CN111245337B

CN111245337B - 一种楼顶聚光型光伏发电装置

Info

Publication number: CN111245337B
Application number: CN202010144733.8A
Authority: CN
Inventors: 梁奇镇; 莫诚柱
Original assignee: Jiangsu New Space Industry Incubation Co ltd
Current assignee: Jiangsu Gongbo Environmental Protection Energy Research Institute Co ltd
Priority date: 2020-03-04
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2021-09-21
Anticipated expiration: 2040-03-04
Also published as: CN111245337A

Abstract

本发明提供一种楼顶聚光型光伏发电装置，包括用于支撑光伏发电装置的倾斜屋顶、用于进行光伏发电的光伏发电组件和用于进行聚光将光导向光伏发电组件的聚光机构，光伏发电组件设置在屋顶的两侧，聚光机构设置在屋顶的最高处，屋顶两侧的光伏发电组件以聚光机构的中心线为对称线呈对称分布，涉及光伏发电领域。该楼顶聚光型光伏发电装置根据现有的屋顶光伏发电存在问题进行研究分析，设计出可以多方面聚光的光伏发电装置，并且可以适应因为聚光而产生温差的问题，从而有效的解决了一般的光伏发电装置在倾斜屋顶上使用时，采光容易受到时间限制，一天中很长时间内采光较差，光伏发电效率低，常用的调节装置存在一定的安全问题的问题。

Description

一种楼顶聚光型光伏发电装置

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种楼顶聚光型光伏发电装置。

背景技术

光伏发电技术已经非常的普及，可以设置在很多具有良好采光的位置上，在房屋屋顶设置光伏发电装置不易受到高建筑物的遮挡，发电效率较高，但是对于一些特殊的屋顶，例如三角形状的斜坡的隔热层，倾斜的屋顶常常会出现采光受时间限制的问题，例如在上午的时候，一侧的光伏发电装置采光好，发电效率高，而另一侧由于光线不能照射到，发电效率非常低，而到了下午的时候可能就会翻转过来，而对于同一个光伏发电组件而言，始终存在采光不良的问题，目前对与这一问题，采用的是旋转调节发电装置，这种方式虽然可以起到一定的效果，但是光伏发电装置普遍较大，旋转和调节过程需要使用的设备较大，占地大，能耗高，且经常移动的光伏板在移动的时存在不稳定因素，此时若是遇到大风等外部情况，极有可能造成装置损坏，一般的光伏发电装置在倾斜屋顶上使用时，采光容易受到时间限制，一天中很长时间内采光较差，光伏发电效率低，常用的调节装置存在一定的安全问题，所以需要一种楼顶聚光型光伏发电装置。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种楼顶聚光型光伏发电装置，解决了一般的光伏发电装置在倾斜屋顶上使用时，采光容易受到时间限制，一天中很长时间内采光较差，光伏发电效率低，常用的调节装置存在一定的安全问题的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种楼顶聚光型光伏发电装置，包括用于支撑光伏发电装置的倾斜屋顶、用于进行光伏发电的光伏发电组件和用于进行聚光将光导向光伏发电组件的聚光机构，所述光伏发电组件设置在屋顶的两侧，所述聚光机构设置在屋顶的最高处，所述屋顶两侧的光伏发电组件以聚光机构的中心线为对称线呈对称分布。

优选的，所述光伏发电组件包括用于蓄积电能的蓄电装置、光伏背板、EVA胶膜、光伏发电板芯和低铁钢化玻璃，所述光伏背板的表面和光伏发电板芯之间通过EVA胶膜固定连接，所述光伏发电板芯的表面通过EVA胶膜与低铁钢化玻璃的表面固定连接。

优选的，所述光伏背板的表面固定连接有若干个中空钢化玻璃管，所述光伏发电板芯的表面设置有若干个于中空钢化玻璃管一一对应的绝缘圆孔，所述绝缘圆孔的内壁设置有绝缘胶，所述中空钢化玻璃的一端贯穿绝缘圆孔，所述低铁钢化玻璃的表面设置有若干个与中空钢化玻璃管一一对应的对接孔，所述中空钢化玻璃管的表面与对接孔的表面固定连接，所述中空钢化玻璃管的内壁固定连接有若干个微型凹面镜，若干个所述微型凹面镜中一个微型凹面镜呈水平状位于中空钢化玻璃管的内部最上方，其余所述微型凹面镜在最上方的微型凹面镜的正下方呈圆周分布，所述中空钢化玻璃管的内壁固定连接有一个近似椭圆形状的多棱面反光镜，所述多棱面反光镜上下两端粗中间细。

优选的，所述蓄电装置固定安装在屋顶上，所述光伏发电组件的输出端电连接有输电线，所述输电线的输出端与蓄电装置的输入端电连接，所述光伏背板、光伏发电板芯和低铁钢化玻璃的四周设置有铝合金边框。

优选的，所述聚光机构包括支撑体、两个支撑板、两个横板、两个活动反光镜、第一凹面镜、第二凹面镜和倾斜支撑杆，所述支撑体固定安装在屋顶上，所述支撑体的表面固定连接有支撑板，所述支撑板的表面固定连接有两个横板，两个所述横板呈上下分布，上方所述横板的两侧均铰接有一个活动反光镜，所述支撑体的表面固定安装有电动支撑杆，所述支撑板的表面设置有转轴，所述转轴的表面固定连接有旋转杆，所述旋转杆的两端均镶嵌有滚珠，所述滚珠的表面与活动反光镜的镜面滑动连接，所述电动支撑杆的一端固定连接有推板，所述推板位于旋转杆的正下方，位于上方的所述横板的表面固定安装有光传感器，位于上方的所述横板的表面固定安装有总控装置，所述总控装置的表面设置有开关，所述光传感器的输出端与总控装置的输入端通过信号线连接，所述总控装置上的开关的输出端与电动支撑杆的输入端电连接。

优选的，所述第一凹面镜和第二凹面镜位于两个横板之间，两个所述横板的表面和两个支撑板的表面均固定连接有若干个连接块，所述第一凹面镜的表面和第二凹面镜的表面均与连接块的表面固定连接，所述第一凹面镜和第二凹面镜交错分布，所述第一凹面镜和第二凹面镜朝向相反，所述第一凹面镜和第二凹面镜总共分为两排。

优选的，所述铝合金边框的表面固定连接有倾斜支撑杆，所述倾斜支撑杆的表面固定连接有若干个倾斜反光镜，所述倾斜支撑杆的表面固定连接有加强杆，所述加强杆的表面与屋顶的表面固定连接。

（三）有益效果

（1）本发明通过设置光伏发电组件，一方面光伏发电组件上的特殊设计的微型凹面镜和多棱面反光镜可以聚集更多的光线并通过多个较大的角度的反射照射到光伏发电板芯上，极大的提高了光伏发电装置的发点效率，另一方面中空钢化玻璃管可以将低铁钢化玻璃与光伏背板联系起来，极大的改善了层压应力，因而，即使温差较大也不会出现板芯上下两侧胀缩不一致而出现撕裂板芯的情况发生。

（2）本发明通过设置聚光机构，第一凹面镜和第二凹面镜可以将屋顶两侧的光线通过聚光，然后通过特殊的结构进行反射调节角度照射到光伏发电装置上，极大改善了光伏反电装置的采光条件，而且无需对光伏发电板进行角度和位置调节，与现有技术相比，明显更加安全。

（3）本发明通过设置倾斜反光镜，一方面倾斜反光镜可以将第一凹面镜、第二凹面镜以及活动反光镜照射出来的光线进行反射，并将光线反射到光伏发电装置上，可以提高发电效率，另一方面避免第一凹面镜、第二凹面镜以及活动反光镜照射出来的光线对周围环境造成光污染。

（4）本发明根据现有的屋顶光伏发电存在问题进行研究分析，设计出可以多方面聚光的光伏发电装置，并且可以适应因为聚光而产生温差的问题，从而有效的解决了一般的光伏发电装置在倾斜屋顶上使用时，采光容易受到时间限制，一天中很长时间内采光较差，光伏发电效率低，常用的调节装置存在一定的安全问题的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1中A处结构放大图；

图3为本发明低铁钢化玻璃结构正视图；

图4为本发明光伏背板结构正视图；

图5为本发明中空钢化玻璃管结构剖视图；

图6为本发明横板结构剖视图；

图7为本发明第一凹面镜和第二凹面镜结构侧视图。

其中，1屋顶、2光伏发电组件、21蓄电装置、22光伏背板、23 EVA胶膜、24光伏发电板芯、25低铁钢化玻璃、26绝缘圆孔、27对接孔、28微型凹面镜、29多棱面反光镜、210输电线、211铝合金边框、212中空钢化玻璃管、3聚光机构、31支撑体、32支撑板、33横板、34活动反光镜、35第一凹面镜、36第二凹面镜、37倾斜支撑杆、38电动支撑杆、39转轴、310旋转杆、311滚珠、312推板、313光传感器、314总控装置、315连接块、316倾斜反光镜、317加强杆。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1-7所示，本发明实施例提供一种楼顶聚光型光伏发电装置，包括用于支撑光伏发电装置的倾斜屋顶1、用于进行光伏发电的光伏发电组件2和用于进行聚光将光导向光伏发电组件2的聚光机构3，光伏发电组件2设置在屋顶1的两侧，聚光机构3设置在屋顶1的最高处，屋顶1两侧的光伏发电组件2以聚光机构3的中心线为对称线呈对称分布。

光伏发电组件2包括用于蓄积电能的蓄电装置21、光伏背板22、EVA胶膜23、光伏发电板芯24和低铁钢化玻璃25，光伏背板22的表面和光伏发电板芯24之间通过EVA胶膜23固定连接，光伏发电板芯24的表面通过EVA胶膜23与低铁钢化玻璃25的表面固定连接，光伏背板22的表面固定连接有若干个中空钢化玻璃管212，光伏发电板芯24的表面设置有若干个于中空钢化玻璃管212一一对应的绝缘圆孔26，绝缘圆孔26的内壁设置有绝缘胶，中空钢化玻璃的一端贯穿绝缘圆孔26，低铁钢化玻璃25的表面设置有若干个与中空钢化玻璃管212一一对应的对接孔27，中空钢化玻璃管212的表面与对接孔27的表面固定连接，中空钢化玻璃管212的内壁固定连接有若干个微型凹面镜28，若干个微型凹面镜28中一个微型凹面镜28呈水平状位于中空钢化玻璃管212的内部最上方，其余微型凹面镜28在最上方的微型凹面镜28的正下方呈圆周分布，中空钢化玻璃管212的内壁固定连接有一个近似椭圆形状的多棱面反光镜29，多棱面反光镜29上下两端粗中间细，蓄电装置21固定安装在屋顶1上，光伏发电组件2的输出端电连接有输电线210，输电线210的输出端与蓄电装置21的输入端电连接，光伏背板22、光伏发电板芯24和低铁钢化玻璃25的四周设置有铝合金边框211。

聚光机构3包括支撑体31、两个支撑板32、两个横板33、两个活动反光镜34、第一凹面镜35、第二凹面镜36和倾斜支撑杆37，支撑体31固定安装在屋顶1上，支撑体31的表面固定连接有支撑板32，支撑板32的表面固定连接有两个横板33，两个横板33呈上下分布，上方横板33的两侧均铰接有一个活动反光镜34，支撑体31的表面固定安装有电动支撑杆38，支撑板32的表面设置有转轴39，转轴39的表面固定连接有旋转杆310，旋转杆310的两端均镶嵌有滚珠311，滚珠311的表面与活动反光镜34的镜面滑动连接，电动支撑杆38的一端固定连接有推板312，推板312位于旋转杆310的正下方，位于上方的横板33的表面固定安装有光传感器313，位于上方的横板33的表面固定安装有总控装置314，总控装置314的表面设置有开关，光传感器313的输出端与总控装置314的输入端通过信号线连接，总控装置314上的开关的输出端与电动支撑杆38的输入端电连接，第一凹面镜35和第二凹面镜36位于两个横板33之间，两个横板33的表面和两个支撑板32的表面均固定连接有若干个连接块315，第一凹面镜35的表面和第二凹面镜36的表面均与连接块315的表面固定连接，第一凹面镜35和第二凹面镜36交错分布，第一凹面镜35和第二凹面镜36朝向相反，第一凹面镜35和第二凹面镜36总共分为两排，铝合金边框211的表面固定连接有倾斜支撑杆37，倾斜支撑杆37的表面固定连接有若干个倾斜反光镜316，倾斜支撑杆37的表面固定连接有加强杆317，加强杆317的表面与屋顶1的表面固定连接。

使用时，当白天出现光线的时候，光传感器313先将信号传递给总控装置314，总控装置314通过开关控制电动支撑杆38向上推起推板312，推板312推动旋转杆310转动，旋转杆310两端的滚珠311与左右两侧的活动反光镜34接触并将活动反光镜34撑起来呈倾斜状，当光线本身倾斜角度较大，另一侧光线非常弱的时候，光线可以照射在第一凹面镜35和第二凹面镜36上，光线经过第一凹面镜35和第二凹面镜36汇聚后分散照射到另一侧，不同的角度中分散向下的光线直接照射在这一侧的低铁钢化玻璃25上，而其它角度的光线会经过活动反光镜34的反射或者倾斜反光镜316的反射照射在低铁钢化玻璃25上，于此同时照射在低铁钢化玻璃25上的光线很多会落在中空钢化玻璃管212内，光线经过中空钢化玻璃管212内的微型凹面镜28汇聚然后经过多棱面反光镜29的扩散反射落在低铁钢化玻璃25上，且中空钢化玻璃管212将光伏背板22与低铁钢化玻璃25联系在一起，温差较大也不会出现光伏发电板芯24上下两侧结构胀缩不一致而出现撕裂板芯的情况发生。

Claims

1.一种楼顶聚光型光伏发电装置，其特征在于：包括用于支撑光伏发电装置的倾斜屋顶（1）、用于进行光伏发电的光伏发电组件（2）和用于进行聚光将光导向光伏发电组件（2）的聚光机构（3），所述光伏发电组件（2）设置在屋顶（1）的两侧，所述聚光机构（3）设置在屋顶（1）的最高处，所述屋顶（1）两侧的光伏发电组件（2）以聚光机构（3）的中心线为对称线呈对称分布，所述光伏发电组件（2）包括用于蓄积电能的蓄电装置（21）、光伏背板（22）、EVA胶膜（23）、光伏发电板芯（24）和低铁钢化玻璃（25），所述光伏背板（22）的表面和光伏发电板芯（24）之间通过EVA胶膜（23）固定连接，所述光伏发电板芯（24）的表面通过EVA胶膜（23）与低铁钢化玻璃（25）的表面固定连接，所述光伏背板（22）的表面固定连接有若干个中空钢化玻璃管（212），所述光伏发电板芯（24）的表面设置有若干个于中空钢化玻璃管（212）一一对应的绝缘圆孔（26），所述绝缘圆孔（26）的内壁设置有绝缘胶，所述中空钢化玻璃的一端贯穿绝缘圆孔（26），所述低铁钢化玻璃（25）的表面设置有若干个与中空钢化玻璃管（212）一一对应的对接孔（27），所述中空钢化玻璃管（212）的表面与对接孔（27）的表面固定连接，所述中空钢化玻璃管（212）的内壁固定连接有若干个微型凹面镜（28），若干个所述微型凹面镜（28）中一个微型凹面镜（28）呈水平状位于中空钢化玻璃管（212）的内部最上方，其余所述微型凹面镜（28）在最上方的微型凹面镜（28）的正下方呈圆周分布，所述中空钢化玻璃管（212）的内壁固定连接有一个近似椭圆形状的多棱面反光镜（29），所述多棱面反光镜（29）上下两端粗中间细，所述蓄电装置（21）固定安装在屋顶（1）上，所述光伏发电组件（2）的输出端电连接有输电线（210），所述输电线（210）的输出端与蓄电装置（21）的输入端电连接，所述光伏背板（22）、光伏发电板芯（24）和低铁钢化玻璃（25）的四周设置有铝合金边框（211），所述聚光机构（3）包括支撑体（31）、两个支撑板（32）、两个横板（33）、两个活动反光镜（34）、第一凹面镜（35）、第二凹面镜（36）和倾斜支撑杆（37），所述支撑体（31）固定安装在屋顶（1）上，所述支撑体（31）的表面固定连接有支撑板（32），所述支撑板（32）的表面固定连接有两个横板（33），两个所述横板（33）呈上下分布，上方所述横板（33）的两侧均铰接有一个活动反光镜（34），所述支撑体（31）的表面固定安装有电动支撑杆（38），所述支撑板（32）的表面设置有转轴（39），所述转轴（39）的表面固定连接有旋转杆（310），所述旋转杆（310）的两端均镶嵌有滚珠（311），所述滚珠（311）的表面与活动反光镜（34）的镜面滑动连接，所述电动支撑杆（38）的一端固定连接有推板（312），所述推板（312）位于旋转杆（310）的正下方，位于上方的所述横板（33）的表面固定安装有光传感器（313），位于上方的所述横板（33）的表面固定安装有总控装置（314），所述总控装置（314）的表面设置有开关，所述光传感器（313）的输出端与总控装置（314）的输入端通过信号线连接，所述总控装置（314）上的开关的输出端与电动支撑杆（38）的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种楼顶聚光型光伏发电装置，其特征在于：所述第一凹面镜（35）和第二凹面镜（36）位于两个横板（33）之间，两个所述横板（33）的表面和两个支撑板（32）的表面均固定连接有若干个连接块（315），所述第一凹面镜（35）的表面和第二凹面镜（36）的表面均与连接块（315）的表面固定连接，所述第一凹面镜（35）和第二凹面镜（36）交错分布，所述第一凹面镜（35）和第二凹面镜（36）朝向相反，所述第一凹面镜（35）和第二凹面镜（36）总共分为两排。

3.根据权利要求2所述的一种楼顶聚光型光伏发电装置，其特征在于：所述铝合金边框（211）的表面固定连接有倾斜支撑杆（37），所述倾斜支撑杆（37）的表面固定连接有若干个倾斜反光镜（316），所述倾斜支撑杆（37）的表面固定连接有加强杆（317），所述加强杆（317）的表面与屋顶（1）的表面固定连接。