CN201063555Y - 双面采光的聚光光伏发电装置 - Google Patents

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陈强
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王文斌
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Abstract

本实用新型涉及一种双面采光的聚光光伏发电装置，属于太阳能利用技术领域。该装置包括分有上、下层的支撑框架和安装于支撑框架上的聚光器、太阳能电池组件，聚光器的反射面与太阳能电池组件的吸光面的相对，太阳能电池组件分为上太阳能电池组件和下太阳能电池组件，上太阳能电池组件的吸光面朝上面向太阳，下太阳能电池组件的吸光面朝下背向太阳。该装置能更多利用照射到所述光伏发电系统上的太阳光，并降低太阳能电池组件的温升，从而提高该光伏发电系统的使用效率和性能价格比。

Description

双面采光的聚光光伏发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种聚光光伏发电装置，尤其是一种双面采光的聚光光伏发电装置，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
能源是国民经济发展的重要物质基础，能源日益紧缺和环境污染的压力促使世界各国都掀起了开发、利用太阳能和可再生能源的热潮，开发和利用太阳能已成为各国可持续发展战略的重要组成部分。从远期看，光伏发电将部分取代常规能源；从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充。因此光伏发电无论在环境保护方面还是在能源战略方面都具有重大意义。世界光伏组件在过去15年间的平均年增长率超过15％。近几年来，平均年增长率超过30％。预计2020年以前将以20％-30％甚至更高的递增速度发展。
目前，得到应用的主要是固定安装、不聚光的普通太阳能光伏发电系统，其成本依然很高。因此制约了向替代能源迈进的步伐。特别是我国，生产太阳能电池的原材料(如太阳硅原料、封装材料和浆料等)基本依赖进口，随着太阳能电池产量的大幅上升，许多厂家面临着缺乏原材料的窘境。
申请人已申请的专利号为200610038821.X的专利“蝶形反射聚光光伏发电系统”公开了一种自动跟踪太阳的聚光光伏发电装置。该装置中的太阳能电池组件阵列的被照射面(吸光面)是朝下背向太阳的，而其背面的散热器却朝向太阳；太阳光是先通过反射镜阵列反射到其被照射面后被吸收。这种布置使得该太阳能电池组件阵列直接朝向太阳光照射的一面(背面)无法利用太阳能；同时其背面的散热部件因直接暴露于太阳辐射之下，将不能吸收的光能转化为热能，非但不利于散热，反而会导致该太阳能电池组件阵列产生过高的温升，从而影响其使用性能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提出一种用于反射聚光光伏发电系统的双面采光的聚光光伏发电装置，该装置可以提高聚光光伏发电系统对太阳光的利用率，还能减少聚光太阳能电池组件中散热部件所接受的热辐射，从而避免太阳能电池组件因产生过高温升而影响其使用性能。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：用于反射聚光光伏发电系统的一种双面采光的聚光光伏发电装置，包括分有上、下层的支撑框架和安装于支撑框架上的聚光器、太阳能电池组件，所述聚光器的反射面与所述太阳能电池组件的吸光面的相对，方案之改进是：所述太阳能电池组件分为上太阳能电池组件和下太阳能电池组件，所述上太阳能电池组件的吸光面朝上面向太阳，所述下太阳能电池组件的吸光面朝下背向太阳。
这样在使用时，照射到反射聚光光伏发电系统的太阳光能既可以被上太阳能电池组件所直接吸收以及经上聚光器的反射后所间接吸收，又可以被下太阳能电池组件经下聚光器的反射后所间接吸收。相比上述专利(200610038821.X蝶形反射聚光光伏发电系统)的技术方案，本实用新型的技术方案应当能更多利用照射到所述光伏发电系统上的太阳光，并降低太阳能电池组件的温升，从而提高该光伏发电系统的使用效率和性能价格比。
附图说明
下面结合附图和典型实施例对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型实施例一的结构示意图。
图2图1中上部局部放大视图。
图3是本实用新型实施例二的局部结构示意图。
图4是本实用新型实施例三的局部结构示意图。
图5是本实用新型实施例四的局部结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的双面采光的聚光光伏发电装置如图1、2所示，包括支撑框架1，支撑框架1分有上层2和下层3。在支撑框架1的上层2安置有上太阳能电池组件4、下太阳能电池组件5和上聚光器6，在支撑框架1的下层3安置有下聚光器7。上太阳能电池组件4位于下太阳能电池组件5的上方，上太阳能电池组件4的吸光面朝上面向太阳，下太阳能电池组件5的吸光面朝下背向太阳，下太阳能电池组件5与上太阳能电池组件4相背并呈V字型，上聚光器6位于上太阳能电池组件4的上方。上太阳能电池组件4和下太阳能电池组件5的背面分别紧靠有固定在支撑框架5上的冷却件8，本实施例的冷却件8采用翅片式散热器。
上聚光器6是一组分为两列呈“V”字型的第一反射镜组，两列第一反射镜组分列于上太阳能电池组件4两侧，第一反射镜组的反射面与上太阳能电池组件4的吸光面相对；下聚光器7是一组沿支撑框架1的中心线对称安装的两列第二反射镜组；下太阳能电池组件5也沿支撑框架1的中心线对称分为两列，两列第二反射镜组的反射面与两列下太阳能电池组件5的吸光面分别相对。
使用中，两列第二反射镜组将照射到其上的光线分别反射汇聚到其对应侧的一列下太阳能电池组件5上，同时反射光的宽幅略大于下太阳能电池组件5的宽度。两列第一反射镜组将照射到其上的光线反射汇聚到上太阳能电池组件4上。
上述聚光器和太阳能电池组件安装于自动跟踪太阳装置上，实时跟踪太阳。这样上太阳能电池组件4可正对太阳，所述V字型上聚光器6能够将反射到上太阳能电池组件4上的光照强度增加约一倍，则相应上太阳能电池组件4产生的发电功率可增加约一倍；下聚光器7能够将反射到下太阳能电池组件5上的光照强度增加5倍以上，则相应下太阳能电池组件5产生的发电功率可增加5倍以上。
这样一来，相对于蝶形反射聚光光伏发电系统(已申请专利200610038821.X)，通过布置相背的两组太阳能电池组件(上太阳能电池组件4和下太阳能电池组件5)增加了蝶形反射聚光光伏发电系统的采光面积，提高了照射到该系统上的太阳光的利用率；同时由于上太阳能电池组件4对下太阳能电池组件5形成的遮蔽，消除了下太阳能电池组件由于太阳的直接辐射而带来的温度升高和输出功率降低等不利因素，有效降低了蝶形反射聚光光伏发电系统的成本，提高了使用效率和性能价格比，有利于聚光太阳能发电装置的大规模应用。
实施例二
本实施例的双面采光的聚光光伏发电装置如图3所示，其与实施例一大体相同，其主要区别在于：上太阳能电池组件4是两组，相应上聚光器6的第一反射镜组是四列。不难类推，本实施例的上太阳能电池组件4可以是多组，相应上聚光器3的第一反射镜组是多列。
如图3所示，上聚光器6的每列第一反射镜组的截面均由两段组成，其中靠近上太阳能电池组件4一段的斜率小于远离上太阳能电池组件4一段的斜率。因为远离太阳能电池一段的斜率较大，所以经其反射后照射到上太阳能电池组件4上的太阳光的入射角较小，在采光面积相同的情况下，本实施例中的上太阳能电池组件4的输出功率大于上述实施例一中的上太阳能电池组件4。
实施例三
本实施例的双面采光的聚光光伏发电装置如图4所示，其与实施例一基本相同，与实施例一的不同点是：上太阳能电池组件4由非聚光太阳能电池组件9替换，由于非聚光太阳能电池组件9不需要经过聚光，所以非聚光太阳能电池组件9可以省去上述实施例中的上聚光器6和与其背靠的冷却件8，因此降低了聚光太阳能发电装置的制造成本。当然也可以保留上聚光器3和冷却件8。
实施例四
本实施例的双面采光的聚光光伏发电装置如图5所示，其与实施例一基本相同，与实施例一的不同点是：下太阳能电池组件5呈“一”字型安装，冷却件8由冷却件9替代，上太阳能电池组件4、冷却件9和下太阳能电池组件5依次从上至下彼此层压为一体，冷却件9内设有使工作介质10流动均匀的结构。工作介质10可以为水或导热油等冷却介质，工作介质10的流动将上太阳能电池组件4和下太阳能电池组件5产生的热量迅速带走，使该两太阳能电池组件可以维持在一个较低的工作温度。
本实施例的上太阳能电池组件4与下太阳能电池组件5共用一套冷却件9，有效降低了聚光太阳能发电装置的成本。
本实用新型不局限于上述实施例，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种双面采光的聚光光伏发电装置，包括分有上、下层的支撑框架和安装于支撑框架上的聚光器、太阳能电池组件，所述聚光器的反射面与所述太阳能电池组件的吸光面的相对，其特征在于：所述太阳能电池组件分为上太阳能电池组件和下太阳能电池组件，所述上太阳能电池组件的吸光面朝上面向太阳，所述下太阳能电池组件的吸光面朝下背向太阳。
2.根据权利要求1所述双面采光的聚光光伏发电装置，其特征在于：所述聚光器分为将太阳光汇聚到所述上太阳能电池组件的上聚光器和将太阳光汇聚到所述下太阳能电池组件的下聚光器，所述上太阳能电池组件的吸光面与所述上聚光器的反射面相对，所述下太阳能电池组件的吸光面与所述下聚光器的反射面相对。
3.根据权利要求2所述双面采光的聚光光伏发电装置，其特征在于：所述上太阳能电池组件位于所述下太阳能电池组件的上方，所述下太阳能电池组件与所述上太阳能电池组件相背并呈V字型，所述上聚光器位于所述上太阳能电池组件的上方。
4.根据权利要求3所述双面采光的聚光光伏发电装置，其特征在于：所述上太阳能电池组件和下太阳能电池组件的背面分别紧靠有固定在支撑框架上的冷却件。
5.根据权利要求4所述双面采光的聚光光伏发电装置，其特征在于：所述上聚光器是一组分为两列呈“V”字型的第一反射镜组，所述两列第一反射镜组分列于所述上太阳能电池组件的两侧，其反射面与所述上太阳能电池组件的吸光面相对；所述下聚光器是一组沿所述支撑框架的中心线对称安装的两列第二反射镜组，所述下太阳能电池组件沿所述支撑框架的中心线对称分为两列，所述两列第二反射镜组的反射面与所述两列下太阳能电池组件的吸光面分别相对。
6.根据权利要求1-5之任一所述双面采光的聚光光伏发电装置，其特征在于：所述上太阳能电池组件至少分为一组，所述第一反射镜组至少分为两列。
7.根据权利要求6所述双面采光的聚光光伏发电装置，其特征在于：所述第一反射镜组的截面由两段组成，其中靠近所述上太阳能电池组件一段的斜率小于远离所述上太阳能电池一段的斜率。
8.根据权利要求1所述双面采光的聚光光伏发电装置，其特征在于：所述上太阳能电池组件是非聚光太阳能电池组件，所述聚光器的反射面与所述下太阳能电池组件的吸光面相对。
9.根据权利要求2所述双面采光的聚光光伏发电装置，其特征在于：所述下太阳能电池组件呈“一”字型，所述上太阳能电池组件、冷却件和下太阳能电池组件依次从上至下彼此层压为一体，所述冷却件内设有使所述工作介质流动均匀的结构，所述工作介质是水或导热油。
10.根据权利要求4、5、8或9所述双面采光的聚光光伏发电装置，其特征在于：所述冷却件采用翅片式散热器。
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