CN104393832B - 一种增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统 - Google Patents

一种增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统 Download PDF

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Abstract

一种增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统，属太阳能应用技术领域。其构成包括聚光电池板组件支架、电池板组件、两个对称于电池板组件并成120°布置的平面反光镜及分别与其固定的上反光镜支架和下反光镜支架、三角落地支架和若干个法兰滚轮。两个平面反光镜的长度均大于电池板组件的长度。通过自动或人工调节，使电池板组件东西方向排列时始终保持每天正午正对着太阳，南北方向排列时每天均全程跟踪着东起西落的太阳。具有制作工艺简单，成本低，全天候提高太阳能利用效率，明显提高光伏发电量的特点。

Description

一种增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统
技术领域
本发明涉及一种光伏发电系统，特别是一种增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统。属太阳能应用技术领域。
背景技术
目前国内增加太阳能利用效率的方法很多，聚光光伏发电系统的各种方案是最常见的，一种是采用大型抛物面反射聚光，但是缺点是制造难度大，成本高，整体防风性能差。为了降低制造成本，用平面镜反射太阳能光伏发电的各种技术开始广泛应用，如专利号为ZL200920031702.0的实用新型专利《平面镜反射太阳能光伏发电的落地槽式聚光器》，通过双方向的平面镜反射太阳光到光伏组件上，理论上能够较为明显地增加光照强度，但是，由于有多面平面镜，系统结构复杂，制造成本高，维护维修不便；另外，由若干个电池板串联起来的电池板组件，其发电量的大小取决于光照最小的那片电池板，所以光照不均匀是影响电池板组件发电量的重要原因，因此，该种方案在日出至正午及正午至日落的两个时段内，阳光斜向照射到光伏组件上的光强极不均匀，太阳光无法通过平面镜反射到靠近电池板组件的两端，使得整串的电池板组件中，只能获得发电量较小的电池板组串的输出功率，太阳能的利用效率大大降低。
发明内容
为克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统，具有制作工艺简单，成本低，无论电池板组件南北排列还是东西排列，均能获得最大太阳能转换效率，明显提高光伏发电量的特点。
实现本发明目的的增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统，由固定在聚光电池板组件支架上的电池板组件、固定在上反光镜支架上的第一平面反光镜、固定在下反光镜支架上的第二平面反光镜、角钢构成的三角落地支架和若干个法兰滚轮构成，其特征在于，所述第一平面反光镜的长度与第二平面反光镜的长度，轴向方向双向加长，均大于电池板组件轴向的长度，所述第一平面反光镜及第二平面反光镜径向的宽度均与电池板组件径向的宽度相等，所述上反光镜支架与聚光电池板组件支架的角度固定为120°，所述下反光镜支架与聚光电池板组件支架的角度固定为120°。
所述电池板组件南北半球高纬度地区东西方向排列时，第一平面反光镜的长度与第二平面反光镜的长度相等，轴向方向双向对称较电池板组件轴向的长度加长的数值，取决于保证当地夏至日的日出后及日落前的太阳光均能全部反射到电池板组件上，不留死角。
所述电池板组件南北半球低纬度地区南北方向排列时，第一平面反光镜的长度与第二平面反光镜的长度相等，轴向方向双向不对称较电池板组件轴向的长度加长的数值，取决于保证当地全年每天的太阳光均能全部反射到电池板组件上，不留死角。
所述若干个法兰滚轮连接在聚光电池板组件支架和三角落地支架之间，通过自动或人工调节，可以任意调节电池板组件与太阳光入射角的角度。
所述电池板组件南北半球高纬度地区东西方向排列时，通过自动或人工调节，使电池板组件始终保持每天正午正对着太阳。
所述电池板组件南北半球低纬度地区南北方向排列时，通过自动或人工调节，使电池板组件每天均要全程跟踪着东起西落的太阳。
本发明的增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统的工作原理如下：
1、电池板组件南北半球高纬度地区东西方向排列时，若干个法兰滚轮连接在聚光电池板组件支架和三角落地支架之间，通过自动或人工调节，使电池板组件始终保持每天正午正对着太阳。
2、每年日照时间最长的一天是夏至日。第一平面反光镜的长度与第二平面反光镜的长度相等，轴向方向双向对称较电池板组件轴向的长度加长的数值，取决于保证当地夏至日的日出后及日落前的太阳光均能全部反射到电池板组件上，不留死角。
3、当正午12点钟，太阳光直射到电池板组件达到当日的最大值，由于第一平面反光镜和第二平面反光镜分别与电池板组件构成120°夹角，所有照射到第一平面反光镜和第二平面反光镜的太阳能均全部反射到电池板组件上，第一平面反光镜和第二平面反光镜的对称布置，使得反射到电池板组件上每个位置的太阳光能均衡，互为补偿，确保了整个电池板组件不会出现单个平面反光镜反射光源的路径长短不一形成的光能不均，使电池板组件的实际输出功率下降的问题。
4、在早上日出至正午12点钟，以及正午12点钟至日落的两个时间段内，由于第一平面反光镜和第二平面反光镜分别与电池板组件构成120°夹角，太阳光同时斜射到第一平面反光镜和第二平面反光镜之后，反射到电池板组件上，第一平面反光镜长度与第二平面反光镜长度相等，轴向方向双向对称较电池板组件向的长度加长的数值，保证了当地夏至日的日出后及日落前的太阳光均能全部反射到电池板组件上，不留死角，解决了阳光斜向照射到光伏组件上的光强极不均匀，太阳光无法通过平面镜反射到靠近光伏组件的两端，使得整串的光伏组件中，只能获得发电量较小的电池板组件串的输出功率，太阳能的利用效率大大降低的难题。
5、电池板组件南北半球低纬度地区南北方向排列时，若干个法兰滚轮连接在聚光电池板组件支架和三角落地支架之间，通过自动或人工调节，使电池板组件每天均要全程跟踪着东起西落的太阳。从早上日出至日落的全天时间段内，太阳光斜射到电池板组件上，由于第一平面反光镜和第二平面反光镜分别与电池板组件构成120°夹角，同时第一平面反光镜与第二平面反光镜的长度相等，轴向方向双向不对称较电池板组件轴向的长度加长的部分，能够确保反射到电池板组件两端的太阳能不留死角，所有斜射到第一平面反光镜和第二平面反光镜的太阳能均全部反射到电池板组件上，第一平面反光镜和第二平面反光镜的对称布置，使得反射到电池板组件上每个位置的太阳光能均衡，互为补偿，电池板组件实时输出最大功率。
本发明的主要优点是：
1、解决了现有各种固定式或平单轴跟踪聚光太阳能方案中均不能在早上日出至正午12点钟，以及正午12点钟至日落的两个时间段内，电池板组件稳定地工作在最大功率点，全天候获得最高发电效率的问题，使得全天的所有太阳能资源得以最大化利用。
2、结构简单，操作方便，制作工艺简单，通过自动或人工调节，无论是电池板组件南北半球高纬度地区东西方向排列还是南北半球低纬度地区南北方向排列，均能获得最大太阳能转换效率，既提高了光伏发电系统全天候的太阳能利用效率，明显提高光伏发电量，有利于光伏电站工程化的实施推广，又免去了双轴跟踪系统及大型抛物面反射聚光系统的结构复杂，制造成本高，维护维修难度大的缺点。
下面结合实施例对本发明内容做进一步详细说明。
附图说明
图1本发明的结构示意图
图2本发明的立面示意图
具体实施方式
参见图1、2，本增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统，由固定在聚光电池板组件支架4上的电池板组件1、固定在上反光镜支架5上的第一平面反光镜2、固定在下反光镜支架6上的第二平面反光镜3、角钢构成的三角落地支架8和若干个法兰滚轮7构成，其特征在于，所述第一平面反光镜2的长度与第二平面反光镜3的长度，轴向方向双向加长，均大于电池板组件1轴向的长度，所述第一平面反光镜2及第二平面反光镜3径向的宽度均与电池板组件1径向的宽度相等，所述上反光镜支架5与聚光电池板组件支架4的角度固定为120°，所述下反光镜支架6与聚光电池板组件支架4的角度固定为120°。所述电池板组件1南北半球高纬度地区东西方向排列时，第一平面反光镜2的长度与第二平面反光镜3的长度相等，轴向方向双向对称加长的数值，取决于保证当地夏至日的日出后及日落前的太阳光均能全部反射到电池板组件1上，不留死角。所述若干个法兰滚轮7连接在聚光电池板组件支架4和三角落地支架8之间，通过自动或人工调节，可以任意调节电池板组件1与太阳光入射角的角度。所述电池板组件1南北半球高纬度地区东西方向排列时，通过自动或人工调节，使电池板组件1始终保持每天正午正对着太阳。
本实施例中，电池板组件1安装在北半球纬度43°地区，东西方向排列，电池板组件1由21个235W通用系列多晶硅电池板串联构成，第一平面反光镜2与第二平面反光镜3均选用高强度平面镜。每张电池板组件1径向的宽度为2米，经过计算，在每年日照时间最长的夏至日，第一平面反光镜2与第二平面反光镜3的双边长度较电池板组件1均需多出3米，才能在保证当地夏至日的全天太阳光均能全部反射到电池板组件1上，不留死角。
1、通过人工调节，使电池板组件1始终保持每天正午正对着太阳。
2、当正午12点钟，太阳光直射到电池板组件1达到当日的最大值，由于第一平面反光镜2和第二平面反光镜3分别与电池板组件1构成120°夹角，所有照射到第一平面反光镜2和第二平面反光镜3的太阳能均全部反射到电池板组件1上，同时第一平面反光镜2和第二平面反光镜3的对称布置，使得反射到电池板组件1上每个位置的太阳光能均衡，互为补偿，确保了整个电池板组件1不会出现单个平面反光镜反射光源的路径长短不一形成的光能不均，使电池板组件的实际输出功率下降的问题。
3、在早上日出至正午12点钟，以及正午12点钟至日落的两个时间段内，由于第一平面反光镜2和第二平面反光镜3分别与电池板组件1构成120°夹角，太阳光同时斜射到第一平面反光镜2和第二平面反光镜3之后，反射到电池板组件1上，第一平面反光镜2与第二平面反光镜3的长度方向较电池板组件1双向各增加了3米，能够确保反射到电池板组件1两端的太阳能不留死角，电池板组件1的两端与中间段获得了同样多太阳能光照反射量，使得电池板组件1获得了最大输出功率，太阳能的利用效率大大提高。

Claims (4)

1.一种增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统，由固定在聚光电池板组件支架(4)上的电池板组件(1)、固定在上反光镜支架(5)上的第一平面反光镜(2)、固定在下反光镜支架(6)上的第二平面反光镜(3)、角钢构成的三角落地支架(8)和若干个法兰滚轮(7)构成，其特征在于，所述第一平面反光镜(2)的长度与第二平面反光镜(3)的长度，轴向方向双向加长，均大于所述电池板组件(1)轴向的长度；所述第一平面反光镜(2)及第二平面反光镜(3)径向的宽度均与所述电池板组件(1)径向的宽度相等，所述上反光镜支架(5)与聚光电池板组件支架(4)的角度固定为120°，所述下反光镜支架(6)与聚光电池板组件支架(4)的角度固定为120°，其中：
所述电池板组件(1)南北半球高纬度地区东西方向排列时，所述第一平面反光镜(2)的长度与所述第二平面反光镜(3)的长度相等，轴向方向双向对称较电池板组件(1)轴向的长度加长的数值，取决于保证当地夏至日的日出后及日落前的太阳光均能全部反射到电池板组件(1)上，不留死角；
所述电池板组件(1)南北半球低纬度地区南北方向排列时，第一平面反光镜(2)的长度与第二平面反光镜(3)的长度相等，轴向方向双向不对称较所述电池板组件(1)轴向的长度加长的数值，取决于保证当地全年每天的太阳光均能全部反射到所述电池板组件(1)上，不留死角。
2.根据权利要求1所述的一种增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统，其特征在于，所述若干个法兰滚轮(7)连接在所述聚光电池板组件支架(4)和三角落地支架(8)之间，通过自动或人工调节，可以任意调节所述电池板组件(1)与太阳光入射角的角度。
3.根据权利要求1或2所述的一种增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统，其特征在于，所述电池板组件(1)南北半球高纬度地区东西方向排列时，通过自动或人工调节，使所述电池板组件(1)始终保持每天正午正对着太阳。
4.根据权利要求1或2所述的一种增长型双平面镜反射光伏智能聚光系统，其特征在于，所述电池板组件(1)南北半球低纬度地区南北方向排列时，通过自动或人工调节，使所述电池板组件(1)每天均要全程跟踪着东起西落的太阳。
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