一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器及其聚光方法
2024-03-23 15:56:05 3
一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器及其聚光方法
【專利摘要】本發明提供一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器及其聚光方法：包括反射組件以及高低可調的用於支撐反射組件的底柱支架。所述反射組件是由多塊反射面單元拼裝而成的弧形反射面，排列於反射組件中間位置的反射面單元採用拉絲不鏽鋼材質，排列於所述反射組件中間位置兩側的反射面單元採用鏡面不鏽鋼材質，通過調節底柱支架的高度以及反射面單元反射面的弧度，可以根據季節變化調整太陽能聚光器的位置和姿態，便於對聚光強度進行靈活的調整，既提高了發電效率，又保護了太陽能電池板的使用壽命；同時，本發明通過鏡面不鏽鋼材質以及拉絲不鏽鋼材質的組合，使聚光強度更容易控制，降低了反射面單元的調節複雜程度。
【專利說明】一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器及其聚光方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能光伏發電組件的輔助設備，具體涉及一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器及其聚光方法。
【背景技術】
[0002]太陽能是綠色能源，用太陽能發電是主要形式。但現在太陽能發電效率低，發電量小，導致投資大、回收周期長。為了多發電、縮短回收周期，要麼提高光電轉化率，要麼增加光強度。聚光光伏發電技術(CPV)就是通過增加光強度，實現多發電、降低光伏發電成本的效果。
[0003]現有的聚光光伏發電組件按照聚光器結構的不同主要有反射式結構和折射式結構兩大類型。折射式聚光器聚光比高，所用電池少，對日跟蹤系統精度要求高，常採用多結三五族太陽能電池(即砷化鎵電池)，成本比較昂貴。
[0004]國內現在已投產和大量生產的主要是單晶矽和多晶矽光伏發電電池，要增加它們的發電量，目前主要是通過使用太陽光追蹤系統來實現，這樣就會增加較大成本，而且追蹤系統為軸承循環轉動，在帶動較重的太陽能光伏板轉動時容易損壞，而用於多結三五族太陽能電池的聚光器由於聚光比高，並不適用於單晶矽和多晶矽光伏發電電池。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器及其聚光方法。
[0006]為達到上述目的，本發明採用了以下技術方案:
[0007]一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，該太陽能聚光器包括反射組件以及高低可調的用於支撐反射組件的底柱支架，所述反射組件是由多塊弧度可調的反射面單元拼裝而成的弧形反射面，排列於反射組件中間位置的反射面單元採用拉絲不鏽鋼材質，排列於所述反射組件中間位置兩側的反射面單元採用鏡面不鏽鋼材質。
[0008]所述底柱支架包括底柱調節杆以及圓形支柱，圓形支柱的下端埋入地面下，圓形支柱的上端設置有用於固定底柱調節杆的連接片，底柱調節杆上開設有間隔排列的調節孔，連接片通過調節孔與底柱調節杆銷接。
[0009]所述太陽能聚光器還包括反射面單元弧度調節裝置，反射面單元弧度調節裝置包括前後間隔設置的兩個直角支架以及沿反射面單元拼裝方向間隔排列的多個支承杆體，支承杆體的一端與一個直角支架相連，另一端與另一個直角支架相連，支承杆體上設置有螺紋調節杆，螺紋調節杆與反射面單元的邊沿相連，直角支架與底柱調節杆相連。
[0010]所述反射面單元通過螺紋調節杆設置於直角支架上方，螺紋調節杆上設置有用於支撐反射面單元的條形支架。
[0011]所述弧形反射面的正投影的形狀為扇形。
[0012]所述反射面單元為弧面，反射面單元的正投影的形狀為等腰梯形。
[0013]所述反射組件為兩個，兩個反射組件按距離太陽能電池板的遠近依次排列。
[0014]上述可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器的聚光方法:包括以下步驟:
[0015]通過調節底柱調節杆對兩個直角支架的相對高度進行調整，使反射面單元在水平方向上的傾斜角度得到調整，實現弧形反射面在不同季節與太陽光線照射角度的對應，從冬季到夏季，使弧形反射面在水平方向上的傾斜角度由低到高，再通過螺紋調節杆的升降變化調節反射面單元的弧度，使太陽光線均勻聚集至太陽能電池板上。
[0016]本發明的有益效果體現在:
[0017]本發明所述可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器通過調節底柱支架的高度，可以根據季節變化調整弧形反射面的角度，並結合反射面單元弧度的調節獲得良好的聚光效果，同時，本發明通過鏡面不鏽鋼板以及拉絲不鏽鋼板的組合，使聚光強度更容易控制，降低了反射面單元的調節複雜程度，便於對聚光強度進行靈活的調整，既提高了發電效率，又保護了太陽能電池板的使用壽命。通過使用本發明所述的太陽能聚光器，可以有效的提高太陽能電池板的發電量，在不損壞電池板的前提下，使其聚光後的發電量提高2?3倍。
[0018]進一步的，本發明採用底柱調節杆以及螺紋調節杆實現對反射面的調節，結構簡單可靠，容易操作，降低了太陽能聚光器的製造和使用成本。
[0019]進一步的，通過設置前後兩組反射組件，可以提高太陽能聚光器的調節靈活性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明所述反射組件的俯視圖；
[0021]圖2為本發明所述反射面單元的俯視圖；
[0022]圖3為本發明所述反射面單元的主視圖；
[0023]圖4為入射光線在本發明所述太陽能聚光器內傳播的示意圖；
[0024]圖5為本發明所述底柱支架的結構示意圖；
[0025]圖6為本發明所述螺紋調節杆與反射面單元的連接結構示意圖；
[0026]圖7為本發明的總體結構示意圖。
[0027]圖中:1、3為9:00-11:00的入射光線；2、4為14:00-17:00的入射光線；5為圓形支柱；6為連接片；7為調節孔；8為底柱調節杆；9、14為連接孔；10為直角支架；11為螺紋調節杆；12為反射面單元；13為條形支架；15為反射面；16為太陽能電池板；17為支承杆體；AB、CD、EF以及GH為弧形反射面的弧形邊沿；1、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U以及V為反射面單元的編號。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和實施例對本發明作詳細說明。
[0029]參見圖1?圖4，本發明所述可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器包括反射組件以及高低可調的用於支撐反射組件的底柱支架，所述反射組件為兩個，兩個反射組件按距離太陽能電池板16的遠近(南北方向)依次排列，所述反射組件是由多塊弧度可調的反射面單元12拼裝而成的弧形反射面，所述弧形反射面的正投影的形狀為扇形，所述反射面單元12為反射弧面，反射面單元的正投影的形狀為等腰梯形，排列於反射組件中間位置的反射面單元採用拉絲不鏽鋼材質，排列於所述反射組件中間位置兩側的反射面單元採用鏡面不鏽鋼材質。
[0030]參見圖5，所述底柱支架包括底柱調節杆8以及圓形支柱5，圓形支柱5的下端埋入地面下，圓形支柱5的上端設置有用於固定底柱調節杆8的連接片6，底柱調節杆8上開設有間隔排列的調節孔7，連接片6通過調節孔7與底柱調節杆8銷接。
[0031]參見圖6以及圖7，所述太陽能聚光器還包括反射面單元弧度調節裝置，反射面單元弧度調節裝置包括前後間隔設置的兩個直角支架10以及沿反射面單元拼裝方向間隔排列的多個支承杆體17，支承杆體的一端與一個直角支架相連，另一端與另一個直角支架相連，支承杆體上設置有螺紋調節杆11，螺紋調節杆與反射面單元的邊沿相連，直角支架10上開設有用於連接底柱調節杆8的連接孔14，底柱調節杆上設置有對應的連接孔9，直角支架與底柱調節杆通過各自的連接孔相連，所述反射面單元12通過螺紋調節杆設置於直角支架10上方，螺紋調節杆11上設置有用於支撐反射面單元的條形支架13。
[0032]上述可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器利用反射組件將太陽光線反射並聚集至太陽能電池板16上:
[0033]通過調節底柱調節杆8對兩個直角支架10的相對高度進行調整，使反射面單元12在水平方向上的傾斜角度得到調整，實現弧形反射面在不同季節與太陽光線照射角度的對應，從冬季到夏季，使弧形反射面在水平方向上的傾斜角度由低到高，再通過螺紋調節杆的升降變化調節反射面單元12的弧度，使太陽光線均勻聚集至太陽能電池板16上。
[0034]實施例
[0035]—種可調節的坐地式弧形三倍太陽能聚光器，包括底柱支架和反射面。其中反射面分為前半部分(圖1中ABDC面)和後半部分(圖1中EFHG面)，前後兩部分分別可以獨立調節。
[0036]如圖1?圖3所示，所述反射面由前後兩塊弧形面構成，前後兩塊弧形面中間間隔30cm以便於換季調節工作。整個反射面共由14塊等腰梯形反射面單元所組成。前半部分由上底70cm，下底100cm，高200cm的8塊反射面單元拼接而成；後半部分由上底60cm，下底100cm，高200cm的6塊反射面單元拼接而成。反射面單元採用兩種材料，分別為8K鏡面不鏽鋼和拉絲不鏽鋼。其中前半部分編號為L、M和後半部分編號為S、T的四塊反射面單元為拉絲不鏽鋼，以避免夏季中午(11:00-14:00)過強的太陽光線反射，防止太陽能電池板的溫度過高以致損壞太陽能電池板，其餘反射面單元採用鏡面不鏽鋼。
[0037]反射面單元間緊密相接，單元彎曲弧度可以通過反射面單元的形變獨立調節，這樣不僅能聚集光照，還能相對的控制光照倍數。在光照強度相對較弱的冬季，通過調節反射面單元的弧度，來增強聚光強度，達到發電量倍增的效果。在光照強度相對較強的夏季，由於溫度過高，為了保護太陽能電池板不被高溫損壞，調節反射面單元的弧度，降低聚光強度，從而使整套設備正常、高效的運行。
[0038]如圖4所示，反射面在不同季節由於太陽經度的變化，要相應的變化高度。其中9:00-11:00的入射光線1、3經過編號為1、J、K、Q以及R的五塊鏡面不鏽鋼的反射到達太陽能電池板；14:00-17:00的入射光線2、4經過編號為N、O、P、U以及V的五塊鏡面不鏽鋼的反射到達太陽能電池板；中午的入射光線經過編號為L、M、S以及T的四塊拉絲不鏽鋼的反射直接到達太陽能電池板；從而保證各個時段的光照強度，增加發電量。
[0039]由於8K鏡面不鏽鋼的反射率多90%，拉絲不鏽鋼的反射率為60%;入射到聚光器的光線基本也都能聚在太陽能電池板上，所以聚光後太陽能電池板的發電量是不採用聚光器的平板太陽能電池板發電量的三倍左右。由於太陽能單晶矽或多晶矽電池板承受溫度的限制，聚光倍數控制在3倍以內，可以使太陽能電池板的發電量增加O?2倍。
[0040]如圖5所示，底柱支架包括南北方向調節杆(即底柱調節杆)，通過調節南北方向調節杆的高度，實現反射面在不同季節與太陽光線在不同經瑋度的對應。南北方向調節杆上有6個調節孔，適應春夏秋冬季節的變換調節。可以每月進行一次調節，也可以每個季度進行調節。從冬季到夏季，使用南北方向調節杆使反射面高度由低到高。
[0041]南北方向調節杆與直角支架相連接。反射面單元與東西螺紋調節杆連接，通過調節反射面單元與直角支架之間的螺紋調節杆的距離，來調節反射面單元的弧度。
[0042]參見圖6所示，反射面單元弧度的調節裝置起到固定和調節單元聚光反射面弧度的作用，包括直角支架、東西方向螺紋調節杆以及條形支架，用於不同安裝方法的太陽能電池板的對應反射。通過調節。可以達到全面的、統一倍數的聚光反射。直角支架通過連接孔與南北方向調節杆相連，構成一體的坐地式弧形三倍太陽能聚光器。
[0043]整個聚光器反射面南北方向的調節範圍可分為，反射面的前半部分的AB段可調節角度為10?45度，CD段固定；後半部分的EF段可調節角度為O?13度，GH段的可調節角度為O?27度。
[0044]本發明所述聚光器將聚集的太陽光照射到太陽能電池板上，增加了太陽能電池板發出的電量，且降低成本和成本的回收周期。
【權利要求】
1.一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特徵在於:該太陽能聚光器包括反射組件以及高低可調的用於支撐反射組件的底柱支架，所述反射組件是由多塊弧度可調的反射面單元(12)拼裝而成的弧形反射面，排列於反射組件中間位置的反射面單元採用拉絲不鏽鋼材質，排列於所述反射組件中間位置兩側的反射面單元採用鏡面不鏽鋼材質。
2.根據權利要求1所述一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特徵在於:所述底柱支架包括底柱調節杆(8)以及圓形支柱(5)，圓形支柱(5)的下端埋入地面下，圓形支柱(5)的上端設置有用於固定底柱調節杆(8)的連接片￠)，底柱調節杆(8)上開設有間隔排列的調節孔(7)，連接片(6)通過調節孔(7)與底柱調節杆(8)銷接。
3.根據權利要求2所述一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特徵在於:所述太陽能聚光器還包括反射面單元弧度調節裝置，反射面單元弧度調節裝置包括前後間隔設置的兩個直角支架(10)以及沿反射面單元拼裝方向間隔排列的多個支承杆體(17)，支承杆體的一端與一個直角支架相連，另一端與另一個直角支架相連，支承杆體上設置有螺紋調節杆(11)，螺紋調節杆與反射面單元(12)的邊沿相連，直角支架與底柱調節杆(8)相連。
4.根據權利要求3所述一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特徵在於:所述反射面單元(12)通過螺紋調節杆設置於直角支架(10)上方，螺紋調節杆(11)上設置有用於支撐反射面單元的條形支架(13)。
5.根據權利要求1所述一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特徵在於:所述弧形反射面的正投影的形狀為扇形。
6.根據權利要求1所述一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特徵在於:所述反射面單元(12)為弧面，反射面單元的正投影的形狀為等腰梯形。
7.根據權利要求1所述一種可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器，其特徵在於:所述反射組件為兩個，兩個反射組件按距離太陽能電池板(16)的遠近依次排列。
8.一種如權利要求4所述可調節的坐地式弧形低倍太陽能聚光器的聚光方法:其特徵在於:包括以下步驟: 通過調節底柱調節杆(8)對兩個直角支架(10)的相對高度進行調整，使反射面單元(12)在水平方向上的傾斜角度得到調整，實現弧形反射面在不同季節與太陽光線照射角度的對應，從冬季到夏季，使弧形反射面在水平方向上的傾斜角度由低到高，再通過螺紋調節杆的升降變化調節反射面單元(12)的弧度，使太陽光線均勻聚集至太陽能電池板(16)上。
【文檔編號】H02S40/22GK104506128SQ201410747570
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月8日 優先權日:2014年12月8日
【發明者】劉英旭, 路婷, 欒維濱, 安宏彥 申請人:陝西瑞能化工有限公司