CN102931264A - 太阳能电池光效增强装置 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能电池光效增强装置包括：太阳能电池板以及平面反射镜，所述平面反射镜安装在所述太阳能电池板的边缘，所述平面反射镜上表面与所述太阳能电池板的上表面形成钝角。应用本方案可以采用较低的成本，加大既定的太阳能电池板输出的电能，且易于实施。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池领域，尤其涉及一种太阳能电池光效增强装置。
背景技术
太阳能电池板是一种吸收太阳光，将太阳光转化为电能的装置。在现有技术中，从能量转化看，现有太阳能电池板的光伏转换的效率并不高，一般不到20％。
太阳能电池板的功率与照射到本太阳能电池板的太阳能光近似成正比，为了获得更多的电能，最常用的方法是增加太阳能电池板的面积，实际运用中，最常用的方法是增加太阳能电池板的面积，在实际运用中，往往将许多的电池快了解在一起组成一个大型的太阳能电池板矩阵才能形成可用的电能。而太阳能电池板存在造价成本高的问题。
另外，在现有技术中针对现有技术中的太阳能敏感波段主要为紫外线，人们往往在太阳能电池板的上方放置棱镜以分出当前太阳能电池板敏感的波段，以提高太阳能电池板的转换效率。由于光能在经过棱镜的过程中存在光能损耗，故该技术是通过部分光能的损耗而提高某部分光的透过率来提高效率的，另外棱镜的成本较高制约了该技术方案的在推广实施。
另外，在现有技术中，人们还在太阳能电池板的上方设置“捏菲尔”环带透镜，该“捏菲尔”环带透镜对太阳光起聚焦的作用，以期聚集更多的光线到太阳能电池板上，但是，存在可能由于聚集到某太阳能电池板部位上的光能过大而太阳能电池板的部位被烧毁的风险。同样由于光能在经过棱镜的过程中存在光能损耗，故不能充分利用太阳能的光能。另外“捏菲尔”环带透镜的成本较高同样制约了该技术方案的在推广实施。
发明内容
太阳能电池光效增强装置本发明实施例第一目的在于提供：一种太阳能电池光效增强装置，其可以采用较低的成本，加大既定的太阳能电池板输出的电能，且易于实施。
本发明实施例提供的一种太阳能电池光效增强装置，其特征是，包括：太阳能电池板、以及平面反射镜，
在所述太阳能电池板的任意周边或者全部周边安装有所述的平面反射镜，
所述平面反射镜上表面与所述太阳能电池板的上表面形成钝角。
可选地，所述平面反射镜的个数为4个，
各平面反射镜分别安装在所述太阳能电池板的四个边缘；
各所述平面反射镜呈矩形状，各平面反射镜的底边与本平面反射镜相接触的太阳能电池的边 缘同长。
可选地，所述平面反射镜的个数为8个，由4个矩形平面反射镜以及4个三角形平面反射镜组成，
所述4个矩形平面反射镜分别安装在所述太阳能电池板的四边缘，各矩形平面反射镜的底边与本平面反射镜相接触的太阳能电池的边缘同长；
所述4个三角形平面反射镜分别倒三角状安装在所述4个矩形平面反射镜之间形成的四个间隙处。
可选地，各所述平面反射镜上表面与所述太阳能电池板的上表面形成的角度相同。
可选地，所述平面反射镜上表面与所述太阳能电池板的上表面形成的钝角等于或大于110度小于或等于130度。
可选地，所述平面反射镜上表面与所述太阳能电池板的上表面形成的钝角等于120度。
可选地，还包括一安装框架，所述安装框架的顶部开口且顶部的横截面积大于底部的横截面积；
所述太阳能电池板固定在所述安装框架的底部，
各所述平面反射镜分别固定在所述安装框架的各侧面。
可选地，所述平面反射镜为玻璃平面反射镜。
可选地，所述平面反射镜为钢化玻璃平面反射镜。
可选地，在所述平面反射镜上镀有所述太阳能电池板对应的敏感波段反射涂层或全反射铝层或全反射银层。
由上可见，应用本发明实施例技术方案，在太阳能电池板的外边缘设置平面反射镜，则平行入射到太阳能电池板外的太阳光在平面反射镜表面产生反射，由于平面反射镜的上表面与太阳能电池板的上表面形成钝角，故该平面反射镜完全不影响直接投射到太阳能表面的太阳光；并且根据光的反射原理，照射到平面反射镜表面的太阳能光线必定至少部分被反射到太阳能电池板上，故采用本实施例技术方案，可以实现在不对太阳能电池板上方的太阳能光存在任何损耗的基础上，将太阳能电池板外部的太阳能投射到太阳能电池板上，额外增加太阳能电池板捕捉到的太阳光，而提高本太阳能电池板的输出电能。
当夹角α大小以及平面反射镜的面积设置得到时，甚至可以将照射到平面反射镜表面的太阳能光线全部反射到太阳能电池板上。
相对于现有技术中的采用的“捏菲尔”环带透镜等采用聚焦的技术方案，本实用新 型实施例通过平面反射改变光路的方式提高太阳能电池板的入射光量，而由于光的平行入射以及平面反射镜的反射原理，平行入射的光被平行地均匀反射到太阳能电池板的表面，使太阳能电池板的光照强度基本均匀而无温度梯度而不存在局部过分聚焦的问题，可以避免太阳能电池板局部被烧毁的问题，可见采用本实施例技术方案更有利于太阳能电池板的长期正常使用。
相对于现有技术中的棱镜、透镜等，本发明实施例中应用的平面反射镜成本更低，故可以采用较低的成本而大大提高太阳能电池板的输出电能，大大有利于光伏转换技术的推广。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为本发明实施例1提供的一种太阳能电池光效增强装置的纵向剖面结构以及原理示意图；
图2为本发明实施例2中提供的太阳能电池光效增强装置的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例3中提供的太阳能电池光效增强装置的俯视结构示意图；
图4为本发明实施例3中提供的太阳能电池光效增强装置的纵向剖面结构示意图；
图5为本发明实施例3中提供的太阳能电池光效增强装置的立体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
图1为本实施例提供的一种太阳能电池光效增强装置的纵向剖面结构以及原理示意图。
参见图1所示，本实施例提供的一种太阳能电池光效增强装置，主要包括：太阳能电池板、以及平面反射镜。其连接关系如下：
平面反射镜安装在太阳能电池板的边缘，并且平面反射镜上表面与太阳能电池板的上表面形成的夹角α为钝角，即α大于90度，而小于180度。
平面反射镜上表面与太阳能电池板的上表面形成的夹角α可以根据当前的太阳能电池板的面积以及平面反射镜的宽度具体计算确定，以在确定设备成本的基础上最大化地利用太阳能电池外的阳光，提高既定太阳能电池板输出地电能。
经过本发明人的试验测定，在综合考虑设备成本以及整个太阳能电池光效增强装置的体积以及结构稳定性上，平面反射镜上表面与太阳能电池板的上表面形成的夹角α设置为110-130度为佳，尤其以120度为佳。
由上可见，应用本发明实施例技术方案，在太阳能电池板的外边缘设置平面反射镜，则平行入射到太阳能电池板外的太阳光在平面反射镜表面产生反射，由于平面反射镜的上表面与太阳能电池板的上表面形成钝角，故该平面反射镜完全不影响直接投射到太阳能表面的太阳光；并且根据光的反射原理，照射到平面反射镜表面的太阳能光线必定至少部分被反射到太阳能电池板上，故采用本实施例技术方案，可以实现在不对太阳能电池板上方的太阳能光存在任何损耗的基础上，将太阳能电池板外部的太阳能投射到太阳能电池板上，额外增加太阳能电池板捕捉到的太阳光，而提高本太阳能电池板的输出电能。
当夹角α大小以及平面反射镜的面积设置得到时，甚至可以将照射到平面反射镜表面的太阳能光线全部反射到太阳能电池板上。
相对于现有技术中的采用的“捏菲尔”环带透镜等采用聚焦的技术方案，本发明实施例通过平面反射改变光路的方式提高太阳能电池板的入射光量，而由于光的平行入射以及平面反射镜的反射原理，平行入射的光被平行地均匀反射到太阳能电池板的表面，使太阳能电池板的光照强度基本均匀而无温度梯度而不存在局部过分聚焦的问题，可以避免太阳能电池板局部被烧毁的问题，可见采用本实施例技术方案更有利于太阳能电池板的长期正常使用。
相对于现有技术中的棱镜、透镜等，本发明实施例中应用的平面反射镜成本更低，故可以采用较低的成本而大大提高太阳能电池板的输出电能，大大有利于光伏转换技术的推广。
其中设置在太阳能电池板边缘的平面反射镜可以根据实际需要设置，比如可以在太阳能电池板的一边、两边、三边、四边、其中的某些边缘、或者甚至所有的周围均设置一个平面反射镜，已将更多的太阳光通过反射投射到太阳能电池板上，增加其输出电能。
在本实施例中，该平面反射镜可以采用厚度为3-5毫米的平面浮法玻璃，在该平面浮法玻璃上采用现有技术中真空镀的方式镀上全反射铝层(或全反射银层)，该全反射铝层或全反射银层对可见光的反射率大于90％，可大大提高太阳能电池板的光利用量，从而增加输出电能。
另外，也可以在平面浮法玻璃上采用真空镀的方式镀上当前太阳能电池板敏感光波段对应的特定反射镀层，该特定反射镀层可以针对当前太阳能电池板敏感光波段进行最有效 的反射，以将更多当前太阳能电池板敏感光波段的光线反射到太阳能电池板的表面，以提高太阳能电池板的输出电能。
在本实施例中该平面反射镜既可以由普通玻璃实现也可以由结构、强度俱佳的钢化玻璃制成，设置不限于此。
需要说明的是，在本发明人进行本发明的研究过程中发现，采用抛物面反射镜也可以将大量的光能反射到太阳能电池板上，但是其存在以下的缺陷：
1、抛物面反射镜对光具有聚焦的作用，入射到抛物面反射镜的光以聚焦成点状被反射到太阳能电池板上，该点的太阳能入射量大大增加，但是由于光线聚焦而该点的温度过高，焦点处的光伏部件会很快损坏，而焦点外的光效实际利用该抛物面反射镜并未得到任何的提高，故经常应用后，采用该技术方案反而会降低太阳能电池板的输出电能，反而得不偿失，不利于推广应用。
2、抛物面反射镜的制造成本大大高于本发明中使用的平面反射镜，不利于实践推广。
实施例2：
图2为本实施例中提供太阳能电池光效增强装置的俯视结构示意图。
参见图22所示，，可以将本太阳能电池光效增强装置设置成以下结构：
具体是在矩形太阳能电池板的四周设置4个矩形平面反射镜，4个矩形平面反射镜分别安装在太阳能电池板的四周边缘，各矩形平面反射镜的底边与本平面反射镜相接触的太阳能电池的边缘同长。
为了使得本实施例的太阳能电池光效增强装置更加易于安装以及使其在使用过程中的结构稳定性高，还可以为本实施例设置一个斗状安装框架，该安装框架的顶部开口的横截面积大于底部的横截面积，将太阳能电池板固定在所述安装框架的中心底部，将各平面反射镜分别采用打胶或者螺钉压板的方式固定在安装框架的各侧面。
该斗状安装框架为采用薄铝条、塑料设置本材制成的框架。该框架既可以是由边框组成的框架形，也可以是由边框以及具有用于托起支撑作用的平板构成。
实施例3：
本发明人在进行本发明的试验中发现，理论上平面反射镜越大，其捕捉到的阳光越多，则太阳能电池板能产生的电量越多，但实际上考虑结构的强度、重量、以及薄形玻璃易碎，因此本太阳能电池光效增强装置的大小以及重量、成本各方面综合考虑采用图3-5所示结构的太阳能电池光效增强装置对光伏转换的应用推广有实际意义，可以实现光伏转换进入 千家万户。
图3为本实施例中提供太阳能电池光效增强装置的俯视结构示意图；图4为本实施例提供的太阳能电池光效增强装置的纵向剖面结构示意图；图5为本实施例提供的太阳能电池光效增强装置的立体结构示意图。
参见图3、4、5所示，为了最大化地增加太阳能电池板的输出电量，可以将本太阳能电池光效增强装置设置成图3-5所示的结构。
具体是在矩形太阳能电池板的四周设置4个矩形平面反射镜以及4个三角形平面反射镜组成，4个矩形平面反射镜分别安装在太阳能电池板的四周边缘，各矩形平面反射镜的底边与本平面反射镜相接触的太阳能电池的边缘同长；4个三角形平面反射镜分别倒三角状安装在4个矩形平面反射镜之间的间隙处。整个太阳能电池光效增强装置呈上宽下窄的斗状。这样既可以在不增加整个太阳能电池光效增强装置的体积的基础上充分利用太阳能；而由于本装置中的各部件均互相连接，故其整体的抵抗外力(风或者雨的压力)的性能大大增强，即使得整个太阳能电池光效增强装置的结构稳定性大大增强。
为了使得本实施例的太阳能电池光效增强装置更加易于安装以及使其在使用过程中的结构稳定性高，还可以为本实施例设置一个斗状安装框架，该安装框架的顶部开口的横截面积大于底部的横截面积，将太阳能电池板固定在所述安装框架的中心底部，将各平面反射镜分别采用打胶或者螺钉压板的方式固定在安装框架的各侧面。
该斗状安装框架为采用薄铝条、塑料设置木材制成的框架。该框架既可以是由边框组成的框架形，也可以是由边框以及具有用于托起支撑作用的平板构成。
在本实施例中，为了进一步均衡太阳能电池板表面的光照量以及光照强度，避免产生温度梯度，在本实施例中可以将外周侧面的所有平面反射镜上表面与底部的太阳能电池板的上表面形成的角度相同，则保证太阳能电池板表面的光照入射量基本均匀，提高太阳能电池板的使用寿命以及稳定性。
Claims (10)
1.一种太阳能电池光效增强装置，其特征是，包括：太阳能电池板、以及平面反射镜，
在所述太阳能电池板的任意周边或者全部周边安装有所述的平面反射镜，
所述平面反射镜上表面与所述太阳能电池板的上表面形成钝角。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池光效增强装置，其特征是，
所述平面反射镜的个数为4个，
各平面反射镜分别安装在所述太阳能电池板的四个边缘；
各所述平面反射镜呈矩形状，各平面反射镜的底边与本平面反射镜相接触的太阳能电池的边缘同长。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池光效增强装置，其特征是，
所述平面反射镜的个数为8个，由4个矩形平面反射镜以及4个三角形平面反射镜组成，
所述4个矩形平面反射镜分别安装在所述太阳能电池板的四边缘，各矩形平面反射镜的底边与本平面反射镜相接触的太阳能电池的边缘同长；
所述4个三角形平面反射镜分别倒三角状安装在所述4个矩形平面反射镜之间形成的四个间隙处。
4.根据权利要求2或3所述的一种太阳能电池光效增强装置，其特征是，
各所述平面反射镜上表面与所述太阳能电池板的上表面形成的角度相同。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能电池光效增强装置，其特征是，
所述平面反射镜上表面与所述太阳能电池板的上表面形成的钝角等于或大于110度小于或等于130度。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种太阳能电池光效增强装置，其特征是，
所述平面反射镜上表面与所述太阳能电池板的上表面形成的钝角等于120度。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种太阳能电池光效增强装置，其特征是，
还包括一安装框架，所述安装框架的顶部开口且顶部的横截面积大于底部的横截面积；
所述太阳能电池板固定在所述安装框架的底部，
各所述平面反射镜分别固定在所述安装框架的各侧面。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种太阳能电池光效增强装置，其特征是，
所述平面反射镜为玻璃平面反射镜。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种太阳能电池光效增强装置，其特征是，
所述平面反射镜为钢化玻璃平面反射镜。
10.根据权利要求1或2或3所述的一种太阳能电池光效增强装置，其特征是，
在所述平面反射镜上镀有所述太阳能电池板对应的敏感波段反射涂层或全反射铝层或全反射银层。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130213 |