CN106230374B - 基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置 - Google Patents
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Abstract
基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置，属于光电学技术领域，由集光板(13)、散光板(2)、太阳能电池板(30)和固定框(14)组成，其特征在于：所述的散光板(2)玻璃质，包括散光道(1)和散光板体(3)两部分，其中散光道(1)是在散光板(2)上发散光线而刻出的凹槽和设置的反光银层(6)，凹槽周围和反光银层(6)下方即为散光板体(3)；所述的集光板(13)玻璃质，上表面有5‑15个集光半球(11)，半球下腔(12)上半部分的内壁镀有一层银，形成镜面，下半部分透明组成。基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置制作简单，可操作性强，成本低廉，效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置，属于光电学技术领域。
背景技术
目前，利用太阳能板只能在白天阳光充足的时候进行，而在早晨和傍晚则由于光线照射不到太阳能板上，不能进行光吸收。太阳能电池板一般都是用于野外，整齐地排列在一起，形成一片片，将荒废的原野充分利用起来；或者用于屋顶、路灯顶部。所有这些太阳能电池板均是在太阳光直射的时候才能发挥高效吸光，其概率密度较低，不同时间尺度光伏出力差异较大，白天或者说正午，光伏出力较大，而太阳斜向照射时，光伏出力则非常小，晚上，太阳落山后光伏出力趋于零。如何克服公知太阳能电池板只能白天光线强烈时利用太阳能造成的天阳能电池板对太阳能的利用效率较低，提高天阳能电池板对太阳能的利用效率成为急需解决的难题？自然界中，很多动物夜间活动，我们称其为夜行性动物，这些动物一般都可以夜间视物，其原因就是其眼睛结构有一定的聚光能力，能够把微弱的光线聚集在一起，从而达到视物的目的。以此为基础，我们的发明就是一种仿生夜行性动物眼睛结构增强长时间尺度光伏出力的装置，该装置首先利用集光半球和反光银层以及散光板等结构的拟合，将不同概率密度的不同方向照射过来的光线聚集传输到下来，使得早晨和傍晚甚至夜间星光的斜向照射的光线也可以被聚集利用，从而达到克服公知太阳能电池板只能白天光线强时才能有效转换太阳能而其他时间尺度下不能有效利用光能的目的，从而大大提高太阳能电池板的利用效率，增强不同时间尺度光伏出力。
发明内容
为了克服的难题，本发明提供了基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置，该种基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置利用集光半球和反光银层以及散光板等结构的拟合，将不同概率密度的不同方向照射过来的光线聚集传输到下来，使得早晨和傍晚甚至夜间星光的斜向照射的光线也可以被聚集利用，从而达到克服公知太阳能电池板只能白天光线强时才能有效转换太阳能而其他时间尺度下不能有效利用光能的目的，从而大大提高太阳能电池板的利用效率，增强不同时间尺度光伏出力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置，由集光板13、散光板2、太阳能电池板30和固定框14组成，其特征在于：所述的散光板2为玻璃质，厚度为1-10毫米，长度为30-100厘米，宽度为20-80厘米，包括散光道1和散光板体3两部分，其中散光道1是在散光板2上发散光线而刻出的凹槽和设置的反光银层6，凹槽周围和反光银层6下方即为散光板体3，与集光板13相邻的表面为散光板顶面7，与太阳能电池板30相邻的表面为散光板底面8。所述的集光板13为玻璃质，厚度为1-10毫米，长度为30-100厘米，宽度为20-80厘米，上表面有5-15个集光半球11，每个集光半球11的直径为2-20毫米，实心，为玻璃质，集光半球11下方为圆柱形的半球下腔12；半球下腔12空心，呈圆柱形，开口朝向散光板2，直径为1.9-19毫米，上半部分的内壁镀有一层银，形成镜面，下半部分透明。
所述的散光道1是集光半球11将光线聚集后通过半球下腔12到达散光板2从而将聚集的光线发散照射到太阳能电池板30的光线分散用通道，位于散光板2上，散光道1的设置密度为每平方米有5-50个，相邻两个散光道1之间相距1-5厘米，每个散光道1由散光凹槽4、散光凹槽壁5、反光银层6、散光糙槽9、直射散光槽10组成。散光凹槽4呈半球形或半椭球形，开口于散光板顶面7，开口为圆形，直径为1-9毫米，散光凹槽4的深度不超过散光板(2)的厚度，散光凹槽壁5是围成散光凹槽4的壁，呈半球形或半椭球形，直径为0.5-9毫米；反光银层6是散光板顶面7镀银后形成的镜面，反光的一面朝向散光板底面8方向；直射散光槽10呈半球形，直径为0.5-1.5毫米，深度为0.5-1.5毫米，其球心与散光凹槽4的球心在一条直线上；散光糙槽9是以直射散光槽10球心为圆心的5-15个圆形凹槽，同心圆的圆形直径为2-20毫米，相邻两个散光糙槽9之间相距1-2毫米，每个散光糙槽9的圆形凹槽的横截面为等腰直角三角形，开口于散光板底面8，散光糙槽9的圆形凹槽的横截面呈现的等腰直角三角形的顶角为直角，等腰直角三角形的腰长0.1-1毫米。
所述的固定框14是将集光板13、散光板2和太阳能电池板30按照从上到下的顺序依次固定在一起的部件，为铝合金质、不锈钢质或塑料质，所围空间的高度为4.5-50毫米，长度为30-100厘米，宽度为20-80厘米，内壁向内突出的薄片结构为档，厚度为0.5-5毫米，宽度为1-5厘米，长度为20-100厘米，是固定集光板13、散光板2和太阳能电池板30用的部件，从上到下依次为集光板档15、散光板档17、太阳能电池板档19和基底档29，相邻两个档之间为卡槽，与档相对应，卡槽从上到下依次为集光板卡槽16、散光板卡槽18和太阳能电池板卡槽20。固定框14共四个边框，两个长边框和一个宽边框固定，不能活动，另一个宽边框能够活动，为活动边框。该活动边框由活动框壁缝21、活动框壁合页22、活动框壁23、固定销24、固定转板合页25、固定转板26、固定鼻27、固定鼻孔28组成。活动框壁缝21是活动边框和长边框之间的框壁缝，缝的外缘通过3个活动框壁合页22将活动边框和长边框连接在一起。固定转板26呈长方体形，厚度为1-10毫米，为铝合金质、不锈钢质或塑料质，一个边靠固定转板合页25与活动框壁23连接在一起，其余三个边游离，在与固定鼻27相对应的位置有一个长方形的固定鼻孔28。固定鼻孔28长度为1-5厘米，宽度为0.5-1厘米。固定鼻27厚度为0.45-0.9厘米，基部为长方形，长度为1-5厘米，宽度为0.5-1厘米；端部为半圆形，直径为1-5厘米，端部的中央有一个直径为0.5-3厘米的圆孔，供固定销24穿过。固定销24为铝合金质或不锈钢质，横截面为圆形，直径为0.45-2.9厘米，固定销24一端弯成圆圈，圆圈的直径为1厘米。
本发明的有益效果为，基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置利用集光半球和反光银层以及散光板等结构的拟合，将不同概率密度的不同方向照射过来的光线聚集传输到下来，使得早晨和傍晚甚至夜间星光的斜向照射的光线也可以被聚集利用，从而达到克服公知太阳能电池板只能白天光线强时才能有效转换太阳能而其他时间尺度下不能有效利用光能的目的，从而大大提高太阳能电池板的利用效率，增强不同时间尺度光伏出力。基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置所用装置制作简单，可操作性强，成本低廉，效果明显。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为本发明基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置的整体结构示意图
图2为本发明基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置的集光板整体结构示意图。
图3为本发明基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置的散光板整体结构示意图。
图4为本发明基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置的散光道纵剖面结构示意图。
图5为本发明基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置的固定框整体结构示意图。
图中1.散光道，2.散光板，3.散光板体，4.散光凹槽，5.散光凹槽壁，6.反光银层，7.散光板顶面，8.散光板底面，9.散光糙槽，10.直射散光槽，11.集光半球，12.半球下腔，13.集光板，14.固定框，15.集光板档，16.集光板卡槽，17.散光板档，18.散光板卡槽，19.太阳能电池板档，20.太阳能电池板卡槽，21.活动框壁缝，22.活动框壁合页，23.活动框壁，24.固定销，25.固定转板合页，26.固定转板，27.固定鼻，28.固定鼻孔，29.基底档，30.太阳能电池板。
具体实施方式
实施例一：
如图所示，本发明基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置由散光道1、散光板2、散光板体3、散光凹槽4、散光凹槽壁5、反光银层6、散光板顶面7、散光板底面8、散光糙槽9、直射散光槽10、集光半球11、半球下腔12、集光板13、固定框14、集光板档15、集光板卡槽16、散光板档17、散光板卡槽18、太阳能电池板档19、太阳能电池板卡槽20、活动框壁缝21、活动框壁合页22、活动框壁23、固定销24、固定转板合页25、固定转板26、固定鼻27、固定鼻孔28、基底档29、太阳能电池板30组成。散光板2为玻璃质，厚度为1-10毫米，长度为30-100厘米，宽度为20-80厘米，是集光半球11将光线聚集后通过半球下腔12到达散光板2从而将聚集的光线发散照射到太阳能电池板30的光线分散用一层玻璃板，包括散光道1和散光板体3两部分，其中散光道1是在散光板2上发散光线而刻出的凹槽和设置的反光银层6，凹槽周围和反光银层6下方即为散光板体3，与集光板13相邻的表面为散光板顶面7，与太阳能电池板30相邻的表面为散光板底面8。散光道1是集光半球11将光线聚集后通过半球下腔12到达散光板2从而将聚集的光线发散照射到太阳能电池板30的光线分散用通道，位于散光板2上，散光道1的设置密度为每平方米有5-50个，相邻两个散光道1之间相距1-5厘米，每个散光道1由散光凹槽4、散光凹槽壁5、反光银层6、散光糙槽9、直射散光槽10组成。散光凹槽4呈半球形或半椭球形，开口于散光板顶面7，开口为圆形，直径为1-9毫米，散光凹槽4深度不超过散光板2的厚度，是接收从集光半球11聚集通过半球下腔12照射过来的光线的凹槽。散光凹槽壁5是围成散光凹槽4的壁，呈半球形或半椭球形，直径为0.5-9毫米，能够透射光线并将光线初步发散的结构。反光银层6是散光板顶面7镀银后形成的镜面，反光的一面朝向散光板底面8方向，以免光线被分散后再被反射出去，从而达到尽可能多地聚集光线的目的。直射散光槽10呈半球形，直径为0.5-1.5毫米，深度为0.5-1.5毫米，其球心与散光凹槽4的球心在一条直线上，能够接收从集光半球11聚集通过半球下腔12和散光凹槽4照射过来的部分光线，并对光线进行反射和折射，达到进一步分散光线的目的。散光糙槽9是以直射散光槽10球心为圆心的5-15个圆形凹槽，同心圆的圆形直径为2-20毫米，相邻两个散光糙槽9之间相距1-2毫米，每个散光糙槽9的圆形凹槽的横截面为等腰直角三角形，开口于散光板底面8，散光糙槽9的圆形凹槽的横截面呈现的等腰直角三角形的顶角为直角，等腰直角三角形的腰长为0.1-1毫米，光线在散光凹槽4、散光凹槽壁5、反光银层6、散光糙槽9和直射散光槽10协同作用下被分散后照射到太阳能电池板30，从而更加有效地将光能转化为电能。集光板13是收集太阳光并将光线聚焦传送到散光板2上的散光道1内的部件，为玻璃质，厚度为1-10毫米，长度为30-100厘米，宽度为20-80厘米，上表面有5-15个集光半球11，每个集光半球11的直径为2-20毫米，实心，为玻璃质，集光半球11下方为圆柱形的半球下腔12；半球下腔12空心，呈圆柱形，开口朝向散光板2，直径为1.9-19毫米，上半部分的内壁镀有一层银，形成镜面，以便通过反射将集光半球11收集到的光线更好地导入半球下腔12；下半部分透明，以便接收照射到集光半球11之间的光线；太阳光照射到集光半球11后，就会由于聚焦和折射进入半球下腔12。太阳能电池板30结构和功能同公知的天阳能电池板，厚度为1-10毫米，长度为30-100厘米，宽度为20-80厘米，是将光能转化为电能的部件。固定框14是将集光板13、散光板2和太阳能电池板30按照从上到下的顺序依次固定在一起的部件，为铝合金质、不锈钢质或塑料质，所围空间的高度为4.5-50毫米，长度为30-100厘米，宽度为20-80厘米，内壁向内突出的薄片结构为档，厚度为0.5-5毫米，宽度为1-5厘米，长度为20-100厘米，是固定集光板13、散光板2和太阳能电池板30用的部件，从上到下依次为集光板档15、散光板档17、太阳能电池板档19和基底档29，相邻两个档之间为卡槽，与档相对应，卡槽从上到下依次为集光板卡槽16、散光板卡槽18和太阳能电池板卡槽20。固定框14共四个边框，两个长边框和一个宽边框固定，不能活动，另一个宽边框能够活动，为活动边框。该活动边框由活动框壁缝21、活动框壁合页22、活动框壁23、固定销24、固定转板合页25、固定转板26、固定鼻27、固定鼻孔28组成。活动框壁缝21是活动边框和长边框之间的框壁缝，缝的外缘通过3个活动框壁合页22将活动边框和长边框连接在一起。活动框壁合页22结构和功能同公知的合页，在安装集光板13、散光板2和太阳能电池板30时，能够将活动边框打开，并连接长边框，安装完成后还可以将活动边框固定在长边框一端。活动框壁23是活动框壁合页22和固定转板合页25之间的部分，结构和功能同其他三个边框的壁，为铝合金质、不锈钢质或塑料质。固定转板合页25结构和功能同公知的合页，在安装集光板13、散光板2和太阳能电池板30时，能够将固定转板26和活动边框打开，并连接固定转板26和活动框壁23，安装完成后还可以将活动边框固定在另一个长边框一端。固定转板26呈长方体形，厚度为1-10毫米，为铝合金质、不锈钢质或塑料质，一个边靠固定转板合页25与活动框壁23连接在一起，其余三个边游离，在与固定鼻27相对应的位置有一个长方形的固定鼻孔28。固定鼻孔28长度为1-5厘米，宽度为0.5-1厘米，用于固定鼻27从此孔穿过。固定鼻27厚度为0.45-0.9厘米，基部为长方形，长度为1-5厘米，宽度为0.5-1厘米；端部为半圆形，直径为1-5厘米，端部的中央有一个直径为0.5-3厘米的圆孔，供固定销2 4穿过。固定销24为铝合金质或不锈钢质，横截面为圆形，直径为0.45-2.9厘米，一端弯成圆圈，圆圈的直径为1厘米的，以便固定销24从固定鼻27端部的圆孔中插入或拔出。当集光板13、散光板2和太阳能电池板30安装好后，将固定转板26和活动框壁23推合到固定框14的长边框一端，使固定鼻27穿过固定鼻孔28，露出固定鼻27上的圆孔，插入固定销24，即可将整个装置组装成一个整体。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书其等效物界定。
Claims (3)
1.基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置，由集光板(13)、散光板(2)、太阳能电池板(30)和固定框(14)组成，其特征在于：所述的散光板(2)为玻璃质，厚度为1-10毫米，长度为30-100厘米，宽度为20-80厘米，包括散光道(1)和散光板体(3)两部分，其中散光道(1)是在散光板(2)上发散光线而刻出的凹槽和设置的反光银层(6)，凹槽周围和反光银层(6)下方即为散光板体(3)，与集光板(13)相邻的表面为散光板顶面(7)，与太阳能电池板(30)相邻的表面为散光板底面(8)；所述的集光板(13)为玻璃质，厚度为1-10毫米，长度为30-100厘米，宽度为20-80厘米，上表面有5-15个集光半球(11)，每个集光半球(11)的直径为2-20毫米，实心，为玻璃质，集光半球(11)下方为圆柱形的半球下腔(12)；半球下腔(12)空心，呈圆柱形，开口朝向散光板(2)，直径为1.9-19毫米，上半部分的内壁镀有一层银，形成镜面，下半部分透明。
2.根据权利要求1所述的基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置，其特征在于：所述的散光道(1)是集光半球(11)将光线聚集后通过半球下腔(12)到达散光板(2)从而将聚集的光线发散照射到太阳能电池板(30)的光线分散用通道，位于散光板(2)上，散光道(1)的设置密度为每平方米有5-50个，相邻两个散光道(1)之间相距1-5厘米，每个散光道(1)由散光凹槽(4)、散光凹槽壁(5)、反光银层(6)、散光糙槽(9)、直射散光槽(10)组成；散光凹槽(4)呈半球形或半椭球形，开口于散光板顶面(7)，开口为圆形，直径为1-9毫米，散光凹槽(4)的深度不超过散光板(2)的厚度，散光凹槽壁(5)是围成散光凹槽(4)的壁，呈半球形或半椭球形，直径为0.5-9毫米；反光银层(6)是散光板顶面(7)镀银后形成的镜面，反光的一面朝向散光板底面(8)方向；直射散光槽(10)呈半球形，直径为0.5-1.5毫米，深度为0.5-1.5毫米，其球心与散光凹槽(4)的球心在一条直线上；散光糙槽(9)是以直射散光槽(10)球心为圆心的5-15个圆形凹槽，同心圆的圆形直径为2-20毫米，相邻两个散光糙槽(9)之间相距1-2毫米，每个散光糙槽(9)的圆形凹槽的横截面为等腰直角三角形，开口于散光板底面(8)，散光糙槽(9)的圆形凹槽的横截面呈现的等腰直角三角形的顶角为直角，等腰直角三角形的腰长为0.1-1毫米。
3.根据权利要求1所述的基于概率密度拟合增强不同时间尺度光伏出力的装置，其特征在于：所述的固定框(14)是将集光板(13)、散光板(2)和太阳能电池板(30)按照从上到下的顺序依次固定在一起的部件，固定框(14)为铝合金质、不锈钢质或塑料质，所围空间的高度为4.5-50毫米，长度为30-100厘米，宽度为20-80厘米，内壁向内突出的薄片结构为档，厚度为0.5-5毫米，宽度为1-5厘米，长度为20-100厘米，是固定集光板(13)、散光板(2)和太阳能电池板(30)用的部件，从上到下依次为集光板档(15)、散光板档(17)、太阳能电池板档(19)和基底档(29)，相邻两个档之间为卡槽，与档相对应，卡槽从上到下依次为集光板卡槽(16)、散光板卡槽(18)和太阳能电池板卡槽(20)；固定框(14)共四个边框，两个长边框和一个宽边框固定，不能活动，另一个宽边框能够活动，为活动边框；该活动边框由活动框壁缝(21)、活动框壁合页(22)、活动框壁(23)、固定销(24)、固定转板合页(25)、固定转板(26)、固定鼻(27)、固定鼻孔(28)组成；活动框壁缝(21)是活动边框和长边框之间的框壁缝，缝的外缘通过3个活动框壁合页(22)将活动边框和长边框连接在一起；固定转板(26)呈长方体形，厚度为1-10毫米，为铝合金质、不锈钢质或塑料质，一个边靠固定转板合页(25)与活动框壁(23)连接在一起，其余三个边游离，在与固定鼻(27)相对应的位置有一个长方形的固定鼻孔(28)；固定鼻孔(28)长度为1-5厘米，宽度为0.5-1厘米；固定鼻(27)厚度为0.45-0.9厘米，基部为长方形，长度为1-5厘米，宽度为0.5-1厘米；端部为半圆形，直径为1-5厘米，端部的中央有一个直径为0.5-3厘米的圆孔，供固定销(24)穿过；固定销(24)为铝合金质或不锈钢质，横截面为圆形，直径为0.45-2.9厘米，固定销(24)一端弯成圆圈，圆圈的直径为1厘米。
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