雙面光伏發電裝置的製作方法

2024-04-12 07:37:05

本發明涉及光伏技術領域，尤其涉及一種雙面光伏發電裝置。

背景技術：

常規光伏發電組件為單面晶矽組件，只能在一面接受太陽光照射進行發電，同等安裝面積光利用效率低，發電效率低。雙面光伏發電組件可正背面接收太陽光照射從而進行雙面發電，但是現有的雙面光伏發電組件其背面發電依靠的是自然地面反射光線進行發電，地面會吸收大部分光線，光利用效率低，發電效率差，經濟性較差。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種雙面光伏發電裝置，提高雙面光伏發電組件的背面光利用率，從而提高發電效率及經濟效益。

為了達到上述目的，本發明提供一種雙面光伏發電裝置，包括：雙面光伏發電組件及反光元件，雙面光伏發電組件面向太陽光的一面為正面，另一面為背面，所述反光元件設於雙面光伏發電組件的背面，所述反光元件具有反光面以反射太陽光線至雙面光伏發電組件的背面，該反光面為面向雙面光伏發電組件傾斜設置的平面。

於本發明一實施例中，所述雙面光伏發電組件的長度方向定義為X軸，寬度方向定義為Z軸，厚度方向定義為Y軸；所述平面由線段在Z軸方向平移得到。

於本發明一實施例中，線段位於X軸和Y軸構成的平面上，線段通過以下方程限定：其中，H1為線段的一端距離雙面光伏發電組件的背面的垂直距離，w為線段的長度，e為反射到雙面光伏組件的背面的光線在X軸方向的範圍，θ為線段與X軸的夾角。

於本發明一實施例中，所述線段的一端位於所述雙面光伏發電組件的一側邊的正下方，線段的另一端位於所述雙面光伏發電組件的外側。

於本發明一實施例中，0°＜θ≤45°。

於本發明一實施例中，其中，L1為雙面光伏發電組件的長度。

於本發明一實施例中，0.5m≤L1≤2m。

於本發明一實施例中，所述雙面光伏發電組件的X軸方向的一側或兩側設置所述反光元件。

與現有技術相比，本技術方案的有益效果是：

本發明通過在雙面光伏發電組件的背面設置反光元件，利用反光元件的反光面反射太陽光至雙面光伏發電組件的背面從而提高光的利用效率，提高發電效率，進而提高經濟效益。

附圖說明

圖1是本發明雙面光伏發電裝置的一實施例的剖面結構示意圖。

圖2是圖1的雙面光伏發電裝置的光路原理圖。

圖3是本發明雙面光伏發電裝置的另一實施例的剖面結構示意圖。

圖4是圖3的雙面光伏發電裝置的光路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖，通過具體實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述。

請參考圖1-4所示，本發明提供一種雙面光伏發電裝置，包括：雙面光伏發電組件1及反光元件2。雙面光伏發電組件1面向太陽光的一面為正面11，另一面為背面12。所述反光元件2設於雙面光伏發電組件1的背面12。所述反光元件2具有反光面21以反射太陽光線至雙面光伏發電組件1的背面12，該反光面21為面向雙面光伏發電組件1傾斜設置的平面。本發明通過在雙面光伏發電組件1的背面12設置反光元件2，利用反光元件2的反光面21反射太陽光至雙面光伏發電組件1的背面12從而提高光的利用效率，提高發電效率，進而提高經濟效益。

所述雙面光伏發電組件1的長度方向定義為X軸，寬度方向定義為Z軸，厚度方向定義為Y軸。圖1所示為X軸和Y軸構成的平面。所述平面由線段在Z軸方向平移得到。垂直於雙面光伏發電組件1正面11入射到反光元件2的光線經過平面反射至雙面光伏發電組件1的背面12，從而可以提高光線的利用率，提高雙面光伏發電組件1的發電效率。

線段位於X軸和Y軸構成的平面上。為使得光線的利用率最大化，線段的設置滿足以下方程：

L＝w·cosθ (3)，

其中，H1為線段的一端距離雙面光伏發電組件1的背面的垂直距離，e為反射到雙面光伏組件的背面12的光線在X軸方向的範圍，θ1為光入射到線段任意一點的入射角(入射角通過以下方法確定：在入射光線與線段的交點處作垂直於線段的法線，入射光線與法線的夾角即為入射角)，L為入射到平面上的光在X軸方向的範圍，θ為線段與X軸的夾角，w為線段的長度。

根據光的反射原理，

θ＝θ1 (4)，

將方程(4)代入方程(1)可得，

根據方程(1)、(2)、(4)，可得，

通過控制變量θ和e，可得到線段的長度w，並確定H1。確定了w即確定了反光元件2的尺寸，確定了H1和θ即確定了反光元件2的安裝位置。因此，通過控制變量θ和e，即可根據方程(5)和(6)得到最佳的光線利用率下的反光元件2的尺寸及安裝位置。

在較優的實施例中，所述線段的一端位於所述雙面光伏發電組件1的一側邊的正下方，線段的另一端位於所述雙面光伏發電組件1的外側，則照射到雙面光伏發電組件1正面11區域之外的光線可以充分利用，全部反射至雙面光伏發電組件1的背面12，進行發電。

反射到雙面光伏組件的背面12的光線在X軸方向的範圍e滿足以下條件：其中，L1為雙面光伏發電組件1的長度。也就是說經反射後的光線可以照射雙面光伏發電組件1的背面12區域的一半及以上，最大可照射雙面光伏發電組件1的背面12區域的全部。請參考圖1和圖2所示，在一實施例中，所述雙面光伏發電組件1的X軸方向的兩側均設置所述反光元件2，為了使得雙面光伏發電組件1的背面12區域可以充分利用進行發電，控制當時，光線經過兩個反光元件2的反射後可以完全覆蓋雙面光伏發電組件1的背面12區域；當時，光線經過兩個反光元件2的反射後不僅可以完全覆蓋雙面光伏發電組件1的背面12區域，且光線會出現部分重疊，大大提高了雙面光伏發電組件1的背面12對光的利用效率。請參考圖3和圖4所示，在一另實施例中，所述雙面光伏發電組件1的X軸方向的一側設置所述反光元件2，為了使得雙面光伏發電組件1的背面12區域可以充分利用進行發電，控制e＝L1，則光線經過反射後可以完全覆蓋雙面光伏發電組件1的背面12區域，光的利用效率最大。相對於單面光伏組件的發電效率，該雙面光伏發電組件1的發電效率提升了100％左右。

在具體實施例中，反光元件2為平面板，其面向雙面光伏發電組件1的外表面為反光面21，結構非常簡單，容易製作，也容易安裝。但不限於此，反光元件2也可以是其他結構，只要其具有面向雙面光伏發電組件1設置的發光面21即可，同樣可以將光反射至雙面光伏發電組件1的背面。

雙面光伏發電組件1的長度根據產品的不同會有多種規格，通常0.5m≤L1≤2m，但不限於此，L1也可以取0.5m～2m範圍外的任意值時，通過控制反光元件2的θ，並根據方程(5)和(6)仍然可以確定反光元件2的最優位置，使雙面光伏發電組件1的發電效率達到最大。

θ的取值滿足以下條件：0°＜θ≤45°，該範圍內可以通過調整反光元件2的尺寸和安裝位置獲得最佳的發光效率。當θ＝0°，或θ＞45°時，反光面21不能把照射到反光面21上的光線全部反射至雙面光伏發電組件1的背面11，發電效率較低，因此，為了使雙面光伏發電組件1充分發揮背面11的發電作用，θ的取值滿足：0°＜θ≤45°。

本發明雖然已以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬於本發明技術方案的保護範圍。