CN102779888A

CN102779888A - 一种波形瓦聚光电池组件

Info

Publication number: CN102779888A
Application number: CN2012102901056A
Authority: CN
Inventors: 王英
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-15
Filing date: 2012-08-15
Publication date: 2012-11-14

Abstract

本发明涉及一种波形瓦聚光电池组件，属于太阳能发电领域，所述的一种波形瓦聚光电池组件，包括玻璃波形瓦线聚焦聚光器、电池组件、外框三个部分，玻璃聚光器采用线性菲涅尔聚光透镜聚焦方式，聚焦光带的带宽，可以与现有电池片的宽度相结合调整相应的宽度，实现焦带宽度与电池组件宽度相吻合，使得入射的太阳光聚集于固定的太阳能电池组件上，提高单位面积电池片的太阳光辐射能量密度，大量减少电池片用量，降低了太阳能发电成本，结构简单，光电转化率高，易与建筑相结合。

Description

一种波形瓦聚光电池组件

技术领域

　本发明涉及太阳能发电领域，具体是一种波形瓦聚光电池组件。

背景技术

　太阳能光伏发电技术为未来解决能源问题提供广阔前景，但存在发电成本高，光电转换效率不高的问题。因此，降低成本和提高效率成为太阳能发电大规模应用的关键。降低成本主要方向为降低太阳能电池组件成本，方向之一是提高太阳能电池发电效率，另一方向为提高单位面积太阳光辐照能量密度；目前作为硅电池发电效率已经达到19%以上的规模化量产，再提高效率空间已经不大，而提高单位面积太阳光辐照能量密度，减少电池片用量，成为一种不错的方式；提高太阳光辐照强度有两种方式，反射聚光和透射聚光，而透射聚光效率远大于反射聚光效率，透射聚光一般采用菲涅耳聚光透镜但之前市场所采用的透镜材料为高分子材料，成本高产量低，长期太阳光照射下易分化，无法实现低价格聚光应用，而我们刚刚实现了采用超白玻璃生产出线聚焦菲涅尔透镜，低价格高聚光效率的玻璃透镜解决了透镜问题，使得大规模应用中采用聚光减少电池片用量减低发电成本成为可能，那么迫切需要解决一种适合玻璃聚光透镜的，简单可靠低廉的聚光电池组件的优化设计及相关技术问题。

发明内容

　本发明的目的是为了解决现有技术中太阳光线聚焦光带，随太阳光的移动而移动，需要安装太阳光跟踪器，本发明采用优化设计可以实现带跟踪器和不带跟踪器都可以应用的一种波形瓦聚光电池组件。

　本发明的技术方案是：采用波形面聚光，玻璃聚光器采用线性菲涅尔聚光透镜聚焦方式，聚焦光带的带宽，可以与现有电池片的宽度相结合调整相应的宽度，实现焦带宽度与电池组件宽度相吻合，当不采用跟踪系统时，采用电池组件两侧加聚光槽反射的方式可以扩大因纬度角变化而产生的焦带与电池组件的偏差，使太阳光始终聚集于固定带状组件平面上，而使用跟踪系统的不需要加反射槽，但都需要采用相应的导热措施解决电池散热问题。

　本发明中：所述的一种波形瓦聚光电池组件，包括玻璃波形瓦线聚焦聚光器、电池组件、外框三个部分。

　采用上述方案，本发明主要有以下几个创新点。

　（1）玻璃聚光透镜聚焦光带的宽度设计，生产透镜时采用叠加型线聚焦设计，在一块透镜上可以设计多组对称聚焦线，根据不同α角调整最后形成均匀聚光焦带，且焦带宽度与电池片宽度相对应，聚焦倍数由透镜聚光面积与聚光效率乘积和电池组件受光面积比决定。

　（2）对应的电池组件封装要满足，硅电池电池组件封装，在多倍强光照射下耐紫外光和相应散热条件，采用硅胶代替目前的EVA胶，组件玻璃与电池片之间用高透光率硅胶，电池片与铝合金散热片之间用高绝缘高导热的硅胶，散热铝合金底板采用氧化和绝缘层预处理且散热面积要按照组件温度在一年最热环境中不高于70℃要求来设计，采用铜铟镓硒或砷化镓电池则不高于170℃的散热效果即可确保组件发电效率。

　（3）外框把两者集合起来，形成聚光电池组件，既保证结构安全牢固和安装简单运输便捷，又保证阻挡灰尘雨水进入和导热良好，确保整体聚光发电效果和25年以上的使用寿命，本波形瓦聚光电池组件可以采用单体大型聚光组件形式，实现固定支架东西放置，季节调整纬度角方式实现免跟踪免维护的发电方式，也可以采用多个小型组合体方式并且与跟踪系统相结合，实现根据需要进行随意组合的小型聚光组件方式。

附图说明

　　图1为本发明外形结构示意图。

　　图2为本发明电池片封装剖面结构示意图。

　　图3为本发明大型单体组合式波形瓦聚光电池组件结构示意图。

　　图4为本发明小型平板型模块结构示意图。

　　附图中，波形瓦聚光组件1为玻璃线形菲涅耳聚光透镜； 2为电池组件；3为外框结构；2-1为超白玻璃盖板；2-2为硅胶层；2-3为电池片层；2-4为绝缘导热散热背板层。

具体实施方式

　　下面结合附图对本发明作详细说明。

　　图1为本发明外形结构示意图，图中1为线性菲涅尔玻璃聚光透镜，2为与聚光透镜聚焦光带相对应的电池组件，3为把透镜与电池组件封装成一体的结构外框。

　　图2为电池组件封装剖面结构示意图，2-1为超白玻璃盖板用于封装电池片作为盖板，可以是条状或整块玻璃板根据不同组合要求选选相应尺寸；2-2为硅胶层，其中电池片与盖板玻璃之间，聚光辐照面使用高透光率硅胶，确保高透光效率和抗紫外光耐老化特性，电池片与绝缘及散热背板之间采用绝缘高导热硅胶，确保电路与底板绝缘性和及时把热量传导至散热层；2-3为电池片层，电池片串接好后平铺于导热硅胶预处理的绝缘铝背板底板上，固定后再均匀涂上透明硅胶盖上玻璃盖板，做好后要先抽真空再加热固化，防止封装层有气泡；2-4为绝缘导热散热背板层，此层采用氧化好的底层带散热片的铝型板材作为背板，要求其散热面积大于相应透镜的受光面积，保证在聚光3-6倍夏天最热情况下，确保电池片最高温度低于70℃以下保证电池片维持正常发电效率，根据上述要求设计出散热片的散热面积和外形，散热底板使用前要涂导热硅胶预处理保证绝缘和导热性。

　　图3为大型单体组合式波形瓦聚光电池组件结构示意图，图中1为玻璃线形菲涅耳聚光透镜，此聚光玻璃透镜是专为大型光伏电站设计的，大型单体玻璃聚光透镜，可以采用，在同一块玻璃透镜上分布有一组或几组聚光透镜，产生一个或几个聚焦光带，光带对应一条或几条电池组件，组件与透镜之间可以采用不密封的敞开式，有利于电池组件散热，这种方式可以采用一维固定加季节手工纬度角调整方式使用，可以实现免跟踪低维护，实现大型光伏电站的高性价比聚光组件。

　　图4为本发明小型平板型模块结构示意图，可以采用平板或低角度弧度的波形瓦结构的玻璃聚光透镜，在同一块聚光玻璃板上有多组聚光透镜，产生多个聚焦光带，光带与相对应的多条电池组件，电池组件可以封装在同一块散热底板上，由于热量比较分散，相对散热比较容易，但电池片需要切割封装，可以以模块方式任意组合，结构简单，安装较为方便，易于与建筑相结合，减少大量电池片，降低太阳能发电成本，性价比较高。

Claims

1.一种波形瓦聚光电池组件，包括玻璃波形瓦线聚焦聚光器、电池组件、外框三个部分，玻璃聚光器采用线性菲涅尔聚光透镜聚焦方式，聚焦光带的带宽，可以与现有电池片的宽度相结合调整相应的宽度，实现焦带宽度与电池组件宽度相吻合，使得入射的太阳光聚焦光带汇集于固定的太阳能电池组件上，加装结构外框实现聚光组件由大到小的任意组合。

2.根据权利要求1所述的一种波形瓦聚光电池组件，其特征是：玻璃波形瓦线聚焦聚光器，采用对称或不对称菲涅尔线聚焦方式，玻璃聚光透镜聚焦光带的宽度设计，采用叠加型线聚焦设计，在一块透镜上可以设计组合多组对称聚焦线，根据不同α角调整最后形成均匀聚光焦带，焦带可以是单聚光或多聚光叠加焦带，而且玻璃聚光器可以是弧度角0-180度，从平板到半管式之间的任何形式。

3.根据权利要求1所述的一种波形瓦聚光电池组件，其特征是：硅电池电池组件封装要满足在多倍强光照射下耐紫外光和相应散热条件，采用硅胶或经过改性耐紫外光低衰减高透光率的EVA胶，组件玻璃与电池片之间用高透光率硅胶，电池片与铝合金散热片之间用高绝缘高导热的硅胶，散热铝合金底板采用氧化和绝缘层预处理，散热底板设计要满足在一年最高温季节使组件温度不高于70℃，采用铜铟镓硒或砷化镓电池则不高于170℃。

4.根据权利要求1所述的波形瓦聚光电池组件，其特征是：波形瓦聚光电池组件可以采用单体大型聚光组件形式，聚光器和电池组件之间可以是敞开式或封闭式封装，实现固定支架东西放置，季节调整纬度角方式实现免跟踪免维护的发电方式，也可以采用多个小型组合体模块与跟踪系统相结合，实现根据需要进行任意组合的小型聚光组件，外形可以是从平板到任意弧面结构的各种方式。