CN202217687U - 自动均衡全年太阳能接收的cpc聚光光伏装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种自动均衡接受太阳能辐射量的CPC聚光光伏装置，包括CPC聚光反射装置和太阳能光伏电池片，CPC聚光反射装置包括上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板，上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板的反射弧面相对，太阳能光伏电池片设置在上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板之间；本实用新型采用上下两片非对称设置的复合抛物面反射板，不需要跟踪太阳，也不需要随季节作人工调整，在全年范围内实现接收太阳辐射量相对均衡，从而对负载恒定的太阳能光伏发电系统避免了夏季发电过剩造成蓄电池过充电，冬季发电不足出现蓄电池过放电；从全年来计算的话，达到了最佳的接收效果，提高了发电系统的可靠性。

Description

自动均衡全年太阳能接收的CPC聚光光伏装置
技术领域
本实用新型涉及太阳能光电利用技术领域，特别涉及一种自动均衡全年太阳能接收的CPC聚光光伏装置。
背景技术
复合抛物面聚光器（CPC）的结构和设计原理如图1所示，抛物线A绕其焦点F1沿逆时针方向旋转了θmax，同理抛物线B绕其焦点F2沿顺时针方向也旋转了θmax，从而使得抛物线A的焦点F1落在抛物线B的下端点，抛物线B的焦点F2落在抛物线A的下端点，轴1’和1分别是抛物线A旋转前后的对称轴，轴2’和2分别是抛物线B旋转前后的对称轴，F2C和F1D分别平行轴1和轴2，抛物线段F1C和F2D关于Y轴对称并绕Y轴旋转一周，形成三维的复合抛物面聚光器（CPC），显然，经过旋转以后，CE是CPC光线入射口的直径，F1F2是CPC焦平面的直径，θmax是CPC的最大聚光角。把入射光线与Y轴的夹角θi定义为入射角，当θi＞θmax时，入射光线经过CPC反射从入射口射出，而当θi＜θmax时，入射光线经一次反射全部汇聚到焦平面上，由此把θi＜θmax的光能量全部收集到焦平面上，这就是CPC的聚光原理。
CPC由于结构简单，聚光效果明显，在太阳能收集领域得到了广泛的应用。CPC不需要随时跟踪太阳位置，只需要根据季节的变化对其作出一定的调整即可，相对而言其操作是比较简单的。但是对于一些无人值守或者安装位置不易到达的场合，如果采用现有的普通CPC收集装置，则无法达到全年的太阳能均衡收集，特别是夏天和冬天，由于太阳的高度差别较大，因此，如果CPC采用普通结构进行收集的话，其发电系统可靠性将大打折扣。
因此，有必要研究出一种能够在全年时间段内，实现全年太阳能接收相对均衡的CPC聚光光伏装置。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种自动均衡全年太阳能接收的CPC聚光光伏装置，通过采用非对称设置的CPC聚光反射装置，不需要跟踪太阳，也不需要人工调整，通过对CPC的相关参数作出调整，便可在全年时间段内实现均衡接收，也即在无人操作的情况下获得最佳能量接收。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
该种自动均衡全年太阳能接收的CPC聚光光伏装置，包括CPC聚光反射装置和太阳能光伏电池片，所述CPC聚光反射装置包括上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板，所述上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板的反射弧面相对，所述太阳能光伏电池片设置在上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板之间；
所述上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板采用非对称设计，相关参数为：上复合抛物面反射板最大接收角为14.5度，理论聚光比为4；下复合抛物面反射板最大接收角为23.5度，理论聚光比为2.5。
进一步，所述上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板的内反射面设置有银膜或铝膜；
进一步，所述上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板分别通过上固定槽和下固定槽固定于底板的表面；
进一步，所述上固定槽和下固定槽的槽形横截面为T型或三角形，所述上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板的固定端端部形状与固定槽的槽形相对应。
使用时，接受面太阳能光伏电池板按当地纬度设置，整个装置面朝南东西向放置。系统的有效聚光比工作日随太阳高度角自动变化，全年按太阳的运行规律随季节自动调整。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型采用上下两片非对称设置的复合抛物面反射板，不需要跟踪太阳，也不需要随季节作人工调整，便可聚光，在全年范围内实现太阳能接收均衡，从而以全年来计算的话，达到了最佳的接收效果；
2.复合抛物面反射板通过固定槽进行安装固定，能够方便地进行安装和调整，省时省力；
3.本实用新型结构紧凑，制作方便，具有良好的应用价值。
本实用新型的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
图1为CPC的原理说明图；
图2为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
如图2所示，本实用新型包括CPC聚光反射装置和太阳能光伏电池片1，其中CPC聚光反射装置包括上复合抛物面反射板2和下复合抛物面反射板3，上复合抛物面反射板2和下复合抛物面反射板3的反射弧面相对，太阳能光伏电池片1设置在上复合抛物面反射板2和下复合抛物面反射板3之间，如图2所示，本实施例中，上复合抛物面反射板2和下复合抛物面反射板3的截面采用非对称设计，相关参数为：
上复合抛物面反射板最大接收角为14.5度，一般接收角的取值范围为8~14.5度，理论聚光比为4；下复合抛物面反射板最大接收角为23.5度，一般接收角的取值范围为18~23.5度，理论聚光比为2.5。
这种方式主要可以满足某些地区太阳光照变化较大的情况，从而使阳光辐射更为均匀，提高光伏发电系统的可靠性。
上复合抛物面反射板2和下复合抛物面反射板3的内反射面设置有银膜或铝膜用于反射聚焦，增加入射到太阳电池片上的能流密度，提高输出功率。
本实施例中，如图2中的太阳电池板设置倾角为当地纬度，抛物面2高度为64cm,实际聚光比约为3.6，抛物面3高度为32cm,聚光比约为2,镀铝薄膜反射率为0.85。
上复合抛物面反射板2和下复合抛物面反射板3分别通过上固定槽4和下固定槽5设置于底板的表面，上固定槽4和下固定槽5的槽形横截面为T型或三角形，上复合抛物面反射板2和下复合抛物面反射板3的固定端端部形状与固定槽的槽形相对应。
使用时，接受面太阳能光伏电池板按当地纬度设置，整个装置面朝南东西向放置。系统的有效聚光比工作日随太阳高度角自动变化，全年按太阳的运行规律随季节自动调整。系统有效聚光比单一工作日早晚较大、中午较小，全年冬季较大、夏季较小，其效果是太阳电池接收到得太阳辐射量相对均衡；保证为恒定负载供电的发电系统可靠运行。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.自动均衡全年太阳能接收的CPC聚光光伏装置，其特征在于：包括CPC聚光反射装置和太阳能光伏电池片，所述CPC聚光反射装置包括上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板，所述上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板的反射弧面相对，所述太阳能光伏电池片设置在上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板之间；
所述上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板采用非对称设计，相关参数为：
上复合抛物面反射板最大接收角为14.5度，理论聚光比为4；下复合抛物面反射板最大接收角为23.5度，理论聚光比为2.5。
2.根据权利要求1所述的自动均衡全年太阳能接收的CPC聚光光伏装置，其特征在于：所述上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板的内反射面设置有银膜或铝膜。
3.根据权利要求1所述的自动均衡全年太阳能接收的CPC聚光光伏装置，其特征在于：所述上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板分别通过上固定槽和下固定槽固定于底板的表面。
4.根据权利要求3所述的自动均衡全年太阳能接收的CPC聚光光伏装置，其特征在于：所述上固定槽和下固定槽的槽形横截面为T型或三角形，所述上复合抛物面反射板和下复合抛物面反射板的固定端端部形状与固定槽的槽形相对应。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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