CN107851680B - 聚光型光伏单元、聚光型光伏模块、聚光型光伏面板以及聚光型光伏装置 - Google Patents

聚光型光伏单元、聚光型光伏模块、聚光型光伏面板以及聚光型光伏装置 Download PDF

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Abstract

当光学路径上的上下位置关系被定义为使得初级聚光部分位于在次级聚光部分的上方位置处时，所述次级聚光部分包括：设置在发电元件上方的次级透镜；透镜支撑部分，其被配置为支撑所述次级透镜；以及遮蔽板，该遮蔽板是平板形构件，该平板形构件防止太阳光穿过其中而允许所述次级透镜的上部部分从在所述平板形构件中形成的孔暴露，所述遮蔽板以安装到所述透镜支撑部分的状态而被固定，所述遮蔽板被配置为遮挡会聚在位于所述次级透镜外部的位置处的光。

Description

聚光型光伏单元、聚光型光伏模块、聚光型光伏面板以及聚光 型光伏装置
技术领域
本发明涉及聚光型光伏(CPV)单元、聚光型光伏模块、聚光型光伏面板以及聚光型光伏设备。本申请主张2015年8月3日提交的第2015-153199号日本专利申请的优先权，所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
背景技术
例如，充当用于聚光型光伏发电的光学基本单元的单元包括：作为凸透镜的初级透镜、作为球透镜的次级透镜以及发电元件(例如，见专利文献1(图8))。作为发电元件，使用具有高发电效率的太阳能电池。太阳光由初级透镜聚光以入射在次级透镜上，并且接着，由次级透镜进一步聚光以到达发电元件。
此类配置允许很多光能量被聚光到较小发电元件上，借此能够高效率地生成电力。大量此类聚光型光伏单元布置成矩阵形状以形成聚光型光伏模块，并且接着，大量模块布置成矩阵形状以形成聚光型光伏面板。聚光型光伏面板与连同用于致使面板在面向太阳时执行跟踪操作的驱动装置一起形成聚光型光伏设备。
设置次级透镜以便将光能量聚光到较小区域上，从而尽可能多地减少昂贵发电元件所必要的区域，并且此外，以便减小跟踪太阳的偏差并且减小发电元件相对于初级透镜的安装位置的误差的影响，从而增大聚光准确性。也就是说，在单独只有初级透镜的情况下，当光轴由于跟踪偏差或安装位置误差而移位时，一部分聚光光跑到发电元件的光接收表面外部。在这种情况下，降低了发电效率。因此，为了即使已经发生光轴的某个移位也将光引导到发电元件，设置作为球透镜或半球透镜的次级透镜(例如，见专利文献1(图5b)、专利文献2(图1)和专利文献3)。借助于支撑构件将次级透镜固定为与发电元件稍微间隔开。
引文列表
[专利文献]
专利文献1：第US2010/0236603A1号美国专利申请公开
专利文献2：第2014-63779号日本特开专利公开
专利文献3：第WO2015/064178A1号国际公开
发明内容
根据本公开的聚光型光伏单元是被配置为借助于次级聚光部分将由初级聚光部分所聚光的太阳光引导到发电元件的聚光型光伏单元，其中当光学路径上的上下位置关系被定义为使得所述初级聚光部分位于在所述次级聚光部分的上方位置处时，所述次级聚光部分包括：设置在发电元件上方的次级透镜；透镜支撑部分，其被配置为支撑所述次级透镜；以及遮蔽板，该遮蔽板是平板形构件，该平板形构件防止太阳光穿过其中而允许所述次级透镜的上部部分从在所述平板形构件中形成的孔暴露，所述遮蔽板以安装到所述透镜支撑部分的状态而被固定，所述遮蔽板被配置为遮挡会聚在位于所述次级透镜外部的位置处的光。
如果作为此类聚光型光伏单元的集合来获得聚光型光伏模块，并且接着，包括作为此类聚光型光伏模块的集合来获得的聚光型光伏面板以及用于跟踪太阳的驱动装置，则可获得聚光型光伏设备。
附图说明
[图1]图1是示出聚光型光伏设备的一个示例的透视图。
[图2]图2是示出包括驱动装置等的聚光型光伏系统的一个示例的图。
[图3]图3是示出聚光型光伏模块的一个示例的放大透视图(部分切除)。
[图4]图4是柔性印刷电路的放大透视图。
[图5]图5是示出作为用于形成模块的光学基本单元的聚光型光伏单元的示意图。
[图6A]图6A是示出次级聚光部分的第一实施例的平面图。
[图6B]图6B是沿图6A中的线B-B的横截面图。
[图7A]图7A是示出次级透镜造成的光的折射的图。
[图7B]图7B是示出次级透镜造成的光的折射的图。
[图8]图8是示出次级聚光部分的第二实施例的横截面图。
[图9A]图9A是示出根据第二实施例的透镜支撑部分的变型的横截面图。
[图9B]图9B是示出根据第二实施例的透镜支撑部分的变型的横截面图。
[图9C]图9C是示出根据第二实施例的透镜支撑部分的变型的横截面图。
[图9D]图9D是示出根据第二实施例的透镜支撑部分的变型的横截面图。
[图10]图10是示出次级聚光部分的第三实施例的横截面图。
[图11]图11是示出次级聚光部分的第四实施例的横截面图。
[图12]图12是示出次级聚光部分的第五实施例的横截面图。
[图13]图13是示出次级聚光部分的第六实施例的横截面图。
[图14]图14是示出次级聚光部分的第七实施例的横截面图。
[图15A]图15A是示出次级透镜的形状的变型的图。
[图15B]图15B是示出次级透镜的形状的变型的图。
[图15C]图15C是示出次级透镜的形状的变型的图。
[图16A]图16A是示出次级透镜的形状的变型的图。
[图16B]图16B是示出次级透镜的形状的变型的图。
[图16C]图16C是示出次级透镜的形状的变型的图。
具体实施方式
[技术问题]
为了进一步改善包括次级透镜、发电元件和透镜支撑部分的次级聚光部分，可以想象：例如，致使次级聚光部分具有容易生产并且增大光透射率的结构(例如，见专利文献3)；以及借助于简单且容易生产的结构来实现在光聚光位置移位的时候对发电元件的周边的保护。如果这些方面中的至少一者得到改善，则可获得完成度进一步增强的次级聚光部分。
因此，本公开的目的是在考虑生产过程的情况下进一步增强聚光型光伏单元中的次级聚光部分的结构的完成度。
[本公开的有利效果]
根据本公开，可进一步增强聚光型光伏单元中的次级聚光部分的结构的完整性。
[实施例的概述]
本发明的实施例的概述至少包括以下内容。
(1)这是一种聚光型光伏单元，其被配置为借助于次级聚光部分将由初级聚光部分所聚光的太阳光引导到发电元件，其中当光学路径上的上下位置关系被定义为使得所述初级聚光部分位于在所述次级聚光部分的上方位置处时，所述次级聚光部分包括：次级透镜，其被设置在发电元件上方；透镜支撑部分，其被配置为支撑所述次级透镜；以及遮蔽板，该遮蔽板是平板形构件，该平板构件防止太阳光穿过其中，而允许所述次级透镜的上部部分从形成在所述平板形构件中的孔暴露，所述遮蔽板以安装到所述透镜支撑部分的状态而被固定，所述遮蔽板被配置为遮挡会聚在位于所述次级透镜外部的位置处的光。
在上文所述的聚光型光伏单元中，所述遮蔽板是形成次级聚光部分的一个元件并且以安装到所述透镜支撑部分的状态而被固定。作为遮蔽板遮挡会聚在位于所述次级透镜外部的位置处的光的结果，可防止在遮蔽板下方的透镜支撑部分和其它部分发生燃烧。
(2)在根据(1)所述的聚光型光伏单元中，所述遮蔽板是在其中心中形成有孔的圆盘状构件。
在这种情况下，具有简单形状和轻重量的廉价构件(诸如垫圈)可用作遮蔽板。
(3)根据(1)或(2)所述的聚光型光伏单元可包括：由透光性树脂制成的覆盖部分，所述覆盖部分被配置为覆盖所述次级透镜的表面；以及由透光性树脂制成的密封部分，所述密封部分在所述透镜支撑部分中填满所述发电元件与所述次级透镜之间的间隙的空间。
在这种情况下，由于覆盖部分存在于次级透镜与空气之间，所以抑制了光的反射并且改善了发电效率。密封部分密封发电元件，从而保护发电元件以免允许水、灰尘等粘附到发电元件。
(4)根据(1)或(2)所述的聚光型光伏单元可具有如下配置，其中所述透镜支撑部分的上端面是被配置为将遮蔽板固定到其的平坦面，所述上端面被配置为在所述平坦面的内边缘处支撑所述次级透镜。
在这种情况下，透镜支撑部分不仅支撑所述次级透镜，而且用于固定遮蔽板。另外，透镜支撑部分的上端面的形状是简单的。
(5)根据(3)所述的聚光型光伏单元可具有如下配置，其中透镜支撑部分的上端面包括：位于内侧处的低阶部分，所述低阶部分被配置为在所述低阶部分的内边缘处支撑所述次级透镜，并且被配置为充当接纳覆盖部分的下端的树脂接纳部分；以及位于外侧处的高阶部分，所述高阶部分位于比所述低阶部分高的位置处并且被配置为将遮蔽板安装到所述高阶部分。
在这种情况下，可在所述高阶部分处支撑所述遮蔽板，并且可在所述低阶部分处支撑所述次级透镜。另外，当通过将液态树脂滴落到次级透镜上来形成覆盖部分时，所述低阶部分可充当用于所述液态树脂的接纳器，并且所述高阶部分能够可靠地防止所述液态树脂溢出到外部。
(6)在根据(5)所述的聚光型光伏单元中，遮蔽板中的孔的内部尺寸可被形成为大于将覆盖部分附接到其的次级透镜的外部尺寸。
在这种情况下，在生产过程中，可在已经形成覆盖部分之后安装遮蔽板，并且遮蔽板不干扰覆盖部分。
(7)在根据(5)所述的聚光型光伏单元中，遮蔽板中的孔的边缘部分可进入覆盖部分中。
在这种情况下，遮蔽板可由覆盖部分固定。
(8)在根据(1)至(7)中任一项所述的聚光型光伏单元中，透镜支撑部分可以是容纳发电元件的封装的一部分。
在这种情况下，可容易且准确地与所述封装一体地制成透镜支撑部分。另外，由共用封装支撑的发电元件和次级透镜可准确地维持其之间的光学位置关系。
(9)根据(1)或(2)所述的聚光型光伏单元可具有如下配置，其中由透光性树脂制成并且填满发电元件与次级透镜之间的间隙的空间的密封部分还充当透镜支撑部分。
在这种情况下，可通过例如树脂模制均匀地制作具有稳定质量的相应部分。
(10)在根据(1)至(9)中任一项所述的聚光型光伏单元中，遮蔽板可具有允许遮蔽板还遮蔽旁路二极管以免受会聚在位于次级透镜外部的位置处的光的大小，所述旁路二极管并联连接到发电元件并且设置在容纳发电元件的封装外部。
作为遮蔽板遮挡会聚在位于次级透镜外部的位置处的光的结果，可防止在遮蔽板下方的旁路二极管发生燃烧。
(11)可通过布置多个根据(1)所述的聚光型光伏单元来形成聚光型光伏模块。
(12)可通过布置多个根据(11)所述的聚光型光伏模块来形成聚光型光伏面板。
(13)聚光型光伏设备可包括：根据(12)所述的聚光型光伏面板；以及驱动装置，其被配置为驱动聚光型光伏面板，使得聚光型光伏面板在面向太阳的方向的同时跟踪太阳的移动。
[实施例的细节]
<<聚光型光伏设备/聚光型光伏面板>>
下文中参考附图描述本发明的实施例的细节。首先，描述聚光型光伏设备的配置。
图1是示出聚光型光伏设备的一个示例的透视图。在图中，聚光型光伏设备100包括：聚光型光伏面板1；以及基架3，其包括支柱3a和其基座3b，支柱3a在其背面侧处支撑聚光型光伏面板1。通过竖直和水平地集合大量聚光型光伏模块1M来形成聚光型光伏面板1。在这个示例中，除了中心部分之外，竖直和水平地组合62(在长度中7×在宽度中9-1)个聚光型光伏模块1M。当一个聚光型光伏模块1M具有例如大约100W的额定输出时，整个聚光型光伏面板1具有大约6kW的额定输出。应当注意，这些数值仅仅是示例。
在聚光型光伏面板1的背面侧处，设置驱动装置(未示出)，并且通过驱动装置的操作，可在方位轴和俯仰轴两者中驱动聚光型光伏面板1。因此，驱动聚光型光伏面板1以便总是在方位和俯仰两者中面向太阳的方向。在聚光型光伏面板1中的一位置(在这个示例中，中心部分)处或在面板1附近，设置跟踪传感器4和日温计5。执行跟踪太阳的操作，其依赖于跟踪传感器4和根据安装地点的时间、纬度和经度所计算出的太阳的位置。
也就是说，每当太阳已经移动预定角度时，驱动装置将聚光型光伏面板1驱动预定角度。太阳已经移动预定角度的事件可由跟踪传感器4确定，或可由纬度、经度和时间确定。因此，存在省略跟踪传感器4的情况。预定角度例如是常数值，但该值可根据太阳的高度和时间来改变。
图2是示出包括驱动装置等的聚光型光伏系统的一个示例的图。从跟踪操作控制的视点表述这个图。在图2中，如上所述，例如，聚光型光伏设备100在其背面侧处包括用于跟踪太阳的操作的驱动装置200。驱动装置200包括：用于在俯仰方向上驱动的步进电机201e；用于在方位方向上驱动的步进电机201a；以及用于驱动这些步进电机的驱动电路202。应当注意，这些步进电机仅仅是示例，并且可使用另一个动力源。
来自日温计5的输出信号被输入到驱动电路202和控制装置400。聚光型光伏面板1所生成的电力可由电能表300检测，并且将指示所检测到的电力的信号输入到控制装置400。驱动装置200存储聚光型光伏面板1的安装地点的纬度和经度，并且具有时钟的功能。基于来自跟踪传感器4的输出信号和根据纬度、经度和时间所计算出的太阳的位置，驱动装置200致使执行跟踪操作以使得聚光型光伏面板1总是面向太阳。然而，如上所述，存在不设置跟踪传感器4的情况。在此类情况下，仅基于根据纬度、经度和时间所计算出的太阳的位置来执行跟踪操作。
<<聚光型光伏模块的一个示例>>
图3是示出聚光型光伏模块(下文中还简称为模块)1M的一个示例的放大透视图(部分切除)。在图中，模块1M包括以下各项作为主要部件：外壳11，其以矩形容器形状形成并且具有底面11a；柔性印刷电路12，其被设置为与底面11a接触；以及初级聚光部分13，其像封盖一样附接到外壳11的凸缘部分11b。至少外壳11的底面11a由金属制成。例如，柔性印刷电路12的输出端在正极侧和负极侧处单独地连接到接线盒14、15，该接线盒14、15被设置为从底面11a突出到背面侧。应当注意，柔性印刷电路12的形状和布置仅仅是示例，并且可采用其他各种形状和布置。
初级聚光部分13是菲涅尔(Fresnel)透镜阵列，并且通过以矩阵形状布置多个(例如，在长度中14×在宽度中10，总共140个)充当聚光太阳光的透镜元件的菲涅耳透镜13f来形成。初级聚光部分13可通过例如在用作基底材料的玻璃板的背表面(内部)处形成有机硅树脂膜来获得。每个菲涅耳透镜形成在这个树脂膜处。
图4是柔性印刷电路12的放大透视图。虽然在图3中省略细节以简化方式示出，但图4所示的这个示例的柔性印刷电路12具有形成在柔性基板12f处的导电图案(未示出)，并且将发电元件(图4中未示出)安装到其。每个发电元件并入在对应封装17中。作为球透镜的次级透镜18被安装到封装17。包括发电元件的封装17和次级透镜18形成次级聚光部分16。在封装17的外部设置旁路二极管19。这个示例的柔性基板12f的宽度在安装次级聚光部分16的地方增大，并且在其他地方减小，从而减少基板材料的量。
<<聚光型光伏单元>>
图5是示出充当用于形成上文所述的模块1M的光学基本单元的聚光型光伏单元(下文中还简称为单元)1U的示意图。也就是说，在单元1U中，次级聚光部分16将由充当初级聚光部分的菲涅耳透镜13f(初级透镜)聚光的太阳光引导到并入在其中的发电元件20。
此处，相对于光学路径上的上下位置关系来说，假设初级聚光部分(菲涅耳透镜13f)位于在次级聚光部分16的上方位置处，使用指示方向性的措辞，诸如“上部(upper)”或“下部(lower)”。
<<次级聚光部分的配置>>
下文中描述次级聚光部分16的配置的实施例。
第一和第二实施例集中于致使次级聚光部分16具有容易生产并且增大光透射率的结构。第三至第七实施例集中于借助于简单且容易生产的结构来实现在光聚光位置移位的时候对发电元件的周边的保护。
然而，可根据需要将所述实施例的至少若干部分彼此组合。
(第一实施例)
图6A是示出次级聚光部分16的第一实施例的平面图，并且图6B是沿图6A中的线B-B的横截面图。在图6A和图6B中，发电元件20安装到由树脂制成的封装17。用于电连接并且嵌入在封装17的底部部分中的引线框21a、21b分别连接到发电元件20的两个电极。例如，作为形成封装17的树脂，聚酰胺或环氧树脂是合适的。
封装17包括与底部部分17b成一体的透镜支撑部分17a。该透镜支撑部分17a是框形座架，其围绕发电元件20并且在该处放置次级透镜18。应当注意，这个“框形座架”具有方管形状，但可具有圆柱形或各种多边形管形状中的任一者。透镜支撑部分17a的上端面是平面，并且充当树脂接纳部分17r。次级透镜18与上端面的内边缘17e接触。
由于透镜支撑部分17a是封装17的一部分，所以透镜支撑部分17a可容易且准确地与封装17一体地制成。另外，由共用封装17支撑的发电元件20和次级透镜18可准确地维持其之间的光学位置关系。
次级透镜18是球透镜并且由透镜支撑部分17a支撑，与发电元件20稍微分开(远离)。用透光性树脂在透镜支撑部分17a中填满发电元件20与次级透镜18之间的间隙的空间，从而形成密封部分22s。发电元件20用密封部分22s密封，从而被保护以免允许水、灰尘等粘附到发电元件20。例如，用于密封部分22s的树脂是硅树脂。树脂以液体状态来浇灌，凝固，并且变成密封部分22s。
透镜支撑部分17a上方的次级透镜18的表面由覆盖部分22c覆盖。类似于密封部分22s，覆盖部分22c由透光性树脂制成，并且树脂是例如硅树脂。将呈液体状态的硅树脂滴落到次级透镜18的顶部，借此可容易地形成覆盖部分22c。虽然图6B中以简化方式示出，但在次级透镜18的大致上半球的表面处，覆盖部分22c凝固成薄膜形状，并且覆盖部分22c的下端在树脂接纳部分17r上凝固成稍微累积状态。
在图6B中，前述“薄膜形状”出于绘图方便起见而被描绘为非常厚，但薄膜的厚度不大于例如0.2mm。例如，在空气的折射率为1.0时，次级透镜18和覆盖部分22c的折射率如下。这个数值范围允许针对太阳光中所含有的波长从紫外光(波长300nm)到红外光(波长2000nm)的光设置合适的折射率。
次级透镜：1.40至1.60
覆盖部分：1.35至1.55
覆盖部分22c的折射率大于空气的折射率。另外，作为覆盖部分22c，选择折射率小于次级透镜18的折射率的覆盖部分。由于这些部分之间的关系并且覆盖部分22c具有薄膜形状，可抑制待入射在次级透镜18上的光的反射。因此，可改善次级透镜18的光透射率，具体地说，改善2％至3％。因而，改善了发电效率。
同时，如图6B所示，树脂接纳部分17r从与次级透镜18接触的内边缘17e延伸至外侧而不与次级透镜18形成接触。因此，即使覆盖部分22c的下端稍微向外膨胀，仍可接纳膨胀部分。
也就是说，当在生产过程期间通过将液态树脂滴落到次级透镜上来形成覆盖部分时，树脂接纳部分17r可充当用于液态树脂的接纳器，并且因此，可抑制液态树脂溢出到透镜支撑部分17a外部。
图7A和图7B各自为示出次级透镜18所造成的光的折射的图。图7A示出太阳光中所含有的光中的具有短波长的光(例如，紫外光：波长300nm)的折射。图7B示出太阳光中所含有的光中的具有长波长的光(例如，红外光：波长2000nm)的折射。由于存在次级透镜18，所以即使入射光的光轴稍微移位，仍可将光引导到发电元件20。也就是说，通过与菲涅耳透镜13f分开地在发电元件20附近设置次级透镜18，可以致使光能量聚光到较小区域，并且减小次级聚光部分16的光轴相对于充当初级聚光部分的菲涅耳透镜13f的移位的影响。因此，可增大聚光准确性。
(第二实施例)
图8是示出次级聚光部分16的第二实施例的横截面图。与第一实施例(图6B)的差异是透镜支撑部分17a的上端面的形状。也就是说，透镜支撑部分17a的上端面从内边缘17e到中间点是平坦面，但从中间点到外边缘向上倾斜。利用这个形状，更有效地发挥作为用于在生产过程期间接纳覆盖部分22c的下端的“接纳器”的功能，并且能够可靠地防止液态树脂溢出到透镜支撑部分17a的外部。
其他部分的配置与在第一实施例中相同，并且因此，由与在第一实施例中相同的参考符号表示，并且省略其描述。
图9A、图9B、图9C和图9D各自为示出第二实施例的透镜支撑部分17a的变型的横截面图。图9A示出其中上端面倾斜以使得上端面的高度从内边缘17e向外侧以恒定梯度逐渐增大的示例。图9B示出其中上端面的高度从内边缘17e向外侧以圆弧形状逐渐增大的示例。图9C示出其中上端面从内边缘17e向中间点向上倾斜并且接着从中间点处的顶峰向外侧向下倾斜的示例。图9D示出其中上端面从内边缘17e到中间点为平坦面、从中间点垂直上升以形成顶峰并且接着从顶峰向外侧向下倾斜的示例。
图8以及图9A、图9B、图9C和图9D的四个示例仅仅是示例。简单地说，透镜支撑部分17a的上端面包括呈具有从其内边缘朝向其外侧增大的的高度的形状的部分就足够了。
在这种情况下，当通过将液态树脂滴落到次级透镜18上来形成覆盖部分22c时，透镜支撑部分17a的上端面可充当用于液态树脂的接纳器，并且能够可靠地防止液态树脂溢出到外部。
(第三实施例)
图10是示出次级聚光部分16的第三实施例的横截面图。与第一实施例(图6B)的差异是遮蔽板23的设置以及透镜支撑部分17a的上端面的形状。遮蔽板23是防止太阳光穿过其中的平板形构件，并且是在其中心中形成有孔23a的圆盘状构件，因此具有垫圈状形状。然而，遮蔽板23的轮廓可为圆形或四边形。作为遮蔽板23，具有耐热性的轻质构件是合适的，并且其材料是例如金属(例如，铝、铁、铜)。因此，具有简单形状和轻重量的廉价构件可用作遮蔽板23。代替金属，遮蔽板23可由陶瓷制成。
遮蔽板23以安装到透镜支撑部分17a的状态而被固定，其中次级透镜18的上部从孔23a暴露。遮蔽板23遮挡会聚在位于次级透镜18外部的位置处的光，并且防止位于遮蔽板23下方的包括透镜支撑部分17a的封装17和其他部分发生燃烧。
也就是说，在次级聚光部分16的此类配置中，遮蔽板23充当次级聚光部分的一个元件，并且以安装到透镜支撑部分17a的状态而被固定。例如，当已经由于跟踪偏差而发生会聚光的光轴的移位(离轴)时，遮蔽板23遮挡会聚在位于次级透镜18外部的位置处的光，借此可防止位于遮蔽板23下方的透镜支撑部分17a和其他部分发生燃烧。
透镜支撑部分17a的上端面具有两阶形状，其中其内侧低且其外侧高。位于内侧处的低阶部分是树脂接纳部分17r，接纳覆盖部分22c的下端，并且在内边缘17e处支撑次级透镜18。位于外侧处的高阶部分17h设置放置遮蔽板23的座架台。
利用这个形状，可在高阶部分17h处支撑遮蔽板23，并且可在位于低阶部分处的树脂接纳部分17r处支撑次级透镜18。另外，当通过将液态树脂滴落到次级透镜18上来形成覆盖部分22c时，位于低阶部分处的树脂接纳部分17r可充当用于所述液态树脂的接纳器，并且高阶部分17h可靠地防止液态树脂溢出到外部。应当注意，液态树脂通过次级透镜18与遮蔽板23中的孔23a的内周边之间的间隙滴落到树脂接纳部分17r中，并且凝固。结果，使遮蔽板23中的孔23a的边缘部分23b进入覆盖部分22c中。因此，遮蔽板23可由覆盖部分22c固定。
(第四实施例)
图11是示出次级聚光部分16的第四实施例的横截面图。与第三实施例(图10)的差异是遮蔽板23中的孔23a的内径大于设置有覆盖部分22c的次级透镜18的外径。在这种情况下，在形成覆盖部分22c之后，可安装遮蔽板23而不造成对覆盖部分22c的干扰。遮蔽板23可通过接合到高阶部分17h的顶面来固定。
(第五实施例)
图12是示出次级聚光部分16的第五实施例的横截面图。与第三和第四实施例(图10、图11)的差异是密封部分22s还用作透镜支撑部分。遮蔽板23也固定到还用作透镜支撑部分的密封部分22s。因此，在这个实施例中不存在作为封装17的一部分的透镜支撑部分。密封部分22s还连接到覆盖部分22c。遮蔽板23中的孔23a的内径大于设置有覆盖部分22c的次级透镜18的外径。
如图12所示的密封部分22s和覆盖部分22c可通过例如树脂模制来制成。
在这种情况下，可均匀地制作具有稳定质量的相应部分。
(第六实施例)
图13是示出次级聚光部分16的第六实施例的横截面图。与第三和第四实施例(图10、图11)的差异是省略覆盖部分并且透镜支撑部分17a的上端面是平坦面。透镜支撑部分17a在内边缘17e处支撑次级透镜18，并且还充当支撑遮蔽板23并且固定遮蔽板23的座架台。在这种情况下，透镜支撑部分17a的上端面的形状是简单的。
(第七实施例)
图14是示出次级聚光部分16的第七实施例的横截面图。与第六实施例(图13)的差异是进一步加大遮蔽板23。
遮蔽板23在这种情况下还遮蔽设置在柔性基板12f处并且在封装17附近的旁路二极管19以免受会聚在位于次级透镜18外部的位置处的光。换句话说，遮蔽板23具有允许还为旁路二极管19提供遮蔽的大小。因此，遮蔽板23还可防止旁路二极管19发生燃烧。
应注意，遮蔽板23也可以在第三至第六实施例中使用。
<<次级透镜的变型>>
在关于次级聚光部分16的以上实施例中，已经将次级透镜18描述为具有代表性的球透镜。然而，次级透镜18不限于球透镜，并且可具有各种其他形状中的任一个。
图15A、图15B、图15C、图16A、图16B和图16C各自为示出次级透镜18的形状的变型的图。
作为次级透镜的形状，可采用以下形状中的任一者，代替图15A中已经示出的球形。
图15B所示的椭球体类型：椭圆形的旋转体。
图15C所示的半球加上倒圆锥体类型：在上部处的半球加上作为下部的倒圆锥体。
图16A所示的均质器类型：作为顶面的平面(正方形)加上平头角锥体(平头四角锥体)。
图16B所示的水滴类型：作为上部的圆锥体和作为下部的半球。
图16C所示的平凸类型：作为顶面的圆形平面加上位于其下方的半球。
如上所述的各种形状中的每一个至少部分地具有球状表面、椭球表面、圆锥表面、倒平头角锥表面中的一个或多个。具有此类形状的次级透镜18用以向下引导所接收的光，即，引导到发电元件，同时致使光发生折射或全反射。
具有此类形状的次级透镜是有利的，因为即使当其光轴相对于初级聚光部分稍微移位时，也不会大大减少待引导到发电元件的光的量。可使得透镜支撑部分适合这些各种形状中的任一个。
<<模块/面板/设备>>
根据上文所述的次级聚光部分16，在第一和第二实施例中，可实现容易生产并且增大光透射率的结构。在第三至第七实施例中，可借助于简单且容易生产的结构实现在光聚光位置移位的时候对发电元件的周边的保护。在每个实施例中，增强次级聚光部分16的完成度，并且实现聚光型光伏单元1U的稳定性能。
类似地，可在聚光型光伏模块1M中、在聚光型光伏面板1中并且进一步在包括驱动装置200的聚光型光伏设备100中实现稳定性能，该驱动装置200被配置为驱动聚光型光伏面板1，使得聚光型光伏面板1在面向太阳的方向的同时跟踪太阳的移动。
<<补充说明>>
应当注意，本文所公开的实施例仅仅是示例性的并且在所有方面均不具限制性。本发明的范围由权利要求书的范围界定，并且预期包括等效于权利要求书的范围以及属于所述范围内的所有修改的含义。
然而，例如，除了权利要求书中所描述的发明之外，上文所述的本发明的实施例还包括在以下额外说明中呈现的发明。
(额外说明1)
一种聚光型光伏单元，其被配置为借助于次级聚光部分将由初级聚光部分所聚光的太阳光引导到发电元件，其中
当光学路径上的上下位置关系被定义为使得初级聚光部分位于在次级聚光部分的上方位置处时，
次级聚光部分包括：
次级透镜，其被设置在所述发电元件上方；
透镜支撑部分，所述透镜支撑部分是座架，所述座架包围所述发电元件并且被配置为将所述次级透镜安装到所述座架，所述透镜支撑部分被配置为以次级透镜具有间隙地布置在所述发电元件上方的状态来支撑次级透镜；
由透光性树脂制成的覆盖部分，所述覆盖部分被配置为覆盖所述次级透镜的表面；以及
由透光性树脂制成的密封部分，所述密封部分填满所述发电元件与所述次级透镜之间的所述间隙的空间，并且
所述透镜支撑部分的上端面包括：
与所述次级透镜接触的内边缘；以及
树脂接纳部分，其从所述内边缘延伸到外侧而不与所述次级透镜形成接触，所述树脂接纳部分接纳所述覆盖部分的下端。
应当注意，上端面可包括呈具有从其内边缘朝向其外侧增大的高度的形状的结构。
参考符号列表
1 聚光型光伏面板
1M 聚光型光伏模块
1U 聚光型光伏单元
3 基架
3a 支柱
3b 基座
4 跟踪传感器
5 日温计
11a 底面
11 外壳
11b 凸缘部分
12 柔性印刷电路
12f 柔性基板
13 初级聚光部分
13f 菲涅耳透镜
14、15 接线盒
16 次级聚光部分
17 封装
17a 透镜支撑部分
17b 底部部分
17e 内边缘
17h 高阶部分
17r 树脂接纳部分(低阶部分)
18 次级透镜
19 旁路二极管
20 发电元件
21a 引线框
21b 引线框
22c 覆盖部分
22s 密封部分
23 遮蔽板
23a 孔
23b 边缘部分
100 聚光型光伏设备
200 驱动装置
201e 步进电机
201a 步进电机
202 驱动电路
300 电能表
400 控制装置

Claims (12)

1.一种聚光型光伏单元，所述聚光型光伏单元被配置为借助于次级聚光部分将由初级聚光部分所聚光的太阳光引导到发电元件，其中
光学路径上的上下位置关系被定义为使得所述初级聚光部分位于在所述次级聚光部分的上方位置处，
所述次级聚光部分包括：
次级透镜，所述次级透镜被设置在所述发电元件上方；
透镜支撑部分，所述透镜支撑部分被配置为支撑所述次级透镜；以及
遮蔽板，所述遮蔽板是平板形构件，所述平板形构件防止太阳光穿过其中，所述次级透镜被插入到在所述平板形构件中形成的孔中使得所述次级透镜的上部从所述孔暴露，所述遮蔽板以安装到所述透镜支撑部分的状态而被固定，所述遮蔽板被配置为遮挡会聚在位于所述次级透镜外部的位置处的光，其中
所述透镜支撑部分是框形座架，所述框形座架围绕所述发电元件，并且所述次级透镜被放置在所述框形座架处，并且
所述遮蔽板是在其中心中形成有所述孔的圆盘状构件。
2.根据权利要求1所述的聚光型光伏单元，包括：
由透光性树脂制成的覆盖部分，所述覆盖部分被配置为覆盖所述次级透镜的表面；以及
由透光性树脂制成的密封部分，所述密封部分在所述透镜支撑部分中填满所述发电元件与所述次级透镜之间的间隙的空间。
3.根据权利要求1所述的聚光型光伏单元，其中
所述透镜支撑部分的上端面是被配置为将所述遮蔽板固定到其的平坦面，所述上端面被配置为在所述平坦面的内边缘处支撑所述次级透镜。
4.根据权利要求2所述的聚光型光伏单元，其中
所述透镜支撑部分的所述上端面包括：
位于内侧处的低阶部分，所述低阶部分被配置为在所述低阶部分的内边缘处支撑所述次级透镜，并且被配置为充当接纳所述覆盖部分的下端的树脂接纳部分；以及
位于外侧处的高阶部分，所述高阶部分位于比所述低阶部分高的位置处并且被配置为将所述遮蔽板安装到所述高阶部分。
5.根据权利要求4所述的聚光型光伏单元，其中
所述遮蔽板中的所述孔的内部尺寸被形成为大于将所述覆盖部分附接到其的所述次级透镜的外部尺寸。
6.根据权利要求4所述的聚光型光伏单元，其中
所述遮蔽板中的所述孔的边缘部分进入所述覆盖部分中。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的聚光型光伏单元，其中
所述透镜支撑部分是容纳所述发电元件的封装的一部分。
8.根据权利要求2所述的聚光型光伏单元，其中
由透光性树脂制成并且填满所述发电元件与所述次级透镜之间的间隙的空间的所述密封部分还充当所述透镜支撑部分。
9.根据权利要求1至6和8中的任一项所述的聚光型光伏单元，其中
所述遮蔽板的大小允许所述遮蔽板还遮蔽旁路二极管，以免受会聚在位于所述次级透镜外部的位置处的光，所述旁路二极管并联连接到所述发电元件并且设置在容纳所述发电元件的封装外部。
10.一种通过布置多个根据权利要求1所述的聚光型光伏单元来形成的聚光型光伏模块。
11.一种通过布置多个根据权利要求10所述的聚光型光伏模块来形成的聚光型光伏面板。
12.一种聚光型光伏设备，所述聚光型光伏设备包括：
根据权利要求11所述的聚光型光伏面板；以及
驱动装置，所述驱动装置被配置为驱动所述聚光型光伏面板，使得所述聚光型光伏面板在面向太阳的方向的同时跟踪太阳的移动。
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