CN206195669U - 一种新型高倍太阳能聚光发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型高倍太阳能聚光发电装置，其包含立柱，立柱顶端设置下铰接块，下铰接块通过铰接件与上铰接块铰接，所述铰接件通过包含用于锁死的螺母；所述上铰接块上固定设置有组装平台，组装平台上设置旋转轴，旋转轴与铰接件的铰接轴在水平面上的投影相互垂直；旋转轴两端转动安装在轴承座上，旋转轴的一端通过减速机驱动，所述减速机固定安装在组装平台上；所述旋转轴上通过连接件支撑连接有玻璃外壳，玻璃外壳整体呈长方体结构，顶部敞开；玻璃外壳顶部铺设菲涅尔透镜组件；所述玻璃外壳内部底面与菲涅尔透镜组件位置对应的设置有电池模组。

Description

一种新型高倍太阳能聚光发电装置

技术领域

本实用新型涉及聚光光伏发电技术，用于将太阳能转化为电能。

背景技术

聚光光伏装置要么采用二维方向运动的复杂跟踪机构来实现对太阳光线的跟踪，要么不设置跟踪功能；二维跟踪机构的结构过于复杂，存在很多不稳定因素；不设置跟踪机构使得整体没有任何可调的结构和运动结构，不能对太阳能充分利用，存在太阳能浪费的现象；与此同时，目前的聚光透镜(常见的有菲涅尔透镜)，直接整体贴装在壳体上，壳体内通过纵横交错的钢板支撑，这种结构使得聚光透镜组装时很难调整，整体结构也较为笨重。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种新型高倍太阳能聚光发电装置，其具备单轴旋转跟踪以及俯仰角度可调的功能，组装灵活，太阳能利用率较高，本实用新型的菲涅尔透镜模组通过调整柱可调节位置，使得支撑更加稳定可靠。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种新型高倍太阳能聚光发电装置，包含立柱，立柱顶端设置下铰接块，下铰接块通过铰接件与上铰接块铰接，所述铰接件通过包含用于锁死的螺母；

所述上铰接块上固定设置有组装平台，组装平台上设置旋转轴，旋转轴与铰接件的铰接轴在水平面上的投影相互垂直；旋转轴两端转动安装在轴承座上，旋转轴的一端通过减速机驱动，所述减速机固定安装在组装平台上；

所述旋转轴上通过连接件支撑连接有玻璃外壳，玻璃外壳整体呈长方体结构，顶部敞开；玻璃外壳顶部铺设菲涅尔透镜组件；

所述玻璃外壳内部底面与菲涅尔透镜组件位置对应的设置有电池模组；

所述玻璃外壳内部还设置有用于支撑菲涅尔透镜组件的支撑架；所述支撑架，包括辅助梁，安装梁和调整柱，所述安装梁的两端分别连接其两侧的辅助梁的内侧表面，该安装梁上端面均布穿装多个竖直高度可调的调整柱，该调整柱的上端压接在菲涅尔透镜组件的底面。

作为本实用新型的一种优选实施方式：所述安装梁的每侧端部均嵌装在一卡具内，该卡具的外侧表面连接同侧辅助梁的内侧表面；所述卡具的结构是：包括凸片、用于连接辅助梁的基板，基板的内侧表面上下间隔安装两个凸片，该两个凸片之间嵌装安装梁的同侧端部；所述调整柱下端制出外螺纹且位于安装梁上方和下方的调整柱外缘分别啮合套装一定位螺母；所述调整柱的上端安装一弹性垫，该弹性垫的上端面压接在菲涅尔透镜组件中四个菲涅尔透镜片的十字交点处。

作为本实用新型的一种优选实施方式：所述菲涅尔透镜组件包含呈点阵式布置的多个菲涅尔透镜片；每个菲涅尔透镜片由布设在同一水平面上的9块子透镜拼装组成，9块子透镜均为正方形且其大小均相同，所述太阳能聚光装置的整体形状为正方形，且9块子透镜包括一块中心区域平板透镜、四块分别布设在中心区域平板透镜前后左右四侧的十字方向子透镜和四块分别布设在中心区域平板透镜两条对角线上的对角线方向子透镜，四块十字方向子透镜和四块对角线方向子透镜均呈“十”字交错布设；所述中心区域平板透镜的上下表面均为水平面；所述十字方向子透镜的上表面为水平面，十字方向子透镜的下表面上布设有多列等间距平行分布且能将照射在十字方向子透镜上表面上的太阳光光线折射并汇聚到中心区域平板透镜正下方的光楔一；所述对角线方向子透镜的上表面为水平面，对角线方向子透镜的下表面上布设有多列等间距平行分布且能将照射在对角线方向子透镜上表面上的太阳光光线折射并汇聚到中心区域平板透镜正下方的光楔二。

作为本实用新型的一种优选实施方式：所述9块子透镜中的相邻两块子透 镜之间通过卡扣进行扣装连接；多列等间距平行分布的光楔一的结构和大小均相同，多列等间距平行分布的光楔二的结构和大小均相同；所述光楔一和光楔二均为锯齿形且二者的大小相同。

作为本实用新型的一种优选实施方式：所述光楔二与所述中心区域平板透镜的对角线相垂直；四块十字方向子透镜分别布设在中心区域平板透镜的两条中心线上，且四块十字方向子透镜包括分别布设在中心区域平板透镜左右两侧的左侧子透镜和右侧子透镜以及分别布设在中心区域平板透镜前后两侧的前侧子透镜和后侧子透镜，所述左侧子透镜和右侧子透镜下表面上所布设的多列光楔一均与中心区域平板透镜的横向中心线相垂直，所述前侧子透镜和后侧子透镜下表面上所布设的多列光楔一均与中心区域平板透镜的纵向中心线相垂直。

作为本实用新型的一种优选实施方式：所述玻璃外壳底面对应每个菲涅尔透镜片的位置设置一个电池模组；包含用于将光能转化为电能的太阳能电池芯片，所述电池芯片底部贴附安装在第一导热板上，第一导热板底部贴附安装在第二导热板上，第二导热板固定安装在玻璃外壳底面的玻璃底板上；

所述第一导热板的面积小于第二导热板的面积；所述第一导热板和第二导热板均为导热材料制作，第一导热板的导热材料的导热效率大于第二导热板的导热材料的导热效率；

所述第一导热板底面通过导热硅脂粘接在第二导热板上，所述第二导热板底面通过导热硅脂粘接在玻璃底板上；所述电池芯片底面通过导热硅脂粘接在第一导热板上；所述第一导热板和所述第二导热板上均开设有导气孔，所述导气孔为通孔。

作为本实用新型的一种优选实施方式：所述第一导热板和第二导热板上的导气孔的数量分别为四个，且均布在靠近四角的位置；所述电池芯片为砷化镓芯片；所述第二导热板朝向菲涅尔透镜一侧凸起均布有散热鳍片；所述第二导热板的材质为铝；第一导热板的材质为铜；所述导气孔的横截面为圆形或矩形； 所述第一导热板上镀镍。

本实用新型有益效果是：

本实用新型公开的一种新型高倍太阳能聚光发电装置，包含立柱，立柱顶端设置下铰接块，下铰接块通过铰接件与上铰接块铰接，所述铰接件通过包含用于锁死的螺母；上下铰接件的组装使得俯仰角度可手工调整(俯仰角度的变化范围较窄)，能够在安装位置获得最佳发电角度；

本实用新型的上铰接块上固定设置有组装平台，组装平台上设置旋转轴，旋转轴与铰接件的铰接轴在水平面上的投影相互垂直；旋转轴两端转动安装在轴承座上，旋转轴的一端通过减速机驱动，所述减速机固定安装在组装平台上；旋转轴作为主旋转机构，能够实现对太阳能的跟踪，提升发电效率；

本实用新型的旋转轴上通过连接件支撑连接有玻璃外壳，玻璃外壳整体呈长方体结构，顶部敞开；玻璃外壳顶部铺设菲涅尔透镜组件；玻璃外壳具备非常好的透光和绝缘性，也能够提升发电效率；

本实用新型的玻璃外壳内部还设置有用于支撑菲涅尔透镜组件的支撑架；所述支撑架，包括辅助梁，安装梁和调整柱，所述安装梁的两端分别连接其两侧的辅助梁的内侧表面，该安装梁上端面均布穿装多个竖直高度可调的调整柱，该调整柱的上端压接在菲涅尔透镜组件的底面，两个辅助梁之间连接一安装梁，该安装梁上均布穿装多个调整柱，每个调整柱的竖直高度均可以调整，安装时，调整每个调整柱的竖直高度，使调整柱上端稳定的支撑菲涅尔透镜组件，由此使聚光光伏组件整体强度更大，避免了边框自身应力变形或菲尼尔透镜组自身重力内凹变形造成的一次汇聚的偏差，保证了光能转换效果，提高了聚光光伏组件的使用寿命和工作稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的一种具体实施方式的主视方向的结构示意图；

图2为本实用新型的一种优选实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型的电池模组的一种具体实施方式的结构示意图；

图4为图3的俯视方向的结构示意图；

图5为图4所示具体实施方式的一种改进结构示意图；

图6为本实用新型的菲涅尔透镜组件的一种具体实施方式的结构示意图；

图7为本实用新型的菲涅尔透镜组件的一种具体实施方式的俯视方向的结构示意图。

附图标记说明：

101-立柱，102-下铰接块，103-上铰接块，104-组装平台，105-减速电机，106-连接件，107-菲涅尔透镜组件，108-玻璃外壳，109-旋转轴，110-轴承座，111-铰接件；171-中心区域平板透镜，172-十字方向子透镜，173-对角线方向子透镜，175-光楔；

200-电池模组，202-电池芯片，203-第一导热板，204-第二导热板，205-玻璃底板，206-导气孔，207-散热鳍片；

307-安装梁，308-辅助梁，309-调整柱，310-卡具，311-弹性垫，312-定位螺母。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实 用新型可实施的范畴。

如图所示，其示出了本实用新型的具体实施方式，本实用新型公开的一种新型高倍太阳能聚光发电装置，包含立柱，立柱顶端设置下铰接块，下铰接块通过铰接件与上铰接块铰接，所述铰接件通过包含用于锁死的螺母；

所述上铰接块上固定设置有组装平台，组装平台上设置旋转轴，旋转轴与铰接件的铰接轴在水平面上的投影相互垂直；旋转轴两端转动安装在轴承座上，旋转轴的一端通过减速机驱动，所述减速机固定安装在组装平台上；

所述旋转轴上通过连接件支撑连接有玻璃外壳，玻璃外壳整体呈长方体结构，顶部敞开；玻璃外壳顶部铺设菲涅尔透镜组件；

所述玻璃外壳内部底面与菲涅尔透镜组件位置对应的设置有电池模组；

所述玻璃外壳内部还设置有用于支撑菲涅尔透镜组件的支撑架；所述支撑架，包括辅助梁，安装梁和调整柱，所述安装梁的两端分别连接其两侧的辅助梁的内侧表面，该安装梁上端面均布穿装多个竖直高度可调的调整柱，该调整柱的上端压接在菲涅尔透镜组件的底面。需要说明的是，旋转轴的方向由于有了本实用新型的铰接件的调节可以调整至与地球自转轴平行的位置，如此即可大大增加发电效率。

优选的，如图所示：所述安装梁的每侧端部均嵌装在一卡具内，该卡具的外侧表面连接同侧辅助梁的内侧表面；所述卡具的结构是：包括凸片、用于连接辅助梁的基板，基板的内侧表面上下间隔安装两个凸片，该两个凸片之间嵌装安装梁的同侧端部；所述调整柱下端制出外螺纹且位于安装梁上方和下方的调整柱外缘分别啮合套装一定位螺母；所述调整柱的上端安装一弹性垫，该弹性垫的上端面压接在菲涅尔透镜组件中四个菲涅尔透镜片的十字交点处。该弹性垫为硅胶材质，比较柔软，不会磨损菲尼尔透镜，可耐250～300摄氏度的高温及-40～-60摄氏度的低温，而且具有极佳的回弹性且永久变形小，在200摄氏度的温度下，48小时的变形不大于50％，可起到很好的支撑作用，保证了 菲尼尔透镜组件的位置正确。上述边框、辅助梁和安装梁均由中空方铝管制成，重量轻，成本低。

上述实施例中，两个辅助梁之间连接一安装梁，该安装梁上均布穿装多个调整柱，每个调整柱的竖直高度均可以调整，安装时，调整每个调整柱的竖直高度，使调整柱上端稳定的支撑菲涅尔透镜组件，由此使聚光光伏组件整体强度更大，避免了边框自身应力变形或菲尼尔透镜组自身重力内凹变形造成的一次汇聚的偏差，保证了光能转换效果，提高了聚光光伏组件的使用寿命和工作稳定性。

优选的，如图所示：所述菲涅尔透镜组件包含呈点阵式布置的多个菲涅尔透镜片；每个菲涅尔透镜片由布设在同一水平面上的9块子透镜拼装组成，9块子透镜均为正方形且其大小均相同，所述太阳能聚光装置的整体形状为正方形，且9块子透镜包括一块中心区域平板透镜、四块分别布设在中心区域平板透镜前后左右四侧的十字方向子透镜和四块分别布设在中心区域平板透镜两条对角线上的对角线方向子透镜，四块十字方向子透镜和四块对角线方向子透镜均呈“十”字交错布设；所述中心区域平板透镜的上下表面均为水平面；所述十字方向子透镜的上表面为水平面，十字方向子透镜的下表面上布设有多列等间距平行分布且能将照射在十字方向子透镜上表面上的太阳光光线折射并汇聚到中心区域平板透镜正下方的光楔一；所述对角线方向子透镜的上表面为水平面，对角线方向子透镜的下表面上布设有多列等间距平行分布且能将照射在对角线方向子透镜上表面上的太阳光光线折射并汇聚到中心区域平板透镜正下方的光楔二。

优选的，如图所示：所述9块子透镜中的相邻两块子透镜之间通过卡扣进行扣装连接；多列等间距平行分布的光楔一的结构和大小均相同，多列等间距平行分布的光楔二的结构和大小均相同；所述光楔一和光楔二均为锯齿形且二者的大小相同。

优选的，如图所示：所述光楔二与所述中心区域平板透镜的对角线相垂直；四块十字方向子透镜分别布设在中心区域平板透镜的两条中心线上，且四块十字方向子透镜包括分别布设在中心区域平板透镜左右两侧的左侧子透镜和右侧子透镜以及分别布设在中心区域平板透镜前后两侧的前侧子透镜和后侧子透镜，所述左侧子透镜和右侧子透镜下表面上所布设的多列光楔一均与中心区域平板透镜的横向中心线相垂直，所述前侧子透镜和后侧子透镜下表面上所布设的多列光楔一均与中心区域平板透镜的纵向中心线相垂直。

上述具体实施例中，实际使用过程中，中心区域平板透镜1对光线无偏折作用，即垂直照射在中心区域平板透镜1上表面上的太阳光光线，经中心区域平板透镜1后沿原方向照射在太阳能电池4上；而布设在中心区域平板透镜1四周侧的其它8块子透镜，分别通过布设在各自下表面上的光楔一5或光楔二6对垂直照射在其上表面上的光线进行折射，即其它8块子透镜将垂直照射在各自上表面上的太阳光光线进行偏折，并最终将折射后的所有光线均汇聚于布设在中心区域平板透镜1正下方的太阳能电池4上，实现对太阳光光能进行9倍汇聚的功能。

优选的，如图所示：所述玻璃外壳底面对应每个菲涅尔透镜片的位置设置一个电池模组；包含用于将光能转化为电能的太阳能电池芯片，所述电池芯片底部贴附安装在第一导热板上，第一导热板底部贴附安装在第二导热板上，第二导热板固定安装在玻璃外壳底面的玻璃底板上；

所述第一导热板的面积小于第二导热板的面积；所述第一导热板和第二导热板均为导热材料制作，第一导热板的导热材料的导热效率大于第二导热板的导热材料的导热效率；

所述第一导热板底面通过导热硅脂粘接在第二导热板上，所述第二导热板底面通过导热硅脂粘接在玻璃底板上；所述电池芯片底面通过导热硅脂粘接在第一导热板上；所述第一导热板和所述第二导热板上均开设有导气孔，所述导 气孔为通孔。

优选的，如图所示：所述第一导热板和第二导热板上的导气孔的数量分别为四个，且均布在靠近四角的位置；所述电池芯片为砷化镓芯片；所述第二导热板朝向菲涅尔透镜一侧凸起均布有散热鳍片；所述第二导热板的材质为铝；第一导热板的材质为铜；所述导气孔的横截面为圆形或矩形；所述第一导热板上镀镍。

上述具体实施例中，第一导热板第一时间将热量传导至第二导热板，第二导热板作为最终散热部件，面积大散热效果好；无需设置大型散热器即可达到可靠的散热效果；上述实施例在内部设置散热鳍片，提升散热效率；最终的热量由模组的透气孔排出即可。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本实用新型专利的保护范围。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (7)

1.一种新型高倍太阳能聚光发电装置，其特征在于：包含立柱，立柱顶端设置下铰接块，下铰接块通过铰接件与上铰接块铰接，所述铰接件通过包含用于锁死的螺母；

所述上铰接块上固定设置有组装平台，组装平台上设置旋转轴，旋转轴与铰接件的铰接轴在水平面上的投影相互垂直；旋转轴两端转动安装在轴承座上，旋转轴的一端通过减速机驱动，所述减速机固定安装在组装平台上；

所述旋转轴上通过连接件支撑连接有玻璃外壳，玻璃外壳整体呈长方体结构，顶部敞开；玻璃外壳顶部铺设菲涅尔透镜组件；

所述玻璃外壳内部底面与菲涅尔透镜组件位置对应的设置有电池模组；

所述玻璃外壳内部还设置有用于支撑菲涅尔透镜组件的支撑架；所述支撑架，包括辅助梁，安装梁和调整柱，所述安装梁的两端分别连接其两侧的辅助梁的内侧表面，该安装梁上端面均布穿装多个竖直高度可调的调整柱，该调整柱的上端压接在菲涅尔透镜组件的底面。

2.如权利要求1所述的一种新型高倍太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述安装梁的每侧端部均嵌装在一卡具内，该卡具的外侧表面连接同侧辅助梁的内侧表面；所述卡具的结构是：包括凸片、用于连接辅助梁的基板，基板的内侧表面上下间隔安装两个凸片，该两个凸片之间嵌装安装梁的同侧端部；所述调整柱下端制出外螺纹且位于安装梁上方和下方的调整柱外缘分别啮合套装一定位螺母；所述调整柱的上端安装一弹性垫，该弹性垫的上端面压接在菲涅尔透镜组件中四个菲涅尔透镜片的十字交点处。

3.如权利要求2所述的一种新型高倍太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述菲涅尔透镜组件包含呈点阵式布置的多个菲涅尔透镜片；每个菲涅尔透镜片由布设在同一水平面上的9块子透镜拼装组成，9块子透镜均为正方形且其大小均相同，所述太阳能聚光装置的整体形状为正方形，且9块子透镜包括一块中心区域平板透镜、四块分别布设在中心区域平板透镜前后左右四 侧的十字方向子透镜和四块分别布设在中心区域平板透镜两条对角线上的对角线方向子透镜，四块十字方向子透镜和四块对角线方向子透镜均呈“十”字交错布设；所述中心区域平板透镜的上下表面均为水平面；所述十字方向子透镜的上表面为水平面，十字方向子透镜的下表面上布设有多列等间距平行分布且能将照射在十字方向子透镜上表面上的太阳光光线折射并汇聚到中心区域平板透镜正下方的光楔一；所述对角线方向子透镜的上表面为水平面，对角线方向子透镜的下表面上布设有多列等间距平行分布且能将照射在对角线方向子透镜上表面上的太阳光光线折射并汇聚到中心区域平板透镜正下方的光楔二。

4.如权利要求3所述的一种新型高倍太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述9块子透镜中的相邻两块子透镜之间通过卡扣进行扣装连接；多列等间距平行分布的光楔一的结构和大小均相同，多列等间距平行分布的光楔二的结构和大小均相同；所述光楔一和光楔二均为锯齿形且二者的大小相同。

5.如权利要求4所述的一种新型高倍太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述光楔二与所述中心区域平板透镜的对角线相垂直；四块十字方向子透镜分别布设在中心区域平板透镜的两条中心线上，且四块十字方向子透镜包括分别布设在中心区域平板透镜左右两侧的左侧子透镜和右侧子透镜以及分别布设在中心区域平板透镜前后两侧的前侧子透镜和后侧子透镜，所述左侧子透镜和右侧子透镜下表面上所布设的多列光楔一均与中心区域平板透镜的横向中心线相垂直，所述前侧子透镜和后侧子透镜下表面上所布设的多列光楔一均与中心区域平板透镜的纵向中心线相垂直。

6.如权利要求3所述的一种新型高倍太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述玻璃外壳底面对应每个菲涅尔透镜片的位置设置一个电池模组；包含用于将光能转化为电能的太阳能电池芯片，所述电池芯片底部贴附安装在第一导热板上，第一导热板底部贴附安装在第二导热板上，第二导热板固定安装 在玻璃外壳底面的玻璃底板上；

所述第一导热板的面积小于第二导热板的面积；所述第一导热板和第二导热板均为导热材料制作，第一导热板的导热材料的导热效率大于第二导热板的导热材料的导热效率；

所述第一导热板底面通过导热硅脂粘接在第二导热板上，所述第二导热板底面通过导热硅脂粘接在玻璃底板上；所述电池芯片底面通过导热硅脂粘接在第一导热板上；所述第一导热板和所述第二导热板上均开设有导气孔，所述导气孔为通孔。

7.如权利要求6所述的一种新型高倍太阳能聚光发电装置，其特征在于：所述第一导热板和第二导热板上的导气孔的数量分别为四个，且均布在靠近四角的位置；所述电池芯片为砷化镓芯片；所述第二导热板朝向菲涅尔透镜一侧凸起均布有散热鳍片；所述第二导热板的材质为铝；第一导热板的材质为铜；所述导气孔的横截面为圆形或矩形；所述第一导热板上镀镍。