高效光伏發電聚光器的製作方法

2023-07-28 04:17:56

專利名稱：高效光伏發電聚光器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光伏發電聚光器，特別是一種高效光伏發電聚光 器，屬於太陽能利用技術領域。
背景技術：
太陽能是一種清潔無汙染的可再生能源，取之不盡，用之不竭， 充分開發利用太陽能不僅可以節約日益枯竭的常規能源，緩解嚴峻的 資源短缺問題，而且還可以減少汙染，保護人類賴以生存的生態環境。 在眾多的太陽能利用技術中，太陽能光伏發電技術實現了直接將太陽 能轉化為電能，是一種最方便的利用方式，它具有運行安全可靠、無 需燃料、無噪聲、無汙染、可就地利用、使用維護簡便、規模可大可 小等優點，因而受到了世界各國的重視。
雖然太陽能光伏發電具有很多優點，但在光伏發電的發展過程 中，使用成本過高一直是制約其迅速推廣應用的關鍵因素。其重要原
因之一是用於生產太陽能電池的半導體材料價格昂貴，消耗量大， 導致以太陽能電池為核心的光伏發電系統的成本難以大幅度降低。
常規的光伏發電系統一般是將太陽能電池固定安裝，價格居高不 下，難以迅速推廣應用。根據太陽能電池在一定條件下輸出的電流與 接受的光照強度成正比增加而又不至於影響光伏電池壽命的特徵，人 們開始研究採用聚光和跟蹤技術，希望在獲得同樣電能的情況下減少
太陽能電池的用量，而增加的跟蹤聚光的成本遠低於所節約的太陽能 電池的成本相當於用普通的金屬玻璃等材料代替昂貴的半導體材料。 德國、美國、西班牙、澳大利亞等國都分別開發了菲涅爾透鏡聚光、 反射聚光等各種聚光光伏發電系統，現有折射聚光的缺點是光強均勻 性較差，透過率難以提高，製造成本較高，大型拋物面反射聚光的缺 點是拋物面反射鏡製造難度大，成本較高，反射鏡容易破碎，機構整 體防風性能差。這些均導致整套系統性價比提高不明顯，使得聚光光 伏發電系統的優勢難以體現。到目前為止，僅有少量試驗、示範性質 的聚光光伏發電系統投入運行。
近幾年來，我國太陽能光伏組件產量幾乎以每年翻番的速度增 長，但太陽能光伏技術開發和利用的水平不僅遠低於發達國家，也落 後於印度、巴西等發展中國家。儘管我國有著很好的太陽能資源和光 伏電池製造能力，但是太陽能光伏產業的整體水平與發達國家還有很 大的差距， 一是太陽能電池所使用的晶體矽原料的生產依賴進口，原 料緊缺，目前乃至今後很長一段時期，成本下降的空間較小，二是太 陽能光伏系統應用還很少。
現有的光伏發電聚光器結構及特點菲涅爾透鏡聚光器(聚光不 均勻)；大型拋物面聚光(製造難度大)；V型聚光器(聚光倍數低); 八面玲瓏聚光器(四個三角形鏡面聚光不均勻)；我們之前設計的蝶 式，由於全部採用發射鏡聚光，對汙染較大的地區，太陽的散射光較 多，實際聚光效果不理想。

發明內容
本發明的目的在於提供一種具有較高反射鏡利用率的高效光伏
發電聚光器，它還具有精度高、重量輕、成本低廉、性價比高、可批 量注塑製造的特點。
為實現上述目的，本發明的技術解決方案是
本發明是一種高效光伏發電聚光器，它包括反射圓筒、圓形電池 片和散熱板；所述的反射圓筒為口部直徑大、底部直徑小的圓筒狀形 構件，反射圓筒的底部安裝在散熱板上；所述的圓形電池片安裝在反 射圓筒的小直徑底部埠處且固定在散熱板上。
所述的反射圓筒的圓筒內壁形狀採用 一條曲線或由多條直線組 成的折線作母線，繞中心線旋轉得到的迴轉曲面，太陽光經過該迴轉 曲面反射後可均勻照射到底部的圓形電池片上。
所述的多個高效光伏發電聚光器排列安裝跟蹤太陽轉動的支架上。
所述的圓形電池片通過導熱膠直接粘貼在散熱片上。 所述的反射圓筒採用精密注塑成型，反射圓筒內壁採用真空直流
濺射鍍膜技術，在塑料的圓筒內壁上鍍上一層反射膜，以提高太陽光
線的反射率。
所述的圓形電池片矽材料可直接由圓柱矽棒切得成型。
所述的散熱板可直接作為安裝整個高效光伏發電聚光器的連接 架，通過螺栓聯接把塑料製成的反射圓筒固定在散熱板上，再通過螺 栓聯接把整個高效光伏發電聚光器固定在跟蹤太陽轉動的支架上。
本發明還包括一透光罩，該透光罩安裝在反射圓筒大口徑埠 處，把整個反射圓筒內腔封裝起來。
採用上述方案後，本發明具有以下優點 (1)由於本發明的反射圓筒內壁採用真空直流賊射鍍膜技術， 可獲得較高的反射率；內壁曲面，可確保太陽光線經過它反射後均勻
地照到底部的圓形電池片上；反射圓筒採用注塑工藝，適合大批量生 產，達到重量輕、成本低、性價比高。
(2) 由於本發明反射圓筒的圓筒內壁形狀採用一條曲線或由多
條直線組成的折線作母線，繞中心線旋轉得到的迴轉曲面，太陽光經 過該迴轉曲面反射後可均勻照射到底部的圓形電池片上。
(3) 圓形電池片通過導熱膠直接粘貼在散熱片上，可提高電池 片的散熱效果。圓形電池片矽材料形狀可直接由圓柱矽棒切得，更充 分利用矽原材料，降低成本。
(4 )透光罩把整個聚光器封裝起來，可防止風沙、冰雹、雨水 等對圓筒曲面內壁反射膜和電池片的破壞，可延長聚光器的壽命。
綜上所述，本發明與其他光伏發電聚光器相比，易於製造、成本 低廉、重量輕，反射到電池板的光線均勻。
下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。


圖1是本發明高效光伏發電聚光器的剖視圖； 圖2是本發明高效光伏發電聚光器陣列布置圖； 圖3是本發明高效光伏發電聚光器的截面光路圖； 圖4是本發明高效光伏發電聚光器的俯視採光圖。
具體實施例方式
如圖l所示，本發明是一種高效光伏發電聚光器1，它包括透光 罩ll、反射圓筒12、圓形電池片13和散熱板14。
所述的反射圓筒12為口部直徑大、底部直徑小的圓筒狀形構件， 其圓筒內壁形狀採用一條曲線作母線，繞中心線00旋轉得到的迴轉
曲面。在本發明中，反射圓筒的圓筒內壁形狀也可採用多條直線組成 的折線作母線，繞中心線旋轉得到的迴轉面。
所述的反射圓筒12的小端座落在散熱板14上，所述的圓形電池 片13安裝在反射圓筒12的小直徑底部埠處，太陽光經過反射圓筒 12的迴轉曲面反射後可均勻照射到底部的圓形電池片13上。圓形電 池片13可通過導熱膠直接粘貼在散熱板14的散熱片上，可提高電池 片的散熱效果。
所述的透光罩11安裝在反射圓筒12大口徑埠處，把整個反射 圓筒12內腔封裝起來，可防止風沙、水雹、雨水等對圓筒曲面內壁 反射膜和電池片的破壞，提高聚光器的壽命。
所述的反射圓筒12採用精密注塑成型，反射圓筒12內壁採用真 空直流濺射鍍膜技術，在塑料的圓筒內壁上鍍上一層反射膜，以提高 太陽光線的反射率。
所述的圓形電池片13可直接由圓柱矽棒切得成型更充分利用矽 原材料。
在裝配時，散熱板14可直接作為安裝整個高效光伏發電聚光器 的連接架，通過螺栓141聯接把塑料製成的反射圓筒12固定在散熱 板14上，再通過螺栓142聯接把整個高效光伏發電聚光器固定在跟 蹤太陽轉動的支架2上。
如圖2所示是本發明的應用實例，多個高效光伏發電聚光器1排 列安裝在跟蹤太陽轉動的支架2上，形成聚光器陣列。
本發明的工作原理
如圖3所示，太陽光經A點反射到底部電池片13的A，點，太
陽光經B點反射到底部電池片13的B，點，太陽光經C點反射到底 部電池片13的C點。母線AC的斜率按一定規律變化，這樣可使底部 圓形電池片13任意部位的接收到的反射光都非常均勻。太陽光垂直 透光罩ll入射到高效光伏發電聚光器，圓形電池片13可直接獲得一 倍的太陽光，另通過反射圓筒12內壁可把數倍的太陽光線均勻地反 射到聚光器底部的圓形電池片13上，增加圓形電池片13的光照強度， 從而提高圓形電池片13的發電功率。
如圖4所示，太陽光經反射圓筒12的a圓環和c圓環都反射到 圓形電池片13的a，區域，太陽光經反射圓筒12的b圓環反射到圓形 電池片13的b，區i或。
本發明的重點就在於採用一條曲線或由多條直線組成的折線， 繞中心線旋轉形成迴轉面，並通過該迴轉面獲得均勻的反射光，來增 加光伏電池板的光照強度。
固採用迴轉面來估文反射面的光伏發電聚光器，皆屬本發明專利保
護的範圍。
權利要求
1.一種高效光伏發電聚光器，其特徵在於:它包括反射圓筒、圓形電池片和散熱板；所述的反射圓筒為口部直徑大、底部直徑小的圓筒狀形構件，反射圓筒的底部安裝在散熱板上；所述的圓形電池片安裝在反射圓筒的小直徑底部埠處且固定在散熱板上。
2、 根據權利要求1所述的高效光伏發電聚光器，其特徵在於 所述的反射圓筒的圓筒內壁形狀採用 一條曲線或由多條直線組成的 折線作母線，繞中心線旋轉得到的迴轉面，太陽光經過該迴轉面反射後可均勻照射到底部的圓形電池片上。
3、 根據權利要求1所述的高效光伏發電聚光器，其特徵在於 所述的圓形電池片通過導熱膠直接粘貼在散熱片上。
4、 根據權利要求1所述的高效光伏發電聚光器，其特徵在於 所述的反射圓筒採用精密注塑成型，反射圓筒內壁採用真空直流濺射 鍍膜技術，在塑料的圓筒內壁上鍍上一層反射膜，以4是高太陽光線的 反射率。
5、 根據權利要求1所述的高效光伏發電聚光器，其特徵在於 所述的圓形電池片矽材料可直接由圓柱矽棒切得成型。
6、 根據權利要求1所述的高效光伏發電聚光器，其特徵在於 它還包括一透光罩，該透光罩安裝在反射圓筒大口徑埠處，把整個 反射圓筒內腔封裝起來。
7、 根據權利要求1所述的高效光伏發電聚光器，其特徵在於 所述的散熱板可直接作為安裝整個高效光伏發電聚光器的連接架，通 過螺栓聯接把塑料製成的反射圓筒固定在散熱板上，再通過螺栓聯接 把整個高效光伏發電聚光器固定在跟蹤太陽轉動的支架上。
全文摘要
本發明公開了一種高效光伏發電聚光器，它包括透光罩、反射圓筒、圓形電池片和散熱板；圓形電池片安裝在聚光器底部，太陽光垂直透光罩入射到高效光伏發電聚光器，圓形電池片可直接獲得一倍的太陽光，另通過反射圓筒內壁可把數倍的太陽光線均勻地反射到聚光器底部的圓形電池片上，增加圓形電池片的光照強度，從而提高圓形電池片的發電功率。
文檔編號H01L31/0232GK101373797SQ200810071750
公開日2009年2月25日 申請日期2008年9月8日 優先權日2008年9月8日
發明者侯達盤, 劉菊東, 張建一, 張耀明, 洪和民, 許志龍 申請人:集美大學;廈門市凱德爾機電設備有限公司;張耀明