一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置的製作方法
2023-05-29 21:31:56
專利名稱：一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型免跟蹤聚光光伏發電集熱裝置，屬太陽能綜合應用領 域。
背景技術：
目前，太陽能聚光光伏發電存在兩個關鍵問題要採用精密的太陽自動跟蹤系統 以及聚光光伏發電導致太陽能電池板的散熱問題。太陽能聚光光伏發電具有價格低廉的優點，但需要安裝在精密跟蹤太陽的自動跟 蹤裝置上，在傾斜的屋頂上不能安裝使用；而且太陽自動跟蹤系統的使用勢必增加了系統 的成本，嚴重阻礙了太陽能聚光光伏發電技術的推廣應用。採用普通矽太陽能電池聚光發電存在另一個關鍵的問題是太陽能矽電池因聚光 發熱而導致光電轉換效率不高，散熱問題難以得到解決，如果採用既能很好地散熱又能把 得到的熱量供家庭使用是最有效的解決方案，有利於降低太陽能利用的成本。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集 熱裝置，它不需要安裝精密的太陽自動跟蹤系統，使矽電池隨時接收聚光透鏡聚集的太陽 光，並及時轉移聚光光伏太陽能矽電池產生的熱量，提高太陽能電池的轉換效率，同時滿足 家庭對熱水的需求。為此，本實用新型裝置採用以下技術方案它包括聚光透鏡陣列、太陽 能電池板陣列，所述太陽能電池板陣列處於聚光透鏡陣列的下方，太陽能電池板與聚光透 鏡一一對應且處於聚光透鏡的聚光光斑處，所述太陽能電池板的後背布設有集熱裝置，所 述集熱裝置具有集熱水管，所述集熱水管與保溫水箱相連。本實用新型採用聚光光伏發電技術，利用低成本的透鏡進行聚光，可以減少昂貴 的太陽能電池片的使用量；太陽能電池工作在低倍甚至高倍的光照強度下，單位面積的有 效功率大幅增加發電成本大幅下降。同時，通過散熱機構對太陽能電池起到冷卻作用，提高 太陽能電池的光電轉換效率，並有利於延長太陽電池的壽命，並把太陽能電池產生的熱量 收集起來供家庭使用，解決了家庭供熱水的問題。本實用新型價格低廉，方便實用，有利於 聚光光伏發電的家庭推廣使用。在採用上述技術方案的同時，本實用新型還可分別或組合採用以下技術方案聚光透鏡和太陽能電池板之間的四周固定有反射鏡。聚光透鏡、太陽能電池板和它們之間四周的反射鏡構成錐臺形結構。所述聚光透鏡為菲涅爾透鏡。所述聚光透鏡的形狀為方形，組成聚光透鏡陣列的各聚光透鏡緊密地排列在一 起。所述聚光透鏡固定在鋼化玻璃背面。聚光透鏡的面積大於太陽能電池板的面積。[0014]所述太陽能電池板是由單晶矽或者多晶矽太陽能電池切割成的。所述太陽能電池板是通過串聯而連接起來的。所述集熱裝置包括與太陽能電池板用導熱絕緣膠粘結的散熱金屬板，所述散熱金 屬板與集熱水管之間用導熱絕緣膠固定。保溫水箱所處的高度比菲涅爾透鏡的高度要高。
圖1為本實用新型所提供的實施例示意圖。圖2為本實用新型所提供的實施例的結構剖示圖。圖3為本實用新型的光路圖。圖4為8X 10菲涅爾透鏡陣列的俯視圖。圖5為8X 10太陽能電池板陣列分布圖。圖6為本實用新型的集熱水管線路圖。
具體實施方式
不垂直於菲涅爾透鏡1的太陽入射光線11射入菲涅爾透鏡1，形成折射光12，折 射光12照射到反射鏡6上形成反射光13，反射光13再照射到小塊太陽能矽電池板2上。 垂直於菲涅爾透鏡1的入射光經過菲涅爾透鏡聚焦後落在小塊太陽能矽電池板2上，來自 各方向的太陽光經菲涅爾透鏡1的折射和反光鏡的反射，絕大部分落在小塊太陽能矽電池 2上。在本實施例中，聚光透鏡陣列被設計成8X10陣列，小塊太陽能矽電池板2也被設 計成8 X 10陣列，並分別對應於8 X 10聚光透鏡陣列中的各菲涅爾透鏡1的焦點上，在小塊 太陽能矽電池板2與菲涅爾透鏡1之間陣列的四周固定反射鏡6形成錐臺形結構，8X10陣 列的菲涅爾透鏡1固定在鋼化玻璃5的下表面，8X 10陣列的小塊太陽能矽電池板2經絕緣 導熱膠固定在散熱金屬板7上。在本實施例中，菲涅爾透鏡1的尺寸為120mmX 120mm,與菲涅爾透鏡數量相同的 小塊太陽能矽電池板2是由普通矽光太陽能電池切割成的面積相等的正方形小塊，其面積 為31mmX31mm，如由通常得125mmX125mm的矽光電池切割成小塊。組成小矽光太陽能電池 的小塊電池板串聯在一起，菲涅爾透鏡的聚光倍數為10倍。由於太陽能僅在一定光譜範圍內可以產生光電效應，實際照射到太陽能矽電池板 2上的太陽能只有一小部分轉化為電能，剩餘的絕大部分都轉化為熱能被小塊太陽能矽電 池板2吸收，使得太陽能矽電池的溫度很高。在小塊太陽能矽電池板2下面通過導熱絕緣 膠固定金屬散熱板7，小塊太陽能矽電池板2正下面的散熱金屬板7位於集熱水管8的上 面，並且二者之間用導熱絕緣膠粘結，散熱管內有冷卻水9，冷卻水9和保溫水箱4連接，保 溫水箱位於高處，保溫水箱所處的高度比菲涅爾透鏡的高度要高。由於熱水的密度小，冷水 的密度大，熱水往高處的保溫水箱4裡流，冷水往集熱水管8裡流。集熱水管8裡的水吸收 太陽能矽電池板2的熱量後溫度升高，升高的水流向保溫水箱4，保溫水箱4裡的冷水流向 集熱水管8，如此循環，保溫水箱4裡的水的溫度會越來越高。本實施例中，集熱水管裸露的外面的部分用保溫材料裹住，防止集熱水管中的熱量散失在空氣中。本實用新型將聚光發電和集熱緊密結合起來，同時不用採用昂貴的跟蹤系統，大 大節省的費用。是一種高效的、無汙染的、綜合利用太陽能的裝置，對節約能源和促進可持 續發展非常重要。上述具體的步驟均僅為了方便說明而舉例而已，並不是對本實用新型範圍的限 制。對於本技術領域的一般人員來說，可以在不脫離本實用新型精神的情況和範圍下，做出 種種變化。因此，所有等同的技術方案也屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置，其特徵在於它包括聚光透鏡陣列、太陽能電池板陣列，所述太陽能電池板陣列處於聚光透鏡陣列的下方，太陽能電池板與聚光透鏡一一對應且處於聚光透鏡的聚光光斑處，所述太陽能電池板的後背布設有集熱裝置，所述集熱裝置具有集熱水管，所述集熱水管與保溫水箱相連。
2.如權利要求1所述的一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置，其特徵在於聚 光透鏡和太陽能電池板之間的四周固定有反射鏡。
3.如權利要求2所述的一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置，其特徵在於聚 光透鏡、太陽能電池板和它們之間四周的反射鏡構成錐臺形結構，聚光透鏡的面積大於太 陽能電池板的面積。
4.如權利要求1所述的一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置，其特徵在於所 述聚光透鏡為菲涅爾透鏡。
5.如權利要求1所述的一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置，其特徵在於所 述聚光透鏡的形狀為方形，組成聚光透鏡陣列的各聚光透鏡緊密地排列在一起。
6.如權利要求1所述的一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置，其特徵在於所 述聚光透鏡固定在鋼化玻璃背面。
7.如權利要求1所述的一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置，其特徵在於所 述太陽能電池板是由單晶矽或者多晶矽太陽能電池切割成的。
8.如權利要求1所述的一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置，其特徵在於所 述太陽能電池板是通過串聯而連接起來的。
9.如權利要求1所述的一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置，其特徵在於所 述集熱裝置包括與太陽能電池板用導熱絕緣膠粘結的散熱金屬板，所述散熱金屬板與集熱 水管之間用導熱絕緣膠固定。
10.如權利要求1所述的一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置，其特徵在於 保溫水箱所處的高度比菲涅爾透鏡的高度要高。
專利摘要本實用新型提供一種新型免跟蹤太陽能聚光光伏發電集熱裝置，它包括聚光透鏡陣列、太陽能電池板陣列，所述太陽能電池板陣列處於聚光透鏡陣列的下方，太陽能電池板與聚光透鏡一一對應且處於聚光透鏡的聚光光斑處，所述太陽能電池板的後背布設有集熱裝置，所述集熱裝置具有集熱水管，所述集熱水管與保溫水箱相連。本實用新型利用低成本的透鏡進行聚光，可以減少昂貴的太陽能電池片的使用量；同時，通過散熱機構對太陽能電池起到冷卻作用，提高太陽能電池的光電轉換效率，並有利於延長太陽電池的壽命，並把太陽能電池產生的熱量收集起來供家庭使用，解決了家庭供熱水的問題。本實用新型價格低廉，方便實用，有利於聚光光伏發電的家庭推廣使用。
文檔編號H02N6/00GK201656819SQ20102004950
公開日2010年11月24日 申請日期2010年1月19日 優先權日2010年1月19日
發明者柴雄良, 江蓉芝 申請人:浙江同星光電科技有限公司