CN201075851Y - 新型太阳能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种新型太阳能发电装置，它包括聚光器、太阳光接收器和太阳光自动跟踪器，太阳光自动跟踪器能自动跟踪太阳以使聚光器始终指向太阳。其中的聚光器由多个球面反射镜组合而成，每个球面反射镜的位置保证其将入射的太阳光汇聚到太阳光接收器外表面时的形状和位置与太阳光接收器外表面的形状和位置基本一致。本实用新型太阳能发电装置提高了聚光倍数，光强分布均匀，同时对跟踪器的精度要求也不高。

Description

新型太阳能发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种发电装置，尤其涉及一种新型太阳能发电装置。
背景技术
聚光太阳能光伏发电可以大幅度降低光伏发电成本。随着新型高效聚光电池效率的不断提高，聚光发电系统在太阳能光伏发电领域将越来越重要。聚光光学系统有多种形式，目前主要应用的是抛物面反射式点聚焦系统，这种系统的优点是：维修方便(电池可以更换)；便于升级(可以更换更高效率的电池)；聚光倍数可变；成本低(反射镜成本低，聚光倍数可以很高，对电池的需求量减少)。但也有以下缺点：一是当采用长焦距反射镜时，光强相对较均匀，但对跟踪精度要求很高，而且焦距的长度受到太阳光发散角(+/-0.26度)的限制；二是当采用短焦距反射镜时，光强严重不均匀，但对跟踪精度要求较低，此时需要较复杂的二级光学系统，以提高光强的均匀性，但其作用有限，系统复杂；三是反射镜制作精度要求较高，局部的误差，将导致电池表面能量分布的不均匀，降低发电效率。
由试验可知，焦距越短能量分布越不均匀，当焦距小于直径时，光强的不均匀性已经不能使用(因为存在较大的畸变)。焦距越长，由于太阳光的发散角引起的边缘溢出现象越严重，其溢出量与焦距长度成正比。这一特性会同时反映在跟踪器的精度上，也就是说，焦距越长，对跟踪器的精度要求越高。
另外，大型抛物面反射系统，一般在制作时将其分成小块，对每一小块的精度有较高的要求，对处在不同直径上的小块，其曲率也不同，也就是说这些小块反射镜要有不同的模具制作。
实用新型内容
本实用新型的目的，在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种光强分布均匀、对跟踪精度要求又不高的新型太阳能发电装置。
本实用新型的目的是这样实现的：一种新型太阳能发电装置，包括聚光器、太阳光接收器和太阳光自动跟踪器，太阳光自动跟踪器能自动跟踪太阳以使聚光器始终指向太阳，其特点是，所述的聚光器由多个球面反射镜组合而成，每个球面反射镜的位置保证其将入射的太阳光汇聚到太阳光接收器外表面时的形状和位置与太阳光接收器外表面的形状和位置基本一致。
所述的各球面反射镜的面积分别为太阳光接收器的面积的2～30倍。
所述的聚光器由至少4个球面反射镜组合而成，并以接收器中心轴为中心对称排列。
所述的多个球面反射镜的曲率和大小相同。
所述的多个球面反射镜的曲率和大小不同。
本实用新型太阳能发电装置由于其聚光器由多个球面反射镜组合而成，每个球面反射镜将入射的太阳光汇聚成与接收器面积基本一致大小的光斑照射在接收器上，多个这样的小反射镜反射同样大小的光斑在接收器上重合，从而提高了聚光倍数。这样对每个球面反射镜的聚光倍数要求不高，从而使每个球面反射镜聚到接收器上的光强比较均匀，而且，当由多个这样的球面反射镜汇聚的光斑在接收器上重叠时，个别反射镜的表面误差对接收器上总的光强分布不均匀性影响很小。反射镜与接收器的距离越短，对反射镜表面精度的要求越低，同时对跟踪器的精度要求也越低。
附图说明
图1为本实用新型太阳能发电装置的基本结构示意图；
图2为本实用新型中的聚光器的第一实施例的结构示意图；
图3为本实用新型中的聚光器的第二实施例的结构示意图；
图4为本实用新型中的聚光器的第三实施例的结构示意图。
具体实施方式
参见图1、配合参见图2、图3、图4，本实用新型的太阳能发电装置，包括聚光器1、太阳光接收器2和太阳光自动跟踪器3，太阳光自动跟踪器3能自动跟踪太阳以使太阳光始终垂直入射聚光器。其中的聚光器1由多个球面反射镜11组合而成，每个球面反射镜11的位置保证其将入射的太阳光汇聚成与太阳光接收器面积基本一致的光斑照射在接收器上。各球面反射镜的面积分别为太阳光接收器的面积的2～30倍，多个球面反射镜的曲率和大小可以相同，也可以不同。
参见图2，本实用新型的太阳能发电装置中的聚光器1可由4个球面反射镜11组合而成。4个球面反射镜11分别有不同的旋转角和位置高度，以使汇聚的光斑的大小与接收器2的大小基本一致，并且全部照在接收器上。
参见图3，本实用新型的太阳能发电装置中的聚光器1可由15个球面反射镜11组合而成，这15个球面反射镜组成类似4×4的阵列，只是其中一角空缺，形成4×4缺角阵列。图3左下角所缺的一个反射镜，是由于当反射镜与接收器的距离较短时，这个反射镜的旋转角度太大，汇聚光斑容易产生崎变，故取消。如果反射镜与接收器的距离较长时，不必取消此反射镜。
参见图4，本实用新型的太阳能发电装置中的聚光器1可由60个球面反射镜11组合而成，每15个球面反射镜组成一个4×4缺角阵列，4个4×4缺角阵列以接收器为中心对称设置并使4个缺角对称分布在整个聚光器的4角。这种聚光器可使聚光能量增加到图3所示聚光器的4倍。

Claims (5)

1.一种新型太阳能发电装置，包括聚光器、太阳光接收器和太阳光自动跟踪器，太阳光自动跟踪器能自动跟踪太阳以使聚光器始终指向太阳，其特征在于：所述的聚光器由多个球面反射镜组合而成，每个球面反射镜的位置保证其将入射的太阳光汇聚到太阳光接收器外表面时的形状和位置与太阳光接收器外表面的形状和位置基本一致。
2.如权利要求1所述的新型太阳能发电装置，其特征在于：所述的各球面反射镜的面积分别为太阳光接收器的面积的2～30倍。
3.如权利要求1所述的新型太阳能发电装置，其特征在于：所述的聚光器由至少4个球面反射镜组合而成，并以接收器中心轴为中心对称排列。
4.如权利要求1所述的新型太阳能发电装置，其特征在于：所述的多个球面反射镜的曲率和大小相同。
5.如权利要求1所述的新型太阳能发电装置，其特征在于：所述的多个球面反射镜的曲率和大小不同。
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