CN219576993U - 一种双面光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双面光伏发电系统，包括多个双面光伏组件、多个聚光装置和反光装置；双面光伏组件包括太阳光直射侧的正面，以及背离直射侧的背面；多个双面光伏组件阵列排布且位于同一平面；聚光装置包括多个第一聚光单元，第一聚光单元位于相邻两个双面光伏组件间隙，且位于双面光伏组件的正面；反光装置包括多个曲面反射单元，曲面反射单元位于聚光装置的焦点远离双面光伏组件的一侧，曲面反射单元的焦点与聚光装置的焦点，沿双面光伏组件的正面和背面垂直连线方向排布。本实用新型实施例的技术方案，提高了双面光伏组件的利用率和发电效率，实现建筑隔热，且有效降低了成本，并能适应多种场景。

Description

一种双面光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及光伏太阳能技术领域，尤其涉及一种双面光伏发电系统。

背景技术

双面发电太阳能电池板的双面系数高达70％-90％，也就是说如果背面能接受到和正面同等光照的情况下，与单面光伏组件相比，功率可提升70％-90％(忽略温度系数等环境系数影响)，而实际上，受限于背面光照条件差的影响，双面组件功率提升在10％之内，这是对双面电池科技成果的极大浪费。

改善双面组件背面光照条件的研究也一直在稳步推进，例如大型双面发电光伏电站增加地面反光施工，用来提升双面光伏组件的发电效率，实现降本增效，推动和扩大双面组件科技成果的应用。但是在一些安装条件下，光伏组件背面几乎没有光照，比如安装在屋顶、路面的光伏组件，限制了双面光伏组件的应用场景。

实用新型内容

本实用新型提供了一种双面光伏发电系统，以解决现有双面发电太阳能电池板的背面利用率过低，且受应用场景限制的问题。

根据本实用新型的一方面，提供了一种双面光伏发电系统，其中，包括多个双面光伏组件、多个聚光装置和反光装置；

所述双面光伏组件包括太阳光直射侧的正面，以及背离直射侧的背面；多个所述双面光伏组件阵列排布且位于同一平面；

所述聚光装置包括多个第一聚光单元，所述第一聚光单元位于相邻两个所述双面光伏组件间隙，且位于所述双面光伏组件的正面；

所述反光装置包括多个曲面反射单元，所述曲面反射单元位于所述聚光装置的焦点远离所述双面光伏组件的一侧，所述曲面反射单元的焦点与所述聚光装置的焦点，沿所述双面光伏组件的所述正面和所述背面垂直连线方向排布。

可选的，所述曲面反射单元包括球面反射镜；所述球面反射镜的直径大于相邻两个所述双面光伏组件的间隙。

可选的，所述聚光装置还包括多个第二聚光单元；所述第二聚光单元位于多个所述双面光伏组件所组成阵列的至少一侧。

可选的，所述聚光装置包括多个凸透镜；所述凸透镜凸出所述双面光伏组件的正面。

可选的，所述聚光装置包括多个菲涅尔透镜；所述菲涅尔透镜与所述双面光伏组件所在平面齐平。

可选的，所述聚光装置包括多个透镜组。

可选的，所述反光装置还包括反射涂层；所述反射涂层位于所述反光装置靠近所述双面光伏组件的一侧。

可选的，所述的双面光伏发电系统还包括光伏支架，所述光伏支架用于承载所述双面光伏组件和所述聚光装置。

可选的，所述聚光装置包括实体透镜或液体透镜。

可选的，所述反光装置还包括多个平面反射单元，每一所述曲面反射单元位于相邻的两个所述平面反射单元之间。

本实用新型实施例的技术方案，通过在相邻双面光伏组件的间隙设置聚光装置，使得太阳光线经聚光装置汇聚至焦点后发散的入射至曲面反射单元和平面反射单元，进一步的经反射后入射至双面光伏组件的背面，进而提高了双面光伏组件的利用率和发电效率，实现建筑隔热，且有效降低了成本，并能适应多种场景，解决了现有双面发电太阳能电池板的背面利用率过低，且受应用场景限制的问题。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种双面光伏发电系统的俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的一种双面光伏发电系统的截面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种双面光伏发电系统的光路示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种双面光伏发电系统的光路示意图；

图5为本实用新型实施例提供的又一种双面光伏发电系统的光路示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种双面光伏发电系统的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的又一种双面光伏发电系统的截面示意图。

其中：双面光伏组件10、双面光伏组件的正面11、双面光伏组件的背面12、聚光装置20、聚光装置的焦点211、第一聚光单元21、第二聚光单元22、反光装置30、曲面反射单元31、平面反射单元32、球面反射镜311、凸透镜201、菲涅尔透镜202。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本实用新型实施例提供的一种双面光伏发电系统的俯视图，图2为本实用新型实施例提供的一种双面光伏发电系统的截面示意图，如图1和图2所示，双面光伏发电系统包括多个双面光伏组件10、多个聚光装置20和反光装置30；双面光伏组件10包括太阳光直射侧的正面11，以及背离直射侧的背面12；多个双面光伏组件10阵列排布且位于同一平面；聚光装置20包括多个第一聚光单元21，第一聚光单元21位于相邻两个双面光伏组件10间隙，且位于双面光伏组件10的正面11；反光装置30包括多个曲面反射单元31，曲面反射单元31位于聚光装置20的焦点211远离双面光伏组件10的一侧，曲面反射单元31的焦点与聚光装置20的焦点211，沿双面光伏组件10的正面11和背面12垂直连线方向排布。

其中，双面光伏组件10用于将光照转化为电能，双面光伏组件10的个数可以根据布设场景，发电总量等实际需求进行设定。聚光装置20包括但不限于凸透镜，也可以根据双面光伏系统的布设场景或体积大小需求，选择其他具有聚光效果的光学元件或系统；聚光装置20在实际布设时可以安装于双面光伏组件10的侧边边框上，或，在双面光伏发电系统配置有光伏支架时，将聚光装置20安装于光伏支架上；在具体实施时，聚光装置20可以选择玻璃、透明PC、PMMA、PS、ABS制成的实体透镜或液体透镜；聚光装置20包括但不限于安装于相邻两个双面光伏组件的间隙处，也可以根据双面光伏组件10的实际倾斜角度与布设场景，将聚光装置20安装于多个双面光伏组件10所组成阵列的至少一侧。

反光装置30包括但不限于曲面反射单元31，在具体实施时也可以设置与曲面反射单元31交替连接的平面反射单元32。也可以根据实际发电功率需求，在反光装置30靠近双面光学组件10一侧设置高反射涂层。曲面反射单元31包括但不限于球面反射镜，曲面反射单元31的实际尺寸可以根据聚光装置20的尺寸及规格以及双面光伏发电系统的整体布局进行设定，曲面反射单元31与聚光装置20的焦点211的距离可以根据实际需求进行设定，例如相邻双面光伏组件的间隙为100mm，聚光装置20选择凸透镜，透镜焦距为100mm，反光装置30与双面光伏组件10的间隙为300mm。

平面反射单元32的实际尺寸可以根据双面光伏组件10的尺寸适应调整，在实际布设时，平面反射单元32与曲面反射单元31交替排布，且所在平面与双面光伏组件10所在平面平行。

具体而言，双面光伏组件10包括太阳光直射侧的正面11，以及背离直射侧的背面12，在实际应用过程中，太阳光入射至双面光伏组件10的正面11，进而被转化为电能供用电器使用，或存储于储能装置。部分太阳光线入射至第一聚光单元21，经第一聚光单元聚焦进入双面光伏组件10背离太阳光直射一侧，光线聚焦至聚光装置20的焦点211后发散，发散的光线入射至曲面反射单元31和平面反射单元32。入射至曲面反射单元31的光线，进一步被发散的反射至双面光伏组件的背面12，进而提高了双面光伏组件10的背面12的利用率，入射至平面反射单元32的光线经反射，进一步入射至与平面反射单元32相对设置的双面光伏组件10的背面12，进而转化为电能。

而在双面光伏发电系统的实际应用过程中，沿垂直于双面光伏组件10的方向入射至聚光装置20的太阳光，经聚光装置20作用后，根据曲面反射单元31的尺寸，大部分或全部太阳光线入射至曲面反射单元31。然而受双面光伏组件10布设场景，安装角度，以及太阳光照条件的影响，在某些实施场景下，太阳光偏离垂直于双面光伏组件10的方向入射至聚光装置20，由于太阳光线偏离聚光装置20的中心线，光线经聚光装置20作用，发散的入射至曲面反射单元31一侧的平面反射单元32，进而经反射后入射至双面光伏组件10的背面12，进一步被转化为电能。

一实施例中，太阳光沿垂直于双面光伏组件10所在平面的方向入射至聚光装置20，图3为本实用新型实施例提供的一种双面光伏发电系统的光路示意图，如图3所示，太阳光线垂直入射至聚光装置20，经聚光装置20聚焦后发散，发散的光线入射至曲面反射单元31后，进一步沿各个方向散开，到达聚光装置20两侧的双面光伏组件10的背面。

又一实施例中，太阳光沿与双面光伏组件10所在平面成α角的方向入射至聚光装置20，图4为本实用新型实施例提供的另一种双面光伏发电系统的光路示意图，如图4所示，太阳光线斜射至聚光装置20，经聚光装置20聚焦后发散，发散的光线部分入射至曲面反射单元31，部分入射至平面反射单元32，经反射到达聚光装置20一侧的双面光伏组件10的背面。

再一实施例中，太阳光沿与双面光伏组件10所在平面成β角的方向入射至聚光装置20，图5为本实用新型实施例提供的又一种双面光伏发电系统的光路示意图，如图5所示，太阳光线斜射至聚光装置20，经聚光装置20聚焦后发散，发散的光线入射至平面反射单元32，经反射到达聚光装置20一侧的双面光伏组件10的背面。

本实用新型实施例的技术方案，通过在相邻双面光伏组件的间隙设置聚光装置，使得太阳光线经聚光装置汇聚至焦点后发散的入射至曲面反射单元和平面反射单元，进一步的经反射后入射至双面光伏组件的背面，进而提高了双面光伏组件的利用率和发电效率，且有效降低了成本，并能适应多种场景，解决了现有双面发电太阳能电池板的背面利用率过低，且受应用场景限制的问题。

可选的，继续参考图2，曲面反射单元31包括球面反射镜311；球面反射镜311的直径d1大于相邻两个双面光伏组件的间隙d2。

具体而言，太阳光线经聚光装置20传导入射至双面光伏组件10背离太阳光直射侧，聚焦至聚光装置20焦点后发散的入射至曲面反射单元31，由于球面反射镜311的直径d1大于相邻两个双面光伏组件的间隙d2，可以使得聚焦至焦点211后发散的光线，更多的入射至球面反射镜311。可以理解的是，球面反射镜311相较于例如平面反射镜的平面反射单元32，可以使得光线进一步发散，进而能够提高双面光伏组件10背面12的利用率。

可选的，图6为本实用新型实施例提供的一种双面光伏发电系统的结构示意图，如图6所示，聚光装置20还包括多个第二聚光单元22；第二聚光单元22位于多个双面光伏组件10所组成阵列的至少一侧。

其中，第二聚光单元22的实际规格可以与第一聚光单元21相同，或，根据第二聚光单元22的安装位置适应选择不同于第一聚光单元21的其他光学元件。第二聚光单元22的实际设置位置可以根据实际发电需求进行选择，例如设置于相互对称的两侧，或相交的两侧。

具体而言，在双面光伏发电系统实际应用过程中，受限于布设场景以及光照条件等，将聚光装置20设置于相邻两个双面光伏组件10的间隙，在太阳光线极限贴近双面光伏组件10所在平面入射时，太阳光线只能到达聚光装置20一侧的双面光伏组件10，通过在多个双面光伏组件10所组成阵列的侧边安装第二聚光单元22，可以进一步提高双面光伏组件10背面的利用率，进而提高了发电效率。

可选的，继续参考图2，聚光装置20包括多个凸透镜201；凸透镜201凸出双面光伏组件10的正面11。

其中，凸透镜201的实际规格可以根据双面光伏发电系统的整体布局进行设定，在此不做限定。

具体而言，凸透镜201凸出双面光伏组件10的正面11，高出双面光伏组件10所在平面，进而便于接收来自各个方向的太阳光线。

可选的，图7为本实用新型实施例提供的又一种双面光伏发电系统的截面示意图，如图7所示，聚光装置20包括多个菲涅尔透镜202；菲涅尔透镜202与双面光伏组件10所在平面齐平。

其中，菲涅尔透镜202的实际规格可以根据双面光伏发电系统的整体布局进行设定，在此不做限定。

具体而言，菲涅尔透镜202相较于凸透镜，体积较小且具有薄片外形，使用菲涅尔透镜202作为聚光装置，可以使得双面光伏发电系统表面较为平整，进而可以适应例如布设于路面等场景下，对于路面平整度的需求。

可选的，聚光装置20包括多个透镜组。

其中，透镜组的实际光学元件组成可以根据实际需求进行设定。

具体而言，使用透镜组进行太阳光线传导可以缩短聚光装置20焦点的位置，从而减小双面光伏组件10和反光装置30之间的距离，从而优化双面光伏发电系统的整体布局。

可选的，聚光装置20包括实体透镜或液体透镜。

可选的，反光装置30还包括反射涂层；反射涂层位于反光装置30靠近双面光伏组件10的一侧。

其中，反射涂层包括但不限于铝涂层或银涂层。

具体而言，反射涂层位于反光装置30靠近双面光伏组件10的一侧，可以有效反射聚光装置20传导的光线，且可以反射辐射红外光线，实现建筑隔热。

可选的，本实用新型实施例提供的双面光伏发电系统，还包括光伏支架，光伏支架用于承载双面光伏组件10和聚光装置20。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双面光伏发电系统，其特征在于，包括多个双面光伏组件、多个聚光装置和反光装置；

所述双面光伏组件包括太阳光直射侧的正面，以及背离直射侧的背面；多个所述双面光伏组件阵列排布且位于同一平面；

所述聚光装置包括多个第一聚光单元，所述第一聚光单元位于相邻两个所述双面光伏组件间隙，且位于所述双面光伏组件的正面；

所述反光装置包括多个曲面反射单元，所述曲面反射单元位于所述聚光装置的焦点远离所述双面光伏组件的一侧，所述曲面反射单元的焦点与所述聚光装置的焦点，沿所述双面光伏组件的所述正面和所述背面垂直连线方向排布。

2.根据权利要求1所述的双面光伏发电系统，其特征在于，所述曲面反射单元包括球面反射镜，所述球面反射镜的直径大于相邻两个所述双面光伏组件的间隙。

3.根据权利要求1所述的双面光伏发电系统，其特征在于，所述聚光装置还包括多个第二聚光单元；所述第二聚光单元位于多个所述双面光伏组件所组成阵列的至少一侧。

4.根据权利要求1所述的双面光伏发电系统，其特征在于，所述聚光装置包括多个凸透镜；所述凸透镜凸出所述双面光伏组件的正面。

5.根据权利要求1所述的双面光伏发电系统，其特征在于，所述聚光装置包括多个菲涅尔透镜；所述菲涅尔透镜与所述双面光伏组件所在平面齐平。

6.根据权利要求1所述的双面光伏发电系统，其特征在于，所述聚光装置包括多个透镜组。

7.根据权利要求1所述的双面光伏发电系统，其特征在于，所述反光装置还包括反射涂层；所述反射涂层位于所述反光装置靠近所述双面光伏组件的一侧。

8.根据权利要求1所述的双面光伏发电系统，其特征在于，还包括光伏支架，所述光伏支架用于承载所述双面光伏组件和所述聚光装置。

9.根据权利要求4-6任一所述的双面光伏发电系统，其特征在于，所述聚光装置包括实体透镜或液体透镜。

10.根据权利要求1所述的双面光伏发电系统，其特征在于，所述反光装置还包括多个平面反射单元，每一所述曲面反射单元位于相邻的两个所述平面反射单元之间。