CN108322182A - 一种聚光型太阳能接收组件及太阳能电池装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能设备领域，公开了一种聚光型太阳能接收组件及太阳能电池装置。聚光型太阳能接收组件包括至少两个沿第一预设方向延伸的接收结构，两个接收结构在第二预设方向上排列设置，第二预设方向垂直于第一预设方向。每个接收结构包括两列沿第一预设方向延伸的反光结构以及位于两个反光结构之间的接收器。接收器的两侧设置有光电转换装置，以接收两侧反光结构所反射的太阳光并将其转化为电能。这样的结构设计非常紧凑，有利于在一个箱体内设置多个接收结构，减少空间占用，并且散热均匀。并且该聚光型太阳能接收组件结构简单、易于装配、性能稳定且成本较低。本公开的太阳能电池装置，其包括蓄电池以及上述的聚光型太阳能接收组件。

Description

一种聚光型太阳能接收组件及太阳能电池装置

技术领域

本发明涉及太阳能设备领域，具体而言，涉及一种聚光型太阳能接收组件及太阳能电池装置。

背景技术

太阳能光伏发电技术将太阳能直接转换为电能，是最有应用前景的太阳能利用方式之一。前苏联于冷战期间亦大力研究三五族化合物半导体多结电池的效率提升与开发聚光型太阳光电系统地面应用的研究，主要由前苏联国家研究院Ioffe Institute主导开发，该计划主持人Dr.Alferov后来于2000年还荣获诺贝尔物理奖。可见聚光型太阳能光电技术的发展拥有很长的历史。

目前市场上太阳能模组分为：硅晶太阳能模组和高倍聚光太阳能模组。在太阳能聚光模组技术领域的聚光技术上大多采用以菲涅尔聚光设计为主的聚光太阳能模组技术，利用菲涅尔透镜将太阳进行聚焦，由于该透镜采用PMMA(亚克力)材料其透光效率低导致太阳光效利用率低，该透镜聚焦的焦点是等于或是大于该透镜的尺寸，使得箱体用料多。在散热方面因配合该透镜光路原理导致需要在聚光模组箱体底部外置一个铝型材散热器使得箱体笨重。因此目前聚光模组的光效利用率低、散热不易、生产不易、成本过高和系统笨重等，技术解决难度很大。

目前已有一类太阳能模组，模组箱体的一侧壁的上半部分设置接收器。双曲面反射镜固定在模组箱体的内部，散热片组设置在接收器的背面。还有一类线聚焦太阳能光电转换装置，其包括密闭的壳体、位于壳体的前、后侧壁之间的槽式半抛物面反射镜、柱面透镜以及太阳能光电转换器。但现有的这些装置光效利用率低，空间占用大，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚光型太阳能接收组件，其具备较高的光效利用率、结构紧凑、成本较低的特点。

本发明的另一目的在于提供一种太阳能电池装置，其具备较高的光效利用率、结构紧凑、成本较低的特点。

本发明的实施例是这样实现的：

一种聚光型太阳能接收组件，其包括至少两个沿第一预设方向延伸的接收结构，至少两个接收结构在第二预设方向上排列设置，第二预设方向垂直于第一预设方向，每个接收结构包括：

两列沿第一预设方向延伸的反光结构，两列反光结构在第二预设方向上间隔设置；以及

位于两个反光结构之间的接收器，接收器沿第一预设方向延伸，接收器在第二预设方向的两侧设置有光电转换装置，以接收两侧反光结构所反射的太阳光并将其转化为电能。

在本发明的一种实施例中：

反光结构包括多个沿第一预设方向排列的反光镜，属于同一反光结构的多个反光镜在第一预设方向上依次连接；反光镜具有凹面，凹面用于将太阳光反射至接收器的光电转换装置。

在本发明的一种实施例中：

反光镜为自由曲面反射镜。

在本发明的一种实施例中：

反光镜在第一预设方向与第二预设方向所形成的平面上的投影为矩形。

在本发明的一种实施例中：

投影的边长为200～1000mm。

在本发明的一种实施例中：

接收器包括沿第一预设方向延伸的支架，支架在第二预设方向的两侧具有安装面，两侧的安装面分别朝向接收器两侧的反光镜，多个光电转换装置设置于安装面上并分别位于各反光镜的焦点上。

在本发明的一种实施例中：

支架为金属材料制成，支架设置有散热片。

在本发明的一种实施例中：

聚光型太阳能接收组件还包括箱体，箱体包括底板和设置于底板两侧边缘的侧板，底板平行于第一预设方向和第二预设方向所形成的平面，反光结构和接收器均设置于箱体内并与底板固定连接。

在本发明的一种实施例中：

反光结构远离接收器的一侧设置有支撑结构，支撑结构与底板连接。

本发明实施例提供的一种太阳能电池装置，其包括：

蓄电池；

以及上述的聚光型太阳能接收组件；

其中，聚光型太阳能接收组件的光电转换装置与蓄电池电连接。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例的聚光型太阳能接收组件包括至少两个沿第一预设方向延伸的接收结构，两个接收结构在第二预设方向上排列设置，第二预设方向垂直于第一预设方向。每个接收结构包括两列沿第一预设方向延伸的反光结构以及位于两个反光结构之间的接收器。两列反光结构在第二预设方向上间隔设置，接收器沿第一预设方向延伸，接收器在第二预设方向的两侧设置有光电转换装置，以接收两侧反光结构所反射的太阳光并将其转化为电能。接收结构两侧的反光结构将照射至其上的太阳光反射到中间的接收器两侧的光电转换装置上，光电转换装置将光能进一步转化成电能，便于存储到蓄电池内。这样的结构设计非常紧凑，有利于在一个箱体内设置多个接收结构，减少空间占用，并且将收集到的能量更均匀地分布在支架上，更利于散热。并且该聚光型太阳能接收组件结构简单、易于装配、性能稳定且成本较低。

本发明实施例提供的一种太阳能电池装置，其包括蓄电池以及上述的聚光型太阳能接收组件，聚光型太阳能接收组件的光电转换装置与蓄电池电连接。以将由光能转化而成的电能储存起来，以供后续使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中聚光型太阳能接收组件的第一视角示意图；

图2为本发明实施例中聚光型太阳能接收组件的第二视角示意图；

图3为本发明实施例中聚光型太阳能接收组件的剖视图；

图4为本发明实施例中光电转换装置的分布示意图。

图标：100-聚光型太阳能接收组件；110-接收结构；120-反光结构；122-反光镜；130-接收器；132-支架；134-倒三角结构；136-安装面；138-光电转换装置；139-散热片；140-箱体；141-底板；142-侧板；143-端板；145-中间支撑部；146-侧支撑部；147-顶板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

实施例

图1为本发明实施例中聚光型太阳能接收组件100的第一视角示意图；图2为本发明实施例中聚光型太阳能接收组件100的第二视角示意图；图3为本发明实施例中聚光型太阳能接收组件100的剖视图。请参照图1至图3，本提供一种聚光型太阳能接收组件100，其包括至少两个沿第一预设方向(图中a方向)延伸的接收结构110，至少两个接收结构110在第二预设方向(图中b方向)上排列设置，第二预设方向垂直于第一预设方向，每个接收结构110包括：

两列沿第一预设方向延伸的反光结构120，两列反光结构120在第二预设方向上间隔设置；以及

位于两个反光结构120之间的接收器130，接收器130沿第一预设方向延伸，接收器130在第二预设方向的两侧设置有光电转换装置138，以接收两侧反光结构120所反射的太阳光并将其转化为电能。

在本实施例中，聚光型太阳能接收组件100还包括箱体140，箱体140包括底板141、设置于底板141两侧边缘的侧板142以及在第一预设方向上两端的端板143，底板141平行于第一预设方向和第二预设方向所形成的平面，反光结构120和接收器130均设置于箱体140内并与底板141固定连接。在本实施例中，底板141和端板143的外侧均设置有加强筋。

箱体140限定出了聚光型太阳能接收组件100的整体尺寸。邻接侧板142的反光结构120与侧板142固定相连，以使整个结构更加稳定。太阳光从上方投射到箱体140内时，能够几乎全部被接收结构110所接受，并通过两列反光结构120反射至两列反光结构120之间的接收器130上。接收器130在第二预设方向的两侧分别有朝向两侧的反光结构120的光电转换装置138，光能被光电转换装置138转化为电能并能够将电能存储至存储装置里，比如蓄电池；或者光电转换装置138并入电网而通过电网输送电能。

为了防止异物、灰尘及雨水等杂质落入箱体140影响使用。箱体140还可以包括一个透明的顶板147，顶板147封盖于箱体140上方的开口，其可以是玻璃、亚克力等材料制成。

在本实施例中，箱体140中设置有沿第二预设方向排列的两个接收结构110，并且两个接收结构110之间紧密连接。在本发明的其他实施例中，接收结构110的个数可以更多，比如三个及三个以上。

具体在本实施例中，反光结构120包括多个沿第一预设方向排列的多个反光镜122，属于同一反光结构120的多个反光镜122在第一预设方向上依次连续排列并且相连，使得整体结构紧凑，投入的光更多地被反光镜122所反射。反光镜122具有凹面，凹面用于将太阳光反射、聚拢至接收器130的光电转换装置138。在本实施例中，每个反光结构120均包括了相连的六个反光镜122，因此箱体140内便具有24个反光镜122，光能利用率高。

具体在本实施例中，反光镜122为自由曲面反射镜。在本发明的其他一些实施例中，反光镜122的形状可以是半抛物面反光镜，也可以是双曲面反光镜，只要能够将太阳光聚拢、反射至光电转换装置138即可。反光镜122可以采用塑料、金属或者玻璃的薄板，在薄板上镀覆或者粘贴高反射率的太阳能反射膜。

在本实施例中，反光镜122在第一预设方向与第二预设方向所形成的平面(即底板147所在平面)上的投影为矩形，以便于各个反光镜122紧密拼接，能够更有效地利用空间，提高空间利用率。

在本实施例中，各个反光镜122的大小基本一致，其在底板141上的投影的边长为200～1000mm。此尺寸可以根据具体需要进行调整。

图4为本发明实施例中光电转换装置138的分布示意图。请参照图3和图4，在本发明的实施例中，接收器130包括沿第一预设方向延伸的支架132，支架132在第二预设方向的两侧具有安装面136，两侧的安装面136分别朝向接收器130两侧的反光镜122，多个光电转换装置138设置于安装面136上并分别位于各反光镜122的焦点上。在本实施例中，支架132沿第一预设方向延伸并与整个接收结构110等长。其截面在光电转换装置138的安装位置处为一个倒三角结构134，而倒三角结构134朝下的两个斜面即是安装面136，安装面136分别朝向两侧的反光镜122。在本实施例中，每一个反光镜122都对应一个光电转换装置138，光电转换装置138的尺寸优选为3mm*30mm，其长度方向与第一预设方向一致。

在本发明的实施例中，支架132是由金属材料制成，优选为铝合金，以便于传热。具体在本实施例中，支架132其通过金属板弯折而构成，因此支架132的内部具有空隙，该空隙在支架132与底板141的连接处具有开口，因此进一步利于热量散发，防止接收器130的温度过高所带来的设备安全隐患。进一步的，支架132与底板141的连接处设置有散热片139。另外，此处设置散热片139还因为反光镜122与底板141在此处接触，可以通过散热片139疏散反光镜122上的热量。在其他实施例中，支架132也可以通过挤压成型。

为了提高整个反光结构120的稳定性，反光结构120远离接收器130的一侧设置有支撑结构，支撑结构与底板141连接。具体的，两个接收结构110相邻处的反光镜122下方设置有向上凸起的中间支撑部145，中间支撑部145也沿第一预设方向延伸并同时支撑相邻的两列反光结构120。中间支撑部145为板状的倒U型结构，可选的，中间支撑部145可以与底板141一体成型以增强结构的稳定性，也可以通过紧固件紧固连接。

支撑结构还包括设置于侧板142和底板141连接处的侧支撑部146，侧支撑部146用于支撑靠近侧板142的反光结构120以提高其稳定性。

本实施例还提供的一种太阳能电池装置(图未示)，其包括蓄电池(图未示)以及本实施例提供的聚光型太阳能接收组件100。其中，聚光型太阳能接收组件100的光电转换装置138与蓄电池电连接。

本实施例的聚光型太阳能接收组件100及太阳能电池装置的工作原理是：

聚光型太阳能接收组件100的箱体140内并排设置有两个接收结构110，每个接收结构110中均包括了两列反光结构120以及位于反光结构120中间的接收器130。太阳光从箱体140上方投射下来，会被具有自由曲面的反射镜反射、聚拢至中间接收器130的光电转换装置138上，并被转化为电能存储在蓄电池内。整个结构紧凑、稳定，投入到箱体140内的太阳光能够极大地被反射并转化为电能，光效利用率高。

综上所述，本发明实施例的聚光型太阳能接收组件包括至少两个沿第一预设方向延伸的接收结构，两个接收结构在第二预设方向上排列设置，第二预设方向垂直于第一预设方向。每个接收结构包括两列沿第一预设方向延伸的反光结构以及位于两个反光结构之间的接收器。两列反光结构在第二预设方向上间隔设置，接收器沿第一预设方向延伸，接收器在第二预设方向的两侧设置有光电转换装置，以接收两侧反光结构所反射的太阳光并将其转化为电能。接收结构两侧的反光结构将照射至其上的太阳光反射到中间的接收器两侧的光电转换装置上，光电转换装置将光能进一步转化成电能，便于存储到蓄电池内。这样的结构设计非常紧凑，有利于在一个箱体内设置多个接收结构，减少空间占用，并且将收集到的能量更均匀地分布在支架上更利于散热。并且该聚光型太阳能接收组件结构简单、易于装配、性能稳定且成本较低。

本发明实施例提供的一种太阳能电池装置，其包括蓄电池以及上述的聚光型太阳能接收组件，聚光型太阳能接收组件的光电转换装置与蓄电池电连接。以将由光能转化而成的电能储存起来，以供后续使用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚光型太阳能接收组件，其特征在于，其包括至少两个沿第一预设方向延伸的接收结构，至少两个所述接收结构在第二预设方向上排列设置，所述第二预设方向垂直于所述第一预设方向，每个所述接收结构包括：

两列沿所述第一预设方向延伸的反光结构，两列所述反光结构在所述第二预设方向上间隔设置；以及

位于两个所述反光结构之间的接收器，所述接收器沿所述第一预设方向延伸，所述接收器在所述第二预设方向的两侧设置有光电转换装置，以接收两侧所述反光结构所反射的太阳光并将其转化为电能。

2.根据权利要求1所述的聚光型太阳能接收组件，其特征在于：

所述反光结构包括多个沿所述第一预设方向排列的反光镜，属于同一所述反光结构的多个所述反光镜在所述第一预设方向上依次连接；所述反光镜具有凹面，所述凹面用于将太阳光反射至所述接收器的光电转换装置。

3.根据权利要求2所述的聚光型太阳能接收组件，其特征在于：

所述反光镜为自由曲面反射镜。

4.根据权利要求2所述的聚光型太阳能接收组件，其特征在于：

所述反光镜在所述第一预设方向与所述第二预设方向所形成的平面上的投影为矩形。

5.根据权利要求4所述的聚光型太阳能接收组件，其特征在于：

所述投影的边长为200～1000mm。

6.根据权利要求2所述的聚光型太阳能接收组件，其特征在于：

所述接收器包括沿所述第一预设方向延伸的支架，所述支架在所述第二预设方向的两侧具有安装面，两侧的所述安装面分别朝向所述接收器两侧的所述反光镜，多个所述光电转换装置设置于所述安装面上并分别位于各所述反光镜的焦点上。

7.根据权利要求6所述的聚光型太阳能接收组件，其特征在于：

所述支架为金属材料制成，所述支架设置有散热片。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的聚光型太阳能接收组件，其特征在于：

所述聚光型太阳能接收组件还包括箱体，所述箱体包括底板和设置于所述底板两侧边缘的侧板，所述底板平行于所述第一预设方向和所述第二预设方向所形成的平面，所述反光结构和所述接收器均设置于所述箱体内并与所述底板固定连接。

9.根据权利要求8所述的聚光型太阳能接收组件，其特征在于：

所述反光结构远离所述接收器的一侧设置有支撑结构，所述支撑结构与所述底板连接。

10.一种太阳能电池装置，其特征在于，其包括：

蓄电池；

以及如权利要求1-9中任一项所述的聚光型太阳能接收组件；

其中，所述聚光型太阳能接收组件的所述光电转换装置与蓄电池电连接。