CN108880459A - 一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统以及双面光伏组件背面利用方法 - Google Patents

一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统以及双面光伏组件背面利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统以及双面光伏组件背面利用方法，所述双面光伏组件系统包括双面光伏组件，在所述双面光伏组件下方两侧分别设置有呈平面结构的反射镜，所述反射镜用于将太阳光反射至双面光伏组件的背面，所述双面光伏组件与双轴太阳跟踪器连接，所述双面光伏组件的外侧边缘与反射镜的内侧边缘在同一竖直面上。本发明通过在双面光伏组件背面增加反射镜，同时对反射镜的尺寸及其相对于双面光伏组件的安装位置进行确定，从而使照射在反射镜上的太阳光线能够全部被反射至双面光伏组件的背面区域内，大大增加了双面光伏组件背面接收的光通量，进而实现了充分利用双面光伏组件的背面以增加双面光伏组件发电量的目的。

Description

一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统以及双面光伏 组件背面利用方法
技术领域
本发明属于太阳能利用技术领域，特别涉及一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统以及双面光伏组件背面利用方法。
背景技术
针对市场上出现的双面双玻光伏组件，该类光伏组件除正面与传统单面光伏组件一样常发电外，其背面同时能接收反射和散射光并发电，目前依然按照传统单面光伏组件使用方法，即正面接收直射光，背面接收反射和散射光，这种传统方法导致双面光伏组件的背面利用率极低，根据安装环境的不同，增加发电量仅10％左右，可见现有双面光伏组件的使用并未充分利用其背面区域的发电能力，造成双面光伏组件的发电量未得到有效的提高。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能有效提高双面光伏组件背面的利用率，进而大幅提高其发电量的基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统以及双面光伏组件背面利用方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统，包括双面光伏组件，在所述双面光伏组件下方两侧分别设置有呈平面结构的反射镜，所述反射镜用于将太阳光反射至双面光伏组件的背面，其特征在于：所述双面光伏组件与双轴太阳跟踪器连接，所述双面光伏组件的外侧边缘与反射镜的内侧边缘在同一竖直面上，所述反射镜相对于双面光伏组件的具体安装位置为：
h2＝tgδ·b，
h1＝tgα·b，
H＝h1+h2，
其中，δ为反射镜镜面安装角度，即反射镜与水平面的夹角；α为双面光伏组件与反射镜内侧边缘反射光线的夹角；B1为反射镜镜面宽度；b为反射镜镜面在水平面上的投影宽度；h1为反射镜上端部与双面光伏组件之间的垂直高度；h2为反射镜上端部与反射镜下端部之间的垂直高度；H为反射镜镜面安装高度，即反射镜下端部与双面光伏组件之间的垂直高度。
一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统中双面光伏组件背面利用方法，其特征在于：所述双面光伏组件与双轴太阳跟踪器连接，在所述双面光伏组件下方两侧分别设置有呈平面结构的反射镜，所述反射镜将其镜面反射的太阳光线全部照射在双面光伏组件的背面区域内，假设双面光伏组件正面接收的光通量为φ，则双面光伏组件背面接收的光通量为(0＜b＜B)，其中B为双面光伏组件的宽度，b为反射镜镜面在水平面上的投影宽度；利用双面光伏组件背面增加组件接收光线的光通量的具体方法是：
首先根据设定的拟增加量和双面光伏组件的宽度B，确定反射镜镜面在水平面上的投影宽度b，并计算出反射镜的安装位置、安装角度及反射镜宽度，具体计算过程如下：
由∠β＝∠α，其中，α为双面光伏组件与反射镜内侧边缘反射光线的夹角；β为双面光伏组件与反射镜外侧边缘反射光线的夹角；
得到其中，h1为反射镜上端部与双面光伏组件之间的垂直高度；h2为反射镜上端部与反射镜下端部之间的垂直高度；B为双面光伏组件的宽度；b为反射镜镜面在水平面上的投影宽度；
又∠a＝∠b＝∠c；∠δ＝90°-∠b＝∠e＝∠d，其中，a为垂直入射光线与反射镜正面的锐角夹角；b为反射镜背面与竖直面的夹角；c为反射镜镜面与反射光线的夹角；d为反射镜垂直面与反射光线的夹角；e为反射镜垂直面与竖直面的夹角；δ为反射镜镜面安装角度，即反射镜与水平面的夹角；
得到
又
得到化简得：
又设且0＜sinα＜1；
方程①可化为：
(其中)；
(其中)；
故：反射镜的镜面安装角度
反射镜的镜面宽度
其中，h2＝tgδ·b，h1＝tgα·b；
反射镜的镜面安装高度H＝h1+h2；
即采用上述反射镜相对于双面光伏组件的安装位置，能充分利用双面光伏组件的背面，增加双面光伏组件接收光线的光通量并增加双面光伏组件的发电量。
本发明通过在双面光伏组件背面增加反射镜，同时对反射镜的尺寸及其相对于双面光伏组件的安装位置进行确定，从而使照射在反射镜上的太阳光线能够全部被反射至双面光伏组件的背面区域内，大大增加了双面光伏组件背面接收的光通量，进而实现了充分利用双面光伏组件的背面以增加双面光伏组件发电量的目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中用于确定反射镜安装位置的示意图。
图中标记：1为双面光伏组件，2为反射镜。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和2所示，一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统，包括双面光伏组件1，本系统采用双轴太阳跟踪器，即双面光伏组件1与双轴太阳跟踪器连接，并在所述双面光伏组件1下方两侧分别设置有呈平面结构的反射镜2，所述反射镜2用于将太阳光反射至双面光伏组件1的背面，所述双面光伏组件1的外侧边缘与反射镜2的内侧边缘在同一竖直面上，所述反射镜2相对于双面光伏组件1的具体安装位置为：
h2＝tgδ·b，
h1＝tgα·b，
H＝h1+h2，
其中，δ为反射镜镜面安装角度，即反射镜与水平面的夹角；α为双面光伏组件与反射镜内侧边缘反射光线的夹角；B1为反射镜镜面宽度；b为反射镜镜面在水平面上的投影宽度；h1为反射镜上端部与双面光伏组件之间的垂直高度；h2为反射镜上端部与反射镜下端部之间的垂直高度；H为反射镜镜面安装高度，即反射镜下端部与双面光伏组件之间的垂直高度。
如图2所示，一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统中双面光伏组件背面利用方法，所述双面光伏组件与双轴太阳跟踪器连接，在所述双面光伏组件下方两侧分别设置有呈平面结构的反射镜，所述反射镜将其镜面反射的太阳光线全部照射在双面光伏组件的背面区域内，假设双面光伏组件正面接收的光通量为φ，而不增加反射镜时组件背面能接收的光通量为：0.1φ，那么采用本方法后理想状态下双面光伏组件背面接收的光通量为(0＜b＜B)，其中B为双面光伏组件的宽度，b为反射镜镜面在水平面上的投影宽度；利用双面光伏组件背面增加组件接收光线的光通量的具体方法是：
首先根据设定的拟增加量和双面光伏组件的宽度B，确定反射镜镜面在水平面上的投影宽度b，并计算出反射镜的安装位置、安装角度及反射镜宽度，具体计算过程如下：
由∠β＝∠α，其中，α为双面光伏组件与反射镜内侧边缘反射光线的夹角；β为双面光伏组件与反射镜外侧边缘反射光线的夹角。
得到其中，h1为反射镜上端部与双面光伏组件之间的垂直高度；h2为反射镜上端部与反射镜下端部之间的垂直高度；B为双面光伏组件的宽度；b为反射镜镜面在水平面上的投影宽度。
又∠a＝∠b＝∠c；∠δ＝90°-∠b＝∠e＝∠d，其中，a为垂直入射光线与反射镜正面的锐角夹角；b为反射镜背面与竖直面的夹角；c为反射镜镜面与反射光线的夹角；d为反射镜垂直面与反射光线的夹角；e为反射镜垂直面与竖直面的夹角；δ为反射镜镜面安装角度，即反射镜与水平面的夹角。
得到
又
得到化简得：
又设且0＜sinα＜1；
方程①可化为：
(其中)；
(其中)；
故：反射镜的镜面安装角度
反射镜的镜面宽度
其中，h2＝tgδ·b，h1＝tgα·b。
反射镜的镜面安装高度H＝h1+h2。
即采用上述反射镜相对于双面光伏组件的安装位置，能充分利用双面光伏组件的背面，增加双面光伏组件接收光线的光通量并增加双面光伏组件的发电量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统，包括双面光伏组件(1)，在所述双面光伏组件(1)下方两侧分别设置有呈平面结构的反射镜(2)，所述反射镜(2)用于将太阳光反射至双面光伏组件(1)的背面，其特征在于：所述双面光伏组件(1)与双轴太阳跟踪器连接，所述双面光伏组件(1)的外侧边缘与反射镜(2)的内侧边缘在同一竖直面上，所述反射镜(2)相对于双面光伏组件(1)的具体安装位置为：
h2＝tgδ·b，
h1＝tgα·b，
H＝h1+h2，
其中，δ为反射镜镜面安装角度，即反射镜与水平面的夹角；α为双面光伏组件与反射镜内侧边缘反射光线的夹角；B1为反射镜镜面宽度；b为反射镜镜面在水平面上的投影宽度；h1为反射镜上端部与双面光伏组件之间的垂直高度；h2为反射镜上端部与反射镜下端部之间的垂直高度；H为反射镜镜面安装高度，即反射镜下端部与双面光伏组件之间的垂直高度。
2.一种基于双轴太阳跟踪器的双面光伏组件系统中双面光伏组件背面利用方法，其特征在于：所述双面光伏组件与双轴太阳跟踪器连接，在所述双面光伏组件下方两侧分别设置有呈平面结构的反射镜，所述反射镜将其镜面反射的太阳光线全部照射在双面光伏组件的背面区域内，假设双面光伏组件正面接收的光通量为φ，则双面光伏组件背面接收的光通量为(0＜b＜B)，其中B为双面光伏组件的宽度，b为反射镜镜面在水平面上的投影宽度；利用双面光伏组件背面增加组件接收光线的光通量的具体方法是：
首先根据设定的拟增加量和双面光伏组件的宽度B，确定反射镜镜面在水平面上的投影宽度b，并计算出反射镜的安装位置、安装角度及反射镜宽度，具体计算过程如下：
由∠β＝∠α，其中，α为双面光伏组件与反射镜内侧边缘反射光线的夹角；β为双面光伏组件与反射镜外侧边缘反射光线的夹角；
得到其中，h1为反射镜上端部与双面光伏组件之间的垂直高度；h2为反射镜上端部与反射镜下端部之间的垂直高度；B为双面光伏组件的宽度；b为反射镜镜面在水平面上的投影宽度；
又∠a＝∠b＝∠c；∠δ＝90°-∠b＝∠e＝∠d，其中，a为垂直入射光线与反射镜正面的锐角夹角；b为反射镜背面与竖直面的夹角；c为反射镜镜面与反射光线的夹角；d为反射镜垂直面与反射光线的夹角；e为反射镜垂直面与竖直面的夹角；δ为反射镜镜面安装角度，即反射镜与水平面的夹角；
得到
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反射镜的镜面宽度
其中，h2＝tgδ·b，h1＝tgα·b；
反射镜的镜面安装高度H＝h1+h2；
即采用上述反射镜相对于双面光伏组件的安装位置，能充分利用双面光伏组件的背面，增加双面光伏组件接收光线的光通量并增加双面光伏组件的发电量。
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