CN205282487U - 光电转换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光电转换系统。所述光电转换系统包括光能输出装置、光电转换阵列和电能输送装置。所述光能输出装置输出光能，在设定平面内，所述光能的强度沿设定平面的第一维方向均匀分布，沿设定平面的垂直于所述第一维方向的第二维方向非均匀分布；所述光电转换阵列包括多个串联连接的光电转换单元带组，每一光电转换单元带组包括多个电连接的光电转换单元带，每一所述光电转换单元带均平行于所述第一维方向，并接收所述光能输出装置产生的光能；所述电能输送装置包括多个逆变器，所述多个逆变器分别与所述多个光电转换单元带组对应电连接，并分别独立地将每一所述光电转换单元带组产生的电能输送至电网。

Description

光电转换系统

技术领域

本实用新型属于光电转换领域，具体地涉及一种光电转换系统。

背景技术

众所周知，太阳光无处不在，鉴于太阳光对应的光能取之不竭，用之不尽，因此，利用太阳光实现能量利用的项目越来越多，截至目前，利用太阳光发电在现有电力供应中扮演着越来越重要的角色。

请参阅图1，是利用太阳光实现光能至电能的转换系统框架示意图。在利用太阳光实现光能至电能的转换系统中，主要包括光能提供元件61、光电转换器62及电能输出装置63。

所述光能提供元件61，即太阳，或经过光学处理的阳光，或二次辐射源辐射光，并将光能传递至所述光电转换器62。所述光电转换器62接收光能并将光能转换为电能，形成电压。所述电能输出装置63将电压施加至外接电路上，形成电流，由此实现光能转换为电能，最终输出的过程，亦即光能至电能的转换过程。

由此可见，在利用太阳光实现光能至电能的转换系统中，所述光电转换器62(也叫太阳能电池组件或者光伏组件)是整个发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能转化为电能，一般接入电网统一调配使用，或送往蓄电池中存储起来，或直接推动负载工作。

如图2所示，所谓光电转换器500是由太阳能电池片或由激光切割机或钢线切割机切割开的不同规格的光电转换单元(太阳能电池片)501组合在一起构成。由于单一光电转换单元的电流和电压都很小，于是业界把上述多个光电转换单元先串联获得高电压，再并联获得高电流后然后输出。其中所述单一光电转换单元的规格包括：125*125mm、156*156mm、124*124mm等。将多个光电转换单元封装在一个钢化玻璃的基板上，四周安装不锈钢、铝或其他非金属边框上，安装好上面的玻璃及背面的背板形成整体称为光电转换器，也就是光伏组件或太阳电池组件。换句话说，所述光电转换器是由多个光电转换单元阵列并电连接形成。

针对每一光电转换单元接收光能实现光能量转化为电能量现象，称为“光伏效应”，指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象，具体如图3所示。

然而，单一光电转换单元只能产生大约0.5伏的工作电压，远低于实际使用所需电压。为了满足实际应用的需要，需要把多个光电转换单元连接成光电转换器，或者光伏组件。请再次参阅图2，所述光电转换器62包含一定数量的光电转换单元，例如是二十四片，上述光电转换单元通过导线对应电连接，如此形成大约能产生12伏工作电压的光电转换器62，或者光伏组件62。

现有技术的光电转换器中，光电转换单元的电连接方式主要以串联为主。其中，公开号为CN103094385A的发明专利公开了一种光电转换器700，如图4所示，光电转换器1中光电转换单元710以串联方式电连接。公开号为CN104617169A的发明专利公开了一种光电转换器，如图5所示，在光电转换器800中，光电转换单元810均以串联方式构成所述光电转换器800。在上述两种光电转换器中，串联设置的光电转换单元710、810可以获得高输出电压从而减小电能损耗，但是其缺陷在于串联设置的光电转换器700、800无法充分利用非均匀光照条件，即其总的输出电流受限于被最弱光照的光伏电池产生的最小电流。为了避免其总的输出电流受限于被最弱光照的光电转换单元产生的最小电流，现有技术往往采用旁路二极管的方案绕过这部分被最弱光照的光电转换器，因此没有充分利用阳光资源和已投入使用的设备。

针对无法充分利用非均匀光照的缺陷，业界为了进一步地利用非均匀光照，现有技术公开号为CN101978510B的中国专利和专利号为US8748727的美国专利公开了一种由光电转换单元并联连接构成的光电转换器，如图6所示。该光电转换器900中，光电转换单元904彼此并联连接形成多个行906，然后多个行906之间串联连接。该光电转换器900中并联连接的光电转换单元904使得该光电转换器900可以降低对非均匀光照的敏感性，提高其在常见非均匀光照条件下的输出电能；但是其缺点在于并联连接的光电转换单元904具有较低的输出电压和较大的输出电流，这会增加该光电转换器900输出电能的损耗。而且较大的输出电流需要使用较粗的导线以传导电流，这又会增加该光电转换器900的成本。

但是，对于在特定情况下的非均匀光照条件，例如沿第一维方向光能强度均匀，沿垂直于所述第一维方向的第二维方向光能强度非均匀的光照，目前业界尚未发现充分利用该特定情况下的非均匀光照进行光伏发电的研究。

因此，有必要提供一种可以充分利用该特定情况下的非均匀光照的光电转换系统。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开一种充分利用沿第一维方向光能强度均匀，沿垂直于所述第一维方向的第二维方向光能强度非均匀的光照，且电能损耗小的光电转换系统。

所述光电转换系统包括光能输出装置、光电转换阵列和电能输送装置。所述光能输出装置输出光能，在设定平面内，所述光能的强度沿设定平面的第一维方向均匀分布，沿设定平面的垂直于所述第一维方向的第二维方向非均匀分布；所述光电转换阵列包括多个串联连接的光电转换单元带组，每一光电转换单元带组包括多个电连接的光电转换单元带，每一所述光电转换单元带包括多个依次串设的光电转换单元，每一所述光电转换单元带均平行于所述第一维方向，并接收所述光能输出装置产生的光能；所述电能输送装置包括多个逆变器，所述多个逆变器分别与所述多个光电转换单元带组对应电连接，并分别独立地将每一所述光电转换单元带组产生的电能输送至电网。

在本实用新型一较佳实施例中，所述光能输出装置包括光源及导光模组，所述光源产生光束，所述导光模组导引来自所述光源的光束沿着设定方向辐射，光电转换器是设于同一承载基板的光伏组件，其包括多个相互绝缘设置的所述光电转换单元带和多个连接端，所述光源产生的光束配合所述导光模组导引的光束在所述光电转换器表面形成光能强度沿第一维方向均匀分布，沿垂直于所述第一维方向的第二维方向非均匀分布的光照。

在本实用新型一较佳实施例中，沿所述第一维方向，相邻的光电转换单元带构成光电转换单元带组，并对应电连接。

在本实用新型一较佳实施例中，同一光电转换单元带组的多个光电转换单元带处于同样的工作光照环境。

在本实用新型一较佳实施例中，沿所述第二维方向，所述多个光电转换单元带组之间平行间隔，并彼此电位隔离设置。

在本实用新型一较佳实施例中，每一所述光电转换单元带组内，所述多个光电转换单元带沿直线排列。在本实用新型一较佳实施例中，光电转换阵列还包括多个输出端，所述多个输出端分别与所述多个光电转换单元带组对应电连接，并分别独立输出所述多个光电转换带组产生的电能。

在本实用新型一较佳实施例中，所述多个逆变器通过所述多个输出端与所述多个光电转换单元带组对应电连接，所述光电转换单元带组、所述输出端和所述逆变器依次串联连接。

在本实用新型一较佳实施例中，位于同一所述光电转换单元带的多个光电转换单元并联连接、串联连接或串联并联混合连接。

一种光电转换系统，所述光电转换系统包括光能输出装置、光电转换阵列和电能管理装置。所述光能输出装置输出光能，在设定平面内，所述光能的强度沿设定平面的第一维方向均匀分布，沿设定平面的垂直于所述第一维方向的第二维方向非均匀分布；所述光电转换阵列包括多个串联连接的光电转换单元带组，每一光电转换单元带组包括多个电连接的光电转换单元带，每一所述光电转换单元带包括多个依次串设的光电转换单元，每一所述光电转换单元带均平行于所述第一维方向，并接收所述光能输出装置产生的光能；所述电能管理装置包括至少一个蓄电器和一个充电控制器，所述蓄电器通过所述充电控制器分别与所述多个光电转换单元带组对应电连接，并将每一所述光电转换单元带组产生的电能储存在所述蓄电器内。

所述光电转换系统的每一光电转换器组内部形成多个光电转换单元带组，且所述光电转换单元带组分别连接多个独立的输出端以实现电能的独立输出，从而使得所述光电转换系统可以充分利用沿所述第一维方向光能强度均匀分布，而垂直于所述第一维方向的第二维方向呈非均匀分布的光照进行光电转换，而且采用多个独立输出端输出电能的方式降低电能传输损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是光能至电能转换系统框架示意图；

图2是现有技术光伏组件结构示意图；

图3是太阳能光伏电池片的光伏效应示意图；

图4是现有技术一种太阳能电池组件的电路结构示意图；

图5是现有技术另一种太阳能电池组件的电路结构示意图；

图6是现有技术又一种太阳能电池组件的电路结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的光电转换系统的结构示意图；

图8是图7所示光电转换系统中光能输出装置和光电转换阵列之间的光束传输示意图；

图9是图7所示光电转换系统中光电转换阵列的结构示意图；

图10是图9所示光电转换阵列中光电转换器组的结构示意图；

图11是图10所示光电转换器组中光电转换器的一较佳实施例平面结构示意图；

图12a是图10所示光电转换器组的框架结构示意图；

图12b是图10所示光电转换单元带组的框架结构示意图；

图13是图11所示光电转换器中光电转换单元带的结构示意图；

图14是图10所示光电转换器组中光电转换器的另一较佳实施例平面结构示意图；

图15是图14示光电转换器中光电转换单元带的结构示意图；

图16是图11所示光电转换器串接示意图；

图17是图7所示光电转换系统中光电转换阵列的另一种连接示意图；

图18是图7所示光电转换系统中光电转换器组与导光模组相互配合的实施例一的立体示意图；

图19a-19d是图18所示光电转换器组和导光模组在不同光照条件下的侧面示意图；

图20是是图7所示光电转换系统中光电转换器组与导光模组相互配合的实施例二的立体示意图；及

图21是是图7所示光电转换系统中光电转换器组与导光模组相互配合的实施例三的立体示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图7，是本实用新型实施例提供的光电转换系统的结构示意图。所述光电转换系统100包括光能输出装置1、光电转换阵列3和电能输送装置5。所述光能输出装置1输出光束至所述光伏组件阵列3表面，所述光伏组件阵列3将光能转变为电能，所述电能输送装置5输送所述电能。

请参阅图8，是图7所示光电转换系统100中光能输出装置1和光电转换阵列3之间的光束传输示意图。所述光能输出装置1包括光源11及导光模组13。所述光源11产生光束传输至所述光电转换阵列3及所述导光模组13。所述导光模组13配合所述光电转换阵列3传输来自所述光源11的光束至所述光电转换阵列3的工作表面，并形成沿设定方向光强分布均匀的光照结构。

所述光源11是太阳光或者人工光源。在本实用新型中，所述光源11是广义的光源，凡是旨在为光伏发电提供光能的任何光辐射源均在本实用新型的创作宗旨内，主要是指太阳以及以太阳为源头的二次辐射源。在本实施例中，所述光源11可以为固定光源，也可以为移动光源。

所述导光模组13引导所述光源11发出的部分光束至光电转换阵列3的表面。对应于所述光源11，当所述光源11为固定光源时，所述导光模组13与所述光源11之间的相对位置固定，其直接导引部分光束至光电转换阵列3的表面。当所述光源11为移动光源时，所述导光模组13与所述光源11之间的相对位置是不固定的，即所述导光模组13与所述光源11之间的相对位置随着所述光源11的移动而变化，同时保证所述光源11与所述导光模组13之间的相对位置在设定范围，使得更多的光束经由所述导光模组13导引至所述光电转换阵列3的表面。在本实施例中，随着所述光源11的移动，所述导光模组13与所述光源11之间的相对位置是不固定的。

具体而言，以所述光源11为太阳为例，太阳在一天不同时刻的相对于所述导光模组13的位置是不断变化的，而且太阳在地球上某点的入射光束的角度在不同季节也不相同。如此，所述导光模组13可以追踪一天中不同时刻太阳的位置变化以保证所述导光模组13始终以合适的方向和角度最大限度接收太阳光。另一方面，太阳在不同季节，其与地球的夹角有所不同，如此还可以根据不同季节太阳入射光束的角度的改变而调节所述导光模组13面向太阳的角度。

在本实施例中，所述导光模组13不需要追踪一天中不同时刻太阳的位置变化，而仅仅按照不同季节太阳入射光束的角度的改变来调节所述导光模组13。也就是说，所述导光模组13不会根据太阳在一天中不同时刻位置的变化而调节其面向太阳的角度，而是在每一个季节内按照该季节的太阳入射光束的角度调节一次所述导光模组13面向太阳的角度。优选地，所述导光模组13可以按照不同季节太阳入射光束的角度的改变手动调节所述导光模组13面向太阳的角度。

更进一步地，所述导光模组13还可以不追踪太阳在一年中位置的变化。也就是说，尽管太阳的位置发生变化，所述导光模组13始终以固定的位置接收太阳光，不需要根据太阳位置的变化而调节所述导光模组13面向太阳的角度。

其中，所述导光模组13还可以包括多个子导光模组，所述多个子导光模组配合构成所述导光模组13。在本实用新型中，所述导光模组13可以是反射板实现光束反射传输，也可以是折射板，通过折射改变光束传输方向以实现聚光。

请同时参阅图9和图10，其中图9是图7所示光电转换系统100中光电转换阵列3一较佳实施例的结构示意图，图10是图9所示光电转换阵列3中光电转换器组31的结构示意图。所述光电转换阵列3包括多个光电转换器组31和多个输出端33。所述光电转换器组31包括多个光电转换器35。

所述多个光电转换器组31阵列设置，同时对应电连接形成光电转换阵列3。所述输出端33设于所述光电转换阵列3的端部，并分别与所述光电转换阵列3边缘的光电转换器组31对应电连接，以分别独立输出所述多个光电转换阵列3产生的电能。

在本实施例中，所述光电转换器组31的数量为四组，沿竖直方向平行间隔设置，且相邻的光电转换器组31依次对应串联设置。每一光电转换器组31包括多个依次串联设置的光电转换器35。

所述输出端33的数量为三个，每一输出端33分别对应连接位于光电转换阵列3端部的光电转换器组31。所述光电转换器组31的排列是多行平行间隔设置，也可以是根据建筑物实际的设计需要的对应布局。

所述光电转换器组31包括多个线性阵列设置的光电转换器35。相邻的光电转换器35分别通过导线实现电连接。于每一光电转换器组31中，所述多个光电转换器35沿直线方向平行间隔排列。每一光电转换器35对应设于各自的基板上，相邻的光电转换器35对应电连接设置。多个分别设于不同基板的光电转换器35依次呈线性阵列电连接设置，形成所述光电转换器组31。

在本实施方式中，于每一光电转换器组31中，所述多个光电转换器35沿直线设置，且基本位于同一平面内。相邻的光电转换器35对应串联设置，实现位于不同基板的多个光电转换器35沿同一直线方向线性阵列设置。在所述光电转换器组31所在平面中，设定XY坐标系，每一光电转换器组31中，沿着X轴方向，所述多个光电转换器依次沿直线设置，依次是：第一光电转换器35、第二光电转换器35、……、第N-1光电转换器35及第N光电转换器35，相邻所述光电转换器35对应串联设置；沿着Y轴方向，所述光电转换器35呈单行设置，如此形成N个光电转换器35按行设置的1*N阵列，其中N为大于等于1的自然数。也就是说，所述光电转换器组31是由N个呈直线间隔排列设置的光电转换器35形成的线性结构。

请参阅图11，是图10所示光电转换器组31中光电转换器35的一较佳实施例平面结构示意图。所述光电转换器35是设于同一承载基板的光伏组件，其包括多个相互绝缘设置的光电转换单元带351和多个连接端353。

沿平行于Y轴方向，在每一光电转换器35中，所述多个光电转换单元带351相互平行间隔设置，分别是：第一光电转换单元带3511、第二光电转换单元带3512、第三光电转换单元带3513、……、第M-1光电转换单元带351(M-1)及第M光电转换单元带351M。所述多个光电转换单元带351沿Y轴方向彼此电位隔离。

所述多个连接端353分别设于所述多个光电转换单元带351的端部，其中每一连接端353对应与其中一光电转换单元带351分别电连接，用于串联连接相邻光电转换器35的光电转换单元带351，实现沿X轴方向相邻光电转换器35的光电转换单元带351的电连接。所述连接端353包括正极连接端352和负极连接端354，所述正极连接端352连接所述光电转换单元带351的正极，所述负极连接端354连接所述光电转换单元带351的负极。

请参阅图12a、12b，分别是图10所示光电转换器组及光电转换单元带组的结构示意图。在所述光电转换器组31中，沿着平行于X轴方向，每一光电转换单元带351沿着平行于X轴方向延伸设置，相邻光电转换器35的光电转换单元带351分别通过所述正极连接端352和负极连接端354对应电连接，即：所述第一光电转换器35的第一光电转换单元带3511与第二光电转换器35的第一光电转换单元带3511对应电连接，所述第二光电转换器35的第一光电转换单元带3511与所述第三光电转换器35的第一光电转换单元带3511对应电连接，……，所述第N-1光电转换器35的第一光电转换单元带3511与所述第N光电转换器35的第一光电转换单元带3511对应电连接，由此获得由每一光电转换器35的第一光电转换单元带3511串联形成的第一光电转换单元带组371。

同时，所述第一光电转换器35的第二光电转换单元带3512与第二光电转换器35的第二光电转换单元带3512对应电连接，所述第二光电转换器35的第二光电转换单元带3512与所述第三光电转换器35的第二光电转换单元带3512对应电连接，……，所述第N-1光电转换器35的第二光电转换单元带3512与所述第N光电转换器35的第二光电转换单元带3512对应电连接，由此获得由每一光电转换器35的第二光电转换单元带3512串联形成的第二光电转换单元带组372。

以此类推，所述第一光电转换器35的第M光电转换单元带351M与第二光电转换器35的第M光电转换单元带351M对应电连接；所述第二光电转换器35的第M光电转换单元带351M与第三光电转换器35的第M光电转换单元带351M对应电连接；……，所述第N-1光电转换器35的第M光电转换单元带351M与所述第N光电转换器35的第二光电转换单元带351M对应电连接，由此获得由每一光电转换器35的第M光电转换单元带串联形成的第M光电转换单元带组37M。

如此，所述光电转换器组31是由N个单行平行排列的光电转换器35线性阵列设置形成，同时也是由M行*N列阵列的多个光电转换单元带351矩阵设置形成。

综上，沿着平行于X轴方向，于每一光电转换器组31中，由于位于同一行的所述光电转换器35的光电转换单元带351分别对应设置，取每一光电转换器35中对应行光电转换单元带351构成多个平行间隔设置的光电转换单元带组37，即：第一光电转换单元带组371、第二光电转换单元带组372、……，第M光电转换单元带组37M。

在本实施例中，每个所述连接端353连接一个所述光电转换单元带351，即所述光电转换器35的光电转换单元带351和连接端353分别一一对应电连接。且，所述正极连接端352和所述负极连接端354设于所述光电转换器35的相异侧。

请参阅图13，是图11所示光电转换器35中光电转换单元带351的结构示意图。所述光电转换单元带351包括正极输出端子(图13中用圆点示意，未用数字标注)、负极输出端子(图13中用圆点示意，未用数字标注)和多个光电转换单元355。所述多个光电转换单元355依次串设于所述正极输出端子和所述负极输出端子之间。其中，所述正极输出端子和所述负极输出端子用于输出所述光电转换单元355利用光能产生的电能。

所述光电转换单元355是光伏电池，其可以为单晶太阳能电池、多晶太阳能电池、非晶硅太阳能电池或薄膜电池，本实用新型对此不作限定。

在每一所述光电转换单元带351内，相邻所述光电转换单元355之间通过导电线路串接设置，且构成所述光电转换单元带351的每一光电转换单元355尺寸基本相同。其中，在每一所述光电转换单元带351内，依次串设于所述正极输出端子和所述负极输出端子之间的多个光电转换单元355呈线性阵列设置。而且，构成所述光电转换单元带351的光电转换单元355的数目可以相同，也可以不相同，本实用新型对此不作限定。

在本实施例中，在每一所述光电转换单元带351内，依次串设于所述正极输出端子和所述负极输出端子之间的多个光电转换单元355呈直线排列，且平行于所述第一维方向。而且，相邻的所述光电转换单元355相互间隔设置，所述间隔尺寸介于0.1毫米至3毫米之间。其中，所述光电转换单元带351的正极输出端子和负极输出端子分别电连接所述连接端353的正极连接端352和负极连接端354，并且使得所述正极连接端352和所述负极连接端354均位于所述光电转换器35的相异侧。

不限于本实施例，所述正极连接端352和所述负极连接端354还可以设于所述光电转换器35的相同侧。

请同时参阅图14和图15，图14是图10所示光电转换器组中光电转换器的另一较佳实施例平面结构示意图，图15是图14所示光电转换器45中光电转换单元带451的结构示意图。所述光电转换器45包括多个相互平行间隔设置的光电转换单元带451和多个连接端453。且每一个所述连接端453包括一对正极连接端452和负极连接端454。在本实施例中，所述光电转换器45与上述实施例中的光电转换器35的不同之处在于：所述正极连接端452和所述负极连接端454均设于所述光电转换器45的相同侧。

进一步地，在所述光电转换器45中，为了满足所述正极连接端452和所述负极连接端454设于所述光电转换器45的相同侧的要求，在所述光电转换单元带451内，依次串设于所述正极输出端子和所述负极输出端子之间的多个光电转换单元455还可以迂回设置。

所述光电转换单元带451包括正极输出端子(图15中用圆点示意，未用数字标注)、负极输出端子(图15中用圆点示意，未用数字标注)和多个光电转换单元455。所述多个光电转换单元455依次串设于所述正极输出端子和所述负极输出端子之间。串设于所述光电转换单元带451内的多个光电转换单元455呈U型排列设置。而且，所述光电转换单元带451的正极输出端子和负极输出端子设于所述光电转换单元带451的相同侧，并分别与所述连接端453的正极连接端452和负极连接端454电连接，由此使得所述正极连接端452和所述负极连接端454均位于所述光电转换器45的相同侧。

由于所述连接端的正极连接端和负极连接端设于所述光伏组件的相同侧或相异侧均不会影响所述光电转换器的串接设置，因此以所述正极输出端和所述负极输出端设于相异侧的光电转换器35为例对所述光电转换器组31做进一步描述。

请再次同时参阅图9、图10及图12a、12b，在所述光电转换器35所在平面内，界定平行于所述光电转换器35的两个相邻侧边方向分别为X轴方向和Y轴方向，且设定平行于X轴的方向为第一维方向，平行于Y轴的方向为第二维方向。因此，所述光电转换器35的多个光电转换单元带351分别平行于所述第一维方向，而且沿所述第二维方向电位隔离。

沿第一维方向，多个光电转换器35沿直线设置，形成多个相互平行的光电转换器组31，所述光电转换器组31沿所述第一维方向延伸，且相互平行间隔。

所述光电转换器35的光电转换单元带351沿平行于第一维方向延伸，相邻的不同光电转换器35的光电转换单元带351对应串联形成多组光电转换单元带组37，每一光电转换单元带组37包括多个分别来自不同光电转换器35的光电转换单元带351。于每一光电转换单元带351中，多个所述光电转换单元355相互串联并线性排布。

所述输出端33分别与所述光电转换单元带组37一一对应电连接，并对应独立输出对应的光电转换单元带组37产生的电能。

沿所述第二维方向，M代表所述光电转换单元带351的行数，如当M等于1，则表示位于第一行的光电转换单元带351，称之为第一光电转换单元带3511；同理，当M等于2，表示位于第二行的光电转换单元带351，称之为第二光电转换单元带3512，以此类推，由此，所述光电转换器35包括相互平行间隔设置的M行光电转换单元带351，分别是第一光电转换单元带3511、第二光电转换单元带3512、……、第M光电转换单元带351M。

所述光电转换器组31相互平行间隔设置，且不同的光电转换器组31之间对应串联。每一光电转换器35中，所述光电转换单元带351相互电位隔离。由来自不同光电转换器35的光电转换单元带351构成的光电转换单元带组37相互平行间隔并电位隔离设置。

请参阅图16，是图11所示光电转换器35的串接示意图。当相邻两个所述光电转换器35进行串接设置时，取相邻的光电转换器35a和光电转换器35b为例进行描述。

所述光电转换器35a包括相互平行间隔设置的M行光电转换单元带351a，分别是第一光电转换单元带351a1、第二光电转换单元带351a2、……、第M光电转换单元带351aM，以及分别与所述M行光电转换单元带351a对应连接的M个连接端353a，分别是第一连接端353a1、第二连接端353a2、……、第M连接端353aM，其中M是大于等于1的自然数。

同理，所述光电转换器35b包括相互平行间隔设置的M行光电转换单元带351b，分别是第一光电转换单元带351b1、第二光电转换单元带351b2、……、第M光电转换单元带351bM，以及分别与所述M行光电转换单元带351b对应连接的M个连接端353b，分别是第一连接端353b1、第二连接端353b2、……、第M连接端353bM。

当所述光电转换器35a和所述光电转换器35b进行串联设置时，所述光电转换器35a的第一连接端353a1与所述光电转换器35b的第一连接端353b1相连接，所述光电转换器35a的第二连接端353a2与所述光电转换器35b的第二连接端353b2相连接，……，所述光电转换器35a的第M连接端353aM与所述光电转换器35b的第M连接端353bM相连接。

也就是说，相邻的光电转换器35a和光电转换器35b进行串联设置时，位于所述光电转换器35a和所述光电转换器35b相同位置的光电转换单元带351分别对应串联设置。

进一步地，在所述光电转换器组31中，所述多个光电转换器35依次串联设置。由此可知，在所述多个串联设置的光电转换器35中，所述多个光电转换器35的第一光电转换单元带3511依次串联设置，记作第一光电转换单元带组371；同理，所述多个光电转换器35的第M光电转换单元带351M依次串接串并联设置，记作第M光电转换单元带组37M。也就是说，在所述光电转换器组31内部会形成M个相互平行间隔设置的光电转换单元带组37。

其中，于每一所述光电转换单元带组37内，构成所述光电转换单元带组37的多个光电转换单元带351依次串联设置，且分别位于相对应的所述光电转换器35的相同位置。

在所述光电转换阵列100的多个依次串联设置的光电转换器组31中，位于所述多个光电转换器组31相同位置的光电转换单元带组37依次串联设置。所述光电转换器组31中光电转换单元带组37串联方式与所述光电转换器35中光电转换单元带351的串联方式相似，在此不作赘述。

所述多个输出端33是相互电位隔离的独立输出端。所述多个输出端33分别连接所述依次串接设置的光电转换单元带组37，用于独立输出相对应的所述光电转换单元带组37产生的电能。其中，每一个所述输出端33与所述依次串接设置的光电转换单元带组37对应串接设置。所述输出端33可以与负载连接，将所述光电转换阵列3产生的电能输出到所述负载。所述负载可以为电子产品、蓄电装置、逆变器、用电电器或其他合适的需要用电驱动的装置。

不限于上述实施例，所述光电转阵列3的多个光电转换器组31之间还可以存在并联连接或者串并联混合连接。

所述多个光电转换器组31之间的并联也是通过位于所述多个光电转换器组31相同位置的光电转换单元带组37对应并联实现的。具体地，如图17所示，所述多个光电转换器组21的第一光电转换单元带组271之间并联设置，所述多个光电转换器组21的第二光电转换单元带组272之间并联设置，……，所述多个光电转换器组21的第M个光电转换单元带组27M之间并联或者串并联混合设置，以达到合理的电流电压参数。

在其他可替代实施例中，所述光电转换阵列3还可以设有一个所述光电转换器组31。当所述光电转换阵列3设有一个所述光电转换器组31时，所述多个输出端33分别连接所述M个光电转换单元带组37。每一个所述光电转换单元带组37连接一个所述输出端33，用于输出所述光电转换单元带组37产生的电能。

综上可知，在所述光电转阵列3中，所述多个依次串接的光电转换器组31内形成有依次串接的多个光电转换单元带组37，且所述多个独立的输出端33分别独立输出与其相连接的光电转换单元带带组37的电能。

所述电能输送装置5输送所述光电转换阵列3产生的电能。具体地，所述电能输出装置5包括多个逆变器(图未示)，所述多个逆变器与所述多个输出端33一一对应电连接，用于独立地输送相应的所述输出端33输出的电能。其中，所述光电转换单元带组37、所述输出端33和所述逆变器依次串联连接。也就是说，所述多个逆变器通过所述多个输出端33与所述多个光电转换单元带组37对应电连接，并独立地将所述多个光电转换单元带组37产生的电能并入电网中。

当所述电能输送装置5以交流电能的方式进行电能传输时，所述电能输送装置5的逆变器可以接收所述光电转换阵列3产生的直流电能，并将所述直流电能转换为交流电能。所述电能输送装置5需要通过所述逆变器将所述光电转换阵列3产生的直流电能转变为交流电能，然后将所述交流电能直接并入电网

当然，不限于上述实施例，所述光电转换系统100还可以直流电能的形式将所述光电转换阵列3产生的电能存储起来。当所述光电转换系统100以直流电能形式存储能量时，所述光电转换系统100采用电能管理装置(图未示)代替所述电能输送装置5。具体地，所述电能管理装置包括至少一个蓄电器和一个充电控制器，所述蓄电器通过所述充电控制器分别与所述多个光电转换单元带组37对应电连接，并将每一所述光电转换单元带组37产生的电能储存在所述蓄电器内。

当所述光电转换系统100采用电能管理装置存储电能时，所述光电转换阵列3产生的电能可以直接存储于蓄电器。其中，所述蓄电器可以为化学电池、电容器等可以存储直流电能的蓄电装置。

当所述光电转换系统100处于光照条件下时，所述光能输出装置1可以在所述光电转换器组31表面形成均匀光照或沿所述第一维方向光能强度均匀，垂直于所述第一维方向的第二维方向的光能强度不均匀的光照。

当所述光电转换器组31处于均匀光照条件下时，所述多个独立光电转换单元带光电转换单元带组37均可以在均匀光照条件下进行光电转化，并通过所述输出端33独立地输出电能，从而实现充分利用光照的目的。

当所述光电转换器组31处于沿所述第一维方向光能强度均匀分布，而垂直于所述第一维方向的第二维方向呈非均匀分布的光照时，则在所述光电转换器组31表面可以形成沿所述第一维方向平行的多个光照带。而且，在每一所述光照带内部，所述光照的强度均匀分布；在所述多个光照带之间，所述光照的强度存在差异。

由于所述光电转换器组31的多个光电转换单元带组37沿平行于所述第一维方向直线排列，则所述光照带可以覆盖至少一个所述光电转换单元带组37。这取决于所述光照带和所述光电转换单元带组37之间的相对宽度。

在每个所述光照带内，被所述光照带覆盖的光电转换单元带组37表面具有光能强度相同的光照。在所述光电转换单元带组37内，所述多个光电转换单元带351依次串接设置，因此所述光电转换单元带组37的输出电压等于所述多个光电转换单元带351的输出电压之和，且所述光电转换单元带组37的输出电流等于单个所述光电转换单元带351的输出电流，即形成高输出电压，低输出电流的光电转换单元带组37。

在相邻所述光照带之间，由于所述相邻光照带具有光能强度不同的光照，因此，被所述相邻光照带覆盖的光电转换单元带组37表面分别具有光能强度不同的光照。在所述光电转换器组31内，相邻光电转换单元带组37之间绝缘间隔设置。因此，每一所述光电转换单元带组37各自独立在不同光能强度的光照条件下进行光电转化，相互之间互不干扰，即具有不同光能强度的光照带均可以被所述光电转换器组31充分利用而分别产生电能。

进一步地，在所述光电转换系统100的光电转换阵列3中，所述多个光电转换器组31的依次串接设置是通过位于所述多个光电转换器组31相同位置的光电转换单元带组37依次串接设置实现的。而且，所述依次串接设置的光电转换单元带组37与所述独立的输出端33对应串接设置，用于独立输出相对应的所述依次串接的光电转换单元带组37产生的电能。也就是说，所述光电转换阵列3的多个输出端33均是以高输出电压，低输出电流的方式进行输出电能，而且所述光电转换阵列3输出的总电能等于所述多个依次串接的光电转换单元带组37输出的电能之和。

相较于现有技术，在所述光电转换系统100的光电转换阵列3中，每一光电转换器组31内部形成多个光电转换单元带组37，且所述光电转换单元带组37分别连接多个独立的输出端33以实现电能的独立输出，从而使得所述光电转换系统100可以充分利用所述光能输出装置1在所述光电转换器组31表面形成均匀光照或沿所述第一维方向光能强度均匀，垂直于所述第一维方向的第二维方向的光能强度不均匀的光照进行光电转换，而且所述光电转换阵列3采用多个独立输出端33输出电能的方式可以降低电能传输损耗。

在本实用新型中，所述导光模组13可以是反射板，实现光束反射传输，也可以是折射板，通过折射改变光束传输方向以实现聚光。以下将结合所述光电转换器组31和所述导光模组13相互配合的具体实施例来进一步阐释在所述光电转换器组31表面形成均匀光照或沿所述第一维方向光能强度均匀，垂直于所述第一维方向的第二维方向的光能强度不均匀的光照。

实施例一

请参阅图18，是图1所示光电转换系统100中光电转换器组31与导光模组13相互配合的实施例一的立体示意图。在本实施例中，所述导光模组13为反射板。所述导光模组13和所述光电转换器组31分别整体大致呈板状结构，且二者之间呈一角度设置。所述反射板接收来自所述光源11的光束，并反射所述光束朝所述光电转换器组31表面传输。

其中，所述光电转换器组31可以接收直接来自所述光源11提供的光束，也可以接收经过所述导光模组13反射的光束。请结合参阅图19a-19d，是图18所示光电转换器组31和导光模组13在不同光照条件下的侧面示意图。因此，根据所述光电转换器组31表面的光束分布，可以分为如下几种情况。

请参阅图19a，所述光电转换器组31表面整体仅接收直接来自所述光源11提供的光束。由于所述光源11提供的光束全面覆盖光电转换器组31表面，因此，光电转换器组31表面形成各个方向光能强度分布均匀的光照。在所述各个方向光能强度分布均匀的光照条件下，所述光电转换器组31的多个光电转换单元带组37将照射于其表面的光能转换为电能，并通过所述输出端33独立地输出相应的所述光电转换单元带组37产生的电能。

请参阅图19b，所述光电转换器组31不仅接收直接来自所述光源11提供的光束，还接收经过所述导光模组13反射的光束，并且上述两种光束在所述光电转换器组31部分重叠。根据所述光电转换器组31接收光束的重叠情况，可以将所述光电转换器组31形成两个沿所述第一维方向平行的区域：

区域一，仅接收直接来自所述光源11提供的光束，因此所述区域一内的光能强度分布均匀；

区域二，同时接收直接来自所述光源11提供的光束和经过所述导光模组13反射的光束，因此所述区域二是上述两种光束的重叠区域，在所述区域二内的光能强度分布均匀。

由此可知，所述区域二的光能强度必然大于所述区域一的光能强度。也就是说，沿平行于所述第一维方向，所述区域一的光能强度和所述区域二的光能强度分别均匀分布；沿平行于所述第二维方向，所述区域二的光能强度大于述区域一的光能强度。即在所述光电转换器组31表面形成沿所述第一维方向光强均匀分布，沿第二维方向呈非均匀分布的光照。

而且，所述区域一和所述区域二分别平行于所述第一维方向，因此所述区域一和所述区域二分别包含多个光电转换单元带组37。

而且，所述区域一和所述区域二内的光电转换单元带组37表面分别具有光能强度分布相同的光照，则所述光电转换单元带组37将照射于其表面的光能转换为电能，并通过所述输出端33独立地输出相应的所述光电转换单元带组37产生的电能。所述区域一和所述区域二内的光电转换单元带组37均是独立地进行光电转换，并独立地输出电能，相互之间并不干扰。

请参阅图19c，所述光电转换器组31不仅接收直接来自所述光源11提供的光束，还接收经过所述导光模组13反射的光束，而且上述两种光束全面重叠并覆盖所述光电转换器组31。如此，在所述光电转换器组31各个方向形成光能强度分布均匀的光照。在所述各个方向光能强度分布均匀的光照条件下，所述光电转换器组31的多个光电转换单元带组37将照射于其表面的光能转换为电能，并通过所述输出端33独立地输出相应的所述光电转换单元带组37产生的电能。

请参阅图19d，所述导光模组13还有可能没有将任何光束反射至所述光电转换器组31表面，反而所述导光模组13遮挡了部分所述光源11发出的光束。由于所述光源11发出的光束与所述导光模组13之间角度使得所述导光模组13没有接收到来自所述光源11的光束，反而遮挡了部分所述光束导致所述光电转换器组31只有部分区域接收到所述光束。由此，接收到所述光束的部分区域在所述光电转换器组31形成覆光区；而所述光电转换器组31的其余区域则没有被所述光束覆盖，由此在所述光电转换器组31形成遮光区。

所述覆光区和所述遮光区相邻且沿所述第一维方向相互平行。如此，沿所述第一维方向，所述光电转换器组31的覆光区和遮光区分别包含多个光电转换单元带组37。

在所述覆光区内，所述光照的光强均匀分布。因此，所述覆光区内的光电转换单元带组37表面分别具有光能强度分布均匀的光照，则所述光电转换单元带组37将照射于其表面的光能转换为电能，并通过所述输出端33独立地输出相应的所述光电转换单元带组37产生的电能。

在所述遮光区内，所述太阳光直射光照的光强基本为零。因此，所述遮光区内的光电转换单元带组37表面没有太阳光直射光照，则所述光电转换单元带组37仅靠散射光产生少量的电能，或者不能产生电能。

需要说明的是，所述覆光区和所述遮光区内的光电转换单元带组37均是独立地进行光电转换，并独立得输出电能，相互之间并不干扰。因此，只要所述光电转换器组31的表面存在具有足够光能强度的光照，所述光电转换器组31就可以产生电能。

实施例二

请参阅图20，是图1所示光电转换系统100中光电转换器组31与导光模组23相互配合的实施例二的立体示意图。在本实施例中，所述导光模组23为反射板。所述导光模组23包括第一反射板231和第二反射板233，所述第一反射板231和所述第二反射板233分别对称设置于所述光电转换器组31的两个相对侧。所述第一反射板231和所述第二反射板233均可以接收来自所述光源11的光束，并反射所述光束朝所述光电转换器组31表面传输。

所述光电转换器组31可以接收直接来自所述光源11提供的光束，也可以接收经过所述第一反射板231和所述第二反射板233反射的光束。上述光束在所述光电转换器组31的分布情况与所述实施例一类似，在此不做赘述。

需要说明的是，在本实施例中，在所述光电转换器组31上也可以形成沿所述第一维方向光能强度分布均匀，同时，沿垂直于所述第一维方向的第二维方向呈非均匀分布的光照。并且，所述光电转换单元带组37将照射于其表面的光能转换为电能，并通过所述输出端33独立地输出相应的所述光电转换单元带组37产生的电能。

实施例三

请参阅图21，是图1所示光电转换系统100中光电转换器组31与导光模组43相互配合的实施例三的立体示意图。在本实施例提供的光电转换模块1中，所述导光模组43为折射板。所述折射板接收来自所述光源11的光束，并折射所述光束朝所述光电转换器组31表面传输。所述折射板可以为包括菲涅尔透镜或普通透光镜的折射板。

优选地，所述导光模组43可以为聚光透镜，即为具有聚光功能的折射板。所述聚光透镜接收来自所述光源11的光束，并汇聚所述光束传输至所述光电转换器组31。而且，根据所述导光模组43所汇聚光线在所述光电转换器组31表面的重叠程度，在所述光电转换器组31表面可以形成沿所述第一维方向光能强度分布均匀，同时，沿垂直于所述第一维方向的第二维方向呈非均匀分布的光照。同理，所述光电转换器组31的光电转换单元带组37将照射于其表面的光能转换为电能，并通过所述输出端33独立地输出相应的所述光电转换单元带组37产生的电能。

其中，为了保证更多的光束汇聚至所述光电转换器组31表面，所述导光模组43面积大于所所述光电转换器组31的面积，如此便可通过所述导光模组43汇聚所述光束以提高所述光电转换器组31的光能强度。

在上述实例一、实施例二和实施例三提供的光电转换系统100中，所述导光模组还可以包括多个条状的子导光模组。所述多个子导光模组平行且相邻设置，并相互配合矩阵形成所述导光模组。其中，所述子导光模组的排列方向与所述光电转换器组31内的光电转换单元带组37的排列方向相同，即沿平行于所述第一维方向阵列排列。

当所述光源11发出的光束照射过来后，所述子导光模组引导所述光束至所述光电转换器组31形成平行于所述第一维方向的条状光照。所述条状光照在所述光电转换器组31表面形成多个所述光照带，所述光照带覆盖所述光电转换器组31的一个或者多个光电转换单元带组37，并于所述光电转换器组31内形成沿所述第一维方向光能强度均匀，垂直于第一维方向的第二维方向的光能强度不均匀的光照。其中，所述光电转换单元带组37将照射于其表面的光能转换为电能，并通过所述输出端33独立地输出相应的所述光电转换单元带组37产生的电能。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光电转换系统，其特征在于，包括：

光能输出装置，所述光能输出装置输出光能，在设定平面内，所述光能的强度沿设定平面的第一维方向均匀分布，沿设定平面的垂直于所述第一维方向的第二维方向非均匀分布；

光电转换阵列，所述光电转换阵列包括多个串联连接的光电转换单元带组，每一光电转换单元带组包括多个电连接的光电转换单元带，每一所述光电转换单元带包括多个依次串设的光电转换单元，每一所述光电转换单元带均平行于所述第一维方向，并接收所述光能输出装置产生的光能；及

电能输送装置，所述电能输送装置包括多个逆变器，所述多个逆变器分别与所述多个光电转换单元带组对应电连接，并分别独立地将每一所述光电转换单元带组产生的电能输送至电网。

2.根据权利要求1所述的光电转换系统，其特征在于，所述光能输出装置包括光源及导光模组，所述光源产生光束，所述导光模组导引来自所述光源的光束沿着设定方向辐射，光电转换器是设于同一承载基板的光伏组件，其包括多个相互绝缘设置的所述光电转换单元带和多个连接端，所述光源产生的光束配合所述导光模组导引的光束在所述光电转换器表面形成光能强度沿第一维方向均匀分布，沿垂直于所述第一维方向的第二维方向非均匀分布的光照。

3.根据权利要求1所述的光电转换系统，其特征在于，沿所述第一维方向，相邻的光电转换单元带对应电连接，并构成光电转换单元带组。

4.根据权利要求3所述的光电转换系统，其特征在于，同一光电转换单元带组的多个光电转换单元带处于同样的工作光照环境。

5.根据权利要求3所述的光电转换系统，其特征在于，沿所述第二维方向，所述多个光电转换单元带组之间平行间隔，并彼此电位隔离设置。

6.根据权利要求1所述的光电转换系统，其特征在于，每一所述光电转换单元带组内，所述多个光电转换单元带沿直线排列。

7.根据权利要求1所述的光电转换系统，其特征在于，光电转换阵列还包括多个输出端，所述多个输出端分别与所述多个光电转换单元带组对应电连接，并分别独立输出所述多个光电转换带组产生的电能。

8.根据权利要求7所述的光电转换系统，其特征在于，所述多个逆变器通过所述多个输出端与所述多个光电转换单元带组对应电连接，所述光电转换单元带组、所述输出端和所述逆变器依次串联连接。

9.根据权利要求8所述的光电转换系统，其特征在于，位于同一所述光电转换单元带的多个光电转换单元并联连接、串联连接或串联并联混合连接。

10.一种光电转换系统，其特征在于，包括：

光能输出装置，所述光能输出装置输出光能，在设定平面内，所述光能的强度沿设定平面的第一维方向均匀分布，沿设定平面的垂直于所述第一维方向的第二维方向非均匀分布；

光电转换阵列，所述光电转换阵列包括多个串联连接的光电转换单元带组，每一光电转换单元带组包括多个电连接的光电转换单元带，每一所述光电转换单元带包括多个依次串设的光电转换单元，每一所述光电转换单元带均平行于所述第一维方向，并接收所述光能输出装置产生的光能；及

电能管理装置，所述电能管理装置包括至少一个蓄电器和一个充电控制器，所述蓄电器通过所述充电控制器分别与所述多个光电转换单元带组对应电连接，并将每一所述光电转换单元带组产生的电能储存在所述蓄电器内。