反射镜的空挡处，经两次反射将太阳光反射到太阳能电池组件上，每组间接反射镜包括将太阳光朝下反射到太阳能电池组件上的二次反射镜以及与其对应、将太阳光朝上反射到二次反射镜上的一次反射镜。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池组件，特别是一种聚光型太阳能电池组件，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
太阳能是一种极为丰富的清洁能源，取之不尽，用之不竭，地球每年接受的太阳能总量为1×1018kwh，是世界年耗总能量的一万多倍。太阳光伏发电技术能将太阳能直接转换为电能，因而是最有应用前景的太阳能利用方式之一，将成为未来基础能源的重要组成部分。
普通的光伏发电系统一般是将太阳能电池组件根据当地纬度朝南固定一定角度安装，AM1.5条件下每平方米发电功率约150W-200W，若需要增加发电功率则需要安装更多的太阳能电池。太阳能电池是光伏发电系统中最昂贵的部分。近两年来由于需求旺盛，全球太阳能级硅材料短缺，导致价格飞涨，其价格已从40-50美元/kg涨至400美元/kg甚至更高，虽然从长远来看，太阳能级硅材料价格必然回归理性，但其提纯工艺的较复杂，成本仍需维持较高水平，另外生产过程耗能以及冶炼硅材料的环境污染问题备受世人关注。总体来看，普通光伏发电价格居高不下，虽可大幅降低，但仍然远高于常规化石能源电价，难以迅速推广和普及。
根据太阳能电池在一定条件下输出的电流与接受的光照强度成正比的特性，为了进一步提高光伏发电装置的性能价格比，利用自动跟踪太阳技术使太阳能电池始终对准备太阳，充分利用太阳光，并通过聚光技术增加太阳能电池所接受的太阳光照射强度，使得同样数量的半导体材料产生更多的电能，而增加的聚光跟踪装置的成本远远低于所节约的太阳能电池成本，相当于用普通的材料部分代替昂贵的半导体材料，从而大幅度降低光伏发电系统的成本。
申请人一直致力于通过跟踪聚光的方法提高光伏发电系统的性价比，先后在名为槽式反射聚光光伏发电装置(专利申请号200520076826.2)、可微调反射镜倾角的槽式聚光光伏发电装置(200520139515.6)、反射聚光光伏发电装置(200610038071.6)、二次反射聚光光伏发电系统(200810022320.1)等专利中提出了实用性较强的技术方案。但申请人经过进一步研究，发现整套系统的性价比还可以进一步提高，特别是聚光部分还可以进一步优化，提出了一种旨在降低成本的聚光太阳能电池组件，以更加体现聚光光伏发电系统的优势。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提出一种双U形二次反射聚光太阳能电池组件，该组件不仅易于加工成型，而且太阳能电池组件密封效果好，并可通过聚光提高单位面积太阳能电池的输出功率。
技术方案：本发明的双U形二次反射聚光太阳能电池组件，包括聚光器、基板、太阳能电池组件、散热部件以及支撑钢架，所述聚光器包括两部分，第一部分由四个安装在太阳能电池组件侧上方的直接反射镜构成，每个直接反射镜直接将太阳光反射到太阳能电池组件上，相对应的两直接反射镜和底部的太阳能电池组件呈U形，四个直接反射镜和太阳能电池组件构成双U形；第二部分由间接反射镜组成，间接反射镜位于四个直接反射镜的空挡处，经两次反射将太阳光反射到太阳能电池组件上，每组间接反射镜包括将太阳光朝下反射到太阳能电池组件上的二次反射镜以及与其对应、将太阳光朝上反射到二次反射镜上的一次反射镜，其中二次反射镜安装于太阳能电池组件的上方，一次反射镜安装于太阳能电池组件旁边、直接反射镜空挡处。
所述直接反射镜由两段组成，其中靠近太阳能电池组件一段的斜率小于远离太阳能电池组件一段的斜率。
所述二次反射镜背面安装不聚光的太阳能电池组件。
所述太阳能电池组件分为顶端玻璃层、中间太阳能电池片层及其上下两边的粘接材料和底层绝缘层，所述底层绝缘层分别与粘接材料和基板相连接。
所述基板为铝合金，其表面是三氧化二铝。
所述基板的外部与翅片散热器连接。
所述反射镜是塑料表面镀膜制得的反射镜。
为了充分利用空间面积，进一步的方案是：所述二次反射镜背面安装小型双U形聚光器和对应的太阳能电池组件或者根据实际空间情况安装不聚光的普通太阳能电池组件，这样可提高空间利用率。
有益效果：本发明通过直接聚光和二次反射间接聚光，大幅增加了太阳能电池所接受的辐射强度，提高太阳能电池的单位面积输出功率，降低了光伏发电系统的成本，更利于大规模推广及应用。
附图说明
下面结合附图和典型实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明实施例一的光路示意图。
图2是本发明实施例一的太阳能电池组件结构示意图。
图3是本发明实施例二的结构示意图。
图4是本发明实施例三的结构示意图。
具体实施方式
本发明的双U形二次反射聚光太阳能电池组件，包括聚光器、基板、太阳能电池组件、散热部件以及支撑钢架，其改进之处在于：所述聚光器包括两部分，第一部分由四组呈一定角度安装在太阳能电池侧上方的直接反射镜构成，每组直接反射镜直接将太阳光反射到太阳能电池组件上，相对应的两组直接反射镜和底部的太阳能电池组件呈U形，四组直接反射镜和太阳能电池构成双U形；第二部分由四组间接反射镜组成，间接反射镜位于四组直接反射镜的空挡处，经两次反射将太阳光反射到太阳能电池组件上，每组间接反射镜包括将太阳光朝下反射到太阳能电池组件上的二次反射镜以及与其对应、将太阳光朝上反射到二次反射镜上的一次反射镜，其中二次反射镜安装于太阳能电池组件的上方，一次反射镜安装于太阳能电池组件旁边、直接反射镜空挡处。聚光器将太阳光汇聚于太阳能电池组件表面增加辐射强度，散热部件粘接于基板的下方，将太阳能电池产生的热量吸收并扩散到电池背面的低温环境中。
实施例一
本实施例的双U形二次反射聚光太阳能电池组件如图1，图2所示，一种双U形二次反射聚光太阳能电池组件，包括聚光器1、基板2、太阳能电池组件3、散热部件4以及支撑钢架，其改进之处在于：所述聚光器1包括两部分，第一部分由四组呈一定角度安装在太阳能电池组件3侧上方的直接反射镜构成，每组直接反射镜直接将太阳光反射到太阳能电池组件3上，相对应的两组直接反射镜(图1中的第一反射镜5、第二反射镜6，第三反射镜7、第四反射镜8)和底部的太阳能电池组件3呈U形布置，四组直接反射镜和太阳能电池组件构成双U形；第二部分由四组间接反射镜组成，间接反射镜位于四组直接反射镜的空挡处，经两次反射将太阳光反射到太阳能电池组件3上，每组间接反射镜包括将太阳光朝下反射到太阳能电池组件3上的二次反射镜9以及与其对应、将太阳光朝上反射到二次反射镜上的一次反射镜10，其中二次反射镜9安装于太阳能电池组件3的上方，一次反射镜9安装于太阳能电池组件3旁边、直接反射镜空挡处。聚光器1将太阳光汇聚于太阳能电池组件3表面增加辐射强度，散热部件4粘接于基板2的下方，将太阳能电池产生的热量吸收并扩散到电池背面的低温环境中。
所述太阳能电池组件3分为顶端玻璃层11、中间太阳能电池片层12及其上下两边的粘接封装材料13和底层绝缘层14，所述底层绝缘层14分别与粘接封装材料13和基板2相连接。所述基板2为铝合金，其表面是三氧化二铝。所述基板2与翅片散热器4粘接。为了降低成本，本发明采用塑料表面镀膜制得的反射镜。
工作时，聚光器2中的反光镜将太阳光汇聚于基板凹槽中的太阳能电池组件3表面，显著提高了太阳能电池表面的光照强度，散热部件4使得组件稳定在一个较低的工作温度，从而提高了该电池组件的功率输出。
本发明采用的双U形二次反射聚光太阳能电池组件，由于其凹槽结构的使用，不仅使该组件易于层压成型，而且提高了组件的密封性能，加之散热部件降低工作温度，均有效延长了组件的使用寿命，又因聚光部件增加了单位面积太阳能电池的输出功率，降低了太阳能电池组件的成本，更利于大规模推广及应用。
实施例二
本实施例的双U形二次反射聚光太阳能电池组件如图3所示，其与实施例一的主要区别在于：所述二次反射镜9背面安装小型双U形聚光器和对应的太阳能电池组件15或者根据实际空间情况安装不聚光的普通太阳能电池组件，这样可提高空间利用率。
实施例三
本实施例的双U形二次反射聚光太阳能电池组件如图4所示，其与实施例一的主要区别在于：所述直接反射镜(第一反射镜5、第二反射镜6，第三反射镜7、第四反射镜8)均由两段组成，其中靠近太阳能电池组件3一段的斜率小于远离太阳能电池组件3一段的斜率。因为远离太阳能电池一段的斜率较大，所以经其反射后照射到太阳能电池组件3上的太阳光的入射角较小，在采光面积相同的情况下，本实施例中的太阳能电池组件3的输出功率大于上述实施例一中的太阳能电池组件。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种双U形二次反射聚光太阳能电池组件，包括聚光器、基板、太阳能电池组件、散热部件以及支撑钢架，其特征在于：所述聚光器(1)包括两部分，第一部分由四个安装在太阳能电池组件(3)侧上方的直接反射镜构成，每个直接反射镜直接将太阳光反射到太阳能电池组件(3)上，相对应的两直接反射镜和底部的太阳能电池组件(3)呈U形，四个直接反射镜和太阳能电池组件(3)构成双U形；第二部分由间接反射镜组成，间接反射镜位于四个直接反射镜的空挡处，经两次反射将太阳光反射到太阳能电池组件(3)上，每组间接反射镜包括将太阳光朝下反射到太阳能电池组件上的二次反射镜(9)以及与其对应、将太阳光朝上反射到二次反射镜(9)上的一次反射镜(10)，其中二次反射镜(9)安装于太阳能电池组件(3)的上方，一次反射镜(10)安装于太阳能电池组件(3)旁边、直接反射镜空挡处。
2.根据权利要求1所述双U形二次反射聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述直接反射镜由两段组成，其中靠近太阳能电池组件(3)一段的斜率小于远离太阳能电池组件一段的斜率。
3.根据权利要求1所述双U形二次反射聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述二次反射镜(9)背面安装小型双U形聚光器和对应的太阳能电池组件。
4.根据权利要求1所述双U形二次反射聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述二次反射镜(9)背面安装不聚光的太阳能电池组件。
5.根据权利要求1所述双U形二次反射聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述太阳能电池组件(3)分为顶端玻璃层、中间太阳能电池片层及其上下两边的粘接材料和底层绝缘层，所述底层绝缘层分别与粘接材料和基板(2)相连接。
6.根据权利要求1所述双U形二次反射聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述基板(2)为铝合金，其表面是三氧化二铝。
7.根据权利要求1所述双U形二次反射聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述基板(2)的外部与翅片散热器(4)连接。
8.根据权利要求1所述双U形二次反射聚光太阳能电池组件，其特征在于：所述反射镜是塑料表面镀膜制得的反射镜。
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