專利名稱：自動(dòng)均衡全年太陽能接收的cpc聚光光伏裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能光電利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自動(dòng)均衡全年太陽能接收的CPC聚光光伏裝置。
背景技術(shù)：
復(fù)合拋物面聚光器(CPC)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)原理如圖1所示，拋物線A繞其焦點(diǎn)Fl沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了 θ max，同理拋物線B繞其焦點(diǎn)F2沿順時(shí)針方向也旋轉(zhuǎn)了 emax，從而使得拋物線A的焦點(diǎn)Fl落在拋物線B的下端點(diǎn)，拋物線B的焦點(diǎn)F2落在拋物線A的下端點(diǎn)， 軸1’和1分別是拋物線A旋轉(zhuǎn)前后的對(duì)稱軸，軸2’和2分別是拋物線B旋轉(zhuǎn)前后的對(duì)稱軸，F(xiàn)2C和FlD分別平行軸1和軸2，拋物線段FlC和F2D關(guān)于Y軸對(duì)稱并繞Y軸旋轉(zhuǎn)一周， 形成三維的復(fù)合拋物面聚光器(CPC)，顯然，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)以后，CE是CPC光線入射口的直徑， F1F2是CPC焦平面的直徑，θ max是CPC的最大聚光角。把入射光線與Y軸的夾角θ 定義為入射角，當(dāng)9i> θ max時(shí)，入射光線經(jīng)過CPC反射從入射口射出，而當(dāng)9i< θ max 時(shí)，入射光線經(jīng)一次反射全部匯聚到焦平面上，由此把9i< θ max的光能量全部收集到焦平面上，這就是CPC的聚光原理。CPC由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聚光效果明顯，在太陽能收集領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。CPC不需要隨時(shí)跟蹤太陽位置，只需要根據(jù)季節(jié)的變化對(duì)其作出一定的調(diào)整即可，相對(duì)而言其操作是比較簡(jiǎn)單的。但是對(duì)于一些無人值守或者安裝位置不易到達(dá)的場(chǎng)合，如果采用現(xiàn)有的普通CPC收集裝置，則無法達(dá)到全年的太陽能均衡收集，特別是夏天和冬天，由于太陽的高度差別較大，因此，如果CPC采用普通結(jié)構(gòu)進(jìn)行收集的話，其發(fā)電系統(tǒng)可靠性將大打折扣。因此，有必要研究出一種能夠在全年時(shí)間段內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全年太陽能接收相對(duì)均衡的 CPC聚光光伏裝置。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種自動(dòng)均衡全年太陽能接收的CPC聚光光伏裝置，通過采用非對(duì)稱設(shè)置的CPC聚光反射裝置，不需要跟蹤太陽，也不需要人工調(diào)整， 通過對(duì)CPC的相關(guān)參數(shù)作出調(diào)整，便可在全年時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)均衡接收，也即在無人操作的情況下獲得最佳能量接收。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的該種自動(dòng)均衡全年太陽能接收的CPC聚光光伏裝置，包括CPC聚光反射裝置和太陽能光伏電池片，所述CPC聚光反射裝置包括上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板，所述上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板的反射弧面相對(duì)，所述太陽能光伏電池片設(shè)置在上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板之間；所述上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)，相關(guān)參數(shù)為 上復(fù)合拋物面反射板最大接收角為14. 5度，理論聚光比為4 ；下復(fù)合拋物面反射板最大接收角為23. 5度，理論聚光比為2.5。[0009]進(jìn)一步，所述上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板的內(nèi)反射面設(shè)置有銀膜或鋁膜；進(jìn)一步，所述上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板分別通過上固定槽和下固定槽固定于底板的表面；進(jìn)一步，所述上固定槽和下固定槽的槽形橫截面為T型或三角形，所述上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板的固定端端部形狀與固定槽的槽形相對(duì)應(yīng)。使用時(shí)，接受面太陽能光伏電池板按當(dāng)?shù)鼐暥仍O(shè)置，整個(gè)裝置面朝南東西向放置。 系統(tǒng)的有效聚光比工作日隨太陽高度角自動(dòng)變化，全年按太陽的運(yùn)行規(guī)律隨季節(jié)自動(dòng)調(diào)離
iF. ο本實(shí)用新型的有益效果是1.本實(shí)用新型采用上下兩片非對(duì)稱設(shè)置的復(fù)合拋物面反射板，不需要跟蹤太陽， 也不需要隨季節(jié)作人工調(diào)整，便可聚光，在全年范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)太陽能接收均衡，從而以全年來計(jì)算的話，達(dá)到了最佳的接收效果；2.復(fù)合拋物面反射板通過固定槽進(jìn)行安裝固定，能夠方便地進(jìn)行安裝和調(diào)整，省時(shí)省力；3.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，制作方便，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中圖1為CPC的原理說明圖；圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如圖2所示，本實(shí)用新型包括CPC聚光反射裝置和太陽能光伏電池片1，其中CPC 聚光反射裝置包括上復(fù)合拋物面反射板2和下復(fù)合拋物面反射板3，上復(fù)合拋物面反射板2 和下復(fù)合拋物面反射板3的反射弧面相對(duì)，太陽能光伏電池片1設(shè)置在上復(fù)合拋物面反射板2和下復(fù)合拋物面反射板3之間，如圖2所示，本實(shí)施例中，上復(fù)合拋物面反射板2和下復(fù)合拋物面反射板3的截面采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)，相關(guān)參數(shù)為上復(fù)合拋物面反射板最大接收角為14. 5度，一般接收角的取值范圍為纊14. 5度， 理論聚光比為4 ；下復(fù)合拋物面反射板最大接收角為23. 5度，一般接收角的取值范圍為 18 23. 5度，理論聚光比為2.5。這種方式主要可以滿足某些地區(qū)太陽光照變化較大的情況，從而使陽光輻射更為均勻，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。上復(fù)合拋物面反射板2和下復(fù)合拋物面反射板3的內(nèi)反射面設(shè)置有銀膜或鋁膜用于反射聚焦，增加入射到太陽電池片上的能流密度，提高輸出功率。本實(shí)施例中，如圖2中的太陽電池板設(shè)置傾角為當(dāng)?shù)鼐暥?，拋物?高度為6km， 實(shí)際聚光比約為3. 6，拋物面3高度為32cm，聚光比約為2，鍍鋁薄膜反射率為0. 85。上復(fù)合拋物面反射板2和下復(fù)合拋物面反射板3分別通過上固定槽4和下固定槽 5設(shè)置于底板的表面，上固定槽4和下固定槽5的槽形橫截面為T型或三角形，上復(fù)合拋物面反射板2和下復(fù)合拋物面反射板3的固定端端部形狀與固定槽的槽形相對(duì)應(yīng)。使用時(shí)，接受面太陽能光伏電池板按當(dāng)?shù)鼐暥仍O(shè)置，整個(gè)裝置面朝南東西向放置。 系統(tǒng)的有效聚光比工作日隨太陽高度角自動(dòng)變化，全年按太陽的運(yùn)行規(guī)律隨季節(jié)自動(dòng)調(diào)整。系統(tǒng)有效聚光比單一工作日早晚較大、中午較小，全年冬季較大、夏季較小，其效果是太陽電池接收到得太陽輻射量相對(duì)均衡；保證為恒定負(fù)載供電的發(fā)電系統(tǒng)可靠運(yùn)行。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.自動(dòng)均衡全年太陽能接收的CPC聚光光伏裝置，其特征在于包括CPC聚光反射裝置和太陽能光伏電池片，所述CPC聚光反射裝置包括上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板，所述上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板的反射弧面相對(duì)，所述太陽能光伏電池片設(shè)置在上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板之間；所述上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)，相關(guān)參數(shù)為上復(fù)合拋物面反射板最大接收角為14. 5度，理論聚光比為4 ；下復(fù)合拋物面反射板最大接收角為23. 5度，理論聚光比為2. 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)均衡全年太陽能接收的CPC聚光光伏裝置，其特征在于 所述上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板的內(nèi)反射面設(shè)置有銀膜或鋁膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)均衡全年太陽能接收的CPC聚光光伏裝置，其特征在于 所述上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板分別通過上固定槽和下固定槽固定于底板的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)均衡全年太陽能接收的CPC聚光光伏裝置，其特征在于 所述上固定槽和下固定槽的槽形橫截面為T型或三角形，所述上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板的固定端端部形狀與固定槽的槽形相對(duì)應(yīng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自動(dòng)均衡接受太陽能輻射量的CPC聚光光伏裝置，包括CPC聚光反射裝置和太陽能光伏電池片，CPC聚光反射裝置包括上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板，上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板的反射弧面相對(duì)，太陽能光伏電池片設(shè)置在上復(fù)合拋物面反射板和下復(fù)合拋物面反射板之間；本實(shí)用新型采用上下兩片非對(duì)稱設(shè)置的復(fù)合拋物面反射板，不需要跟蹤太陽，也不需要隨季節(jié)作人工調(diào)整，在全年范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)接收太陽輻射量相對(duì)均衡，從而對(duì)負(fù)載恒定的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)避免了夏季發(fā)電過剩造成蓄電池過充電，冬季發(fā)電不足出現(xiàn)蓄電池過放電；從全年來計(jì)算的話，達(dá)到了最佳的接收效果，提高了發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)G02B7/182GK202217687SQ201120332410
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者苑進(jìn)社 申請(qǐng)人:重慶師范大學(xué)