CN210137295U - 一种聚光光伏发电系统及其太阳能聚光光伏砖体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能聚光光伏砖体，包括承重基底，承重基底上设置有用于光伏发电的光伏组件，光伏组件上方设置有透光保护层，光伏组件与透光保护层之间设置有弹性支撑件，弹性支撑件上设置用于供太阳光通过的开孔。在光伏组件与透光保护层之间设置有弹性支撑件，且在弹性支撑件上设置开孔，可以供太阳光通过，在透光保护层承重受力时，弹性支撑件被压缩下沉移动的距离，以起到缓冲、增加承重的作用，且通过设置弹性支撑件还可以在光伏组件与透光保护层之间形成一定的间隙，避免透光保护层在承重时变形而压坏光伏组件，通过设置弹性支撑件，提高了承重能力，避免光伏组件被压坏，降低了成本。本实用新型还提供一种聚光光伏发电系统。

Description

一种聚光光伏发电系统及其太阳能聚光光伏砖体

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能聚光光伏砖体。此外，本实用新型还涉及一种包括上述太阳能聚光光伏砖体的聚光光伏发电系统。

背景技术

现阶段已有的光伏路设计还处在起步阶段，国内外针对光伏路的主要设计思路还主要是针对光伏组件表面进行加强加厚，增加其承载能力。现有的光伏路主要结构是用加强加厚钢化玻璃层覆盖在表面或利用透明混凝土作为组件表面覆盖物，以增加光伏组件的承载能力与耐压能力。但过厚的钢化玻璃层或透明混凝土会导致光伏组件发电效率下降。而作为一条光伏路的主要成本，其主要核心是电池片，并且面积越大的电池片本身承重能力越差，在重压下钢化玻璃层出现形变甚至碎裂，继而造成电池片的隐裂甚至整个组件出现损坏。

综上所述，如何提供一种承载能力强的太阳能聚光光伏砖体，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种太阳能聚光光伏砖体，通过设置弹性支撑件，提高了承重能力，避免光伏组件被压坏，降低了成本。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述太阳能聚光光伏砖体的聚光光伏发电系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种太阳能聚光光伏砖体，包括承重基底，所述承重基底上设置有用于光伏发电的光伏组件，所述光伏组件上方设置有透光保护层，所述光伏组件与所述透光保护层之间设置有弹性支撑件，所述弹性支撑件上设置用于供太阳光通过的开孔。

优选的，所述承重基底上设置有用于各个砖体相互连接的接线柱以及与所述接线柱相匹配的接线柱接口，所述接线柱、所述接线柱接口均与所述光伏组件导电连通。

优选的，所述接线柱包括矩形底座以及设置有所述矩形底座顶面的圆形接线柱，所述接线柱接口包括开口向下的、用于卡紧所述矩形底座的矩形开槽以及设置于所述矩形开槽的接口部，所述矩形开槽设置于所述承重基底的底部。

优选的，所述承重基底为矩形基底，所述接线柱与所述接线柱接口的数量均为两个，且两个所述接线柱设置于所述矩形基底相邻的两个侧边上，两个所述接线柱接口设置于靠近所述矩形基底另外两个侧边的底部。

优选的，所述承重基底内集成设置有所述光伏组件的线路，且所述承重基底内设置有用于排水的排水槽。

优选的，所述光伏组件的中部设置有呈圆形的薄膜电池片，所述弹性支撑件为橡胶件，所述开孔为与所述薄膜电池片相匹配的圆形开孔，所述圆形开孔内固定有用于聚光的透镜。

优选的，所述薄膜电池片为铜铟镓硒薄膜电池片。

优选的，所述透镜为菲涅尔透镜。

优选的，所述透光保护层为钢化玻璃层。

一种聚光光伏发电系统，包括上述的太阳能聚光光伏砖体。

本实用新型提供的太阳能聚光光伏砖体，包括承重基底，承重基底上设置有用于光伏发电的光伏组件，光伏组件上方设置有透光保护层，光伏组件与透光保护层之间设置有弹性支撑件，弹性支撑件上设置用于供太阳光通过的开孔。

其中，承重基底可以固定在地面等需要布置太阳能聚光光伏砖体的位置，光伏组件即用于接收太阳光进行发电的相关组件，光伏组件上方设置有透光保护层，可以承重并阻挡外界有害物质进入，而在光伏组件与透光保护层之间设置有弹性支撑件，且在弹性支撑件上设置开孔，可以供太阳光通过，在透光保护层承重受力时，弹性支撑件被压缩下沉移动的距离，以起到缓冲、增加承重的作用，且通过设置弹性支撑件还可以在光伏组件与透光保护层之间形成一定的间隙，避免透光保护层在承重时变形而压坏光伏组件，本实用新型提供的太阳能聚光光伏砖体通过设置弹性支撑件，提高了承重能力，避免光伏组件被压坏，降低了成本。

本实用新型还提供一种包括上述太阳能聚光光伏砖体的聚光光伏发电系统，承重能力强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本申请所提供的太阳能聚光光伏砖体的侧视图；

图2是本申请所提供的太阳能聚光光伏砖体的俯视图；

图3是本申请所提供的接线柱的正视图；

图4是本申请所提供的接线柱的俯视图；

图5是本申请所提供的接线柱的侧视图；

图6是本申请所提供的接线柱的立体结构图；

图7是本申请所提供的铜铟镓硒薄膜电池片的结构示意图；

图8是本申请所提供的太阳能聚光光伏砖体的立体结构图。

图中：1-钢化玻璃层；2-弹性支撑件；3-光伏组件；4-承重基底；5-接线柱；51-圆形接线柱；52-矩形底座；6-透镜；7-铜铟镓硒薄膜电池片、71-小矩形片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种太阳能聚光光伏砖体，通过设置弹性支撑件，提高了承重能力，避免光伏组件被压坏，降低了成本。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述太阳能聚光光伏砖体的聚光光伏发电系统。

请参考图1～8，图1是本申请所提供的太阳能聚光光伏砖体的侧视图；图2是本申请所提供的太阳能聚光光伏砖体的俯视图；图3是本申请所提供的接线柱的正视图；图4是本申请所提供的接线柱的俯视图；图5是本申请所提供的接线柱的侧视图；图6是本申请所提供的接线柱的立体结构图；图7是本申请所提供的铜铟镓硒薄膜电池片的结构示意图；图8是本申请所提供的太阳能聚光光伏砖体的立体结构图。

本实用新型所提供的太阳能聚光光伏砖体，包括承重基底4，承重基底4 上设置有用于光伏发电的光伏组件3，光伏组件3上方设置有透光保护层，光伏组件3与透光保护层之间设置有弹性支撑件2，弹性支撑件2上设置用于供太阳光通过的开孔。

其中，太阳能聚光光伏砖体可以布置于路面、地面等位置，因而承重基底4需要通过胶接、水泥等方式与地面、路面等位置连接，承重基底4一般为正方形，方便多个承重基底4进行组合连接设置，当然，也可以根据实际需要采用长方形、三角形等形状。

可以理解的是，光伏组件3即用于接收太阳光进行发电的相关组件，通常包括背板、电池片等部件，光伏组件3上方设置有透光保护层，可以承重并阻挡外界有害物质进入，透光保护层具体可以采用钢化玻璃层1，同时，也可以用其他透明度足够高，质量足够强的其他透光材料代替。

而在光伏组件3与透光保护层之间设置有弹性支撑件2，且在弹性支撑件 2上设置开孔，可以供太阳光通过，在透光保护层承重受力时，弹性支撑件2 被压缩下沉移动的距离，以起到缓冲、增加承重的作用，且通过设置弹性支撑件2还可以在光伏组件3与透光保护层之间形成一定的间隙，避免透光保护层在承重时变形而压坏光伏组件3，弹性支撑件2可以采用橡胶、硅胶材料，或者也可以用其他柔韧性较强，重载能力较强的材料替代。

本实用新型提供的太阳能聚光光伏砖体通过设置弹性支撑件2，提高了承重能力，避免光伏组件3被压坏或者产生隐裂，降低了成本。

由于单个砖体的面积较小，发电功率有限，因而需要将多个砖体设置在一起，并且连通以将产生的电能集中，在本具体实施方式中，承重基底4上设置有用于各个砖体相互连接的接线柱5以及与接线柱5相匹配的接线柱接口，接线柱5、接线柱接口均与光伏组件3导电连通。需要说明的是，本申请中所涉及到的砖体即太阳能聚光光伏砖体。

使用时，将一个承重基底4上的接线柱5与相邻的另一个砖体的承重基底4上的接线柱接口连接，即将相邻两个砖体连通，同理，可以根据所需铺设的路面的面积，选择一定数量的砖体，并将其连通，以提高发电效率。

在上述具体实施方式的基础上，接线柱5包括矩形底座52以及设置有矩形底座52顶面的圆形接线柱51，接线柱接口包括开口向下的、用于卡紧矩形底座52的矩形开槽以及设置于矩形开槽的接口部，矩形开槽设置于承重基底 4的底部。

需要说明的是，使用时，只需将矩形底座52卡接于矩形开槽内，圆形接线柱51即可正对插入矩形开槽内的接口部，即卡扣式连接，不用担心错位或难以安装，且通用外观，方便结构替换，而圆形接线柱51可以根据实际情况设计为无接线实心封口型，二分之一无接线实心封口型，单边接线柱导通型，双边接线柱导通型等不同连接方式，方便不同光伏组件3排布情况下的接线，维护或者更换方便。当然，接口部需要与圆形接线柱51的结构类型相匹配。

为了方便不同方向的砖体连接，在本具体实施方式中，承重基底4为矩形基底，接线柱5与接线柱接口的数量均为两个，且两个接线柱5设置于矩形基底相邻的两个侧边上，两个接线柱接口设置于靠近矩形基底另外两个侧边的底部。

如图2所示，从上往下看，光伏组件3的面积占整个砖体面积不到三分之二，整个砖体为弹性支撑件2预留了更多的空间来承载重量，同样，减少了每块太阳能聚光光伏砖体尺寸，可以有效降低其同等面积下的太阳能聚光光伏砖体成本。并且承重基底4的底部预留的接线柱接口，可以方便的连接旁边的组件，两个接线柱5和接线柱接口的设计，可以保证，不管是左右的相邻砖体还是上下的相邻砖体，都可以连接，方便不同形状的组件排布接线。并且相比原有MC4接头连接线的方式，安装更简单，并且不用担心埋线过程中或环境导致线路老化损坏。

为了合理应用空间保证合理布线，在本具体实施方式中，承重基底4内集成设置有光伏组件3的线路，且承重基底4内设置有用于排水的排水槽。

其中，将光伏组件3的线路集成在承重基底4内，可以节约空间，并使布线整洁有序，线路不易受到外界影响而损坏，安全性强，为了避免雨水等水残留在承重基底4内部，对其内部部件以及线路造成腐蚀，在承重基底4 内设置有用于排水的排水槽，排水槽具体可以采用圆孔形或者方形槽等结构形状，只要能够完成排水的结构形式均可。

为了补偿因发电面积减小而损失的发电效益，在本具体实施方式中，光伏组件3的中部设置有呈圆形的薄膜电池片，弹性支撑件2为橡胶件，开孔为与薄膜电池片相匹配的圆形开孔，圆形开孔内固定有用于聚光的透镜6。

其中，利用透镜6能将太阳光聚集至一点，提高光强，进而对发电进行增益，透镜6固定于圆形开孔内，因而一般采用与圆形开孔以及薄膜电池片相匹配的圆形透镜，利用率更高，安装方便，优选的，透镜6为菲涅尔透镜。

菲涅尔透镜，又名螺纹透镜，多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。主要原理是菲涅尔透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上。从剖面看，其表面由一系列锯齿型凹槽组成，中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同，但都将光线集中一处，形成中心焦点，也就是菲涅尔透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜，把光线调整成平行光或聚光。菲涅尔透镜还能够消除部分球形像差。当然，也可以用能够达到同样聚光效果的透镜6来替代，圆形的薄膜电池片实际可以为无数小矩形片71拼成近似圆形的面积，相较于传统矩形排布，圆形能在有限面积下尽可能多的利用透镜6的聚光面积。并且圆形方便透光保护层分散压力，避免光伏组件3损坏。当然，薄膜电池片并不局限于由小矩形片71组成，根据实际需要，也可以采用其他形状的片体。

在上述具体实施方式的基础上，薄膜电池片为铜铟镓硒薄膜电池片7。其中，铜铟镓硒薄膜电池片7即由铜、铟、镓、硒四种元素配比而成的一种柔性的薄膜太阳电池。对比晶硅组件来说，对可利用光的光照角度、耐压性和微光发电性会更好一些，因为加入了旁路二极管，有效避免了热斑效应。当然，用户也可以根据实际情况选择其他种类的电池片。

优选的，透光保护层为钢化玻璃层1，因为钢化玻璃层1与电池片不直接接触，所以在保证载重的情况下可以减少钢化玻璃层1的厚度，同时，也可以用其他透明度足够高，质量足够强的其他透光材料代替。

本实用新型所提供的太阳能聚光光伏砖体的具体生产过程如下，步骤1：透光保护层为加工后防滑的钢化玻璃层1，表面覆盖耐磨遮光膜；步骤2：光伏组件3加工、固定在承重基底4上，接线盒，旁路二极管埋入其中；步骤3：将步骤1中的钢化玻璃层1覆盖在光伏组件3上面，中间夹着菲涅尔透镜，周围用橡胶填充以形成上述的橡胶件，作为整个砖体的支撑结构；步骤4：钢化玻璃层1与光伏组件3中间抽真空；步骤5：封边、装框。其中，如果表面覆盖的钢化玻璃层1损坏，也可以将下面的光伏组件3部分回收利用。

本实用新型所提供的太阳能聚光光伏砖体主要解决砖体承重后易损坏的问题，在保证承重能力的同时，利用低倍聚光系统即透镜6提升光伏发电效率，降低了光伏路面的成本，并增加了光伏组件3的回收再利用能力，这个方案可以用在类似光伏发电墙面上，其接线柱5与接线柱接口的卡扣式连接方式也可以用在普通光伏组件3连接上。

除了上述太阳能聚光光伏砖体，本实用新型还提供一种包括上述实施例公开的太阳能聚光光伏砖体的聚光光伏发电系统，该聚光光伏发电系统的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的聚光光伏发电系统以及太阳能聚光光伏砖体进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能聚光光伏砖体，其特征在于，包括承重基底(4)，所述承重基底(4)上设置有用于光伏发电的光伏组件(3)，所述光伏组件(3)上方设置有透光保护层，所述光伏组件(3)与所述透光保护层之间设置有弹性支撑件(2)，所述弹性支撑件(2)上设置用于供太阳光通过的开孔。

2.根据权利要求1所述的太阳能聚光光伏砖体，其特征在于，所述承重基底(4)上设置有用于各个砖体相互连接的接线柱(5)以及与所述接线柱(5)相匹配的接线柱接口，所述接线柱(5)、所述接线柱接口均与所述光伏组件(3)导电连通。

3.根据权利要求2所述的太阳能聚光光伏砖体，其特征在于，所述接线柱(5)包括矩形底座(52)以及设置有所述矩形底座(52)顶面的圆形接线柱(51)，所述接线柱接口包括开口向下的、用于卡紧所述矩形底座(52)的矩形开槽以及设置于所述矩形开槽的接口部，所述矩形开槽设置于所述承重基底(4)的底部。

4.根据权利要求3所述的太阳能聚光光伏砖体，其特征在于，所述承重基底(4)为矩形基底，所述接线柱(5)与所述接线柱接口的数量均为两个，且两个所述接线柱(5)设置于所述矩形基底相邻的两个侧边上，两个所述接线柱接口设置于靠近所述矩形基底另外两个侧边的底部。

5.根据权利要求4所述的太阳能聚光光伏砖体，其特征在于，所述承重基底(4)内集成设置有所述光伏组件(3)的线路，且所述承重基底(4)内设置有用于排水的排水槽。

6.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能聚光光伏砖体，其特征在于，所述光伏组件(3)的中部设置有呈圆形的薄膜电池片，所述弹性支撑件(2)为橡胶件，所述开孔为与所述薄膜电池片相匹配的圆形开孔，所述圆形开孔内固定有用于聚光的透镜(6)。

7.根据权利要求6所述的太阳能聚光光伏砖体，其特征在于，所述薄膜电池片为铜铟镓硒薄膜电池片(7)。

8.根据权利要求7所述的太阳能聚光光伏砖体，其特征在于，所述透镜(6)为菲涅尔透镜。

9.根据权利要求8所述的太阳能聚光光伏砖体，其特征在于，所述透光保护层为钢化玻璃层(1)。

10.一种聚光光伏发电系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的太阳能聚光光伏砖体。

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