JP2011082256A - Photoelectric-conversion efficiency improving system for solar cell module - Google Patents
Photoelectric-conversion efficiency improving system for solar cell module Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011082256A JP2011082256A JP2009231574A JP2009231574A JP2011082256A JP 2011082256 A JP2011082256 A JP 2011082256A JP 2009231574 A JP2009231574 A JP 2009231574A JP 2009231574 A JP2009231574 A JP 2009231574A JP 2011082256 A JP2011082256 A JP 2011082256A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- light
- solar
- cell module
- conversion efficiency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムに関し、特に、太陽電池セルの側方にのみ特殊な集光手段を配設することで、簡単な構成で、安価に提供できるとともに、光電変換効率を一層向上させるようにした太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムに関するものである。 The present invention relates to a photoelectric conversion efficiency improvement system for a solar battery module, and in particular, by providing a special light collecting means only on the side of a solar battery cell, it can be provided at a low cost with a simple configuration, and photoelectric conversion is also provided. The present invention relates to a system for improving the photoelectric conversion efficiency of a solar cell module in which the efficiency is further improved.
従来、太陽電池モジュールにおいて、その光電変換効率を向上させるために、太陽電池のエネルギ変換効率の向上以外にモジュールとしての集光効率を向上させるように、太陽電池モジュールの表面反射の低減、保護ガラスの表面反射の低減、フレネルレンズによる集光等が図られている。
そのため、太陽光を集める集光レンズと、集光された太陽光によって発電する太陽電池セルとを組み合わせて構成するなど種々提案されている。
例えば、特許文献1に示すように、太陽光を集める集光レンズにフレネルレンズを、太陽電池セルにシリコン(Si)単結晶太陽電池セルを用い、該フレネルレンズとシリコン単結晶太陽電池セルとの間に透明性板状基体を介在させ、かつ該透明性板状基体の表面に複数のフレネルレンズを接着し、またその裏面に複数のシリコン単結晶太陽電池セルを接着して構成したものが提案されている。
また、特許文献2に示すものには、入射した外部光を、その厚み方向への指向性が高くなるように偏向するプリズムシートと、該プリズムシートによって偏向された光が入射し、かつその入射光を太陽電池セルの受光面上に集光するようにしたフレネルレンズと、受光面に受光した光の光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池セルとを、順次上から所定の間隔をあけて重ねるように構成したものが提案されている。
また、特許文献3に示すものには、太陽エネルギを受け取り、その太陽エネルギを太陽電池セルへ誘導する太陽光集中装置と、太陽電池セルとを上下に重ねるよう配置し、この太陽光集中装置としてフレネルレンズを用い、かつそのレンズの表面湾曲を複数の部分、即ちレンズの球面部分と、レンズの円筒形部分(1つの線状焦点部分)と、レンズのパターンなし部分とに分割して構成したものが提案されている。
Conventionally, in order to improve the photoelectric conversion efficiency of a solar cell module, in addition to improving the energy conversion efficiency of the solar cell, the surface reflection of the solar cell module is reduced, and the protective glass is improved. The surface reflection is reduced, and the light is condensed by a Fresnel lens.
For this reason, various proposals have been made such as a combination of a condensing lens that collects sunlight and a solar battery cell that generates power by the condensed sunlight.
For example, as shown in
Further, in the one shown in
Moreover, in what is shown to
ところで、特許文献1〜3に示すように、従来の太陽電池モジュールは、その光電変換効率を向上させるために、太陽電池セルの表面積よりも大面積のフレネルレンズを太陽電池セルの上方に、かつ太陽電池セルの表面積全体を覆うように配置して、集光効率を向上することによって、光電変換素子の単位面積あたりの発電出力を大きくするように構成している。
このフレネルレンズは、レンズの曲率だけを平面上に並べて形成したものであるため、スペースと重量を節約し、かつ口径より短い焦点距離のレンズを作ることができる利点がある。
By the way, as shown in
Since this Fresnel lens is formed by arranging only the curvatures of the lens on a plane, there is an advantage that a space and weight can be saved and a lens having a focal length shorter than the aperture can be made.
このため、従来の太陽電池モジュールの光電変換効率を向上させるシステムは、特に限定されるものではないが、例えば、図6に示すように、太陽電池セル1の表面全体をフレネルレンズLにて覆うようにしているので、太陽光はすべてフレネルレンズを通過させることにより、光を屈折させて太陽電池セルに達するようになり、このため太陽光がフレネルレンズ通過時に減衰する、即ちこのフレネルレンズを通過する太陽光は、レンズを構成する材料の透過率と屈折角の余弦に比例して減衰するというものであった。
また、従来の太陽電池モジュールは、その構成が複雑で太陽電池モジュールの単価を抑制するにも限度があり、特に特許文献2に示すように、フレネルレンズの上方にさらにプリズムシートを配設しているので、構成が複雑で、高価になるとともに、このプリズムシートのために光の減衰率がさらに高くなる。
また、特許文献3に示すように、太陽光集中装置をレンズの表面湾曲を複数の部分に分割するものであった。
For this reason, the system which improves the photoelectric conversion efficiency of the conventional solar cell module is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 6, the entire surface of the
In addition, the conventional solar cell module has a complicated configuration, and there is a limit in suppressing the unit price of the solar cell module. In particular, as shown in
Moreover, as shown in
本発明は、上記従来の太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムの有する問題点に鑑み、簡単な構成で、安価に提供できるとともに、光電変換効率を一層向上させるようにした太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムを提供することを目的とする。 In light of the above-described problems of the conventional solar cell module photoelectric conversion efficiency improvement system, the present invention can be provided at a low cost with a simple configuration and further improve the photoelectric conversion efficiency. The purpose is to provide an efficiency improvement system.
上記目的を達成するため、本発明の太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムは、複数のシリコン太陽電池セルを2次元的に並べて発電する太陽電池モジュールにおいて、隣接配設する太陽電池セルの端部位置上方に配設した集光手段により太陽電池セル端外部に照射する光を屈折させ太陽電池セル受光面に、太陽電池セルと対向する位置には集光手段を無配設とし、照射する光を太陽電池セル受光面に直接入射するようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a photovoltaic conversion efficiency improvement system for a solar cell module according to the present invention is a solar cell module in which a plurality of silicon solar cells are two-dimensionally arranged to generate electric power, and the end portions of adjacent solar cells are arranged. The light condensing means disposed above the position refracts the light radiated to the outside of the solar cell end, and the light converging means is not disposed at the position facing the solar battery cell on the light receiving surface of the solar battery cell. It is characterized by being directly incident on the light receiving surface of the solar battery cell.
また、上記目的を達成するため、本発明の太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムは、複数のシリコン太陽電池セルを2次元的に並べて発電する太陽電池モジュールにおいて、隣接配設する太陽電池セルの端部位置上方に集光手段を配設して太陽電池セル端外部に照射する光を屈折させ太陽電池セル受光面に、太陽電池セルと対向する位置には集光手段を無配設として照射する光を太陽電池セル受光面に直接入射するようにするとともに、太陽電池セルを固定する基部と保護ガラスの間隔を一定に保持し、かつ該保護ガラスを支持する不動態化処理を集光手段で兼用するようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a photovoltaic conversion efficiency improvement system for a solar cell module according to the present invention is a solar cell module that generates power by arranging a plurality of silicon solar cells in a two-dimensional manner. A condensing means is disposed above the end position to refract the light irradiated to the outside of the solar cell end, and irradiates the solar cell light receiving surface to the position facing the solar battery cell without providing the condensing means. The light is directly incident on the light receiving surface of the solar battery cell, and the light converging means is used to maintain the distance between the base for fixing the solar battery cell and the protective glass and to support the protective glass with the light collecting means. It is characterized in that it is also used in combination.
この場合において、集光手段を、隣接配設する太陽電池セルの四周端部に配設することができる。 In this case, the light condensing means can be disposed at the four peripheral ends of the adjacent solar cells.
また、集光手段を、リニアフレネルレンズとすることができる。 Further, the light condensing means can be a linear Fresnel lens.
また、リニアフレネルレンズを、球面あるいは平面に形成することができる。 Further, the linear Fresnel lens can be formed on a spherical surface or a flat surface.
本発明の太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムによれば、複数のシリコン太陽電池セルを2次元的に並べて発電する太陽電池モジュールにおいて、隣接配設する太陽電池セルの端部位置上方に配設した集光手段により太陽電池セル端外部に照射する光を屈折させ太陽電池セル受光面に、太陽電池セルと対向する位置には集光手段を無配設とし、照射する光を太陽電池セル受光面に直接入射するようにすることにより、太陽電池セルと対向する位置では入射光を減衰させることがなく、また太陽電池セルの側方位置では入射光を太陽電池セル側に屈折させることができ、太陽電池セル受光面に入光できるので、簡単で安価な方法で光電変換の効率を向上させることができる。 According to the photoelectric conversion efficiency improvement system for a solar battery module of the present invention, in a solar battery module that generates power by arranging a plurality of silicon solar battery cells in a two-dimensional manner, the solar battery module is disposed above the end position of the adjacent solar battery cells. The light converging means refracts the light radiated to the outside of the solar cell end, and the light converging means is not disposed at the position facing the solar battery cell on the solar cell light receiving surface, and the light radiated is received by the solar cell light receiving surface. In the position facing the solar battery cell, the incident light is not attenuated at the position facing the solar battery cell, and the incident light can be refracted toward the solar battery cell at the side position of the solar battery cell. Since the light can enter the solar cell light receiving surface, the efficiency of photoelectric conversion can be improved by a simple and inexpensive method.
また、複数のシリコン太陽電池セルを2次元的に並べて発電する太陽電池モジュールにおいて、隣接配設する太陽電池セルの端部位置上方に集光手段を配設して太陽電池セル端外部に照射する光を屈折させ太陽電池セル受光面に、太陽電池セルと対向する位置は集光手段を無配設とし、照射する光を太陽電池セル受光面に直接入射するようにするとともに、太陽電池セルを固定する基部と保護ガラスの間隔を一定に保持し、かつ該保護ガラスを支持する不動態化処理を集光手段で兼用するようにすることにより、太陽電池セルと対向する位置では入射光を減衰させることがなく、また太陽電池セルの側方位置では入射光を太陽電池セル側に屈折させることができ、太陽電池セル受光面に入光できるので、簡単で安価な方法で光電変換の効率を向上させることができるとともに、不動態化処理にて保護ガラス、集光手段、太陽電池セル等を一体化して太陽電池モジュールを強固に形成することができる。 Further, in a solar cell module that generates power by arranging a plurality of silicon solar cells in a two-dimensional manner, a condensing means is disposed above the end position of the adjacent solar cells and irradiated to the outside of the solar cell end. The light is refracted and the concentrating means is not provided at the position facing the solar cell on the light receiving surface of the solar cell, so that the irradiated light is directly incident on the light receiving surface of the solar cell and the solar cell is fixed. By keeping the distance between the base portion to be protected and the protective glass constant and also using the passivation process for supporting the protective glass as the condensing means, the incident light is attenuated at the position facing the solar cells. In addition, the incident light can be refracted to the solar cell side at the side position of the solar cell, and can enter the solar cell light receiving surface, so that the efficiency of photoelectric conversion can be improved by a simple and inexpensive method. It is possible to above the protective glass at passivation treatment, condensing unit, the solar cell module by integrating the solar cell or the like can be firmly formed.
また、集光手段を、隣接配設する太陽電池セルの四周端部に配設することにより、太陽電池セルの四周端部に照射される光をも効率的に太陽電池セル受光面上に集光させることができる。 Further, by arranging the condensing means at the four peripheral ends of the adjacent solar cells, the light irradiated to the four peripheral ends of the solar cells can also be efficiently collected on the solar cell light receiving surface. Can be lighted.
また、集光手段を、リニアフレネルレンズとすることにより、一方だけにスリット状に集光することができるので、太陽電池セル端部に照射される光を効率的に太陽電池セル受光面上に集光させることができる。 In addition, by using a linear Fresnel lens as the light condensing means, it is possible to condense light in a slit shape on only one side, so that the light irradiated to the end portion of the solar cell is efficiently put on the light receiving surface of the solar cell. It can be condensed.
また、リニアフレネルレンズを、球面あるいは平面に形成することにより、太陽電池セル端部に照射される光を目的に合わせて効率的に集光させることができる。 In addition, by forming the linear Fresnel lens on a spherical surface or a flat surface, the light irradiated to the end portion of the solar battery cell can be efficiently condensed according to the purpose.
以下、本発明の太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムの実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of a photovoltaic conversion efficiency improvement system for a solar cell module according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図4に、本発明の太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムの第1実施例を示す。
一般に、北半球に位置する日本においては、太陽の軌道は夏至には北をゼロ度とする方位角で日の出は約60度、南中高度は約80度、日の入りの方位は約300度であり、冬至には日の出は約120度、南中高度は約31度、日の入りの方位は約240度となり、太陽の軌道は方位と高度が大きく変動するが、太陽電池モジュールの設置は一般に固定式となって折り、その設置の緯度により若干の違いはあるが、40度程度傾斜させて南向きに設置され、南中時刻の前後2時間の約4時間の間に効率的に集光して光電変換するようにしている。
1 to 4 show a first embodiment of a photoelectric conversion efficiency improvement system for a solar cell module according to the present invention.
In general, in Japan, located in the northern hemisphere, the orbit of the sun is about 60 degrees at sunrise, about 80 degrees in the south-middle altitude, and about 300 degrees in the sunset. In the winter solstice, the sunrise is about 120 degrees, the south-middle altitude is about 31 degrees, the sunset direction is about 240 degrees, and the solar trajectory varies greatly in direction and altitude, but the installation of solar cell modules is generally fixed. Although it is slightly different depending on the latitude of the installation, it is installed southward with an inclination of about 40 degrees, and it is efficiently condensed and photoelectrically converted for about 4 hours, 2 hours before and after the south-central time. Like to do.
この太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムは、複数のシリコン太陽電池セルを2次元的に並べて発電する太陽電池モジュールであって、隣接配設する太陽電池セル1の端部位置上方にのみ集光手段2,2を配設し、該太陽電池セル1と対向する位置においては光線が直接入射するように、集光手段2を配設しないようにして構成する。
この太陽電池セル1は、特に限定されるものではなく、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモリファス等にて所要の大きさに製作される。
例えば、太陽電池セルが5インチウエーハから製造される場合、四隅の欠落部分を許容する場合、1辺は100mm程度の太陽電池セルを製造することができる。太陽電池モジュールのコストの大部分はシリコン太陽電池セルが占めているので、シリコン太陽電池のコストを低減するためにもシリコン太陽電池の面積を低減して、集光手段の使用にて集光効率を向上させることができる。しかし、従来のように集光手段を構成する部材の構造を複雑化すると、この部分のコストが高くなるので、本発明では、集光手段2を小型化して、かつ太陽電池セル1の端部位置上方にのみ配設するものである。
This photovoltaic conversion efficiency improvement system of a solar cell module is a solar cell module that generates power by arranging a plurality of silicon solar cells in a two-dimensional manner, and condenses light only above the end position of the adjacent
The
For example, when a solar cell is manufactured from a 5-inch wafer, a solar cell having a side of about 100 mm can be manufactured when missing portions at four corners are allowed. Since most of the cost of the solar cell module is occupied by silicon solar cells, the area of the silicon solar cell can be reduced to reduce the cost of the silicon solar cell, and the light collection efficiency can be increased by using the light collecting means. Can be improved. However, if the structure of the members constituting the light condensing means is complicated as in the prior art, the cost of this portion increases. Therefore, in the present invention, the light condensing means 2 is downsized and the end of the
この集光手段2としては、太陽電池セル1の側端外部に照射される照射光5を集光手段2を透過させることで、太陽電池セル受光面側に屈折させるようにするもので、平面のシリンドリカルレンズで、一方向だけにスリット状に集光させるようにしたもの、具体的には、リニアフレネルレンズを採用する。
また、この集光手段2としてのリニアフレネルレンズは、図1に示すように、配設する太陽電池セル1の側端部に配設するものである。これは、特に限定されるものではなく、例えば、太陽電池セル1を縦横に多数配設する場合、図4に示すように、横方向に隣接する太陽電池セル1,1の間にリニアフレネルレンズ2を配設することができる。
これにより、太陽電池セル1側部の横方向からの照射光5を太陽電池セル側に効果的に集光させることができる。
As this condensing means 2, the
Moreover, the linear Fresnel lens as this condensing means 2 is arrange | positioned in the side edge part of the
Thereby, the
また、図3に示すように、縦横方向に多数隣接配設する太陽電池セル1,1の間の縦方向及び横方向にそれぞれリニアフレネルレンズ2を配設することができる。これにより、太陽電池セル1側方の四周方向からの照射光5を太陽電池セル側に無駄なく集光させることができる。
Moreover, as shown in FIG. 3, the
このように、リニアフレネルレンズを隣接する太陽電池セル1,1間の横方向にのみ配設する場合であっても、また太陽電池セル1,1間の縦横両方向に配設する場合であっても、太陽電池セル1の側端部にのみリニアフレネルレンズを配設するだけで、太陽電池セル受光面に対峙する部分にはリニアフレネルレンズを配設していないので、太陽電池セル受光面に向かって正面から入射する光6は、リニアフレネルレンズを透過することなく直接太陽電池セル受光面に入射して、レンズ通過による光の減衰を防止することができる。
As described above, even when the linear Fresnel lens is disposed only in the lateral direction between the adjacent
したがって、太陽電池セルの正面から入射する光6は、リニアフレネルレンズで集光されずに直接入射するので減衰することなく太陽電池セル受光面に到達し、かつリニアフレネルレンズで集光する太陽電池セル側周囲の光との合計で太陽電池セルに到達する。
フレネルレンズを通過する光は、レンズの材料の透過率と屈折角の余弦に比例し減衰するが、該リニアフレネルレンズの材料として、アクリル樹脂の場合は、その透過率90%前後で屈折率1.48〜1.5とソーダガラス、一般的な工学ガラスとほぼ同じ値となり、またポリカーボネートの場合では屈折率は1.59と、レンズやプリズムを作成することができる。
リニアフレネルレンズとして結像させるためには屈折率分布が均質で、形状も正確な平面や球面を構成することが必要となるが、本発明のように単に屈折で集光する用途では屈折率分布や面の精度も高精度である必要がなく、射出成型や押出成型でレンズを安価に作成することができる。特に長さ方向に対して同一断面を持つリニアフレネルレンズは押出加工で容易に量産することができる。
Therefore, since the light 6 incident from the front of the solar cell is directly incident without being collected by the linear Fresnel lens, the solar cell reaches the solar cell light receiving surface without being attenuated and is collected by the linear Fresnel lens. The solar cell is reached in total with the ambient light on the cell side.
The light passing through the Fresnel lens is attenuated in proportion to the transmittance of the lens material and the cosine of the refraction angle. However, in the case of acrylic resin as the material of the linear Fresnel lens, the refractive index is about 90%. .48 to 1.5 is almost the same value as soda glass and general engineering glass, and in the case of polycarbonate, the refractive index is 1.59, and lenses and prisms can be produced.
In order to form an image as a linear Fresnel lens, it is necessary to form a flat surface or spherical surface that has a uniform refractive index distribution and an accurate shape. In addition, the surface accuracy does not need to be high, and the lens can be produced at low cost by injection molding or extrusion molding. In particular, linear Fresnel lenses having the same cross section in the length direction can be easily mass-produced by extrusion.
また、太陽電池セルの外側端部に配設するリニアフレネルレンズとして、そのレンズ加工を球面にした場合、該リニアフレネルレンズは凸レンズと同等の作用をし、該リニアフレネルレンズを透過した光は、図2(A)に示すように、1点に光を集光するようになり、レンズ加工を3角形あるいは台形の断面を持つようにした場合、リニアフレネルレンズを透過した光は、図2(B)に示すように、平行に屈折して太陽電池セル1に光を誘導するようになる。
Further, as a linear Fresnel lens disposed at the outer end of the solar battery cell, when the lens processing is made spherical, the linear Fresnel lens acts as a convex lens, and the light transmitted through the linear Fresnel lens is As shown in FIG. 2 (A), when light is condensed at one point and the lens processing has a triangular or trapezoidal cross section, the light transmitted through the linear Fresnel lens is as shown in FIG. As shown in B), the light is refracted in parallel to guide light to the
なお、太陽光発電では、太陽電池モジュールに入射する入射角の正弦に比例する要因と、地球に太陽光が入射する際の入射角の余弦に比例して大気圏で減衰する要因、雲や空気中の水蒸気による散乱光の影響もあり、日照時間に対して効率的に発電できるのは3乃至4時間程度であるため、太陽光が一番高い位置にある南中時刻(正午近辺)を挟んだ前後2時間の間での効率向上を行うため、リニアフレネルレンズは屈折率1.5程度のアクリル樹脂で作り、太陽電池セルからの距離とレンズ幅を1:1〜2:1程度の比率とした場合に好適な結果が得られる。 In solar power generation, factors that are proportional to the sine of the incident angle incident on the solar cell module, factors that attenuate in the atmosphere in proportion to the cosine of the incident angle when sunlight is incident on the earth, clouds and in the air Because of the effect of scattered light due to water vapor, it is possible to generate power efficiently for about 3 to 4 hours with respect to the sunshine hours, so the south and middle time (near noon) where sunlight is the highest is sandwiched In order to improve efficiency between the two hours before and after, the linear Fresnel lens is made of acrylic resin having a refractive index of about 1.5, and the distance from the solar cell and the lens width are set to a ratio of about 1: 1 to 2: 1. In this case, a favorable result can be obtained.
また、太陽の軌跡は方位角の方向と高度角の方向では高度の方が方位よりも変動が少ないため、方位角方向だけに着目してレンズ集光を行う場合は、図3に示すように、リニアフレネルレンズを隣接する太陽電池セルの横方向の間にのみ設け、太陽電池セルは高度方向に対しては最小間隔で配置するものとなる。一方、方位方向と高度方向の両方で集光する場合には、図4に示すように方位方向のリニアフレネルレンズと高度方向のリニアフレネルレンズを太陽電池セルの四周周辺の間に配置することができる。 In addition, since the sun trajectory has less fluctuation in the direction of the azimuth angle and the direction of the altitude angle than the azimuth direction, when focusing the lens focusing only on the azimuth direction, as shown in FIG. The linear Fresnel lens is provided only between the lateral directions of the adjacent solar cells, and the solar cells are arranged at a minimum interval in the altitude direction. On the other hand, when condensing light in both the azimuth direction and the altitude direction, as shown in FIG. 4, it is possible to arrange the linear Fresnel lens in the azimuth direction and the linear Fresnel lens in the altitude direction between the four circumferences of the solar cells. it can.
図5に、本発明の太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムの第2実施例を示す。
この実施例は、太陽電池モジュールの基部に太陽電池セル1を密着して配置し、この上方にリニアフレネルレンズ2を配設する場合、リニアフレネルレンズ2にて保護ガラス4と太陽電池モジュールの基部3との間隔を一定に保持するとともに、保護ガラス4をも一体に支持するように構成する。
また、この保護ガラス4をリニアフレネルレンズ2の上方位置で支持する場合、不動態化処理(パッシベーション)の機能を兼ねるようにする。これは、リニアフレネルレンズ2を、図5に示すように、異形断面の上面が球面で構成されたレンズあるいは平面で構成されたプリズムのような屈折体とすることができる。このリニアフレネルレンズ2は透明樹脂を押出加工あるいは射出成型により成型することができる。これにより、部品点数の少ない太陽電池モジュールを作ることができる。
In FIG. 5, 2nd Example of the photoelectric conversion efficiency improvement system of the solar cell module of this invention is shown.
In this embodiment, when the
Further, when the protective glass 4 is supported at a position above the
次に、本発明に適合したリニアフレネルレンズの設計について説明する。
屈折率n、頂角φのリニアフレネルレンズで屈折させる場合、リニアフレネルレンズに対し垂直で光を入射すると、リニアフレネルレンズで屈折した光の入射光とのなす角度θは、
θ=(n−1)φ(rad)
で近似できる。
リニアフレネルレンズの幅をW、リニアフレネルレンズと太陽電池までの距離をLとして、リニアフレネルレンズ幅Wを屈折させるのには、
L=W/θ
=W/(n−1)φ
となる。
ここで、n=1.52、φ=30度(0.52rad)、W=10mmとすると、
θ=15.4度(0.27rad)、L=37mmとなる。
リニアフレネルレンズの幅に対して50%を屈折させる場合、L=37/2で19mmとなる。
太陽電池の幅を100mm、リニアフレネルレンズ幅を10mmとして全体の幅の比をδ=10%とすると、
受光効率ηは
η=1+δCOSθ
=1+0.1×0.96
となり、同じ面積の太陽電池セルでほぼδだけ効率を向上できる。
リニアフレネルレンズと太陽電池までの距離Lを小さくして屈折する量を減らした場合、ほぼ距離Lに比例して効率は低下するが、距離Lがゼロでも効率は最小値が1のため、保護ガラスを支持するためだけに何か介在物を基部とガラスの間に入れる場合、図5に示すように構成することができる。
Next, the design of a linear Fresnel lens suitable for the present invention will be described.
When refracting with a linear Fresnel lens having a refractive index n and an apex angle φ, when light is incident perpendicular to the linear Fresnel lens, the angle θ formed with the incident light of the light refracted by the linear Fresnel lens is
θ = (n−1) φ (rad)
Can be approximated by
To refract the linear Fresnel lens width W, where W is the width of the linear Fresnel lens and L is the distance from the linear Fresnel lens to the solar cell,
L = W / θ
= W / (n-1) φ
It becomes.
Here, when n = 1.52, φ = 30 degrees (0.52 rad), and W = 10 mm,
θ = 15.4 degrees (0.27 rad) and L = 37 mm.
When refracting 50% with respect to the width of the linear Fresnel lens, L = 37/2 and 19 mm.
When the width of the solar cell is 100 mm, the linear Fresnel lens width is 10 mm, and the ratio of the total width is δ = 10%,
The light receiving efficiency η is η = 1 + δCOSθ
= 1 + 0.1 × 0.96
Thus, the efficiency can be improved by almost δ in the solar cell having the same area.
When the distance L between the linear Fresnel lens and the solar cell is reduced and the amount of refraction is reduced, the efficiency decreases almost in proportion to the distance L. However, even if the distance L is zero, the efficiency is a minimum value of 1, so protection is achieved. If something is interposed between the base and the glass only to support the glass, it can be configured as shown in FIG.
以上、本発明の太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムについて、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 As mentioned above, although the photoelectric conversion efficiency improvement system of the solar cell module of this invention was demonstrated based on the several Example, this invention is not limited to the structure described in the said Example, It describes in each Example. The configurations can be appropriately changed without departing from the gist of the configurations, for example, by appropriately combining the configurations.
本発明の太陽電池モジュールの光電変換効率向上システムは、太陽電池セルの側方にのみ特殊な集光手段を配設することで、簡単な構成で光電変換効率を一層向上させるという特性を有していることから、太陽電池モジュールの用途に好適に用いることができるほか、例えば、太陽熱利用設備の用途にも用いることができる。 The photovoltaic conversion efficiency improvement system of the solar cell module of the present invention has the characteristic of further improving the photoelectric conversion efficiency with a simple configuration by disposing a special condensing means only on the side of the solar cell. Therefore, it can be used suitably for the use of a solar cell module, for example, can also be used for the use of solar heat utilization equipment.
1 太陽電池セル
2 集光手段(リニアフレネルレンズ)
3 太陽電池モジュールの基部
4 保護ガラス
5 照射光
6 入射光
DESCRIPTION OF
3 Solar Cell Module Base 4
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009231574A JP2011082256A (en) | 2009-10-05 | 2009-10-05 | Photoelectric-conversion efficiency improving system for solar cell module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009231574A JP2011082256A (en) | 2009-10-05 | 2009-10-05 | Photoelectric-conversion efficiency improving system for solar cell module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011082256A true JP2011082256A (en) | 2011-04-21 |
Family
ID=44076026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009231574A Pending JP2011082256A (en) | 2009-10-05 | 2009-10-05 | Photoelectric-conversion efficiency improving system for solar cell module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011082256A (en) |
-
2009
- 2009-10-05 JP JP2009231574A patent/JP2011082256A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7442871B2 (en) | Photovoltaic modules for solar concentrator | |
US10020413B2 (en) | Fabrication of a local concentrator system | |
US20060272698A1 (en) | Photovoltaic concentrator for solar energy system | |
US20100154866A1 (en) | Hybrid solar power system | |
NL1040088C2 (en) | Concentrating solar panel with diffuse light conversion. | |
KR100933213B1 (en) | Concentration lens for solar power generation | |
US20100071768A1 (en) | Enhanced solar collector | |
US20160079461A1 (en) | Solar generator with focusing optics including toroidal arc lenses | |
CN109496367B (en) | Opto-mechanical system for capturing incident sunlight and transmitting it to at least one solar cell and corresponding method | |
JP2006332113A (en) | Concentrating solar power generation module and solar power generator | |
US20100147375A1 (en) | Micro-concentrators for solar cells | |
US20100282316A1 (en) | Solar Cell Concentrator Structure Including A Plurality of Glass Concentrator Elements With A Notch Design | |
US20140048117A1 (en) | Solar energy systems using external reflectors | |
KR101118443B1 (en) | Concentrated solar cell module | |
JP2007073774A (en) | Solar battery | |
JP6351459B2 (en) | Solar cell module | |
JP6854096B2 (en) | Concentrating solar cell system and power generation method | |
JP4313841B1 (en) | Solar lens and solar-powered equipment | |
KR200459976Y1 (en) | Cover of panel for focusing of solar cell | |
KR101935409B1 (en) | Photovoltaic module | |
JP2011082256A (en) | Photoelectric-conversion efficiency improving system for solar cell module | |
JP2018060978A (en) | Light-condensing solar power generator | |
JP6694072B2 (en) | Photovoltaic device | |
JP5569484B2 (en) | Concentrator and solar cell with concentrator | |
JP2010199342A (en) | Solar cell, module, and photovoltaic power generator |