CN201352561Y - 旋转曲面光伏发电聚光器 - Google Patents

旋转曲面光伏发电聚光器 Download PDF

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CN201352561Y CNU2009201363825U CN200920136382U CN201352561Y CN 201352561 Y CN201352561 Y CN 201352561Y CN U2009201363825 U CNU2009201363825 U CN U2009201363825U CN 200920136382 U CN200920136382 U CN 200920136382U CN 201352561 Y CN201352561 Y CN 201352561Y
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许志龙
张建一
刘菊东
张耀明
侯达盘
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Abstract

本实用新型公开了一种旋转曲面光伏发电聚光器，它包括透光罩、反射圆筒、圆形电池片和散热板；圆形电池片安装在聚光器底部，太阳光垂直透光罩入射到旋转曲面光伏发电聚光器，圆形电池片可直接获得一倍的太阳光，另通过反射圆筒内壁可把数倍的太阳光线均匀地反射到聚光器底部的圆形电池片上，增加圆形电池片的光照强度，从而提高圆形电池片的发电功率。

Description

旋转曲面光伏发电聚光器
技术领域
本实用新型涉及一种光伏发电聚光器，特别是一种旋转曲面光伏发电聚光器，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
太阳能是一种清洁无污染的可再生能源，取之不尽，用之不竭，充分开发利用太阳能不仅可以节约日益枯竭的常规能源，缓解严峻的资源短缺问题，而且还可以减少污染，保护人类赖以生存的生态环境。在众多的太阳能利用技术中，太阳能光伏发电技术实现了直接将太阳能转化为电能，是一种最方便的利用方式，它具有运行安全可靠、无需燃料、无噪声、无污染、可就地利用、使用维护简便、规模可大可小等优点，因而受到了世界各国的重视。
虽然太阳能光伏发电具有很多优点，但在光伏发电的发展过程中，使用成本过高一直是制约其迅速推广应用的关键因素。其重要原因之一是：用于生产太阳能电池的半导体材料价格昂贵，消耗量大，导致以太阳能电池为核心的光伏发电系统的成本难以大幅度降低。
常规的光伏发电系统一般是将太阳能电池固定安装，价格居高不下，难以迅速推广应用。根据太阳能电池在一定条件下输出的电流与接受的光照强度成正比增加而又不至于影响光伏电池寿命的特征，人们开始研究采用聚光和跟踪技术，希望在获得同样电能的情况下减少太阳能电池的用量，而增加的跟踪聚光的成本远低于所节约的太阳能电池的成本相当于用普通的金属玻璃等材料代替昂贵的半导体材料。德国、美国、西班牙、澳大利亚等国都分别开发了菲涅尔透镜聚光、反射聚光等各种聚光光伏发电系统，现有折射聚光的缺点是光强均匀性较差，透过率难以提高，制造成本较高，大型抛物面反射聚光的缺点是抛物面反射镜制造难度大，成本较高，反射镜容易破碎，机构整体防风性能差。这些均导致整套系统性价比提高不明显，使得聚光光伏发电系统的优势难以体现。到目前为止，仅有少量试验、示范性质的聚光光伏发电系统投入运行。
近几年来，我国太阳能光伏组件产量几乎以每年翻番的速度增长，但太阳能光伏技术开发和利用的水平不仅远低于发达国家，也落后于印度、巴西等发展中国家。尽管我国有着很好的太阳能资源和光伏电池制造能力，但是太阳能光伏产业的整体水平与发达国家还有很大的差距，一是太阳能电池所使用的晶体硅原料的生产依赖进口，原料紧缺，目前乃至今后很长一段时期，成本下降的空间较小，二是太阳能光伏系统应用还很少。
现有的光伏发电聚光器结构及特点：菲涅尔透镜聚光器(聚光不均匀)；大型抛物面聚光(制造难度大)；V型聚光器(聚光倍数低)；八面玲珑聚光器(四个三角形镜面聚光不均匀)；我们之前设计的蝶式，由于全部采用发射镜聚光，对污染较大的地区，太阳的散射光较多，实际聚光效果不理想。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有较高反射镜利用率的旋转曲面光伏发电聚光器，它还具有精度高、重量轻、成本低廉、性价比高、可批量注塑制造的特点。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：
本实用新型是一种旋转曲面光伏发电聚光器，它包括反射圆筒、圆形电池片和散热板；所述的反射圆筒为口部直径大、底部直径小的圆筒状形构件，反射圆筒的底部安装在散热板上；所述的圆形电池片安装在反射圆筒的小直径底部端口处且固定在散热板上。
所述的反射圆筒的圆筒内壁形状采用一条曲线或由多条直线组成的折线作母线，绕中心线旋转得到的回转曲面，太阳光经过该回转曲面反射后可均匀照射到底部的圆形电池片上。
所述的多个旋转曲面光伏发电聚光器排列安装跟踪太阳转动的支架上。
所述的圆形电池片通过导热胶直接粘贴在散热片上。
所述的反射圆筒采用精密注塑成型，反射圆筒内壁采用真空直流溅射镀膜技术，在塑料的圆筒内壁上镀上一层反射膜，以提高太阳光线的反射率。
所述的圆形电池片硅材料可直接由圆柱硅棒切得成型。
所述的散热板可直接作为安装整个旋转曲面光伏发电聚光器的连接架，通过螺栓联接把塑料制成的反射圆筒固定在散热板上，再通过螺栓联接把整个旋转曲面光伏发电聚光器固定在跟踪太阳转动的支架上。
本实用新型还包括一透光罩，该透光罩安装在反射圆筒大口径端口处，把整个反射圆筒内腔封装起来。
采用上述方案后，本实用新型具有以下优点：
(1)由于本实用新型的反射圆筒内壁采用真空直流溅射镀膜技术，可获得较高的反射率；内壁曲面，可确保太阳光线经过它反射后均匀地照到底部的圆形电池片上；反射圆筒采用注塑工艺，适合大批量生产，达到重量轻、成本低、性价比高。
(2)由于本实用新型反射圆筒的圆筒内壁形状采用一条曲线或由多条直线组成的折线作母线，绕中心线旋转得到的回转曲面，太阳光经过该回转曲面反射后可均匀照射到底部的圆形电池片上。
(3)圆形电池片通过导热胶直接粘贴在散热片上，可提高电池片的散热效果。圆形电池片硅材料形状可直接由圆柱硅棒切得，更充分利用硅原材料，降低成本。
(4)透光罩把整个聚光器封装起来，可防止风沙、冰雹、雨水等对圆筒曲面内壁反射膜和电池片的破坏，可延长聚光器的寿命。
(5)综上所述，本实用新型与其他光伏发电聚光器相比，易于制造、成本低廉、重量轻，反射到电池板的光线均匀。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型旋转曲面光伏发电聚光器的剖视图；
图2是本实用新型旋转曲面光伏发电聚光器阵列布置图；
图3是本实用新型旋转曲面光伏发电聚光器的截面光路图；
图4是本实用新型旋转曲面光伏发电聚光器的俯视采光图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型是一种旋转曲面光伏发电聚光器1，它包括透光罩11、反射圆筒12、圆形电池片13和散热板14。
所述的反射圆筒12为口部直径大、底部直径小的圆筒状形构件，其圆筒内壁形状采用一条曲线作母线，绕中心线00旋转得到的回转曲面。在本实用新型中，反射圆筒的圆筒内壁形状也可采用多条直线组成的折线作母线，绕中心线旋转得到的回转面。
所述的反射圆筒12的小端座落在散热板14上，所述的圆形电池片13安装在反射圆筒12的小直径底部端口处，太阳光经过反射圆筒12的回转曲面反射后可均匀照射到底部的圆形电池片13上。圆形电池片13可通过导热胶直接粘贴在散热板14的散热片上，可提高电池片的散热效果。
所述的透光罩11安装在反射圆筒12大口径端口处，把整个反射圆筒12内腔封装起来，可防止风沙、冰雹、雨水等对圆筒曲面内壁反射膜和电池片的破坏，提高聚光器的寿命。
所述的反射圆筒12采用精密注塑成型，反射圆筒12内壁采用真空直流溅射镀膜技术，在塑料的圆筒内壁上镀上一层反射膜，以提高太阳光线的反射率。
所述的圆形电池片13可直接由圆柱硅棒切得成型更充分利用硅原材料。
在装配时，散热板14可直接作为安装整个旋转曲面光伏发电聚光器的连接架，通过螺栓141联接把塑料制成的反射圆筒12固定在散热板14上，再通过螺栓142联接把整个旋转曲面光伏发电聚光器固定在跟踪太阳转动的支架2上。
如图2所示是本实用新型的应用实例，多个旋转曲面光伏发电聚光器1排列安装在跟踪太阳转动的支架2上，形成聚光器阵列。
本实用新型的工作原理：
如图3所示，太阳光经A点反射到底部电池片13的A’点，太阳光经B点反射到底部电池片13的B’点，太阳光经C点反射到底部电池片13的C点。母线AC的斜率按一定规律变化，这样可使底部圆形电池片13任意部位的接收到的反射光都非常均匀。太阳光垂直透光罩11入射到旋转曲面光伏发电聚光器，圆形电池片13可直接获得一倍的太阳光，另通过反射圆筒12内壁可把数倍的太阳光线均匀地反射到聚光器底部的圆形电池片13上，增加圆形电池片13的光照强度，从而提高圆形电池片13的发电功率。
如图4所示，太阳光经反射圆筒12的a圆环和c圆环都反射到圆形电池片13的a’区域，太阳光经反射圆筒12的b圆环反射到圆形电池片13的b’区域。
本实用新型的重点就在于：采用一条曲线或由多条直线组成的折线，绕中心线旋转形成回转面，并通过该回转面获得均匀的反射光，来增加光伏电池板的光照强度。
故，采用回转面来做反射面的光伏发电聚光器，皆属本实用新型专利保护的范围。

Claims (7)

1、一种旋转曲面光伏发电聚光器，其特征在于：它包括反射圆筒、圆形电池片和散热板；所述的反射圆筒为口部直径大、底部直径小的圆筒状形构件，反射圆筒的底部安装在散热板上；所述的圆形电池片安装在反射圆筒的小直径底部端口处且固定在散热板上。
2、根据权利要求1所述的旋转曲面光伏发电聚光器，其特征在于：所述的反射圆筒的圆筒内壁形状采用一条曲线或由多条直线组成的折线作母线，绕中心线旋转得到的回转面，太阳光经过该回转面反射后可均匀照射到底部的圆形电池片上。
3、根据权利要求1所述的旋转曲面光伏发电聚光器，其特征在于：所述的圆形电池片通过导热胶直接粘贴在散热片上。
4、根据权利要求1所述的旋转曲面光伏发电聚光器，其特征在于：所述的反射圆筒采用精密注塑成型，反射圆筒内壁采用真空直流溅射镀膜技术，在塑料的圆筒内壁上镀上一层反射膜，以提高太阳光线的反射率。
5、根据权利要求1所述的旋转曲面光伏发电聚光器，其特征在于：所述的圆形电池片硅材料可直接由圆柱硅棒切得成型。
6、根据权利要求1所述的旋转曲面光伏发电聚光器，其特征在于：它还包括一透光罩，该透光罩安装在反射圆筒大口径端口处，把整个反射圆筒内腔封装起来。
7、根据权利要求1所述的旋转曲面光伏发电聚光器，其特征在于：所述的散热板可直接作为安装整个旋转曲面光伏发电聚光器的连接架，通过螺栓联接把塑料制成的反射圆筒固定在散热板上，再通过螺栓联接把整个旋转曲面光伏发电聚光器固定在跟踪太阳转动的支架上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patentee after: Xiamen Tonleed Energy Conservation Co., Ltd.

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