CN217159643U - 一种太阳能电池板组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池板组件，包括电池板本体，所述电池板本体的上表面为吸光面，所述电池板本体的四周设置有用于与所述吸光面配合的聚光组件，所述聚光组件朝向所述电池板本体的方向为反光镜面，其包括呈抛物线状的折射段以及设置在折射段上缘的弧形反射段；所述抛物线状折射段与所述电池板本体之间呈钝角设置，所述弧形反射段的正投影长度小于所述折射段的正投影长度。本实用新型相较于单纯的平板结构太阳能电池板而言，能够显著扩大太阳光的光照量和现有太阳能电池板的太阳光利用率；相较于公开号CN 207010614的技术而言，能够有效提高太阳能电池板吸光面的利用率。

Description

一种太阳能电池板组件

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池板。

背景技术

太阳能电池板（即光伏板）是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置。

现有太阳能电池板的受光量为单一的太阳能电池板本身，太阳能电池板的发电量与受光量成正比，增加太阳能电池板的受光量，能够提高其发电量，用相对电池板而言价格低廉的辅助聚光装置，来增加电池板的受光量，从而达到增加发电量的目的，有效降低太阳能电池板的发电成本，具有显著的经济效益和“碳中和”形势下的政治、社会效益。

太阳能电池板的吸光侧通常设置有钢化玻璃等高平面度、高透光率结构，且太阳能电池板的整体轮廓为平板结构。如此，太阳能电池板在实现大部分太阳光吸收的同时，还存在部分太阳光向外折射“逃逸”现象，对太阳光的利用率相对较低。

中国专利文献公开了一种能够相对提高太阳光利用率的太阳能电池板，具体详见名称为“一种旋流式太阳能发电机”（公开号CN 207010614，公开日2018年02月13日）的技术。该技术通过在太阳能电池板的两侧边缘处设置折射镜，从而将太阳能电池板上折射“逃逸”的部分太阳光折射在太阳能电池板上，达到聚光、提高太阳光利用率之技术目的。然而，在该技术中，连接在太阳能电池板对应边缘处的折射镜与太阳能电池板之间形成锐角夹角，折射镜在横向正投影上对太阳能电池板的边缘区域形成了遮挡，如此便会使折射镜对太阳光向太阳能电池板的照射造成遮挡，太阳能电池板的吸光面未能起到全部、至少是绝大部分的吸光效果，造成了太阳能电池板的吸光面较大浪费，未提高太阳能电池板吸光面的利用率。

实用新型内容

本实用新型的技术目的在于：针对上述太阳能电池板的特殊性，以及现有技术的不足，提供一种结构简单、聚光效果好、成本低的的太阳能电池板组件，其既能增加太阳能电池板的受光量，又能提高对太阳能电池板吸光面利用率。

本实用新型的技术目的通过下述技术方案实现：

一种太阳能电池板组件，包括电池板本体，所述电池板本体的上表面为吸光面，所述电池板本体的四周设置有用于与所述吸光面配合的聚光组件，所述聚光组件朝向所述电池板本体的方向为反光镜面，其包括呈抛物线状的折射段以及设置在折射段上缘的弧形反射段；所述折射段与所述电池板本体之间呈钝角设置，所述弧形反射段的正投影长度小于所述折射段的正投影长度。

所述弧形反射段的正投影长度小于所述折射段的正投影长度的1/5。

所述折射段的正投影长度与所述电池板本体的长度为≥1:2。

所述折射段的反光镜面与所述电池板本体的吸光面之间以130～150°夹角配合。

所述折射段的下缘处开设有多个能够分别连通内、外两侧空间的用于通风/排水/维护的通孔。

所述聚光组件的折射段与所述电池板本体之间间隙安装。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型由折射段、弧形反射段及电池板本体之间构成一个圆形半封闭的腔体，相当于“共鸣箱”，由于电池板吸收的光子波长主要是400—1100nm的，该腔体的长度应当满足半波长的整数倍，以期形成驻波；太阳光入射进入腔体内，经反复反射，会形成共振和叠加，太阳光的光子能量得到加强，电池板的发电量增加，实现降低电池板发电成本的目的。聚光组件与太阳能电池板之间的相互配合，能够增加太阳能电池板的受光量。

2.能够将太阳能电池板上散射“逃逸”的大部分太阳光进行反射拦截，在太阳能电池板上达到聚光效果，相较于单纯的平板结构太阳能电池板而言，能够显著提高太阳光的利用率

3. 本实用新型的弧形反射段的正投影长度限定为小于折射段的正投影长度的1/5，能有效保证弧形反射段能反射从吸光面/折射段反射、散射的光线，同时保证弧形反射段的正投影长度不会太长，从而大范围的遮挡住折射段，导致反射效果减弱。

4. 本实用新型的折射段的反光镜面与电池板本体1的吸光面之间以130～150°夹角配合。该技术措施有效增加了太阳光的折射聚光与防遮挡效果，也就是说，一方面能够对照向太阳能电池板的增加的部分太阳光进行有效折射，以便对太阳能电池板聚光，另一方面折射段对太阳光向太阳能电池板本体照射不会被遮挡。

本实用新型的由折射段、反射段及电池板本体之间构成一个圆形半封闭的腔体，相当于“共鸣箱”，由于电池板吸收的光子波长主要是400—1100nm的，该腔体的长度应当满足半波长的整数倍，以期形成驻波；太阳光入射进入腔体内，经反复反射，会形成共振和叠加，太阳光的光子能量得到加强，电池板的发电量增加，实现降低电池板发电成本的目的。

5. 本实用新型的折射段的正投影长度与电池板本体的长度为≥1:2。在实际使用时，聚光组件的价格相对电池板本体的价格低廉，通过增加折射段的长度，能有效的提高反光和聚光效果，从而有效提高电池板的转换效果。其结构简单、制造成本低、使用效果好。

6. 本实用新型的折射段的下缘处开设有多个能够分别连通内、外两侧空间的用于通风/排水/维护的通孔。该技术措施一方面能够使四周具有折射板及太阳能电池板上所附着雨水，以及雨水携带的杂物等有效外排，保障太阳能电池板基本清洁，二方面能够使四周具有折射板的太阳能电池板与外部形成有效地通风、换热，以便太阳能电池板降温。

7. 本实用新型的聚光组件的折射段与电池板本体之间间隙安装。采用间隙安装能留出一定活动空隙，增加雨水，以及雨水携带的杂物等有效外排。

附图说明：

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2的A-A视图；

图4为本实用新型在使用聚能的原理示意图；

图5为本实用新型的另一种结构示意图；

图6为图5的B-B视图；

图中代号含义：1—电池板本体；2—聚光组件；21—折射段；22—弧形反射段；3—通风孔。

具体实施方式：

本实用新型涉及太阳能电池板，下面以多个实施例对本实用新型的主体技术内容进行详细说明。其中，实施例1结合说明书附图-即图1、图2和图3对本实用新型的技术方案内容进行清楚、详细的阐释；其它实施例虽未单独绘制附图，但其主体结构仍可参照实施例1的附图。

在此需要特别说明的是，本实用新型的附图是示意性的，其为了清楚本实用新型的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本实用新型贡献于现有技术的技术方案。

如图1—图6所示，一种太阳能电池板组件，包括电池板本体1。具体地，电池板本体1的轮廓基本为方形结构。电池板本体1的上表面为用作吸收太阳光的吸光面，其背板面朝下、用作连接安装支架等。

电池板本体1的四周设置有用于与吸光面配合的聚光组件2，聚光组件2朝向电池板本体1的方向为反光镜面，其包括呈抛物线状的折射段21以及设置在折射段21上缘的弧形反射段22；折射段21的功能是将直射在其上的太阳光用折射方式、利用抛物面的聚光性、将额外的太阳光射在所述电池板本体上，弧形反射段22的功能是将照在所述电池板本体及所述折射段上面的太阳光散射的部分，利用弧形面的聚光性、反射回所述电池板本体上。

折射段21与电池板本体1之间呈钝角设置，弧形反射段22的正投影长度小于所述折射段21的正投影长度。该技术措施通过聚光组件2与太阳能电池板之间的相互配合，从而能够增加太阳能电池板的接受阳光总量以及对太阳能电池板上散射“逃逸”的大部分太阳光进行反射拦截，在太阳能电池板上达到聚光效果，相较于单纯的平板结构太阳能电池板而言，能够显著增加太阳光的照射量和提高太阳光的利用率

在实际使用时，聚光组件2朝向电池板本体1的方向为反光镜面，常用的如玻璃镜面、涂层镜面、金属抛光镜面等，聚光组件2安装在电池板本体1的四周，将电池板本体1围在其中，折射段21、弧形反射段22及电池板本体1之间构成一个圆形半封闭的腔体，形成一个收口的钵状结构，相当于“共鸣箱”，由于电池板吸收的光子波长主要是400—1100nm的，该腔体的长度应当满足半波长的整数倍，以期形成驻波；太阳光入射进入腔体内，经反复反射，会形成共振和叠加，太阳光的光子能量得到加强，电池板的发电量增加，实现降低电池板发电成本的目的。聚光组件与太阳能电池板之间的相互配合，能够增加太阳能电池板的受光量。其有效地增加了聚光效果，同时对太阳能电池板上散射“逃逸”的大部分太阳光进行反射拦截。本实用新型是在现有太阳能电池板的上方四周，新构建一个内部镜面反射的圆形腔体，太阳光入射进入腔体，经过反复反射，形成共振和叠加，以获得加强了的光子能量，从而增强太阳能电池板的发电量。以折射聚光太阳能电池板本体以外的太阳光到太阳能电池板本体上，从而达到增加太阳能电池板的接受阳光总量为主，以反射太阳能电池板本体及折射段所散射的太阳光返回到太阳能电池板本体上为辅，全方位增加太阳能电池板的受光总量，从而达到增加太阳能电池板的发电总量，由于本辅助装置相对于太阳能电池板的造价低廉，本实用新型相当于大幅降低了太阳能电池板的发电成本，具有可观的经济效益，可以大量推广，为实现“谈中和”助力，符合国家新能源战略。

具体地，为了保证聚光组件2不会遮挡住电池板本体1的吸光面，其中反光组件2的折射段21与电池板本体1之间呈钝角设置。在实际使用时，折射段21的反光镜面与电池板本体1的吸光面之间以130～150°夹角配合。该技术措施有效均衡了折射聚光与防遮挡效果，也就是说，一方面能够对照向太阳能电池板以外的太阳光进行有效折射，以便聚光到太阳能电池板上，另一方面折射段21不会遮挡太阳光向太阳能电池板的照射。

在折射段21的上缘处设置的弧形反射段22，能反射从吸光面/折射段21散射的光线，能对太阳能电池板上散射“逃逸”的太阳光进行反射拦截。在使用时，弧形反射段22的正投影长度小于折射段21的正投影长度。其能保证弧形反射段22的正投影长度不会太长，从而大范围的遮挡住折射段21，导致折射效果减弱。

如图1—图6所示，弧形反射段22的正投影长度为小于折射段21的正投影长度的1/5。在实际使用时，弧形反射段22的正投影长度需要根据电池板本体1与折射段21的长度来设计制造。当弧形反射段22的正投影长度大于折射段21的正投影长度的1/3时，能有效增加反射面积，但是其在一定程度上遮挡住了折射段21。当弧形反射段22的正投影长度小于折射段21的正投影长度的1/5时，其减少了部分反射面积，但是其在一定程度上增加了折射段21的折射面积。因此弧形反射段22的正投影长度限定为小于折射段21的正投影长度的1/5，能有效保证圆弧状反射段22能反射从吸光面/折射段21散射的光线，同时保证弧形反射段22的正投影长度不会太长，从而大范围的遮挡住折射段21，导致折射效果减弱。

如图1—图6所示，折射段21的正投影长度与电池板本体1的长度为≥1：2。在实际使用时，聚光组件2的价格相对电池板本体1的价格低廉，通过增加折射段21的长度，能有效的提高聚光效果，从而有效提高电池板的光电转换效果。在考虑场地以及成本的情况下，为了取得更好的聚光效果，折射段21的正投影长度与电池板本体1的长度为1:1或3:1等，设置在其上缘的弧形反射段22等比例放大。其结构简单、制造成本低、使用效果好。

如图1~图6所示，折射段21的下缘处开设有多个能够分别连通内、外两侧空间的用于通风/排水/维护的通孔3。该技术措施一方面能够使四周具有折射板的太阳能电池板上所附着雨水，以及雨水携带的杂物等有效外排，保障太阳能电池板基本清洁，二方面能够使四周具有折射板的太阳能电池板与外部形成有效地通风、换热，以便太阳能电池板降温。

如图1—图6所示，聚光组件2的折射段21与电池板本体1之间间隙安装。在实际使用时，聚光组件2的折射段21与电池板本体1之间采用卡扣等组件连接（也可以采用粘接等），由于电池板本体1一般安装空旷的地方，由于聚光组件2整个体积比较大，容易受到大风或大雨等的影响，外形采用圆滑的流线型，减小风阻系数，结构采用轻质的坚固材料，同时采用间隙安装能留出一定活动空隙，增加雨水，以及雨水携带的杂物等有效外排。

以上各实施例仅用以说明本实用新型，而非对其限制。

尽管参照上述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述实施例进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (6)

1.一种太阳能电池板组件，包括电池板本体（1），所述电池板本体（1）的上表面为吸光面，其特征在于：所述电池板本体（1）的四周设置有用于与所述吸光面配合的聚光组件（2），

所述聚光组件（2）朝向所述电池板本体（1）的方向为反光镜面，其包括呈抛物线状的折射段（21）以及设置在折射段（21）上缘的弧形反射段（22）；

所述折射段（21）与所述电池板本体（1）之间呈钝角设置，所述弧形反射段（22）的正投影长度小于所述折射段（21）的正投影长度。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池板组件，其特征在于：所述弧形反射段（22）的正投影长度小于所述折射段（21）的正投影长度的1/5。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池板组件，其特征在于：所述折射段（21）的正投影长度与所述电池板本体（1）的长度为≥1:2。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池板组件，其特征在于：所述折射段（21）的反光镜面与所述电池板本体（1）的吸光面之间以130～150°夹角配合。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池板组件，其特征在于：所述折射段（21）的下缘处开设有多个能够分别连通内、外两侧空间的用于通风/排水/维护的通孔（3）。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池板组件，其特征在于：所述聚光组件（2）的折射段（21）与所述电池板本体（1）之间间隙安装。

Images