CN102800731A

CN102800731A - 一种增加太阳能光照度的装置

Info

Publication number: CN102800731A
Application number: CN2012102718224A
Authority: CN
Inventors: 方乐云
Original assignee: 方立
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2012-11-28

Abstract

本发明一种增加太阳能光照度的装置，属于太阳能利用领域。它包括支架、太阳能组件和上下聚光镜，上聚光镜固定在支架的北面而聚光面朝向南面，其角度为聚光镜背面与地面成76—100℃夹角，通过上聚光镜调解臂、上聚光镜调节杆、调节器和传动杆，可以根据一年四季太阳的位置调节上述夹角；下聚光镜固定在支架的南面而聚光面朝向北面面，其角度为聚光镜背面与地面成16—40℃夹角，通过下聚光镜调解臂、上聚光镜调节杆、调节器和传动杆，可以根据一年四季太阳的位置调节上述夹角，所述的上聚光镜和下聚光镜由聚光镜面和聚光镜壳体组成，其聚光镜面成圆弧形的柱面。本发明具有结构简单、安装方便，聚光效果好的优点。

Description

一种增加太阳能光照度的装置

技术领域

本发明涉及一种太阳能装置，确切地说是一种太阳能发电装置，更确切地说是一种能够提高太阳能光照度的装置，属于太阳能利用领域。

背景技术

随着矿物质能源的日益枯竭，开发新的替代能源成为人类面临的非常紧迫的任务，核能的利用曾经给人类带来无限的希望，然而其高风险性已经阻碍了各国政府开发利用核能的脚步，自然能源的开发利用成为人类寻找替代能源的首选，太阳能、风能、潮汐能、地热能等都是有开发利用价值的自然的能源。太阳能是地球上取之不尽、用之不竭的自然能源，从目前来看，太阳能的有效利用已经成为新能源的主要种类，太阳能发电和采热是主要的利用形式，然而，太阳能组件的效率还比较低下，造成发电成本比较大，单从经济角度来说目前太阳能发电还不具有优势，问题出在两个方面，一个是太阳能组件的光电转换效率，这个要通过物理学研究开发新的单晶硅产品以提高转换效率；第二个方面是如何提高单位面积的光照度来提高太阳能发电的效率，这方面的研究也比较多，申请号为011271574的中国发明专利申请自动跟踪太阳的太阳能电池及光纤采光照明系统从自动跟踪太阳的角度来提高太阳直射比例来提高光照度，这种技术有一定的效果，目前也被广泛应用，但是一般来说要调节整个太阳能组件的角度，机构比较复杂，投资也比较大，技术的性价比不高；美国专利折射太阳能的聚光器和薄而柔韧的菲涅尔透镜以及申请号为031119239的中国专利申请全方位聚光式太阳能集能装置提供了一种利用光学系统将太阳能聚焦到一点上以提高光照度的技术，这种技术的聚光效果非常好，但是它的目的是将光聚焦到一个点上，如果要形成太阳能发电，需要非常多的光学系统来实现，投资非常大而且要占用很大的面积，无法投入实用，还有一些技术是在太阳能组件的下面放置反光镜而将太阳能组件朝下安装吸收反射光，其实效果都不理想。

发明内容

本发明的目的是利用聚光镜将太阳能组件周围的太阳光以及太阳能组件本身的反射光再聚集到太阳能组件上以增加单位面积的光照度，兼顾太阳光自动跟踪技术，在同样的太阳能发电装置上提高产出率，要求具有结构简单、安装方便、聚光效果好的优点。

本发明的目的是通过以下途径实现的。

一种增加太阳能光照度的装置，包括支架和太阳能组件，太阳能组件与地面成一定角度地面向南面放置在支架上，若干块沿东西方向平行排列，其特征是还有上聚光镜和下聚光镜，所述的上聚光镜固定在支架的北面而聚光面朝向南面，其角度为聚光镜背面与地面成76—100℃夹角，通过上聚光镜调解臂和上聚光镜调节杆与调节器耦合，可以根据一年四季太阳的位置调节上述夹角；下聚光镜固定在支架的南面而聚光面朝向北面面，其角度为聚光镜背面与地面成16—40℃夹角，通过下聚光镜调解臂和上聚光镜调节杆与调节器耦合，可以根据一年四季太阳的位置调节上述夹角，调节器通过传动轴由电机控制。上聚光镜和下聚光镜由聚光镜面和聚光镜壳体组成，其聚光镜面成圆弧形的柱面，其圆弧的直径2500毫米左右，柱面的长度与一个单位的太阳能组件的宽度相同，聚光镜面与壳体之间抽成真空后边沿密封连接。

本发明中，采用安装两块聚光镜的方法将照射到上聚光镜上的太阳光通过弧面发射到太阳能组件上和下聚光镜上，发射到下聚光镜上的光线又通过弧面反射到太阳能组件上以增加太阳能组件上的光照度，随着太阳位置的变化可以通过调节上下聚光镜的角度来跟踪太阳以提高太阳光的利用效率，上下聚光镜采用镜面与壳体真空封装的办法能够保证镜面的反光效果和使用寿命，根据实际测量，利用本发明的装置可以提高发电量15%左右。本发明的一种增加太阳能光照度的装置，可以在现有的太阳能发电装置上进行改造，只要在支架的上下各加装一块聚光镜，再通过电机驱动调节器来调节上下聚光镜的角度以跟踪太阳就完成了太阳能光照度提高的装置，具有结构简单、安装方便，聚光效果好的优点。

附图说明

图1为一种增加太阳能光照度的装置结构示意图

图2为所述聚光镜的正面示意图

图3为聚光镜横截面示意图

具体实施方式：

下面通过附图进一步说明本发明的一种增加太阳能光照度的装置。

图1为一种增加太阳能光照度的装置结构示意图，太阳能组件4与地面成一定角度地面向南面放置在支架1上，若干块沿东西方向平行排列，在支架的北面通过连接件9固定一块上聚光镜3，其聚光面朝南，该上聚光镜的背面与地面形成一个夹角，根据一年四季太阳的位置变化，该夹角应该在76—100℃之间，上聚光镜调解臂2连接在上聚光镜调节杆5上，上聚光镜调节杆5与调节器6耦合，调节器通过传动轴7由电机控制而达到调节上述夹角的目的；在支架的南面通过连接件9固定一块下聚光镜8，其聚光面朝向北面，下聚光镜背面与地面形成一个夹角，根据一年四季太阳的位置不同，该夹角应该在16—40℃之间，下聚光镜调解臂10连着下聚光镜调节杆11与调节器6耦合，调节器通过传动轴7由电机控制可以调节上述夹角。上聚光镜和下聚光镜是由聚光镜面13和聚光镜壳体12组成，图2和图3是其结构示意图和横截面的示意图，其聚光镜面成圆弧形的柱面，其圆弧的直径为2500毫米左右，柱面的长度与一个单位的太阳能组件的宽度相同，聚光镜面与壳体之间抽成真空后边沿密封连接。通过加装两块聚光镜的方法将照射到上聚光镜上的太阳光通过弧面反射到太阳能组件上和下聚光镜上，反射到下聚光镜上的光线又通过弧面反射到太阳能组件上以增加太阳能组件上的光照度，随着太阳位置的变化可以通过调节上下聚光镜的角度来跟踪太阳以提高太阳光的利用效率而不需要变换太阳能组件的位置，这样，一个能够增加太阳能光照度的装置就做好了。

Claims

1.一种增加太阳能光照度的装置，包括支架和太阳能组件，太阳能组件与地面成一定角度地面向南面放置在支架上，若干块沿东西方向平行排列，其特征是还有上聚光镜（3）和下聚光镜（8），所述的上聚光镜固定在支架的北面而聚光面朝向南面，其角度为与地面成80—100℃夹角，通过上聚光镜调解臂(2)和上聚光镜调节杆（5）与调节器（6）耦合，可以根据太阳的位置调节上述夹角；下聚光镜固定在支架的南面而聚光面朝向北面面，其角度为与地面成80—100℃夹角，通过下聚光镜调解臂（10）和上聚光镜调节杆(11)与调节器(6)耦合，可以根据太阳的位置调节上述夹角。

2.根据权利要求1所述的一种增加太阳能光照度的装置，其特征是所述调节器通过传动轴（7）由微型电机控制。

3.根据权利要求1所述的一种增加太阳能光照度的装置，其特征是所述上聚光镜和下聚光镜由聚光镜面（13）和聚光镜壳体（12）组成，其聚光镜面成圆弧形的柱面，其圆弧的直径为2500毫米左右，柱面的长度与一个单位的太阳能组件的宽度相同，聚光镜面与壳体之间抽成真空后边沿密封连接。