CN204046506U - 太阳能组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于能源技术领域，更具体涉及一种太阳能组件。本实用新型所述的太阳能组件包括边框、安装在边框内的底板和若干个聚光单元，每个聚光单元由太阳能电池、次级光学元件和菲涅尔透镜组成，底板上刻蚀有将每个聚光单元中太阳能电池串联在一起的电路。该太阳能组件中次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为10～50°，且次级光学元件呈扁平型，与传统的次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为0°，且次级光学元件呈细长型的太阳能组件相比，可以显著提高太阳能组件的输出功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及到能源技术领域，具体涉及一种太阳能组件。
背景技术
太阳能具有清洁、无资源地域限制、对人类来说永无枯竭等优良特性，越来越受到人们的青睐，其中太阳能光伏利用即太阳光通过太阳能组件直接转换成电能的技术尤其引人注目。
中国发明专利CN101640502B公开了一种用于组装聚光器光电太阳能电池阵列的方法，其中所公开的聚光太阳能组件极具代表性。该聚光太阳电池组件中采用的点聚光菲涅尔透镜及次级光学元件(SOE)已成为业界最常用的聚光器组合。现有的太阳能组件中，通常是次级光学元件的四个角与菲涅尔透镜的四个角对齐放置，并不能使次级光学元件处于最佳的工作状态，会降低组件系统的最大输出能力。同时现有的太阳能组件中次级光学元件通常设置为细长型，同样会在一定程度上降低组件系统的最大输出能力。
发明内容
本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种太阳能组件。该太阳能组件中次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为10～50°，同时次级光学元件呈扁平型。本实用新型所述的太阳能组件显著提高了太阳能组件的输出功率。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型所述的太阳能组件，包括边框、安装在边框内的底板和若干个聚光单元，每个聚光单元由太阳能电池、次级光学元件和菲涅尔透镜组成；所述底板上刻蚀有将每个聚光单元中太阳能电池串联在一起的电路，所述底板下表面和边框底部粘接在一起，底板上表面和太阳能电池下表面焊接在一起；所述次级光学元件为上表面和下表面均为正方形，其余4个侧面均为等腰梯形的六面体，次级光学元件的上表面和下表面平行；所述次级光学元件的下表面与太阳能电池粘接在一起，上表面安装在菲涅尔透镜的焦点前；所述菲涅尔透镜粘接在边框顶部：所述次级光学元件的上表面与菲涅尔透镜的透镜面平行，所述次级光学元件上表面、下表面的中心与菲涅尔透镜透镜面的中心在同一直线上，所述次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为10～50°。
本实用新型所述的太阳能组件中，次级光学元件的上表面与菲涅尔透镜的透镜面平行，且次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为10～50°。经申请人多次重复性实验得出，该太阳能组件与传统的次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为0°的太阳能组件相比，其聚光效率有大幅度提高。
优选地，所述若干个聚光单位均匀分布在边框内。
优选地，所述次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角10～30°，可以进一步提高太阳能组件的聚光效率。最佳优选地，所述次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角20°。
优选地，所述次级光学元件下表面正方形的边长与次级光学元件的高度之比为1:1.5～3，所述次级光学元件侧面等腰梯形的两腰之间的夹角为20～40°。本实用新型所述的次级光学元件为扁平型，可以同时兼顾正入射和斜入射的情况，进而进一步提高太阳能组件的输出功率，其中斜入射为跟踪存在偏差的时候。进一步优选地，所述次级光学元件下表面边长与次级光学元件的高度之比为1:2，所述次级光学元件侧面等腰梯形的两腰之间的夹角为24～30°。最佳优选地，所述次级光学元件下表面边长与次级光学元件的高度之比为1:2，所述次级光学元件侧面等腰梯形的两腰之间的夹角为24°。
优选地，所述次级光学元件上表面与菲涅尔透镜焦点的距离为6～15mm。传统的太阳能组件中，次级光学元件的上表面距菲涅尔透镜焦点的距离为0mm，会降低太阳能组件的聚光效率。进一步优选地，次级光学元件上表面与菲涅尔透镜焦点的距离为8～12mm。最佳优选地，次级光学元件上表面与菲涅尔透镜的距离为10mm。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型所述的太阳能组件，其次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为10～50°，与传统的次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为0°的太阳能组件相比，可以提高太阳能组件中组件系统的聚光效率。
(2)本实用新型所述的太阳能组件中，次级光学元件为扁平型，与传统的次级光学元件呈细长型的太阳能组件相比，可以更好地同时兼顾正入射和斜入射的情况。
附图说明
图1是本实用新型太阳能组件主视方向的剖面图。
图2为本实用新型太阳能组件左视方向的剖面图。
图3为本实用新型次级光学元件的主视图。
图4为本实用新型次级光学元件的仰视图。
图5为本实用新型次级光学元件与菲涅尔透镜装配的仰视图。
图6为现有技术中次级光学元件与菲涅尔透镜装配的仰视图。
图中标记：1-边框，2-底板，3-太阳能电池，4-次级光学元件，5-菲涅尔透镜。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
图1和图2分别为本实用新型太阳能组件主视方向和左视方向的剖面图。如图1和图2所示，本实用新型所述的太阳能组件包括边框1、安装在边框1内的底板2和若干个聚光单元，每个聚光单元由太阳能电池3、次级光学元件4和菲涅尔透镜5组成。其中边框1起支架的作用，可以由玻璃、铝型材等制成；底板2为覆铜板，铜表面上刻蚀有电路，将每个聚光单元中太阳能电池串联在一起。底板2下表面通过硅酮结构胶粘接在边框1底部。若干个聚光单元均匀分布在边框1内。如图3和4所示，聚光单元中的次级光学元件4为上表面和下表面均为正方形，其余4个侧面均为等腰梯形的六面体，次级光学元件4的上表面和下表面平行，下表面正方形的边长与次级光学元件4的高度之比为1:1.5～3，侧面等腰梯形的两腰之间的夹角θ为20～40°，呈扁平型。太阳能电池3上表面的尺寸和次级光学元件4下表面的尺寸相同，通过硅胶粘接在一起，且太阳能电池3上表面的四条边和次级光学元件4下表面的四条边完全重合，太阳能电池3的下表面通过回流焊焊接在底板2的上表面。菲涅尔透镜5通过硅酮结构胶粘接在边框1顶部，次级光学元件4的上表面安装在距菲涅尔透镜5焦点6～15mm的位置，且次级光学元件4上表面、下表面的中心与菲涅尔透镜5透镜面的中心在同一直线上。如图5所示，次级光学元件4上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜5透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为β，β＝10～50°。
本实用新型所述的太阳能组件与传统的次级光学元件4上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜5透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为0°(其次级光学元件与菲涅尔透镜装配的仰视图如图6所示)，且次级光学元件4呈细长型的太阳能组件相比，其聚光效率可以提高0.5～2％左右。
以下，通过更具体的实施例来说明本实用新型所述太阳能组件的技术效果。
实施例2
本实施例所述的太阳能组件为：次级光学元件4下表面的尺寸为10*10mm，次级光学元件4的高度为20mm，次级光学元件4侧面等腰梯形两腰之间的夹角θ为24°，太阳能电池3的规格为10*10mm，菲涅尔透镜5的规格为200*200mm。将次级光学元件4的上表面安装在距菲涅尔透镜5焦点10mm的位置，次级光学元件4的上表面与菲涅尔透镜5的透镜面平行；次级光学元件4上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜5透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角β为20°。
对照组：次级光学元件4下表面的尺寸为10*10mm，次级光学元件4的高度为40mm，次级光学元件4侧面等腰梯形两腰之间的夹角θ为15°(次级光学元件呈细长型)，太阳能电池3的规格为10*10mm，菲涅尔透镜5的规格为200*200mm。将次级光学元件4的上表面安装在距菲涅尔透镜5焦点0mm的位置，所述次级光学元件4的上表面与菲涅尔透镜5的透镜面平行；次级光学元件4上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜5透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角β为0°。
根据测试，本实施例所述的太阳能组件与对照组所述太阳能组件相比，其聚光效率提高了2％。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种太阳能组件，包括边框、安装在边框内的底板和若干个聚光单元，每个聚光单元由太阳能电池、次级光学元件和菲涅尔透镜组成；所述底板上刻蚀有将每个聚光单元中太阳能电池串联在一起的电路，所述底板下表面和边框底部粘接在一起，底板上表面和太阳能电池下表面焊接在一起；所述次级光学元件为上表面和下表面均为正方形，其余4个侧面均为等腰梯形的六面体，次级光学元件的上表面和下表面平行；所述次级光学元件的下表面与太阳能电池粘接在一起，上表面安装在菲涅尔透镜的焦点前，所述菲涅尔透镜粘接在边框顶部，其特征在于：所述次级光学元件的上表面与菲涅尔透镜的透镜面平行；所述次级光学元件上表面、下表面的中心与菲涅尔透镜透镜面的中心在同一直线上；所述次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为10～50°。
2.根据权利要求1所述的太阳能组件，其特征在于：所述若干个聚光单位均匀分布在边框内。
3.根据权利要求1所述的太阳能组件，其特征在于：所述次级光学元件上表面正方形的任一边与菲涅尔透镜透镜面的对应边在轴向投影面上的夹角为10～30°。
4.根据权利要求1～3任一项所述的太阳能组件，其特征在于：所述次级光学元件下表面正方形的边长与次级光学元件的高度之比为1:1.5～3，所述次级光学元件侧面等腰梯形的两腰之间的夹角为20～40°。
5.根据权利要求4所述的太阳能组件，其特征在于：所述次级光学元件下表面边长与次级光学元件的高度之比为1:2，所述次级光学元件侧面等腰梯形的两腰之间的夹角为24～30°。
6.根据权利要求1所述的太阳能组件，其特征在于：所述次级光学元件上表面与菲涅尔透镜焦点的距离为6～15mm。
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