CN108306610A - 一种太阳能光伏发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能光伏发电装置，包括光伏电池、储变电装置和连接架，所述光伏电池，所述光伏电池分为透光光伏板和固定板，所述透光光伏板设置在固定板上方，透光光伏板沿水平面起伏，所述透光光伏板与固定板沿水平面对称设置，所述透光光伏板与固定板相互配合形成空腔，所有空腔左右两端分别与一个连接架连接，所述储变电装置设置在固定板朝向空腔的凹面内。目前市面上常采用的光伏电池，其通常采用的是水平板，这样制作工艺简单，成本相对较低，但是吸收太阳光的效果和效率都不太好，其吸收太阳光最好的时候为正午时，太阳光直射发电板，其电荷的运动最强。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电装置，具体涉及一种太阳能光伏发电装置。
背景技术
随着能源问题的日益突出，在新能源的开发中，太阳能光伏发电倍受瞩目，但由于过高的成本使其在整个能源结构中所占比例较低。为了进一步降低光伏发电成本，采用聚光技术，以减少太阳能电池芯片的消耗，即通过采用廉价的聚光系统将太阳光会聚到面积很小的高性能太阳能电池上，从而大幅度地降低系统的成本及昂贵的太阳能电池材料用量。
聚光光伏技术是通过使用光学材料如透镜或反射镜，将较大面积的太阳光聚集到安装有光伏电池的聚光区域的一种太阳能发电技术。其中，反射区域或透射区域与聚光区域的面积之比为聚光强度。当前高倍聚光光伏系统的聚光强度可达300-1000倍。
由于聚光光伏系统的光伏电池只能将太阳总辐射能量的一部分转换成电能(当前高效率的多节点光伏电池的转换效率大约在40％左右)，其余占大部分的光能会被转换成热能，如果不能将这部分热能有效置换出来，聚光区域内会出现超高温，会导致该区域内的元器件(光伏电池)的损坏。
在现有的聚光光伏产品中，聚光强度被设定为一个固定值，其中聚光强度的选择会按光伏组件能接受的最大光能强度DNI(Direct Normal Irradiation，即聚光倍数乘以太阳直射辐射能量)来设计。这种设计的弊端是，DNI最大值的持续时间较短，这是因为DNI的最大值往往出现在夏季的正午时分，此时聚光光伏系统始终会有一个点与太阳呈直角，而随着时间的推移，聚光光伏系统到太阳的直线距离变长，DNI的最大值也就无法保持。所以现有聚光光伏系统大部分时间都工作在光能强度不足的条件下，无法达到其设计的额定发电出力，工作效率低下，造成了资源的巨大浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前的平面太阳能电池板多数时间都是利用斜照的太阳能光照进行太阳能发电，这样发电效率不高，不能让阳光直射发电板，并且目前对太阳能的利用效率较低，不能充分利用太阳光，目的在于提供一种太阳能光伏发电装置，解决上述的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种太阳能光伏发电装置，包括光伏电池、储变电装置和连接架，所述光伏电池分为透光光伏板和固定板，所述透光光伏板设置在固定板上方，透光光伏板沿水平面起伏，所述透光光伏板与固定板沿水平面对称设置，所述透光光伏板与固定板相互配合形成空腔，所有空腔左右两端分别与一个连接架连接，所述储变电装置设置在固定板朝向空腔的凹面内。目前市面上常采用的光伏电池，其通常采用的是水平板，这样制作工艺简单，成本相对较低，但是吸收太阳光的效果和效率都不太好，其吸收太阳光最好的时候为正午，太阳光直射发电板时，其电荷的运动最强，而在太阳光斜射时，其光照强度会降低，导致发电板的发电效果降低。其次，目前采用的发电板通常采用深色，其透光性差，在发电板中的分子开始吸收太阳光时，电子传递量饱和后，多余的能量就会浪费，其发电效率也不高。本申请文件中，将光伏电池分成两部分，其中上部采用透光光伏板，下部采用固定板，透光光伏板采用的起伏设置，并与固定板匹配形成空腔，其中透光光伏板利用起伏形成的凸面，凸面能够在太阳光照时，保证实时有一个点与太阳光呈垂直面，能够让光照产生的效果最好，而固定板与透光光伏板相匹配，其在吸收太阳光的同时，还能够利用起伏形成的凹面装载储变电装置，将光伏电池产生的电能直接存储在装置内部，通过集成化的处理，避免传递过程中的电能损耗。而连接架能够将多个光伏装置进行连接，提高连接处的结构强度，并且方便拆装。
进一步地，所述空腔内还设置有反射板，所述放射板还能够采用光伏板，采用光伏板也能够对透光光伏板透过的光能进行二次利用，所述反射板与透光光伏板与固定板的连接处平行。通过设置反射板，能够将透光光伏板与固定板隔离开，将从透光光伏板透过的光能反射回透光光伏板上，进行二次光能利用，提高光能的利用效率。
进一步地，所述反射板下端面设置有线缆和支撑架，所述线缆将储变电装置中存储的电能导出，支撑架将反射板进行固定。通过设置线缆能够将储变电装置中的存储的电能发送导出，进行电能的传送，而设置的支撑架，能够保证反射板的结构强度，并且限制反射板的移动，避免反射板位移导致反射的光线出现问题，而影响二次光能的利用。
进一步地，所述储变电装置上设置有自检系统和警示灯，当储变电装置进行充电时，自检系统检测到电流通过，将警示灯亮起，当储变电装置未进行充电时，自检系统未检测到电流通过，警示灯关闭。通过设置自检系统，能够让维护人员及时发现储变电装置是否在正常工作，避免出现储变电装置未工作后，而导致的能量浪费。利用自检系统对电流进行检测，并利用自检系统获得的电能供向警示灯，就能够清楚的了解到储变电装置和光伏电池是否在正常工作，便于后期的维护修理。
进一步地，所述透光光伏板与固定板配合形成的空腔为球形空腔。进一步地，所述透光光伏板与固定板配合形成的空腔为橄榄球形空腔。所述透光光伏板与固定板配合形成的空腔与连接架配合成管道。进一步地，所述透光光伏板与固定板的弧度在2.5rad～3rad之间。空腔形成的球形或者橄榄球形，是其弧度所必然形成的，透光光伏板的弧度必须在2.5rad～3rad之间，小于这个弧度，凸面不明显，不能实时与太阳光垂直，其进行光能吸收的效果较差。而弧度大于3rad以后其与连接架的连接点会垂直，其结构强度会降低。而所述的固定板采用的是固定光伏板，利用两块光伏板能够有效的将太阳光透射下来，能够对光能进行二次利用。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种太阳能光伏发电装置，不管太阳光从哪个射到透光光伏板上，都能够保证光伏板与太阳光有一个直射角，太阳能利用率更高；
2、本发明一种太阳能光伏发电装置，通过线缆和支撑架，提高装置内部的稳定性和电能传输渠道，延长使用寿命；
3、本发明一种太阳能光伏发电装置，采用分装结构，更换方便，在维护时，只需更换单个光伏部件，节约成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构正视图。
图2为本发明反射板移位后结构示意图。
图3为本发明结构仰视图。
图4为本发明实施例一装置示意图。
图5为本发明反射板反射光线路径示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-光伏电池，11-透光光伏板，12-固定板，13-空腔，14-连接架，2-储变电装置，21-警示灯，3-反射板，4-线缆，5-支撑架。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例一
如图1～5所示，本发明一种太阳能光伏发电装置，包括光伏电池1、储变电装置2和连接架14，所述光伏电池1分为透光光伏板11和固定板12，所述透光光伏板11设置在固定板12上方，透光光伏板11沿水平面起伏，所述透光光伏板11与固定板12沿水平面对称设置，所述透光光伏板11与固定板12相互配合形成空腔13，所有空腔13左右两端与连接架14连接，所述储变电装置2设置在固定板12朝向空腔13的凹面内。本申请文件中，将光伏电池1分成两部分，其中上部采用透光光伏板11，下部采用固定板12，采用两块光伏板能够有效的将太阳光透射下来，进行二次利用。透光光伏板11采用的起伏设置，并与固定板12匹配形成空腔，其中透光光伏板11利用起伏形成的凸面，凸面能够在太阳光照时，保证实时有一个点与太阳光呈垂直面，能够让光照产生的效果最好，而固定板12与透光光伏板11相匹配，其在吸收太阳光的同时，还能够利用起伏形成的凹面装载储变电装置，将光伏电池1产生的电能直接存储在装置内部，通过集成化的处理，避免传递过程中的电能损耗。而连接架14能够将多个光伏装置进行连接，提高连接处的结构强度，并且方便拆装。通过连接架14将多个的光伏电池1连接起来，形成串联，将串联的多个光伏电池设置在铁路、高速公路和道路两侧，利用开阔的地形带来的充足日照时间，能够进行高效率的使用，特别注意在铁路和高速公路旁，因为车辆速度较快，容易产生横向风，一般设置的太阳能设备容易被吹倒，而本申请文件在成片设置时，因为外部设置的光伏电池1和连接架14的设置，让风流从串联之间的空隙内导出，减少装置的迎风面积，并且通过连接架14相互之间的套接，可以提高在风速过大时，整个装置的结构强度，避免其被风吹倒，通过连接架，能够让光伏电池1长时间正常的工作，能够有效的提高本装置设置环境的适用性。
所述空腔13内还设置有反射板3，所述反射板3与透光光伏板11与固定板12的连接处平行。通过设置反射板3，能够将透光光伏板11与固定板12隔离开，将从透光光伏板11透过的光能反射回透光光伏板11上，进行二次光能利用，提高光能的利用效率。在实际使用时，利用反射板3进行反射时，能够将太阳能板未利用区域进行充分的利用，并且能够将透光光伏板11和固定板12隔离，避免相互间造成影响。固定板12，能够在太阳斜面照射时，吸收部分太阳光，提高对太阳光的利用效率。
所述反射板3下端面设置有线缆4和支撑架5，所述线缆4将储变电装置2中存储的电能导出，支撑架5将反射板3进行固定。通过设置线缆能够将储变电装置中的存储的电能发送导出，进行电能的传送，而设置的支撑架，能够保证反射板的结构强度，并且限制反射板的移动，避免反射板位移导致反射的光线出现问题，而影响二次光能的利用。通过线缆4能够将多余的电能带出，避免储变电装置2过热而损坏，并且将电能带出能够提高装置的用电效率，避免造成浪费。而通过支撑架5将整个反射板3支撑柱，如果不进行支撑，反射板3在工作时偏转一定角度，会导致反射的太阳光不能进行直角反射，造成二次光能吸收的浪费。
所述储变电装置2上设置有自检系统和警示灯21，当储变电装置2进行充电时，自检系统检测到电流通过，将警示灯21亮起，当储变电装置2未进行充电时，自检系统未检测到电流通过，警示灯21关闭。当光伏装置成片设置时，为降低维护难度，提高维护效率，避免出现装置损坏而未进行工作的情况，设置的自检系统，当储变电装置2损坏时，电流不能流出，自检系统为一个检测电流的装置，当未检测到电流通过，警示灯关闭，而光伏电池1若有损坏，其设置的储变电装置2因长期未得到充能，也会发不出电流，而导致警示灯关闭。维护人员在巡视时，若发现警示灯关闭的光伏装置，则可以判定该装置出现问题，可以将该装置取出单独进行更换即可，这样能够减少维护成本，提高工作效率。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上进行优化，具体优化点在，所述透光光伏板11与固定板12配合形成的空腔13为球形空腔。所述透光光伏板11与固定板12配合形成的空腔13与连接架14配合成管道。所述透光光伏板11与固定板12配合形成的空腔13为橄榄球形空腔。所述透光光伏板11与固定板12的弧度在2.5rad～3rad之间。
空腔形成的球形或者橄榄球形，是其弧度所必然形成的，透光光伏板的弧度必须在2.5rad～3rad之间，小于这个弧度，凸面不明显，不能实时与太阳光垂直，其进行光能吸收的效果较差。而弧度大于3rad以后其与连接架的连接点会垂直，其结构强度会降低。所述球形空腔内底部可以装载更多的设备，可以提高光伏装置后期的改进。而椭圆形空腔，能够提高一定时间段内的光伏装置工作效率，其在午时前后的工作效率最高，适合一些特定区域的使用。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能光伏发电装置，其特征在于，包括光伏电池(1)、储变电装置(2)，所述光伏电池(1)分为透光光伏板(11)和固定板(12)，所述透光光伏板(11)设置在固定板(12)上方，透光光伏板(11)沿水平面起伏，所述透光光伏板(11)与固定板(12)沿水平面对称设置，所述透光光伏板(11)与固定板(12)相互配合形成空腔(13)，所述储变电装置(2)设置在固定板(12)朝向空腔(13)的凹面内。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏发电装置，其特征在于，所述空腔(13)内还设置有反射板(3)。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏发电装置，其特征在于，所述反射板(3)设置在透光光伏板(11)和固定板(12)之间，反射板(3)与透光光伏板(11)和固定板(12)的连接处平行。
4.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏发电装置，其特征在于，所述反射板(3)下端面设置有线缆(4)和支撑架(5)，所述线缆(4)将储变电装置(2)中存储的电能导出，支撑架(5)将反射板(3)进行固定。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏发电装置，其特征在于，所述储变电装置(2)上设置有自检系统和警示灯(21)，当储变电装置(2)进行充电时，自检系统检测到电流通过，将警示灯(21)亮起，当储变电装置(2)未进行充电时，自检系统未检测到电流通过，警示灯(21)关闭。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏发电装置，其特征在于，所述透光光伏板(11)与固定板(12)配合形成的空腔(13)为球形空腔或橄榄球形空腔。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏发电装置，其特征在于，所述固定板(12)采用固定光伏发电板，对透光光伏板(11)透过的光进行二次吸收。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏发电装置，其特征在于，所述透光光伏板(11)与固定板(12)配合形成的空腔(13)与连接架(14)配合成管道。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏发电装置，其特征在于，所述透光光伏板(11)与固定板(12)的弧度在2.5rad～3rad之间。
10.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏发电装置，其特征在于，所述光伏电池(1)左右两端分别与连接架(14)连接，所述光伏电池(1)形成的空腔(13)左右两端与分别与一个连接架(14)连接。
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