CN201726347U - 太阳能电池发电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能电池发电系统，包括聚光光伏组件，追日跟踪器、并网逆变器、升压变压器，所述聚光光伏组件包括方型框架、护板、透镜、散热器和太阳能电池，方型框架的四个侧面均安装护板，在方型框架的上端面均布嵌装多个透镜，在方形框架的底面均布嵌装与多个透镜相对位的散热器，每个散热器位于方形框架内的上端面粘接太阳能电池，在每个散热器上还安装有一光学反射汇聚器件。本实用新型结构简单、便于使用，将菲尼尔透镜汇聚的光线经过一光学反射汇聚器件再次汇聚后照射至太阳能电池上，提高了光线的汇聚效率、增加了角度的容差，整体改善了整个发电系统的发电效率，使光电转换效率提高了1%。

Description

太阳能电池发电系统
技术领域
本实用新型属于太阳能发电技术领域，尤其是一种太阳能电池发电系统。
背景技术
充足的能源是人类发展的重要促进因素，较常使用的传统能源包括石油、煤等，但这些能源均存在储量有限、污染较严重的缺点。随着科技的发展，一些新兴能源越来越受到重视，它们包括：核能、风能、太阳能和潮汐能等，其中太阳能由于具有来源充足、清洁且取之不尽的优点，被人们广泛的使用在日常生活、生产中。目前广泛使用的太阳能发电系统的结构是：包括聚光光伏矩形阵列，追日跟踪器、并网逆变器、升压变压器、配电设备和监控系统，聚光光伏矩形阵列由横向固装在追日跟踪器的运动支架上的多个聚光光伏矩形子阵列组成，聚光光伏矩形子阵列由多个聚光光伏组件纵向相互靠装构成，追日跟踪器通过支撑柱固装在地面，聚光光伏矩形阵列的输出通过并网逆变器和升压变压器连接电网，配电设备和监控系统保证其它部件的正常工作及运行状态的监控、管理。 
由上述结构可知，聚光光伏组件是太阳能发电系统中的重要部件，其结构是：包括壳体，在壳体上端面嵌装多个透镜，在壳体底板上与每个透镜均对位嵌装有一散热器，每个散热器位于壳体内的表面均粘接有太阳能电池。透镜将太阳光聚焦后照射太阳能电池，太阳能电池再将光能转换为电能输出。由上述结构可知，透镜与太阳能电池之间存在一定的距离，所以透镜聚焦的光斑很难匹配太阳能电池的形状，这势必会导致一部分太阳光被浪费了，也降低了太阳能电池的光电转换效率。而且目前使用的聚光光伏组件结构复杂，不便于使用。
发明内容  
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便且发电效率高的太阳能电池发电系统。
本实用新型采取的技术方案是：
一种太阳能电池发电系统，包括聚光光伏组件，追日跟踪器、并网逆变器、升压变压器，多个聚光光伏组件安装在追日跟踪器的运动支架上构成聚光光伏矩形阵列，聚光光伏矩形阵列的输出通过并网逆变器和升压变压器连接电网，其特征在于：所述聚光光伏组件包括方型框架、护板、透镜、散热器和太阳能电池，方型框架的四个侧面均安装护板，在方型框架的上端面均布嵌装多个透镜，在方形框架的底面均布嵌装与多个透镜相对位的散热器，每个散热器位于方形框架内的上端面粘接太阳能电池，在每个散热器上还安装有一光学反射汇聚器件。
而且，所述太阳能电池为三结砷化镓太阳能电池。
而且，所述方形框架内均布安装有多个竖直支撑柱。
而且，所述光学反射汇聚器件包括中空四棱锥台反射器件、固定底座和四棱锥台透镜，该固定底座内嵌装一倒置的四棱锥透镜，该四棱锥台透镜的底面与太阳能电池表面粘接，该四棱锥台透镜上方的固定底座内嵌装倒置的中空四棱锥台反射器件。
而且，所述任意一个护板上制出一通孔，该通孔内安装防水透气薄膜。
而且，所述方形框架的内壁上贴覆安装有反射铝箔。
而且，所述竖直支撑柱的外缘贴覆安装有反射铝箔。
本实用新型的优点和积极效果是：
本实用新型结构简单、便于使用，其中聚光光伏组件包括方形框架、护板、菲尼尔透镜、散热器和太阳能电池，在每个散热器上均安装一光学发射汇聚器件，该器件使菲尼尔透镜聚焦的光线被二次汇聚后照射到太阳能电池上。不仅提高了光线的汇聚效率、提高汇聚光谱的均性，而且增加了角度的容差，将追日系统的接受角增大到+/-0.5°，整体改善了整个发电系统的发电效率，使光电转换效率提高了1%。
附图说明
图1是本实用新型的主视图。
图2是聚光光伏组件的主视图。
图3是图2的后视图。
图4是图3的仰视图。
图5是图2的A-A向截面剖视图。
图6是图3的B-B向截面剖视图（逆时针旋转90度）。
图7是图5的I部放大图。
图8是图5的II部放大图。
图9是散热器的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。
一种太阳能电池发电系统，如图1～9所示，包括聚光光伏矩形阵列，追日跟踪器4、并网逆变器、升压变压器、配电设备和监控系统，聚光光伏矩形阵列由横向固装在追日跟踪器的运动支架1上的多个聚光光伏矩形子阵列2（见图1中上方的矩形虚线框）组成，聚光光伏矩形子阵列由多个聚光光伏组件纵向相互靠装构成，追日跟踪器通过支撑柱3固装在地面，聚光光伏矩形阵列的输出通过并网逆变器和升压变压器连接电网，配电设备和监控系统保证其它部件的正常工作及运行状态的监控、管理，本实用新型的创新在于：聚光光伏组件的结构如图2～8所示，包括方型框架5、护板7、透镜6、散热器9和太阳能电池20，方型框架的四个侧面均安装护板，在方型框架的上端面均布嵌装多个透镜，在方形框架的底面8均布嵌装与多个透镜相对位的散热器，每个散热器位于方形框架内的上端面粘接太阳能电池，在每个散热器上还安装有一光学反射汇聚器件。
本实施例中，聚光光伏矩形阵列由十六个聚光光伏组件构成，其中每个聚光光伏组件的方形框架为一体注塑成型，护板由金属材料制成，透镜为菲尼尔透镜，太阳能电池为三结砷化镓太阳能电池。方形框架每个侧面的左端、右端和上端均制出导槽（图中未标号），护板嵌装在导槽内并通过粘接剂16密封固定，这样菲尼尔透镜、散热器、方形框架和护板共同构成一封闭的腔体，为了增加该腔体的机械强度，在方形框架内均布安装有多个竖直支撑柱13，该竖直支撑柱起到了增加强度、稳定结构的作用，避免了因部件自身重量及外部压力产生的变形而导致的透镜汇聚光线无法全部照射至太阳能电池的问题。
在方形框架的底面外壁上还制出加强筋10，该加强筋进一步提高了方形框架的机械强度。在方形框架的底面外壁上处还安装有用于连接追日跟踪器运动支架的螺栓11。
上述光学反射汇聚器件包括中空四棱锥台反射器件14、固定底座和四棱锥台透镜19，该固定底座由支架15和托架18一体制成，在托架内嵌装一倒置的四棱锥透镜，该四棱锥台透镜的底面与太阳能电池表面粘接，该四棱锥台透镜上方的托架内嵌装倒置的中空四棱锥台反射器件。菲尼尔透镜聚焦的光线再次被中空四棱锥台反射器件的高反光内壁和四棱锥台透镜汇聚。提高了光线的汇聚效率、提高汇聚光谱的均性、增加角度的容差，从而改善整个系统的发电效率，将追日系统的接受角增大到+/-0.5°，使光电转换效率提高了1%。
由于总装好的聚光光伏组件为一密闭的腔体，当正常工作时，内部的温度很高，会使其内的空气膨胀，为了保证安全以及正常工作，在任意一个护板上制出一通孔，该通孔内安装防水透气薄膜12，该防水透气薄膜使封闭的方形框架内部气压稳定，并可隔离水蒸气进入内部，解决了透镜内表面结露导致的透光率降低的问题以及太阳能电池、电路的腐蚀问题。
当聚光光伏组件正常工作时，菲尼尔透镜首先将太阳关汇聚，然后汇聚的光线经过倒置的中空四棱锥台反射器件和倒置的四棱锥台透镜的再次汇聚后照射到太阳能电池，由太阳能电池将光能转换为电能。但当聚光光伏组件工作不正常时，太阳关经过二次汇聚的光斑可能照射到方型框架的内壁或者竖直支撑柱，为了保住这些部件的安全，在方形框架的内壁和每个竖直支撑柱的外缘均贴覆安装有反射铝箔17。该反射铝箔将方形框架内壁除了菲尼尔透镜和散热器的部分均包覆住，有效的保证了聚光光伏组件的安全工作及各部件的使用寿命。
散热器如图9所示，包括圆柱型底座21，在圆柱型底座上表面同轴制出一圆形凸台23，该凸台的上表面制出一太阳能电池安装区22，在太阳能电池安装区的外侧圆形凸台上对称制有用于连接光学反射器件的连接孔24，在凸台外侧的圆柱型底座上制有用于连接方形框架底面的安装通孔25，在圆柱型底座下表面径向均布制出多个与圆柱形底座同轴的弧形散热翅片26。
聚光光伏矩形阵列的输出可经过控制器直接连接直流负载，并网逆变器的输出可直接连接交流负载，上述二者的连接方式和工作原理均为现有技术，在此不做详细描述。
本实用新型结构简单、便于使用，将菲尼尔透镜汇聚的光线经过一光学反射汇聚器件再次汇聚后照射至太阳能电池上，提高了光线的汇聚效率、增加了角度的容差，整体改善了整个发电系统的发电效率，使光电转换效率提高了1%。

Claims (7)

1.一种太阳能电池发电系统，包括聚光光伏组件，追日跟踪器、并网逆变器、升压变压器，多个聚光光伏组件安装在追日跟踪器的运动支架上构成聚光光伏矩形阵列，聚光光伏矩形阵列的输出通过并网逆变器和升压变压器连接电网，其特征在于：所述聚光光伏组件包括方型框架、护板、透镜、散热器和太阳能电池，方型框架的四个侧面均安装护板，在方型框架的上端面均布嵌装多个透镜，在方形框架的底面均布嵌装与多个透镜相对位的散热器，每个散热器位于方形框架内的上端面粘接太阳能电池，在每个散热器上还安装有一光学反射汇聚器件。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池发电系统，其特征在于：所述太阳能电池为三结砷化镓太阳能电池。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池发电系统，其特征在于：所述方形框架内均布安装有多个竖直支撑柱。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池发电系统，其特征在于：所述光学反射汇聚器件包括中空四棱锥台反射器件、固定底座和四棱锥台透镜，该固定底座内嵌装一倒置的四棱锥透镜，该四棱锥台透镜的底面与太阳能电池表面粘接，该四棱锥台透镜上方的固定底座内嵌装倒置的中空四棱锥台反射器件。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池发电系统，其特征在于：所述任意一个护板上制出一通孔，该通孔内安装防水透气薄膜。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池发电系统，其特征在于：所述方形框架的内壁上贴覆安装有反射铝箔。
7.根据权利要求2所述的太阳能电池发电系统，其特征在于：所述竖直支撑柱的外缘贴覆安装有反射铝箔。
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