CN203933530U - 高倍多次聚光热电联产光伏组件 - Google Patents

高倍多次聚光热电联产光伏组件 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种高倍多次聚光热电联产光伏组件，包括高倍聚光电池片，喇叭形透镜，柱形透镜串，散热器，组件壳体，导热介质入口和出口，组件发电输出线，高倍聚光电池片的安装板，安装板上设有发电输出端子，组件外包保温材料，槽式聚光反射镜，太阳光经槽式聚光反射镜聚焦成一条较高光能密度的光带，较高光能密度的光带再经柱形透镜串和喇叭形透镜聚焦成高密度光能的光斑，高密度光能的光斑照射到高倍聚光电池片上，高倍聚光电池将高密度光能的一部分转换成电能，另一部分高密度光能产生热传导到散热器上，从导热介质入口进入的导热介质吸收散热器热能温度升高后从导热介质入出口输出热能。

Description

高倍多次聚光热电联产光伏组件
技术领域
本发明属于太阳能应用领域，具体涉及将太阳光能转换成电能和热能的一种高倍多次聚光热电联产光伏组件。
背景技术
一般的太阳能热电联产光伏组件有两种类型，一种是槽式线聚焦低倍聚光热电联光伏产组件，另一种是抛物面点聚焦高倍聚光热电联产光伏组件。槽式线聚焦低倍聚光热电联产光伏组件可以串联成大规模的热电联产装置，但是由于是槽式线聚焦低倍聚光热电联产光伏组件中的光伏电池用量多，为了降低造价只能用价格低的硅光伏电池，由于硅光伏电池的工作温度低，槽式线聚焦低倍聚光热电联产光伏组件只能产生温度低的热能，其应用范围小，另外硅光伏电池的膨胀系数与接收热能的散热器的膨胀系数差距大，硅光伏电池与散热器胶粘连接易脱落，造成硅光伏电池上的热散不出温度升高电池易烧毁，因此没有大量应用。抛物面点聚焦高倍聚光热电联产光伏组件中的太阳电池采用耐高温材料的高倍聚光电池，其组件体积较小成圆形或方形安装在抛物面焦点上，虽然可以获得高温热能，但是由于这种抛物面点聚焦高倍聚光热电联产光伏组件需要安装在独立的双轴跟踪支架上，由于双轴跟踪支架有阴影遮挡多双轴跟踪支架的安装距离大，很难串联成大规模的太阳能热电联产系统。
发明内容
为了能够实现大规模从太阳光能中同时获得热能和电能，提高太阳能的利用率和降低太阳能的转换成本，本发明提供了一种高倍多次聚光热电联产光伏组件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高倍多次聚光热电联产光伏组件，包括高倍聚光电池片，喇叭形透镜，柱形透镜串，散热器，组件壳体，导热介质入口和出口，组件发电输出线，高倍聚光电池片的安装板，安装板上的发电输出端子，组件外包保温材料，槽式聚光反射镜。高倍聚光电池片背面焊接在高倍聚光电池片的安装板电路面上构成高倍聚光电池，高倍聚光电池片发的电经安装板上的输出端子输出，喇叭形透镜的两端是一个小面端和一个大面端，高倍聚光电池片的上面胶粘连接喇叭形透镜的小面端，喇叭形透镜的大面端上胶粘连接在柱形透镜串上，对准柱形透镜串其中的一个柱形透镜，高倍聚光电池片的安装板的背面胶粘连接在散热器上，散热器在组件壳体内与壳体成一体，组件壳体的两端分别有导热介质入口和出口，在组件壳体外侧附着组件外包保温材料，高倍多次聚光热电联产光伏组件壳体内包含许多高倍聚光电池和喇叭形透镜组合，并一一对准柱形透镜串的柱形透镜。太阳光经槽式聚光反射镜聚焦成一条较高光能密度的光带，较高光能密度的光带再经柱形透镜串和喇叭形透镜聚焦成一串高密度光能的光斑，一串高密度光能的光斑照射到相对应的高倍聚光电池片上，高倍聚光电池片将高密度光能的一部分转换成电能，不能转换成电的另一部分高密度光能产生热传导到散热器上，从导热介质入口进入的导热介质吸收散热器热能，导热介温度升高后从导热介质出口输出热能。将众多的高倍多次聚光热电联产光伏组件串联，就可从太阳光中获得大量的电能和热能。
本发明的有益效果是：由于本发明高倍多次聚光热电联产光伏组件既可以将太阳能转换成电能，又可以收集太阳光的热能，可大幅度提高太阳能的利用率，采用高温材料的高倍聚光电池片发电，高温材料的高倍聚光电池片可在较高的温度下工作，所收集的热能温度高便于利用。太阳光经槽式聚光反射镜、柱形透镜串、喇叭形透镜多次聚光，总的聚光倍数是上述3个聚光镜聚光倍数的乘积，可以采用较小口径的槽式聚光反射镜就可获得高倍聚光，小口径的槽式聚光反射镜风阻小，容易加工，并且光学精度高，提高了抗风性，降低了制造成本。另外由于高倍聚光电池片的尺寸很小，可以克服高倍聚光电池片与散热器膨胀系数不同引起的胶粘滑动，胶粘强度高，提高了组件的可靠性和寿命，由于高倍聚光发电所用的高倍聚光电池片数量少，可降低发电成本。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明高倍多次聚光热电联产光伏组件的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是柱形透镜串的结构图。
图4是图3的俯视图。
图5是图1的A-A向剖视图。
图6是喇叭形透镜结构图。
图7是图6的俯视图。
图8是高倍聚光电池的示意图。
图9是图8的俯视图。
图10是柱形透镜、喇叭形透镜和高倍聚光电池相结合的示意图。
图11是图10的俯视图。
图12是本高倍多次聚光热电联产光伏组件接收槽式聚光反射镜聚光的示意图。
图13是本高倍多次聚光热电联产光伏组件的高倍聚光电池接收柱形透镜和喇叭形透镜聚光的示意图。
图14是图13的B-B向示意图。
图15是本高倍多次聚光热电联产光伏组件外包保温材料的示意图。
图16是本高倍多次聚光热电联产光伏组件安装在跟踪太阳的自动跟踪支架上的示意图。
图17是众多本高倍多次聚光热电联产光伏组件串联的示意图。
在图中：1.是高倍聚光电池片，2.是喇叭形透镜，3.是柱形透镜串，4.是散热器，5.是高倍多次聚光热电联产光伏组件的壳体，6.是导热介质入口，7.是导热介质出口，8.是高倍多次聚光热电联产光伏组件发电输出线的负极，9.是高倍多次聚光热电联产光伏组件发电输出线的正极，10.是高倍聚光电池片的安装板，11.是高倍聚光电池片发电的输出端子，12.是太阳光线，13.是高倍多次聚光热电联产光伏组件外包保温材料，14.是槽式聚光反射镜，15.是太阳，16.是经槽式聚光反射镜聚焦后的光线，17.是跟踪太阳的自动跟踪支架。
具体实施方式
在图1实现本发明高倍多次聚光热电联产光伏组件的结构示意图中，若干高倍聚光电池片1上胶粘若干喇叭形透镜2，若干喇叭形透镜2上胶粘柱形透镜串3，若干高倍聚光电池1的背面胶粘在散热器4上，高倍聚光电池片1、喇叭形透镜2、柱形透镜串3和散热器4在壳体5内组成本高倍多次聚光热电联产光伏组件，壳体5的两端分别设有导热介质入口和导热介质出口7，壳体5的两端还分别设有发电输出线的负极8和发电输出线的正极9。
在图2图1的俯视图中，进一步描述了本发明高倍多次聚光热电联产光伏组件的结构，柱形透镜串3在壳体5的上面，热介质入口6和发电输出线的正极9在壳体5的一侧，导热介质出口7和发电输出线的负极8在壳体5的另一侧。
在图3柱形透镜串的结构图中，描述了本发明高倍多次聚光热电联产光伏组件用的柱形透镜串3是由若干个柱形透镜连接组成。
在图4图3的俯视图中，进一步描述了柱形透镜串3是由若干柱形透镜连接组成。
在图5图1的A-A向剖视图中，进一步描述了高倍聚光电池片1、高倍聚光电池片的安装板10、喇叭形透镜2、柱形透镜串3、散热器4和壳体5剖面形状，散热器4设置在壳体5内并与壳体5下部构成密闭空间，散热器4上装有高倍聚光电池片的安装板10、高倍聚光电池片1、喇叭形透镜2和柱形透镜3。
在图6喇叭形透镜结构图中，描述了喇叭形透镜2的形状，喇叭形透镜2一端大另一端小。
在图7图6的俯视图中，进一步描述了喇叭形透镜2的形状，喇叭形透镜2的两端是一个大面和一个小面。
在图8高倍聚光电池的示意图中，描述了高倍聚光电池结构，高倍聚光电池片1焊接在高倍聚光电池的安装板10上，高倍聚光电池的输出端子11也焊接在高倍聚光电池的安装板10上构成高倍聚光电池。
在图9图8的俯视图中，进一步描述了描述了高倍聚光电池结构。
在图10柱形透镜、喇叭形透镜和高倍聚光电池相互结合的示意图中，描述了高倍聚光电池片的安装板10上焊接高倍聚光电池片1，高倍聚光电池片1上胶粘连接喇叭形透镜2，喇叭形透镜2上胶粘连接柱形透镜串3。
在图11图10的俯视图中，描述了高倍聚光电池片1上胶粘连接的喇叭形透镜2和喇叭形透镜2上胶粘连接的柱形透镜串3是透光的。
在图12本高倍多次聚光热电联产光伏组件接收槽式聚光反射镜聚光的示意图中，描述了太阳15发出的光线12照射到槽式聚光反射镜14上，槽式聚光反射镜14将光线12聚光后光线16照射到本发明高倍多次聚光热电联产光伏组件的壳体5的一端柱形透镜串3上。
在图13本高倍多次聚光热电联产光伏组件的高倍聚光电池接收柱形透镜和喇叭形透镜聚光的示意图中，经槽式聚光反射镜14将光线12聚焦成光线16，光线16再经柱形透镜串3和喇叭形透镜2聚焦后照射到高倍聚光电池片1上。
在图14图13的B-B向示意图中，进一步描述了经槽式聚光反射镜14聚焦后的光线16再经柱形透镜串3和喇叭形透镜2聚焦后照射到高倍聚光电池片1上，柱形透镜串3中的一个柱形透镜对应一个喇叭形透镜2和一片高倍聚光电池片1。
在图15本高倍多次聚光热电联产光伏组件外包保温材料的示意图中，本高倍多次聚光热电联产光伏组件的壳体5外面包有保温材料13，柱形透镜串3上没有保温材料13。
在图16本高倍多次聚光热电联产光伏组件安装在跟踪太阳的自动跟踪支架上的示意图中，高倍多次聚光热电联产光伏组件的壳体5安装在槽式聚光反射镜14上，槽式聚光反射镜14安装在跟踪太阳的自动跟踪支架17上。
在图17众多本高倍多次聚光热电联产光伏组件串联的示意图中，将众多的本高倍多次聚光热电联产光伏组件5串联，就可从太阳光中获得大量的电能和热能。

Claims (3)

1.高倍多次聚光热电联产光伏组件，包括高倍聚光电池片，喇叭形透镜，柱形透镜串，散热器，组件壳体，导热介质入口和出口，组件发电输出线，高倍聚光电池片的安装板，组件外包保温材料，其特征是：高倍聚光电池片的上面胶粘上喇叭形透镜的小面端，喇叭形透镜的大面端上胶粘柱形透镜串上，高倍聚光电池片的安装板的背面胶粘连接在散热器上，散热器在组件壳体内与壳体成一体，组件壳体的两端设有导热介质入口和出口。
2.根据权利要求1所述的高倍多次聚光热电联产光伏组件，其特征是：组件壳体外侧附着组件外包保温材料。
3.根据权利要求1所述的高倍多次聚光热电联产光伏组件，其特征是：将众多的高倍多次聚光热电联产光伏组件串联，就可从太阳光中获得大量的电能和热能。
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